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KR102160452B1 - Method for manufacturing catalyst composition for polymerization of olefin, catalyst composition for polymerization of olefin manufactured by the method and process for polymerization of olefin using the same - Google Patents

Method for manufacturing catalyst composition for polymerization of olefin, catalyst composition for polymerization of olefin manufactured by the method and process for polymerization of olefin using the same Download PDF

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KR102160452B1
KR102160452B1 KR1020190033830A KR20190033830A KR102160452B1 KR 102160452 B1 KR102160452 B1 KR 102160452B1 KR 1020190033830 A KR1020190033830 A KR 1020190033830A KR 20190033830 A KR20190033830 A KR 20190033830A KR 102160452 B1 KR102160452 B1 KR 102160452B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
carrier
olefin
polymerization
catalyst
dialkoxymagnesium
Prior art date
Application number
KR1020190033830A
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Korean (ko)
Inventor
이호영
김진구
맹영재
이정호
함지운
Original Assignee
효성화학 주식회사
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.)
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Publication date
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Abstract

The present invention relates to: a method for manufacturing a catalyst for olefin polymerization, comprising a step of smoothly modifying a surface of a support by post-treating a surface of a dialkoxymagnesium solid support with a polar solvent when manufacturing a catalyst composition for olefin polymerization; a catalyst for olefin polymerization manufactured thereby; and a method for manufacturing an olefin using the same. According to the catalyst for olefin polymerization manufactured by using the dialkoxymagnesium support according to the present invention, olefins having no fine powder and high apparent density can be manufactured, so that process stability during a polymerization process is excellent and productivity can be increased.

Description

올레핀 중합용 촉매 조성물의 제조방법, 이에 의해 제조된 올레핀 중합용 촉매 조성물 및 이를 이용한 올레핀의 제조방법{METHOD FOR MANUFACTURING CATALYST COMPOSITION FOR POLYMERIZATION OF OLEFIN, CATALYST COMPOSITION FOR POLYMERIZATION OF OLEFIN MANUFACTURED BY THE METHOD AND PROCESS FOR POLYMERIZATION OF OLEFIN USING THE SAME}A method for preparing a catalyst composition for olefin polymerization, a catalyst composition for olefin polymerization prepared thereby, and a method for producing olefins using the same. OF OLEFIN USING THE SAME}

본 발명은 중합된 올레핀의 높은 겉보기밀도를 제공할 수 있는 올레핀 중합용 촉매 조성물의 제조방법, 이에 의해 제조된 올레핀 중합용 촉매 조성물 및 이를 이용한 올레핀의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for preparing a catalyst composition for olefin polymerization capable of providing a high bulk density of a polymerized olefin, a catalyst composition for olefin polymerization prepared thereby, and a method for producing an olefin using the same.

올레핀 중합용 촉매는 통상적으로 티타늄, 크롬, 바나듐 등과 같은 전이금속이 주성분인 주촉매와 유기금속화합물인 조촉매, 그리고 전자공여체의 조합으로 이루어지는 촉매계를 말하며 종래부터 광범위하게 연구되어왔다. 일반적으로 중합활성도와 입체규칙성을 향상시키는 방향으로 개발되어 왔으며 그 구성성분과 제조방법 등이 결정되면 생성되는 폴리프로필렌의 성질과 입자분포 등이 결정된다. The catalyst for olefin polymerization refers to a catalyst system comprising a combination of a main catalyst mainly composed of a transition metal such as titanium, chromium, vanadium, etc., a cocatalyst, and an electron donor, and has been extensively studied. In general, it has been developed in the direction of improving polymerization activity and stereoregularity, and when its constituents and manufacturing methods are determined, the properties and particle distribution of the resulting polypropylene are determined.

올레핀 중합용 촉매는 슬러리 중합 공정과 벌크 중합 공정 및 기상 중합 등 다양한 공정에 안정적으로 적용하기 위해서 높은 촉매의 활성과, 적절한 입자 크기, 미세 입자의 최소화, 높은 겉보기밀도 등의 요건을 만족하여야 한다. 현재까지 올레핀 중합용 촉매로 염화마그네슘 담체를 사용하여 제조한 지글러-나타 촉매가 가장 널리 쓰이고 있으며, 담체의 다양한 요구 특성을 만족시키기 위한 방법으로 재결정법, 침전법, 스프레이 건조법이 알려져 있다. The catalyst for olefin polymerization must satisfy requirements such as high catalyst activity, appropriate particle size, minimization of fine particles, and high apparent density in order to stably apply to various processes such as slurry polymerization, bulk polymerization, and gas phase polymerization. Until now, the Ziegler-Natta catalyst prepared using a magnesium chloride carrier as a catalyst for olefin polymerization has been most widely used, and recrystallization, precipitation, and spray drying are known as methods for satisfying various requirements of the carrier.

화학적 반응을 이용하여 마그네슘과 알코올의 반응을 통해 얻어지는 디알콕시마그네슘을 담체로 촉매를 제조할 경우, 종래의 방법들에 비하여 높은 활성을 갖는 촉매를 제조할 수 있다는 장점을 갖는다. 고활성의 지글러-나타형 촉매 성분은 티탄 화합물을 마그네슘 할라이드를 포함하는 고체 지지체와 접촉시켜 제조할 수 있다. 또한, 사염화티타늄과 디알콕시마그네슘과 반응시킴으로써 수득된다. 이 때, 디알콕시마그네슘은 사염화티타늄과의 반응을 통해 염화마그네슘 지지체로 변환되어 티타늄과 배위결합으로 활성을 가진 촉매 성분을 형성한다. When preparing a catalyst using a dialkoxymagnesium obtained through the reaction of magnesium and alcohol using a chemical reaction as a carrier, it has the advantage that a catalyst having higher activity can be prepared compared to conventional methods. The highly active Ziegler-Natta type catalyst component can be prepared by contacting a titanium compound with a solid support including magnesium halide. Further, it is obtained by reacting titanium tetrachloride and dialkoxy magnesium. At this time, the dialkoxy magnesium is converted into a magnesium chloride support through a reaction with titanium tetrachloride to form an active catalyst component through coordination with titanium.

기존의 디알콕시마그네슘 지지체를 기반으로 하는 지글러-나타 올레핀 중합용 촉매의 제조 과정은, 지지체에 사염화규소 또는 사염화티타늄 등을 사용하여 알콕시기를 염소기로 치환하는 전처리 단계; 부반응물을 세정하는 단계; 세정된 담체에 내부전자공여체를 도입하는 단계; 내부전자공여체가 도입된 지지체에 고온에서 사염화티타늄을 투입하여 지지체에 도입하는 단계; 2차 사염화티타늄을 재차 투입하여 고온에서 지지체에 도입하는 단계; 및 고온에서 부반응물을 침전/상등액 디캔테이션(Decantation)하여 제거하고 고체 촉매를 건조하는 단계를 포함한다. The manufacturing process of a catalyst for Ziegler-Natta olefin polymerization based on a conventional dialkoxymagnesium support includes a pretreatment step of substituting an alkoxy group with a chlorine group using silicon tetrachloride or titanium tetrachloride on the support; Washing the side reactants; Introducing an internal electron donor to the washed carrier; Introducing titanium tetrachloride at high temperature into the support into which the internal electron donor has been introduced into the support; Re-injecting the secondary titanium tetrachloride into the support at high temperature; And removing the side-reactant by precipitation/supernatant decantation at high temperature and drying the solid catalyst.

디에톡시마그네슘 담체의 경우, 순간적으로 담체가 제조되어지는 재결정법과 스프레이 건조법과는 달리 화학 반응에 의해 결정 분체들이 응집(agglomerization)되는 형태로 성장하기 때문에 담체 표면의 모폴로지가 거칠게 형성되어 중합 파우더의 겉보기밀도가 낮은 단점을 가진다. 중합 파우더의 겉보기밀도가 낮을 경우, 기상 중합시 중합 파우더 유동화 과정에서 가벼운 중합 파우더가 반응기 순환 기체(cycle gas)에 의해 반응기 상부를 통해 열교환기에 혼입되어 열교환 효율을 떨어뜨리고 생산성을 저하시키는 문제점을 갖는다.In the case of diethoxymagnesium carrier, unlike the recrystallization method and spray drying method in which the carrier is instantaneously prepared, the crystal powders grow in agglomerization form by chemical reaction, so the morphology of the carrier surface is roughened and the appearance of the polymerized powder. It has a disadvantage of low density. When the apparent density of the polymerized powder is low, light polymerized powder is mixed into the heat exchanger through the upper part of the reactor by the reactor cycle gas during gas phase polymerization in the process of fluidizing the polymerized powder, thereby reducing heat exchange efficiency and reducing productivity. .

본 발명의 목적은 높은 겉보기밀도를 나타내는 올레핀을 중합할 수 있는 촉매 조성물의 제조방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a method for producing a catalyst composition capable of polymerizing olefins exhibiting a high apparent density.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 촉매 조성물의 제조방법에 의해 제조된 촉매 조성물을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a catalyst composition prepared by the method for preparing the catalyst composition.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은(a) 디알콕시마그네슘 고체 담체를 제조하는 단계;(b) 상기 디알콕시마그네슘 고체 담체의 표면을 극성 용매로 후처리하여 담체의 표면을 개질하는 단계; 및(c) 사염화티타늄을 첨가하여 올레핀 중합 촉매를 제조하는 단계를 포함하는 올레핀 중합용 촉매 조성물의 제조방법에 관한 것이다.One aspect of the present invention for achieving the above object is (a) preparing a dialkoxymagnesium solid support; (b) modifying the surface of the dialkoxymagnesium solid support by post-treating the surface of the dialkoxymagnesium solid support with a polar solvent. Step to do; And (c) it relates to a method for producing a catalyst composition for olefin polymerization comprising the step of preparing an olefin polymerization catalyst by adding titanium tetrachloride.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 양상은 상기 올레핀 중합용 촉매의 제조방법에 의해 제조된 올레핀 중합용 촉매 조성물에 관한 것이다.Another aspect of the present invention for achieving the above object relates to a catalyst composition for olefin polymerization prepared by the method for producing the catalyst for olefin polymerization.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 양상은 상기 올레핀 중합용 촉매 조성물의 존재하에, 올레핀계 단량체를 중합 반응하는 단계를 포함하는 올레핀 중합물의 제조방법에 관한 것이다.Another aspect of the present invention for achieving the above object relates to a method for producing an olefin polymer comprising the step of polymerizing an olefin-based monomer in the presence of the catalyst composition for olefin polymerization.

