KR102502159B1 - Propylene-ethylene random copolymer - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 총휘발성 유기 화합물 방출량(TVOC)이 낮으면서도 가공성이 우수하고 에틸렌 함량을 극대화한 고투명성 사출용 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체에 관한 것이다. The present invention relates to a high-transparency propylene-ethylene random copolymer for injection, which has a low total volatile organic compound emission (TVOC), excellent processability and maximized ethylene content.
Description
본 발명은 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체에 관한 것이다. The present invention relates to propylene-ethylene random copolymers.
폴리프로필렌은 범용수지로 가공이 쉽고 가격 대비 물성이 우수하여 유리, 나무, 종이, 금속 등 전통적 소재를 대체하거나 다른 플라스틱, 심지어는 엔지니어링 플라스틱 영역까지 응용범위가 확대되고 있는 이용 범위가 매우 넓은 범용 수지이다. Polypropylene is a general-purpose resin that is easy to process and has excellent physical properties compared to its price, replacing traditional materials such as glass, wood, paper, and metal, or expanding its application range to other plastics and even engineering plastics. am.
최근에는 투명성이 요구되는 사출 성형품 제조를 위해, 프로필렌을 에틸렌 또는 부텐과 랜덤 공중합하는 방법이나 삼원 공중합하는 방법이 연구되고 있다. 그 중에서도 투명성을 위한 가장 큰 인자로는 에틸렌 함량이 높은 프로필렌일수록 효과적인 것으로 알려져 있다. 그러나, 랜덤 공중합된 폴리프로필렌은 기존의 호모 폴리프로필렌과 비교하여 중합체내 공단량체인 에틸렌의 함량이 증가함에 따라 결정성이 감소하고, 그 결과로서 강성과 충격강도의 균형(valancing)이 유지되지 않거나 공정 안정성을 확보하기 어렵다. Recently, a method of randomly copolymerizing propylene with ethylene or butene or a method of ternary copolymerization has been studied for the manufacture of injection-molded products requiring transparency. Among them, as the biggest factor for transparency, propylene with a high ethylene content is known to be more effective. However, compared to conventional homopolypropylene, random copolymerized polypropylene decreases crystallinity as the content of ethylene, a comonomer in the polymer, increases, and as a result, the balance of stiffness and impact strength is not maintained or It is difficult to secure process stability.
한편, 폴리프로필렌 중합용 촉매는 크게 지글러 나타계 촉매와 메탈로센계 촉매로 구분할 수 있는데, 지글러 나타계 촉매의 경우 활성점이 여러 개 혼재하는 다활성점 촉매(multi-site catalyst)이기 때문에, 중합체의 분자량 분포가 넓은 것이 특징이며, 공단량체의 조성 분포가 균일하지 않아 원하는 물성 확보에 한계가 있다는 문제점이 있다. 특히, 지글러-나타 촉매(Z/N, ziegler-natta)의 존재 하에 투명성 확보를 위해 에틸렌과의 랜덤 공중합을 수행할 경우에는, 에틸렌의 중합성이 크게 높아 균일한 공중합이 아닌 불균일한 폴리머, 즉, 반복 구조가 아닌 프로필렌 폴리머 사이의 에틸렌 폴리머가 블록으로 생성된 폴리머가 형성되어 물성이 크게 저하될 뿐만 아니라 휘발성 유기 화합물 방출량(VOC)이 높은 문제가 있다. On the other hand, catalysts for polypropylene polymerization can be largely classified into Ziegler-Natta catalysts and metallocene catalysts. In the case of the Ziegler-Natta catalyst, since it is a multi-site catalyst in which several active sites are mixed, It is characterized by a wide molecular weight distribution, and there is a problem that there is a limit to securing desired physical properties because the composition distribution of comonomers is not uniform. In particular, when random copolymerization with ethylene is performed to secure transparency in the presence of a Ziegler-Natta catalyst (Z/N, ziegler-natta), the polymerizability of ethylene is very high, resulting in a non-uniform copolymerization, i.e., a heterogeneous polymer. , there is a problem in that ethylene polymers between propylene polymers, which are not repeating structures, are formed as blocks, resulting in significant deterioration in physical properties and high volatile organic compound emissions (VOC).
반면, 메탈로센 촉매는 전이금속 화합물이 주성분인 주촉매와 알루미늄이 주성분인 유기 금속 화합물인 조촉매의 조합으로 이루어지며, 이와 같은 촉매는 균일계 착체 촉매로 단일 활성점 촉매(single site catalyst)이며, 단일 활성점 특성에 따라 분자량 분포가 좁고, 공단량체의 조성 분포가 균일한 고분자의 제조가 가능하다. 또 촉매의 리간드 구조 변형 및 중합 조건의 변경에 따라 고분자의 입체 규칙도, 공중합 특성, 분자량, 결정화도 등을 변화시킬 수 있다.On the other hand, the metallocene catalyst is composed of a combination of a main catalyst mainly composed of a transition metal compound and a cocatalyst composed of an organometallic compound mainly composed of aluminum. Such a catalyst is a single site catalyst as a homogeneous complex catalyst. It is possible to prepare a polymer with a narrow molecular weight distribution and a uniform comonomer composition distribution according to the characteristics of a single active point. In addition, the tacticity, copolymerization characteristics, molecular weight, and crystallinity of the polymer may be changed according to the modification of the ligand structure of the catalyst and the change of the polymerization conditions.
특히, 최근 환경 관련 인식 변화로 많은 제품 군에 있어서 휘발성 유기 화합물(VOC)의 발생 감소를 추구함에 따라, 상용화된 다양한 폴리프로필렌의 경우 지글러-나타 촉매를 적용한 제품이 주류를 이루고 있긴 하지만, 식품 용기 등의 친환경 소재로서 최근 냄새가 적고 저용출 특성을 보이는 메탈로센 촉매를 적용한 폴리프로필렌 수지 제품으로의 전환이 가속화되고 있다. In particular, as the recent environment-related awareness change seeks to reduce the generation of volatile organic compounds (VOCs) in many product groups, in the case of various commercially available polypropylenes, products with Ziegler-Natta catalysts are the mainstream, but food containers Recently, the conversion to polypropylene resin products using metallocene catalysts that have low odor and low elution characteristics as an eco-friendly material such as lamp is accelerating.
그러나, 지금까지 알려진 메탈로센 