본 발명에 의한 올레핀 중합 촉매용 담체는 디알콕시마그네슘의 표면이 극성 용매로 후처리되어 담체 표면의 모폴로지가 향상되어 구형도가 크고 미세 입자를 완전히 제거할 수 있기 때문에 입도분포가 균일하고 겉보기밀도가 높다. 후처리에 의해 표면이 매끈하게 개질된 디알콕시마그네슘 담체를 이용하여 제조된 올레핀 중합용 촉매를 이용하면 미세 분말이 없고 겉보기밀도가 높은 올레핀을 제조할 수 있어 중합 공정시의 공정안정성이 우수하고 생산성을 증가시킬 수 있다. The carrier for an olefin polymerization catalyst according to the present invention has a uniform particle size distribution and an apparent density because the surface of dialkoxymagnesium is post-treated with a polar solvent to improve the morphology of the carrier surface, so that it has a large sphericity and can completely remove fine particles. high. When using a catalyst for olefin polymerization prepared using a dialkoxymagnesium carrier whose surface is smoothly modified by post-treatment, olefins with no fine powder and high apparent density can be produced, resulting in excellent process stability and productivity during the polymerization process. Can increase

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 후처리된 디알톡시마그네슘 담체의 입도 분포 그래프이다.
도 2(a)는 본 발명의 일 실시예에 의한 후처리된 디알톡시마그네슘 담체의 1,000배 SEM 이미지이다.
도 2(b)는 본 발명의 일 실시예에 의한 후처리된 디알톡시마그네슘 담체의 10,000배 SEM 이미지이다.
도 3은 본 발명의 비교제조예 1에 의한 디알톡시마그네슘 담체의 입도 분포 그래프이다.
도 4(a)는 본 발명의 비교제조예 1에 의한 디알톡시마그네슘 담체의 1,000배 SEM 이미지이다.
도 4(b)는 본 발명의 비교제조예 1에 의한 디알톡시마그네슘 담체의 10,000배 SEM 이미지이다.
1 is a graph of particle size distribution of a post-treated dialthoxymagnesium carrier according to an embodiment of the present invention.
2(a) is a 1,000-fold SEM image of a post-treated dialthoxymagnesium carrier according to an embodiment of the present invention.
2(b) is a 10,000-fold SEM image of a post-treated dialthoxymagnesium carrier according to an embodiment of the present invention.
3 is a graph showing the particle size distribution of the dialoxymagnesium carrier according to Comparative Preparation Example 1 of the present invention.
4(a) is a 1,000-fold SEM image of the dialthoxymagnesium carrier according to Comparative Preparation Example 1 of the present invention.
4(b) is a 10,000-fold SEM image of the dialoxymagnesium carrier according to Comparative Preparation Example 1 of the present invention.

본 발명에 의한 올레핀 중합용 촉매의 제조방법은 디알톡시마그네슘에 대한 용해성을 가지는 극성 용매를 사용하여 디에톡시마그네슘 담체의 거친 표면 모폴로지를 개선하는 것을 특징으로 하며, 제조된 촉매를 이용하여 높은 겉보기밀도를 가지는 올레핀을 중합할 수 있다. The method for preparing the catalyst for olefin polymerization according to the present invention is characterized by improving the rough surface morphology of the diethoxymagnesium carrier by using a polar solvent having solubility in dialoxymagnesium, and using the prepared catalyst, it has high apparent density. It is possible to polymerize the olefin having.

이하, 본 발명의 올레핀 중합용 촉매 조성물의 제조방법에 대하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, a method for preparing the catalyst composition for olefin polymerization of the present invention will be described in more detail.

(가) 디알콕시마그네슘 고체 담체의 제조하는 단계(A) preparing a dialkoxy magnesium solid carrier

본 단계는 요오드 개시제를 알코올이 투입된 반응기에 적가하여 완전히 녹이고 마그네슘 금속 분말을 적가하여 디알콕시마그네슘을 제조하는 단계이다. In this step, an iodine initiator is added dropwise to a reactor into which alcohol is added to completely dissolve it, and magnesium metal powder is added dropwise to prepare dialkoxymagnesium.

먼저 탄소수 1 내지 10 개의 알코올에 요오드(I2)를 완전히 용해시킨다. 반응기의 내온을 약 20 ~ 100℃로 유지시킨 후 마그네슘 분말을 반응기로 투입하고 230 내지 250rpm의 속도로 교반하여 10 여분 동안 반응을 진행한다. 마그네슘과 알코올을 적가하여 10 여분 동안 반응하는 과정을 반복한 후 4 내지 6시간 동안 반응시켜 수소가 발생하지 않는 것을 확인하고 반응기 온도를 25℃로 냉각하여 반응을 종료한다. 반응 후 수 차례 에틸 알코올을 투입하여 교반을 멈추고 침전시켜 상등액을 제거하여 디알콕시마그네슘 고체 담체의 제조한다. First, iodine (I 2 ) is completely dissolved in an alcohol having 1 to 10 carbon atoms. After maintaining the internal temperature of the reactor at about 20 to 100°C, magnesium powder is introduced into the reactor and stirred at a speed of 230 to 250 rpm to proceed with the reaction for 10 extra. Magnesium and alcohol were added dropwise and the reaction was repeated for 10 extra, and the reaction was performed for 4 to 6 hours to confirm that no hydrogen was generated, and the reaction was terminated by cooling the reactor temperature to 25°C. After the reaction, ethyl alcohol was added several times to stop stirring and precipitated to remove the supernatant to prepare a dialkoxymagnesium solid carrier.

상기 요오드 개시제는 마그네슘 금속의 0.001 ~ 0.100 몰 분율을 투입하며 바람직하게는 0.003 ~ 0.010 몰 분율을 투입한다. 개시제의 사용량이 0.001 몰 분율 미만인 경우, 반응 진행 속도가 너무 느려져서 거친(coarse) 담체가 생성되고, 개시제의 사용량이 0.100 몰 분율을 초과하는 경우, 반응 속도가 너무 빨라서 과도한 응집 반응에 의해 미분 발생량이 많아진다.In the iodine initiator, 0.001 to 0.100 mole fraction of magnesium metal is added, and preferably 0.003 to 0.010 mole fraction is added. When the amount of the initiator used is less than 0.001 mole fraction, the reaction proceeding rate is too slow to generate a coarse carrier, and if the amount of the initiator exceeds 0.100 mole fraction, the reaction rate is too fast and the amount of fine powder generated by excessive aggregation reaction There are many.

반응 온도는 20 ~ 100℃의 범위이며, 바람직하게는 50 ~ 80℃의 범위이다. 반응 온도가 20℃ 보다 낮을 경우 너무 느린 반응으로 거친 담체가 생성되며, 100℃보다 높을 경우 반응 속도가 너무 빨라서 과도한 응집 반응에 의해 미분 발생량이 많아진다. 반응 종료 후 알코올을 통해 3회 침전/상등액 디캔테이션 방법으로 잔여 개시제와 알코올에 녹은 반응 중간체를 제거한다. The reaction temperature is in the range of 20 to 100°C, preferably in the range of 50 to 80°C. When the reaction temperature is lower than 20°C, a coarse carrier is generated due to a too slow reaction, and when the reaction temperature is higher than 100°C, the reaction rate is too fast and the amount of fine powder generated by excessive aggregation reaction is increased. After completion of the reaction, the residual initiator and the reaction intermediate dissolved in the alcohol are removed by 3 times precipitation/supernatant decantation through alcohol.

(나) 디알콕시마그네슘 고체 담체를 후처리하여 담체의 표면을 개질하는 단계(B) Post-treatment of the dialkoxymagnesium solid carrier to modify the surface of the carrier

본 단계는 단계(가)에서 제조된 디알콕시마그네슘 고체 담체를 후처리하는 단계이다. This step is a step of post-treating the dialkoxymagnesium solid carrier prepared in step (a).

먼저 단계(가)에서 제조된 디알콕시마그네슘 고체 담체를 극성 용매 내에 용해시켜 고체 담체가 담지된 반응물을 제조한다. 이어서 담체 무게의 5wt% ~ 40wt%에 해당하는 극성 용매를 상기 반응물에 적가하여 0℃ ~ 78℃ 온도에서 수시간 동안 교반한 후 침전시키고 상등액을 제거한다. 상기 극성 용매를 담체 무게의 5wt% 미만으로 적가하는 경우 담체 표면의 모폴로지를 개선하여 표면이 개질되는 정도가 미비하고 담체 무게의 40wt%를 초과하여 극성 용매를 적가하는 경우 극성 용매에 의해 용해되는 담체가 많고 담체들끼리 과도하게 응집되어 담체 사이즈가 커지고 겉보기 밀도가 하락하는 문제점이 있다. 또한, 담체의 후처리 반응 온도가 0℃ 미만이거나 78℃를 초과하는 경우 후처리 반응이 원활하게 일어나지 못하여 담체 표면의 모폴로지를 개선하여 표면이 개질되는 정도가 미비하다. 특히, 후처리 반응 온도가 0℃ 미만일 경우 극성 용매에 대한 담체의 용해도가 하락하여 미분을 녹여 제거하기 어렵고 78℃ 를 초과하는 경우 극성 용매에 대한 용해도가 증가하여 담체들끼리 과도하기 응집되어 담체 사이즈가 커지고 겉보기 밀도가 하락하는 문제점이 있다. First, the dialkoxymagnesium solid carrier prepared in step (a) is dissolved in a polar solvent to prepare a reactant carrying the solid carrier. Subsequently, a polar solvent corresponding to 5wt% to 40wt% of the weight of the carrier is added dropwise to the reactant, stirred at 0°C to 78°C for several hours, then precipitated and the supernatant is removed. When the polar solvent is added dropwise to less than 5 wt% of the weight of the carrier, the degree of modification of the surface by improving the morphology of the carrier surface is insufficient, and when a polar solvent is added dropwise in excess of 40 wt% of the carrier weight, the carrier is dissolved by the polar solvent There is a problem in that there are many carriers and excessive agglomeration between carriers increases the carrier size and decreases the apparent density. In addition, when the post-treatment reaction temperature of the carrier is less than 0°C or exceeds 78°C, the post-treatment reaction does not occur smoothly, and the degree of modification of the surface by improving the morphology of the carrier surface is insufficient. Particularly, when the post-treatment reaction temperature is less than 0℃, the solubility of the carrier in the polar solvent decreases, making it difficult to dissolve and remove the fine powder. When it exceeds 78℃, the solubility in the polar solvent increases, resulting in excessive aggregation between the carriers. There is a problem that is increased and the apparent density decreases.

이어서 수 회에 걸쳐 유기용매를 투입하여 세정한 후 노말 헥산을 사용하여 수 회 씻어준 후 질소 퍼지를 통해 용매를 완전히 제거한다. 세정에 사용되는 유기용매는 유전상수가 24.7을 넘지 않는 극성 용매 및 비극성 용매를 포함할 수 있다. Subsequently, after washing with an organic solvent several times, the solvent was completely removed through nitrogen purge after washing several times with normal hexane. The organic solvent used for cleaning may include a polar solvent and a non-polar solvent whose dielectric constant does not exceed 24.7.

이와 같이 제조가 완료된 디에톡시마그네슘의 표면을 개질하는 과정에서 적정량의 극성 용매를 가하여 일정 시간 동안 후처리 할 경우, 생성된 담체의 거친 표면 모폴로지가 개선되며 표면이 매끈하게 개질된다. 본 발명에 사용된 극성 용매는 유전 상수(Dielectric constant,ε)가 30 내지 46.7 범위인 것이 바람직하다. 유전 상수는 극성 용매의 극성도를 나타내는 척도로, 유전 상수가 30미만일 경우 극성도가 낮아 담체에 대한 용해도를 떨어뜨리고, 46보다 클 경우 담체에 대한 용해도가 커져서 과도한 응집이 일어날 수 있다. In the process of modifying the surface of the prepared diethoxymagnesium, when post-treatment is performed for a certain period of time by adding an appropriate amount of a polar solvent, the rough surface morphology of the resulting carrier is improved and the surface is smoothly modified. The polar solvent used in the present invention preferably has a dielectric constant (ε) in the range of 30 to 46.7. The dielectric constant is a measure of the polarity of a polar solvent. If the dielectric constant is less than 30, the polarity is low, so solubility in the carrier is lowered, and when it is greater than 46, the solubility in the carrier increases and excessive aggregation may occur.

사용 가능한 극성 용매는 디에톡시마그네슘에 대해 용해성을 가지는 탄소수 1 내지 20 개의 에테르계 용매, 에스테르계 용매, 술폰계 용매, 아민계 용매, 니트릴계 용매, 알코올계 용매, 유기할로겐계 용매 및 유기 과산화물 용매로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. Polar solvents that can be used include ether solvents having 1 to 20 carbon atoms, ester solvents, sulfone solvents, amine solvents, nitrile solvents, alcohol solvents, organic halogen solvents and organic peroxide solvents having solubility in diethoxymagnesium. It may be one or more selected from the group consisting of.

상기 알코올계 용매는 메틸 알코올, 에틸 알코올, 프로필 알코올, 부틸 알코올, 에틸렌 글라이콜 및 프로필렌 글라이콜 중에서 선택되는 하나 이상일 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The alcohol-based solvent may be at least one selected from methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, butyl alcohol, ethylene glycol, and propylene glycol, but is not limited thereto.

상기 에테르계 용매는 테트라하이드로퓨란, 2-메틸테트라하이드로퓨란, 디메틸에테르 및 디부틸에테르 중에서 선택되는 하나 이상일 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The ether solvent may be at least one selected from tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethyl ether, and dibutyl ether, but is not limited thereto.

상기 에스테르계 용매는 에틸아세테이트(ethyl acetate), 부틸아세테이트(butyl acetate), 아밀아세테이트(amyl acetate), 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 부틸렌 카보네이트, γ-부티로락톤, γ-발레로락톤, γ-카프로락톤, δ-발레로락톤 및 ε-카프로락톤, 디메틸 카보네이트, 에틸 메틸 카보네이트, 디에틸 카보네이트, 디프로필 카보네이트, 디부틸 카보네이트, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 메틸 헥사노에이트 및 메틸 포르메이트 중에서 선택되는 하나 이상일 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The ester-based solvent is ethyl acetate, butyl acetate, amyl acetate, ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, γ- Selected from caprolactone, δ-valerolactone and ε-caprolactone, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, dipropyl carbonate, dibutyl carbonate, methyl acetate, ethyl acetate, methyl hexanoate and methyl formate There may be more than one, but is not limited thereto.

상기 술폰계 용매는 디메틸설폭사이드, 테트라메틸렌 술폰(tetramethylene sulfone), 에틸메틸 술폰(ethylnethyl sulfone), 디부틸 술폰(dibutyl sulfone), 부타디엔 술폰(butadiene sulfone), 디에틸 술폰(diethyl sulfone) 및 디메틸 술폰(dimethyl sulfone) 중에서 선택되는 하나 이상일 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The sulfone solvents include dimethyl sulfoxide, tetramethylene sulfone, ethylnethyl sulfone, dibutyl sulfone, butadiene sulfone, diethyl sulfone and dimethyl sulfone. It may be one or more selected from (dimethyl sulfone), but is not limited thereto.

상기 아민계 용매는 헥사메틸포스포아미드(Hexamethylphosphoramide), 에틸아민, 프로필아민 및 사이클로헥실아민 중에서 선택되는 하나 이상일 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The amine solvent may be one or more selected from hexamethylphosphoramide, ethylamine, propylamine, and cyclohexylamine, but is not limited thereto.

상기 니트릴계 용매는 발레로니트릴, 카프릴로니트릴, 헵탄니트릴, 사이클로헥산 카본니트릴, 아세토니트릴, 헵틸 시아나이드, 2-플루오로벤조니트릴, 4-플루오로벤조니트릴, 페닐아세토니트릴, 2-플루오로페닐아세토니트릴 및 4-플루오로페닐아세토니트릴 중에서 선택되는 하나 이상일 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The nitrile solvent is valeronitrile, caprylonitrile, heptanenitrile, cyclohexane carbonnitrile, acetonitrile, heptyl cyanide, 2-fluorobenzonitrile, 4-fluorobenzonitrile, phenylacetonitrile, 2-fluoro It may be one or more selected from phenylacetonitrile and 4-fluorophenylacetonitrile, but is not limited thereto.

상기 유기 과산화물 용매는 이소부틸 퍼옥사이드, 라우로일(lauroyl) 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드(benzoyl peroxide), m-톨루오일 퍼옥사이드(m-toluoyl peroxide), t-부틸 퍼옥시-2-에틸 헥사노에이트, t-부틸 퍼옥시 바이바레이트, t-부틸옥시네오데카네이트, 디이소프로필 퍼옥시 디카보네이트, 디에톡시 퍼옥시 디카보네이트, 비스-(4-t-부틸사이크로헥실)퍼옥시 디카보네이트, 디메톡시 이소프로필 퍼옥시 디카보네이트, 디사이클로헥실퍼옥시 디카보네이트 및 3,3,5-트리메틸헥사노일 퍼옥사이드 중에서 선택되는 하나 이상일 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The organic peroxide solvent is isobutyl peroxide, lauroyl peroxide, benzoyl peroxide, m-toluoyl peroxide, t-butyl peroxy-2-ethyl hexa Noate, t-butyl peroxy bivalate, t-butyloxyneodecanate, diisopropyl peroxy dicarbonate, diethoxy peroxy dicarbonate, bis-(4-t-butylcyclohexyl) peroxy di It may be one or more selected from carbonate, dimethoxy isopropyl peroxy dicarbonate, dicyclohexylperoxy dicarbonate, and 3,3,5-trimethylhexanoyl peroxide, but is not limited thereto.

상기 유기할로겐계 용매는 클로로포름 및 클로로벤젠 중에서 선택되는 하나 이상일 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.The organic halogen-based solvent may be at least one selected from chloroform and chlorobenzene, but is not limited thereto.

이와 같이 제조된 본 발명에 의한 담체는 겉보기밀도 0.29g/ml 이상, 입도분포도(D90-D10)/D50가 0.69g/ml 이하, 구형도(Mv/Ma) 0.82 이상인 특징을 나타낸다.The carrier according to the present invention thus prepared has an apparent density of 0.29 g/ml or more, a particle size distribution (D90-D10)/D50 of 0.69 g/ml or less, and a sphericity (Mv/Ma) of 0.82 or more.

본 발명의 일 실시예에서, 디알콕시마그네슘은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다. In one embodiment of the present invention, the dialkoxy magnesium may be represented by the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

Mg(OR1)2 Mg(OR 1 ) 2

상기 화학식 1에서 R1 은 C1~20의 직쇄형 및 분지형 지방족 구조를 포함하는 1차, 2차 및 3차 알킬기로부터 선택된다. In Formula 1, R 1 is selected from primary, secondary and tertiary alkyl groups including C1-20 linear and branched aliphatic structures.

(다) 사염화티타늄을 적가하고 고온에서 부반응물을 제거하고 고체 촉매를 수득하는 단계(C) adding titanium tetrachloride dropwise, removing side-reactants at high temperature, and obtaining a solid catalyst

단계(나)에 의한 혼합물이 담겨 있는 반응기의 온도를 3 내지 5 시간에 걸쳐 60 내지 80℃로 승온시킨 후 사염화티타늄을 투입한다. 반응기의 내온을 110℃ 까지 승온하고 110℃ 에서 수 시간 추가로 반응시킨다. 반응 이후 교반을 멈추고 상등액을 제거하고, 유기용매와 사염화티타늄을 추가로 투입하여 30 분 내지 2시간 추가 반응시킨다. 이 때 사염화티타늄은 각각 지지체 대비 1 ~ 10 몰 분율로 투입한다. 바람직하게는 1.5 ~ 3.0 몰 분율을 투입한다. 투입량이 1몰 분율 미만인 경우 제조된 촉매의 활성이 낮고, 10몰 분율을 초과하여 투입할 경우, 촉매 활성을 저하시키기 때문에 바람직하지 않다. 교반을 멈추고 약 100℃의 고온에서 비점이 100℃ 보다 높은 하이드로카본 용매를 사용하여 3회 침전/상등액 디캔테이션 방법으로 염화티타늄 알코올레이트와 미반응 이할로겐화 유기화합물을 제거한다. 고체 성분을 60℃의 온도에서 톨루엔 및 노말 헥산 용액으로 세정한 후 약 70℃의 온도에서 질소 퍼지하여 용매를 완전히 제거한 후 고체 촉매를 얻는다.After raising the temperature of the reactor containing the mixture obtained from step (b) to 60 to 80°C over 3 to 5 hours, titanium tetrachloride is added. The inner temperature of the reactor was raised to 110°C and reacted at 110°C for several hours. After the reaction, the stirring was stopped, the supernatant was removed, and an organic solvent and titanium tetrachloride were additionally added to react for an additional 30 minutes to 2 hours. At this time, titanium tetrachloride is added in an amount of 1 to 10 moles relative to each support. Preferably, 1.5 to 3.0 mole fraction is added. If the amount is less than 1 mole fraction, the activity of the prepared catalyst is low, and if the amount exceeds 10 mole fraction, the catalyst activity is lowered, which is not preferable. After stopping the agitation, titanium chloride alcoholate and unreacted dihalogenated organic compounds are removed by 3 times precipitation/supernatant decantation using a hydrocarbon solvent having a boiling point higher than 100°C at a high temperature of about 100°C. After washing the solid component with a solution of toluene and normal hexane at a temperature of 60° C., purging with nitrogen at a temperature of about 70° C. to completely remove the solvent, a solid catalyst is obtained.

본 발명에 의하면, 디알콕시마그네슘의 표면을 극성 용매로 후처리하여 담체 표면의 모폴로지가 향상되어 구형도가 크고 미분을 제거하여 입도 분포가 개선될 뿐 아니라 겉보기밀도를 증가시킬 수 있다. 이러한 담체를 이용하여 제조된 올레핀 중합용 촉매는 미세 분말이 없고 겉보기밀도가 높은 올레핀 제조가 가능하기 때문에 중합 공정에서 공정안정성이 우수하고, 생산성을 증가시킬 수 있다는 이점이 있다. According to the present invention, the morphology of the carrier surface is improved by post-treating the surface of dialkoxymagnesium with a polar solvent, so that the sphericity is large and fine powder is removed, thereby improving the particle size distribution and increasing the apparent density. The catalyst for olefin polymerization prepared by using such a support has an advantage that it has excellent process stability in the polymerization process and can increase productivity because it is possible to produce olefins having a high apparent density without fine powder.

상기 올레핀 중합용 촉매 조성물의 제조방법은 상술한 단계 외에 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 채용하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 이와 같이 제조된 올레핀 중합용 촉매 조성물을 이용하여 올레핀계 단량체를 중합반응 시킨다. The method of preparing the catalyst composition for olefin polymerization may further include a step commonly employed in the technical field to which the present invention pertains, in addition to the steps described above. The olefin-based monomer is polymerized using the thus prepared catalyst composition for olefin polymerization.

본 발명에 의한 올레핀 중합용 촉매 조성물은 조촉매를 더 포함할 수 있다. 상기 조촉매는 전이금속화합물을 환원시켜 활성점을 형성할 수 있어 촉매 활성을 높일 수 있다. 상기 조촉매에는 특별한 제한이 없으며, 일반적인 올레핀 중합용 촉매의 제조에서 사용되는 것으로 알려진 유기 금속화합물이라면 제한 없이 사용할 수 있다. 그 중에서도 하기 화학식 2로 표시되는 알킬 알루미늄 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.The catalyst composition for olefin polymerization according to the present invention may further include a cocatalyst. The cocatalyst can reduce the transition metal compound to form an active point, thereby increasing catalytic activity. There is no particular limitation on the cocatalyst, and any organometallic compound known to be used in the production of a general catalyst for olefin polymerization may be used without limitation. Among them, it is preferable to use an alkyl aluminum compound represented by the following formula (2).

[화학식 2][Formula 2]

R2 nAlX3-n R 2 n AlX 3-n

상기 화학식 2에서, R2는 탄소수 1 내지 8의 알킬기이고, X는 할로겐이며, n 은 0 내지 3이다.In Formula 2, R 2 is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, X is halogen, and n is 0 to 3.

상기 조촉매의 구체적인 예로 트리메틸알루미늄, 트리에틸알루미늄, 트리이소부틸알루미늄, 트리부틸알루미늄, 디에틸알루미늄디클로라이드, 에틸알루미늄디클로라이드, 에틸알루미늄세스큐클로라이드, 트리프로필알루미늄, 트리부틸알루미늄, 트리펜틸알루미늄, 트리헥실알루미늄, 트리옥틸알루미늄 등을 들 수 있으며, 이 중에서 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있다.Specific examples of the cocatalyst are trimethyl aluminum, triethyl aluminum, triisobutyl aluminum, tributyl aluminum, diethyl aluminum dichloride, ethyl aluminum dichloride, ethyl aluminum sesq chloride, tripropyl aluminum, tributyl aluminum, tripentyl aluminum , Trihexyl aluminum, trioctyl aluminum, and the like, and one or more of them may be selected and used.

또한, 상기 올레핀 중합용 촉매 조성물은 외부전자공여체를 추가로 포함할 수 있다. 상기 올레핀 중합용 촉매 조성물에서 전이금속 화합물이 환원되면서 내부전자공여체의 일부가 제거되며, 이 빈자리를 외부전자공여체가 결합하여 중합반응이 진행될 수 있다. 따라서, 올레핀 중합용 촉매 조성물에서 상기 외부전자공여체의 역할은 상술한 상기 내부전자공여체의 역할과 유사하다. 즉, 올레핀 중합 반응에서 보다 효과적으로 촉매의 활성을 높여주고, 올레핀 중합 시 입체규칙성을 높여줄 수 있다.In addition, the catalyst composition for olefin polymerization may further include an external electron donor. As the transition metal compound is reduced in the catalyst composition for olefin polymerization, a part of the internal electron donor is removed, and the vacancy is bonded to the external electron donor, so that the polymerization reaction may proceed. Accordingly, the role of the external electron donor in the catalyst composition for olefin polymerization is similar to the role of the internal electron donor described above. That is, it is possible to increase the activity of the catalyst more effectively in the olefin polymerization reaction, and increase the stereoregularity during the olefin polymerization.

상기 외부전자공여체는 올레핀 합성에 통상적으로 사용되는 외부전자공여체라면 특별한 제한 없이 사용이 가능하나, 특히, 그 중에서도 하기 화학식 3으로 표시되는 실란 계열의 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.The external electron donor can be used without any particular limitation as long as it is an external electron donor commonly used for olefin synthesis, but it is particularly preferable to use a silane-based compound represented by the following formula (3).

[화학식 3][Formula 3]

R3 nSi(OR4)4-n R 3 n Si(OR 4 ) 4-n

상기 화학식 3에서, R3 과 R4는 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 10의 직쇄형 또는 분지형 알킬기, 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 탄소수 1 내지 10의 아미노알킬기 및 탄소수 2 내지 10의 알콕시알킬기로 이루어진 군에서 선택된 작용기이다.In Formula 3, R 3 and R 4 are each independently hydrogen, a straight-chain or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and an amino having 1 to 10 carbon atoms. It is a functional group selected from the group consisting of an alkyl group and an alkoxyalkyl group having 2 to 10 carbon atoms.

상기 외부전자공여체의 구체적인 예로는, 시클릭헥실메틸디메톡시실란, 디시클릭펜틸디메톡시실란, 디이소프로필디메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 트리에틸메톡시실란, 트리메틸에톡시실란, 디시클로펜틸디에톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 에틸트리에톡시실란, 디페닐디에톡시실란, 페닐프로필디메톡시실란, 펜닐트리메톡시실란, 터셔리부틸트리메톡시실란, 시클릭헥실에틸디메톡시실란, 시클릭헥실메틸디메톡시실란, 시클릭펜틸트리에톡시실란, 디이소부틸디에톡시실란, 이소부틸트리에톡시실란, 노르말프로필트리메톡시실란, 이소프로필트리메톡시실란, 시클릭헵틸메틸디에톡시실란, 디시클로헵틸디에톡시실란 등을 들 수 있으며, 이 중에서 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있다.Specific examples of the external electron donor include cyclic hexylmethyldimethoxysilane, dicyclic pentyldimethoxysilane, diisopropyldimethoxysilane, vinyl triethoxysilane, triethylmethoxysilane, trimethylethoxysilane, dicyclo Pentyldiethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, phenylpropyldimethoxysilane, fenyltrimethoxysilane, tertiarybutyltrimethoxysilane, cyclic hexylethyldimethoxysilane , Cyclic hexylmethyldimethoxysilane, cyclic pentyltriethoxysilane, diisobutyldiethoxysilane, isobutyltriethoxysilane, normal propyltrimethoxysilane, isopropyltrimethoxysilane, cyclicheptylmethyldiethoxy Silane, dicycloheptyldiethoxysilane, and the like, and one or more of them may be selected and used.

상기 외부전자공여체는 중합 시 조촉매와 함께 사용되며, 필요에 따라 선택적으로 사용될 수 있다. 외부전자공여체와 조촉매의 농도는 각각 전이금속 화합물 1 몰당 0.01 내지 10 몰, 바람직하게는 0.1 내지 10 몰을 포함할 수 있다.The external electron donor is used together with a cocatalyst during polymerization, and may be selectively used if necessary. The concentration of the external electron donor and the cocatalyst may include 0.01 to 10 moles, preferably 0.1 to 10 moles per mole of the transition metal compound, respectively.

본 발명에 의한 올레핀 중합용 촉매 조성물은 기존에 알려진 다양한 내부전자공여체 화합물, 예컨대, 숙신네이트 화합물, 실란 화합물, 또는 플루오렌계 화합물 등을 더 포함할 수 있다.The catalyst composition for olefin polymerization according to the present invention may further include various previously known internal electron donor compounds, such as a succinate compound, a silane compound, or a fluorene compound.

또한, 올레핀 중합용 촉매 조성물은 고체 형태의 촉매가 될 수 있으며, 평균 직경이 5 ㎛ 내지 100㎛, 또는 5 ㎛ 내지 70 ㎛일 수 있다. 올레핀 중합용 촉매의 평균 직경은 복수개의 올레핀 중합용 촉매 조성물 고체 입자의 평균 직경을 의미한다.In addition, the catalyst composition for olefin polymerization may be a solid catalyst, and may have an average diameter of 5 μm to 100 μm, or 5 μm to 70 μm. The average diameter of the catalyst for olefin polymerization means the average diameter of a plurality of solid particles of the catalyst composition for olefin polymerization.

상기 올레핀 중합용 촉매 조성물은 평균 직경이 5 ㎛ 미만으로 감소하면, 올레핀 중합용 촉매의 크기가 충분히 확보되지 않아, 유동층 반응기(기상반응기)에서 원활한 흐름을 발생하기가 어려우며, 작은 미분 형태의 촉매 입자가 반응기 상단으로 넘어가 반응기의 운전 안정성을 떨어뜨리며, 촉매 마일리지를 감소시킬 수 있다.When the average diameter of the catalyst composition for olefin polymerization decreases to less than 5 μm, the size of the catalyst for olefin polymerization is not sufficiently secured, so it is difficult to generate smooth flow in a fluidized bed reactor (gas phase reactor), and catalyst particles in the form of small fine powders Goes to the top of the reactor, deteriorating the operational stability of the reactor, and reducing catalyst mileage.

올레핀 중합용 촉매 조성물은 상술한 바와 같은 내부전자공여체, 전이금속 화합물, 담지체, 조촉매, 외부전자공여체 등 이외에 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 채용하는 부형제 또는 첨가제 등을 추가로 포함할 수 있다.The catalyst composition for olefin polymerization may further include excipients or additives commonly employed in the technical field to which the present invention pertains, in addition to the internal electron donor, transition metal compound, support, cocatalyst, external electron donor, and the like as described above. have.

본 발명에서 중합가능한 올레핀계 단량체는, 반드시 이에 제한되지는 않지만, 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-데센, 1-운데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센, 1-아이토센, 노보넨, 노보나디엔, 에틸리덴노보덴, 페닐노보덴, 비닐노보덴, 디시클로펜타디엔, 1,4-부타디엔, 1,5-펜타디엔, 1,6-헥사디엔, 스티렌, 알파-메틸스티렌, 디비닐벤젠, 및 3-클로로메틸스티렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다. The polymerizable olefinic monomer in the present invention is not necessarily limited thereto, but is ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1-octene, 1 -Decene, 1-undecene, 1-dodecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, 1-itocene, norbornene, nobornadiene, ethylidene noboden, phenyl noboden, vinyl noboden, dicyclo It may be one or more selected from the group consisting of pentadiene, 1,4-butadiene, 1,5-pentadiene, 1,6-hexadiene, styrene, alpha-methylstyrene, divinylbenzene, and 3-chloromethylstyrene have.

또한, 상기 일 구현예의 촉매 조성물을 사용하여 제조된 올레핀은 통상적으로 첨가되는 열안정제, 광안정제, 난연제, 카본블랙, 안료, 산화방지제 등과 같은 첨가제를 더 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제조된 올레핀은 선형 저밀도폴리에틸렌(LLDPE), 고밀도폴리에틸렌(HDPE), 폴리프로필렌, 폴리부텐, EP(에틸렌/프로필렌)고무 등과 혼합하여 사용할 수 있다.In addition, the olefin prepared by using the catalyst composition of the embodiment may further include additives such as a heat stabilizer, a light stabilizer, a flame retardant, carbon black, a pigment, an antioxidant, and the like, which are usually added. In addition, the prepared olefin may be mixed with linear low-density polyethylene (LLDPE), high-density polyethylene (HDPE), polypropylene, polybutene, and EP (ethylene/propylene) rubber.

중합반응은 기상, 액상, 또는 용액 상으로 이루어질 수 있다. 액상으로 중합 반응을 행할 때는 탄화수소 용매를 사용할 수 있고, 올레핀 자체를 용매로 사용할 수도 있다. The polymerization reaction may be conducted in a gas phase, a liquid phase, or a solution phase. When carrying out the polymerization reaction in a liquid phase, a hydrocarbon solvent can be used, and an olefin itself can also be used as a solvent.

중합 압력은 1 내지 100 bar에서 진행할 수 있고, 2 내지 50 bar 또는 5 내지 40 bar 조건에서 진행하는 것이 바람직하다. 여기서, 폴리올레핀 제조 공정의 중합 성능 및 공정 효율을 향상시키는 측면에서 상술한 바와 같은 압력 범위로 중합 공정을 수행할 수 있다. 특히, 중합 압력이 100 bar를 초과하는 경우에는 공업적, 경제적 측면에서 바람직하지 않다. The polymerization pressure may be performed at 1 to 100 bar, and it is preferable to proceed at 2 to 50 bar or 5 to 40 bar condition. Here, in terms of improving the polymerization performance and process efficiency of the polyolefin manufacturing process, the polymerization process may be performed in the pressure range as described above. Particularly, when the polymerization pressure exceeds 100 bar, it is not preferable from the industrial and economic point of view.

상기 중합반응은 회분식, 반연속식, 연속식 중의 어느 방법으로도 행할 수 있다.The polymerization reaction can be carried out in any of batch, semi-continuous, and continuous methods.

또한, 상기 올레핀의 제조방법은 상술한 단계 외에 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 채용하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.In addition, the method for producing the olefin may further include a step commonly employed in the technical field to which the present invention pertains, in addition to the steps described above.

이와 같이 제조된 본 발명에 의한 올레핀 중합체는 겉보기밀도가 0.40g/ml 이상, 입도분포도(D90-D10)/D50가 0.68g/ml 이하이며 구형도가 0.80 이상인 특징을 나타낸다. The olefin polymer according to the present invention thus prepared has an apparent density of 0.40 g/ml or more, a particle size distribution (D90-D10)/D50 of 0.68 g/ml or less, and a sphericity of 0.80 or more.

이하, 본 발명을 구체적인 실시예를 참조하여 상세하게 설명한다. 제시된 실시예는 단지 본 발명을 구체적으로 예시하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 청구범위를 제한하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to specific examples. The examples presented are only intended to specifically illustrate the present invention and do not limit the claims of the present invention.

<제조예 1: 디알콕시마그네슘 고체 담체의 제조><Production Example 1: Preparation of dialkoxymagnesium solid carrier>

오일히터 및 냉각환류기가 장착된 0.5L 크기의 초자 반응기를 질소로 충분히 환기시킨 후 120ml의 에틸 알코올을 투입한 후 0.15g의 요오드(I2)를 적가하여 완전히 용해시켰다. 반응기의 내온을 75℃로 유지시킨 후 105㎛의 마그네슘 분말 1.5g을 반응기로 투입하고 15ml 에틸 알코올을 투입하여 기벽에 묻은 마그네슘 분말을 씻어준 후 240rpm의 속도로 교반하여 10분 동안 반응을 진행하였다. 마그네슘과 알코올을 적가하여 10분 동안 반응하는 과정을 추가적으로 4회 반복한 후 5시간 동안 추가적으로 반응시켜 수소가 발생하지 않는 것을 확인 후 반응기 온도를 25℃로 냉각하여 반응을 종료하였다. 반응 후 2회에 걸쳐 에틸 알코올 120ml를 투입하여 교반을 멈추고 침전시켜 상등액을 제거하는 방법으로 담체를 씻어 주었다. After sufficiently ventilating a 0.5L-sized glass reactor equipped with an oil heater and a cooling refluxer with nitrogen, 120ml of ethyl alcohol was added, and 0.15g of iodine (I 2 ) was added dropwise to completely dissolve it. After maintaining the inner temperature of the reactor at 75°C, 1.5 g of 105 μm magnesium powder was added to the reactor, and 15 ml of ethyl alcohol was added to wash the magnesium powder on the wall, followed by stirring at a speed of 240 rpm to proceed the reaction for 10 minutes. . Magnesium and alcohol were added dropwise and the reaction for 10 minutes was repeated four additional times, followed by additional reaction for 5 hours to confirm that no hydrogen was generated, and then the reactor temperature was cooled to 25°C to terminate the reaction. After the reaction, 120 ml of ethyl alcohol was added twice to stop stirring, and the carrier was washed by sedimentation to remove the supernatant.

<제조예 2: 디에톡시마그네슘 고체 담체의 후-처리(post-treatment)><Preparation Example 2: Post-treatment of diethoxymagnesium solid carrier>

제조예 1에서 제조된 디알콕시마그네슘 고체 담체 30g에 에틸 알코올 120ml를 적가하여 240rpm의 속도로 교반하였다. 이어서 담체 무게의 10wt%에 해당하는 메틸 알코올을 적가하여 60℃ 온도에서 1시간 동안 240rpm의 속도로 교반한 후 침전시키고 상등액을 제거하였다. 그 후 2회에 걸쳐 에틸 알코올 120ml를 투입하여 씻어준 후 동일한 방법으로 노말 헥산을 120ml를 사용하여 2회 씻어준 후 70℃의 온도에서 질소 퍼지를 통해 용매를 완전히 제거하였다. 용매가 제거된 담체를 질소가 채워진 글로브박스(Glovebox)로 옮겨 겉보기밀도를 측정하였다. 일부의 담체 시료를 취해 입도분석을 실시하여 하기 표 1에 나타내었고, 후처리 담체의 입도 분포 그래프를 도 1에 도시하였다. 또한, 후처리 담체의 SEM 이미지를 도 2(a) 및 도 2(b)로 각각 도시하였다. 도 1 및 도 2에 의하면 본 발명에 의한 지글러-나타 올레핀 중합 촉매용 담체는 디알콕시마그네슘의 표면을 극성 용매로 후처리하여 담체 표면의 모폴로지가 개선되어 구형도가 크고 미세 입자를 완전히 용해하여 제거할 수 있기 때문에 입도분포가 균일함을 알 수 있다. 120 ml of ethyl alcohol was added dropwise to 30 g of the dialkoxymagnesium solid carrier prepared in Preparation Example 1, and the mixture was stirred at a speed of 240 rpm. Subsequently, methyl alcohol corresponding to 10 wt% of the weight of the carrier was added dropwise, stirred at a speed of 240 rpm for 1 hour at 60° C., and precipitated and the supernatant was removed. Thereafter, after washing with 120 ml of ethyl alcohol twice, the solvent was completely removed through nitrogen purge at 70° C. after washing twice with 120 ml of normal hexane in the same manner. The carrier from which the solvent was removed was transferred to a glovebox filled with nitrogen and the apparent density was measured. Part of the carrier samples were taken and subjected to particle size analysis, and are shown in Table 1 below, and a particle size distribution graph of the post-treated carrier is shown in FIG. In addition, SEM images of the post-treated carrier are shown in Figs. 2(a) and 2(b), respectively. According to Figures 1 and 2, the Ziegler-Natta olefin polymerization catalyst carrier according to the present invention is removed by post-treating the surface of dialkoxymagnesium with a polar solvent to improve the morphology of the carrier surface, which has a large sphericity and completely dissolves and removes fine particles. It can be seen that the particle size distribution is uniform.

<제조예 3: 폴리프로필렌 중합용 고체 촉매의 제조><Production Example 3: Preparation of solid catalyst for polypropylene polymerization>

고순도 질소 분위기 하에서, 교반기가 있는 이중 재킷 초자 반응기 내에 제조예 2에 의한 후처리 과정을 거친 디에톡시마그네슘 10g과 톨루엔 80ml를 투입하고 15℃로 유지하면서 사염화티타늄 20ml와 톨루엔 30ml를 투입하였다. 1시간에 걸쳐 교반하고 반응기의 온도를 110℃로 올려준 후 디이소부틸프탈레이트(DIBP) 3g을 투입하였다. 110℃에서 1시간 반응 후 교반을 멈추고 상등액을 제거하고, 톨루엔 80ml와 사염화티타늄 20ml을 투입하여 1시간 추가 반응하였다. 교반을 멈추고 100℃에서 침전시켜 상등액을 제거하였다. 고체 성분을 톨루엔 3회 및 노말 헥산 3회 세정한 후 70℃의 온도에서 질소 퍼지를 통해 용매를 완전히 제거하여 고체 촉매를 얻었다.In a high-purity nitrogen atmosphere, 10 g of diethoxy magnesium and 80 ml of toluene, which had undergone the post-treatment according to Preparation Example 2, were added in a double jacketed glass reactor equipped with a stirrer, and 20 ml of titanium tetrachloride and 30 ml of toluene were added while maintaining at 15°C. After stirring for 1 hour and raising the temperature of the reactor to 110°C, 3 g of diisobutylphthalate (DIBP) was added. After the reaction at 110° C. for 1 hour, the stirring was stopped, the supernatant was removed, 80 ml of toluene and 20 ml of titanium tetrachloride were added, followed by an additional 1 hour reaction. Stirring was stopped and precipitated at 100° C. to remove the supernatant. After washing the solid component three times with toluene and three times with normal hexane, the solvent was completely removed through nitrogen purge at a temperature of 70° C. to obtain a solid catalyst.

실시예 1: 고체 촉매를 이용한 프로필렌 벌크(Bulk) 중합Example 1: Bulk propylene polymerization using a solid catalyst

제조예 3에 의해 제조된 올레핀 중합용 지글러-나타 촉매의 성능을 평가하기 위하여 2ℓ 크기의 중합 반응기를 이용하여 프로필렌의 중합을 시행하였다. 반응기 내부를 3토르(torr) 이하의 진공으로 감압시키고 고순도의 질소를 채워 넣는 과정을 5회 반복하였다. 반응기에 500 g의 프로필렌과 750 cc의 수소를 상온에서 채워 넣은 후, 삼에틸알루미늄 3mmol, 디시클로펜틸디메톡시실란 0.18mmol, 제조예 3에 의해 제조된 촉매 0.0044 mmol을 투입하고, 반응기 온도를 70℃로 올려 1시간 동안 반응시켰다. 상기 중합체에서 프로필렌을 제거하고 최종 중합 생성물을 얻었다.In order to evaluate the performance of the Ziegler-Natta catalyst for olefin polymerization prepared in Preparation Example 3, polymerization of propylene was carried out using a polymerization reactor having a size of 2 L. The inside of the reactor was reduced to a vacuum of 3 torr or less, and the process of filling high-purity nitrogen was repeated 5 times. After filling the reactor with 500 g of propylene and 750 cc of hydrogen at room temperature, 3 mmol of triethylaluminum, 0.18 mmol of dicyclopentyldimethoxysilane, and 0.0044 mmol of the catalyst prepared according to Preparation Example 3 were added, and the reactor temperature was 70 It was raised to ℃ and reacted for 1 hour. Propylene was removed from the polymer and a final polymerization product was obtained.

촉매의 활성은 최종 중합 생성물의 무게로부터 g-폴리머/g-촉매의 단위로 구하였다. 폴리프로필렌의 입체 규칙성(I.I.:Isotacticity Index)은 끓는 자일렌에 녹인 후 온도를 하강하면서 추출된 폴리머와 용해된 폴리머의 무게비로 구하였다. 중합 파우더의 겉보기밀도 측정과 입도 분석을 실시하였다. 촉매의 중합 활성, 중합 생성물의 입체 규칙성, 겉보기밀도, 입도 특성을 하기 표 2에 나타내었다.The activity of the catalyst was determined in units of g-polymer/g-catalyst from the weight of the final polymerization product. The stereoregularity (I.I.:Isotacticity Index) of polypropylene was determined by the weight ratio of the extracted polymer and the dissolved polymer while lowering the temperature after dissolving in boiling xylene. Measurement of the bulk density and particle size analysis of the polymerized powder were performed. The polymerization activity of the catalyst, stereoregularity of the polymerization product, bulk density, and particle size characteristics are shown in Table 2 below.

실시예 2: 고체 촉매를 이용한 프로필렌 벌크 중합Example 2: Bulk polymerization of propylene using a solid catalyst

제조예 2에서 디에톡시마그네슘 고체 담체의 후처리 과정에서 메틸알코올을 담체 무게의 5wt% 투입하는 것을 제외하고는 제조예 2와 동일한 방법으로 고체 담체를 제조하고 후처리를 진행하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 이와 같이 제조된 고체 담체를 이용하여 제조예 3과 동일한 방법으로 제조된 고체 촉매를 이용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 프로필렌 벌크 중합 평가를 실시하여 표 2에 나타내었다.In Preparation Example 2, a solid carrier was prepared in the same manner as in Preparation Example 2, except that 5wt% of the weight of the carrier was added in the post-treatment process of the diethoxymagnesium solid carrier, and the results were shown in the following table. It is shown in 1. Using the solid carrier prepared as described above, the bulk polymerization of propylene was evaluated in the same manner as in Example 1 using the solid catalyst prepared in the same manner as in Preparation Example 3, and is shown in Table 2.

실시예 3: 고체 촉매를 이용한 프로필렌 벌크 중합Example 3: Bulk polymerization of propylene using a solid catalyst

제조예 2에서 디에톡시마그네슘 고체 담체의 후처리 과정에서 메틸알코올을 담체 무게의 20wt% 투입하는 것을 제외하고는 제조예 2와 동일한 방법으로 고체 담체를 제조하고 후처리를 진행하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 이와 같이 제조된 고체 담체를 이용하여 제조예 3과 동일한 방법으로 제조된 고체 촉매를 이용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 프로필렌 벌크 중합 평가를 실시하여 표 2에 나타내었다.In Preparation Example 2, a solid carrier was prepared in the same manner as in Preparation Example 2, except that 20wt% of the weight of the carrier was added in the post-treatment process of the diethoxymagnesium solid carrier, and the results were shown in the following table. It is shown in 1. Using the solid carrier prepared as described above, the bulk polymerization of propylene was evaluated in the same manner as in Example 1 using the solid catalyst prepared in the same manner as in Preparation Example 3, and is shown in Table 2.

실시예 4: 고체 촉매를 이용한 프로필렌 벌크 중합Example 4: Bulk polymerization of propylene using a solid catalyst

제조예 2에서 디에톡시마그네슘 고체 담체의 후처리 과정에서 메틸알코올을 담체 무게의 40wt% 투입하는 것을 제외하고는 제조예 2와 동일한 방법으로 고체 담체를 제조하고 후처리를 진행하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 이와 같이 제조된 고체 담체를 이용하여 제조예 3과 동일한 방법으로 제조된 고체 촉매를 이용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 프로필렌 벌크 중합 평가를 실시하여 표 2에 나타내었다.In Preparation Example 2, a solid carrier was prepared in the same manner as in Preparation Example 2, except that 40wt% of the weight of the carrier was added in the post-treatment process of the diethoxymagnesium solid carrier, and the results were shown in the following table. It is shown in 1. Using the solid carrier prepared as described above, the bulk polymerization of propylene was evaluated in the same manner as in Example 1 using the solid catalyst prepared in the same manner as in Preparation Example 3, and is shown in Table 2.

실시예 5: 고체 촉매를 이용한 프로필렌 벌크 중합Example 5: Bulk propylene polymerization using solid catalyst

제조예 2에서 디에톡시마그네슘 고체 담체의 후처리 과정에서 후처리 온도를 0℃로 낮추는 것을 제외하고는 제조예 2와 동일한 방법으로 고체 담체를 제조하고 후처리를 진행하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 이와 같이 제조된 고체 담체를 이용하여 제조예 3과 동일한 방법으로 제조된 고체 촉매를 이용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 프로필렌 벌크 중합 평가를 실시하여 표 2에 나타내었다.In Preparation Example 2, a solid carrier was prepared in the same manner as in Preparation Example 2, except that the post-treatment temperature was lowered to 0°C in the post-treatment process of the diethoxymagnesium solid carrier, and the post-treatment was performed, and the results are shown in Table 1 below. Indicated. Using the solid carrier prepared as described above, the bulk polymerization of propylene was evaluated in the same manner as in Example 1 using the solid catalyst prepared in the same manner as in Preparation Example 3, and is shown in Table 2.

실시예 6: 고체 촉매를 이용한 프로필렌 벌크 중합Example 6: Bulk polymerization of propylene using a solid catalyst

제조예 2에서 디에톡시마그네슘 고체 담체의 후처리 과정에서 후처리 온도를 에틸 알코올의 비점인 78℃로 올리는 것을 제외하고는 제조예 2와 동일한 방법으로 고체 담체를 제조하고 후처리를 진행하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 이와 같이 제조된 고체 담체를 이용하여 제조예 3과 동일한 방법으로 제조된 고체 촉매를 이용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 프로필렌 벌크 중합 평가를 실시하여 표 2에 나타내었다.In Preparation Example 2, in the post-treatment process of the diethoxymagnesium solid carrier, a solid carrier was prepared in the same manner as in Preparation Example 2, except that the post-treatment temperature was raised to 78°C, which is the boiling point of ethyl alcohol, and the post-treatment was performed. It is shown in Table 1 below. Using the solid carrier prepared as described above, the bulk polymerization of propylene was evaluated in the same manner as in Example 1 using the solid catalyst prepared in the same manner as in Preparation Example 3, and is shown in Table 2.

실시예 7: 고체 촉매를 이용한 프로필렌 벌크 중합Example 7: Bulk propylene polymerization using solid catalyst

제조예 2에서 디에톡시마그네슘 고체 담체의 후처리 과정에서 메틸 알코올 대신 유전 상수가 37.5인 아세토니트릴을 담체 무게의 10wt% 투입하는 것을 제외하고는 제조예 2와 동일한 방법으로 고체 담체를 제조하고 후처리를 진행하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 이와 같이 제조된 고체 담체를 이용하여 제조예 3과 동일한 방법으로 제조된 고체 촉매를 이용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 프로필렌 벌크 중합 평가를 실시하여 표 2에 나타내었다.In Preparation Example 2, in the post-treatment process of the diethoxymagnesium solid carrier, a solid carrier was prepared and post-treated in the same manner as in Preparation Example 2, except that acetonitrile having a dielectric constant of 37.5 was added to 10 wt% of the weight of the carrier instead of methyl alcohol. And the results are shown in Table 1 below. Using the solid carrier prepared as described above, the bulk polymerization of propylene was evaluated in the same manner as in Example 1 using the solid catalyst prepared in the same manner as in Preparation Example 3, and is shown in Table 2.

실시예 8: 고체 촉매를 이용한 프로필렌 벌크 중합Example 8: Bulk polymerization of propylene using a solid catalyst

제조예 2에서 디에톡시마그네슘 고체 담체의 후처리 과정에서 메틸 알코올 대신 유전 상수가 46.7인 디메틸설폭사이드를 담체 무게의 10wt% 투입하는 것을 제외하고는 제조예 2와 동일한 방법으로 고체 담체를 제조하고 후처리를 진행하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 이와 같이 제조된 고체 담체를 이용하여 제조예 3과 동일한 방법으로 제조된 고체 촉매를 이용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 프로필렌 벌크 중합 평가를 실시하여 표 2에 나타내었다.In Preparation Example 2, in the post-treatment process of the diethoxymagnesium solid carrier, a solid carrier was prepared in the same manner as in Preparation Example 2, except that dimethyl sulfoxide having a dielectric constant of 46.7 was added instead of methyl alcohol. Treatment proceeded and the results are shown in Table 1 below. Using the solid carrier prepared as described above, the bulk polymerization of propylene was evaluated in the same manner as in Example 1 using the solid catalyst prepared in the same manner as in Preparation Example 3, and is shown in Table 2.

실시예 9: 고체 촉매를 이용한 프로필렌 벌크 중합Example 9: Bulk propylene polymerization using solid catalyst

제조예 2에서 디에톡시마그네슘 고체 담체의 후처리 과정에서 메틸 알코올 대신 유전 상수가 30인 헥사메틸포스포아마이드를 담체 무게의 10wt% 투입하는 것을 제외하고는 제조예 2와 동일한 방법으로 고체 담체를 제조하고 후처리를 진행하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 이와 같이 제조된 고체 담체를 이용하여 제조예 3과 동일한 방법으로 제조된 고체 촉매를 이용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 프로필렌 벌크 중합 평가를 실시하여 표 2에 나타내었다.In Preparation Example 2, in the post-treatment process of the diethoxymagnesium solid carrier, a solid carrier was prepared in the same manner as in Preparation Example 2, except that hexamethylphosphoamide having a dielectric constant of 30 was added instead of methyl alcohol. And the post-treatment was carried out, and the results are shown in Table 1 below. Using the solid carrier prepared as described above, the bulk polymerization of propylene was evaluated in the same manner as in Example 1 using the solid catalyst prepared in the same manner as in Preparation Example 3, and is shown in Table 2.

<비교제조예 1: 폴리프로필렌 중합용 고체 촉매의 제조><Comparative Preparation Example 1: Preparation of solid catalyst for polypropylene polymerization>

제조예 2에 의한 디에톡시마그네슘 고체 담체의 후처리 과정을 생략하는 것을 제외하고 제조예 3과 동일한 방법으로 고체 담체를 제조하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었고, 후처리 담체의 입도 분포 그래프를 도 3에 도시하였다. 또한, 후처리 담체의 SAM 이미지를 도 4(a) 및 도 4(b)로 각각 도시하였다.A solid carrier was prepared in the same manner as in Preparation Example 3, except that the post-treatment process of the diethoxymagnesium solid carrier according to Preparation Example 2 was omitted, and the results are shown in Table 1 below, and a particle size distribution graph of the post-treated carrier It is shown in Figure 3. In addition, the SAM images of the post-treated carrier are shown in FIGS. 4(a) and 4(b), respectively.

비교예 1: 고체 촉매를 이용한 프로필렌 벌크 중합Comparative Example 1: Bulk polymerization of propylene using a solid catalyst

비교제조예 1에 의해 제조된 폴리프로필렌 중합용 고체 촉매를 이용하여, 실시예 1과 동일한 방법으로 고체 촉매를 이용한 프로필렌 벌크 중합 평가를 실시하여 표 1에 나타내었다.Using the solid catalyst for polymerization of polypropylene prepared in Comparative Preparation Example 1, the evaluation of bulk polymerization of propylene using the solid catalyst was performed in the same manner as in Example 1, and is shown in Table 1.

비교예 2: 고체 촉매를 이용한 프로필렌 벌크 중합Comparative Example 2: Bulk polymerization of propylene using a solid catalyst

제조예 2에서 디에톡시마그네슘 고체 담체의 후처리 과정에서 메틸알코올을 담체 무게의 50wt% 투입하는 것을 제외하고는 제조예 2와 동일한 방법으로 고체 담체를 제조하고 후처리를 진행하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 이와 같이 제조된 고체 담체를 이용하여 제조예 3과 동일한 방법으로 제조된 고체 촉매를 이용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 프로필렌 벌크 중합 평가를 실시하여 표 2에 나타내었다.In Preparation Example 2, a solid carrier was prepared in the same manner as in Preparation Example 2, except that 50 wt% of the weight of the carrier was added in the post-treatment process of the diethoxymagnesium solid carrier, and the results were shown in the following table. It is shown in 1. Using the solid carrier prepared as described above, the bulk polymerization of propylene was evaluated in the same manner as in Example 1 using the solid catalyst prepared in the same manner as in Preparation Example 3, and is shown in Table 2.

비교예 3: 고체 촉매를 이용한 프로필렌 벌크 중합Comparative Example 3: Bulk polymerization of propylene using a solid catalyst

제조예 2에서 디에톡시마그네슘 고체 담체의 후처리 과정에서 메틸 알코올 대신 유전상수가 24.5인 에틸 알코올을 담체 무게의 10wt% 투입하는 것을 제외하고는 제조예 2와 동일한 방법으로 고체 담체를 제조하고 후처리를 진행하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 이와 같이 제조된 고체 담체를 이용하여 제조예 3과 동일한 방법으로 제조된 고체 촉매를 이용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 프로필렌 벌크 중합 평가를 실시하여 표 2에 나타내었다.In Preparation Example 2, in the post-treatment process of the diethoxymagnesium solid carrier, a solid carrier was prepared and post-treated in the same manner as in Preparation Example 2, except that 10 wt% of the weight of the carrier was added to ethyl alcohol having a dielectric constant of 24.5 instead of methyl alcohol. And the results are shown in Table 1 below. Using the solid carrier prepared as described above, the bulk polymerization of propylene was evaluated in the same manner as in Example 1 using the solid catalyst prepared in the same manner as in Preparation Example 3, and is shown in Table 2.

비교예 4: 고체 촉매를 이용한 프로필렌 벌크 중합Comparative Example 4: Bulk polymerization of propylene using a solid catalyst

제조예 2에서 디에톡시마그네슘 고체 담체의 후처리 과정에서 메틸 알코올 대신 유전상수가 80.1인 순수를 담체 무게의 10wt% 투입하는 것을 제외하고는 제조예 2와 동일한 방법으로 고체 담체를 제조하고 후처리를 진행하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 이와 같이 제조된 고체 담체를 이용하여 제조예 3과 동일한 방법으로 제조된 고체 촉매를 이용하여 실시예 1과 동일한 방법으로 프로필렌 벌크 중합 평가를 실시하여 표 2에 나타내었다.In Preparation Example 2, in the post-treatment process of the diethoxymagnesium solid carrier, a solid carrier was prepared in the same manner as in Preparation Example 2, except that pure water having a dielectric constant of 80.1 was added to 10 wt% of the weight of the carrier instead of methyl alcohol. Proceeding and the results are shown in Table 1 below. Using the solid carrier prepared as described above, the bulk polymerization of propylene was evaluated in the same manner as in Example 1 using the solid catalyst prepared in the same manner as in Preparation Example 3, and is shown in Table 2.

Figure 112019030517932-pat00001
Figure 112019030517932-pat00001

a) Dimethyl sulfoxide, b) Hexamethylphosphoramidea) Dimethyl sulfoxide, b) Hexamethylphosphoramide

1) 20ml 부피를 가지는 용기에 담체 샘플을 깔대기 상부에 일정한 속도로 부어 용기면에 가득찬 시료의 무게를 구하여 겉보기밀도를 측정하였다. 1) In a container having a volume of 20 ml, a carrier sample was poured onto the top of the funnel at a constant rate, and the weight of the sample filled on the container surface was calculated to measure the apparent density.

2) Microtrac S3500 기기를 이용하여 에틸 알코올 Medium 하에서 제조한 담체 시료를 투입하여 5회 측정하여 평균을 산출하였다. 2) Using a Microtrac S3500 instrument, a carrier sample prepared under ethyl alcohol medium was added and measured five times to calculate the average.

3) Microtrac S3500 기기를 이용하여 측정된 D90, D50, D10의 수치를 통해 입도분포도를 산출하였다. 3) The particle size distribution was calculated from the values of D90, D50, and D10 measured using a Microtrac S3500 instrument.

4) Microtrac S3500 기기를 이용하여 구형도(Circularity)를 측정하였다. 4) Circularity was measured using a Microtrac S3500 device.

* Circularity = 부피평균(Mv)/표면적평균(Ma) * Circularity = Volume average (Mv)/Surface area average (Ma)

Figure 112019030517932-pat00002
Figure 112019030517932-pat00002

5) PP Powder의 겉보기밀도는 ASTM D1895 A_Type을 통해 측정하였다. 5) The apparent density of PP Powder was measured through ASTM D1895 A_Type.

상기 표 1 및 2에 의하면, 본 발명에 의한 올레핀 중합 촉매의 담체는 표면 모폴로지가 향상되어 입도분포가 균일하고 겉보기밀도가 높다. 이러한 담체를 이용하여 제조된 올레핀 중합용 촉매는 고활성을 나타낼 뿐 아니라 미세 분말이 없고 겉보기밀도가 높은 올레핀을 제조할 수 있기 때문에 중합 공정에서 공정안정성이 우수하다. 또한, 겉보기밀도(bulk density) 0.01 증가시 단위 시간 당 올레핀 생산성을 약 3% 증가시킬 수 있다. According to Tables 1 and 2, the carrier of the olefin polymerization catalyst according to the present invention has improved surface morphology, so that the particle size distribution is uniform and the bulk density is high. The catalyst for olefin polymerization prepared using such a support not only exhibits high activity, but also has excellent process stability in the polymerization process because it can produce olefins with no fine powder and high apparent density. In addition, when the bulk density is increased by 0.01, the olefin productivity per unit time can be increased by about 3%.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상술한 실시예에 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 취지 또는 범위를 벗어나지 않고 본 발명의 구조를 다양하게 변경하고 변형할 수 있다는 사실은 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부한 특허청구범위 및 그와 균등한 범위로 정해져야 할 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the structure of the present invention can be variously changed and modified without departing from the spirit or scope of the present invention. The fact will be apparent to a person skilled in the art. Therefore, the scope of protection of the present invention should be determined by the appended claims and the scope equivalent thereto.

Claims (16)

(a) 디알콕시마그네슘 고체 담체를 제조하는 단계;(b) 상기 디알콕시마그네슘 고체 담체의 표면을 극성 용매로 후처리하여 담체 표면을 개질하는 단계; 및(c) 사염화티타늄을 첨가하여 올레핀 중합 촉매를 제조하는 단계를 포함하는 올레핀 중합용 촉매 조성물의 제조방법으로서, 상기 극성용매는 메틸 알코올, 아세토니트릴, 디메틸설폭사이드, 헥사메틸포스포아마이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이고, 상기 담체 표면을 개질하는 단계는 상기 극성 용매를 디알콕시마그네슘의 담체 무게 대비 5 내지 40wt% 양으로 적가하고, 0℃ 내지 78℃ 온도범위에서 반응시키는 단계를 포함하는 올레핀 중합용 촉매 조성물의 제조방법.
(a) preparing a dialkoxymagnesium solid support; (b) modifying the surface of the dialkoxymagnesium solid support by post-treating the surface of the dialkoxymagnesium solid support with a polar solvent; And (c) adding titanium tetrachloride to prepare an olefin polymerization catalyst, wherein the polar solvent is composed of methyl alcohol, acetonitrile, dimethyl sulfoxide, and hexamethylphosphoamide. It is at least one selected from the group, and the step of modifying the surface of the carrier includes adding the polar solvent dropwise in an amount of 5 to 40 wt% based on the weight of the carrier of dialkoxymagnesium, and reacting at a temperature range of 0°C to 78°C Method for producing a catalyst composition for olefin polymerization.
제1항에 있어서, 상기 극성 용매의 유전 상수는 30 내지 46.7의 범위인, 올레핀 중합용 촉매 조성물의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the polar solvent has a dielectric constant in the range of 30 to 46.7.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 디알콕시마그네슘 고체 담체를 제조하는 단계는 요오드 개시제를 알코올에 용해한 후 마그네슘 금속 분말을 적가하는 단계를 포함하는, 올레핀 중합용 촉매 조성물의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the preparing the dialkoxymagnesium solid carrier comprises dissolving an iodine initiator in alcohol and then adding magnesium metal powder dropwise.
제1항에 있어서, 상기 담체 표면을 개질하는 단계는 디알콕시마그네슘 담체를 극성 용매 내에 용해시켜 고체 담체가 분산된 반응물을 제조하는 단계; 극성 용매를 상기 반응물에 적가하여 교반한 후 침전시키고 상등액을 제거하는 단계; 상등액이 제거된 반응물을 유기용매로 세정하는 단계를 포함하는, 올레핀 중합용 촉매 조성물의 제조방법.
The method of claim 1, wherein the modifying the surface of the carrier comprises: dissolving a dialkoxymagnesium carrier in a polar solvent to prepare a reactant in which a solid carrier is dispersed; Adding a polar solvent to the reactant dropwise, stirring, and precipitated, and removing the supernatant; A method for producing a catalyst composition for olefin polymerization comprising the step of washing the reactant from which the supernatant has been removed with an organic solvent.
제8항에 있어서, 상기 유기용매는 유전상수가 24.7 이하인 극성 용매 및 비극성 용매를 포함하는, 올레핀 중합용 촉매 조성물의 제조방법.
The method of claim 8, wherein the organic solvent comprises a polar solvent and a non-polar solvent having a dielectric constant of 24.7 or less.
제1항에 있어서, 상기 디알콕시마그네슘 담체는 겉보기밀도 0.29g/ml 이상, 입도분포도(D90-D10)/D50가 0.69g/ml 이하, 구형도(Mv/Ma) 0.82 이상인, 올레핀 중합용 촉매 조성물의 제조방법.
The catalyst for olefin polymerization according to claim 1, wherein the dialkoxymagnesium carrier has an apparent density of 0.29 g/ml or more, a particle size distribution (D90-D10)/D50 of 0.69 g/ml or less, and a sphericity (Mv/Ma) of 0.82 or more. Method of making the composition.
제1항에 있어서, 상기 디알콕시마그네슘 담체는 하기 화학식 1로 표시되는, 올레핀 중합용 촉매 조성물의 제조방법.
[화학식 1]
Mg(OR1)2
상기 식에서 R1 은 C1~20의 직쇄형 및 분지형 지방족 구조를 포함하는 1차, 2차 및 3차 알킬기로부터 선택된다.
The method of claim 1, wherein the dialkoxymagnesium carrier is represented by the following formula (1).
[Formula 1]
Mg(OR 1 ) 2
In the above formula, R 1 is selected from primary, secondary and tertiary alkyl groups including C1-20 linear and branched aliphatic structures.
제7항에 있어서, 상기 요오드 개시제는 마그네슘 금속의 0.001 내지 0.100 몰 분율을 투입하는, 올레핀 중합용 촉매 조성물의 제조방법.
The method of claim 7, wherein the iodine initiator adds 0.001 to 0.100 mole fraction of magnesium metal.
제1항, 2항, 7항 내지 제12항 중 어느 한 항에 의한 올레핀 중합용 촉매 조성물의 제조방법에 의해 제조된 올레핀 중합용 촉매 조성물.
A catalyst composition for olefin polymerization prepared by the method for preparing a catalyst composition for olefin polymerization according to any one of claims 1, 2, and 7 to 12.
제13항에 의한 올레핀 중합용 촉매 조성물의 존재하에, 올레핀계 단량체를 중합반응하는 단계를 포함하는 올레핀 중합체의 제조방법.
A method for producing an olefin polymer comprising the step of polymerizing an olefin-based monomer in the presence of the catalyst composition for olefin polymerization according to claim 13.
제14항에 있어서, 상기 올레핀계 단량체는 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-옥텐, 1-데센, 1-운데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센, 1-아이토센, 노보넨, 노보나디엔, 에틸리덴노보덴, 페닐노보덴, 비닐노보덴, 디시클로펜타디엔, 1,4-부타디엔, 1,5-펜타디엔, 1,6-헥사디엔, 스티렌, 알파-메틸스티렌, 디비닐벤젠, 및 3-클로로메틸스티렌으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 올레핀 중합체의 제조방법.
The method of claim 14, wherein the olefinic monomer is ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1-octene, 1-decene, 1-undee Sen, 1-dodecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, 1-itocene, norbornene, norbornadiene, ethylidene noboden, phenyl noboden, vinyl noboden, dicyclopentadiene, 1,4 -A method for producing at least one olefin polymer selected from the group consisting of butadiene, 1,5-pentadiene, 1,6-hexadiene, styrene, alpha-methylstyrene, divinylbenzene, and 3-chloromethylstyrene.
제14항에 있어서, 상기 올레핀 중합체는 겉보기밀도가 0.40g/ml 이상, 입도분포도(D90-D10)/D50가 0.68 g/ml 이하이며 구형도가 0.80 이상인, 올레핀 중합체의 제조방법.
The method of claim 14, wherein the olefin polymer has an apparent density of 0.40 g/ml or more, a particle size distribution (D90-D10)/D50 of 0.68 g/ml or less, and a sphericity of 0.80 or more.
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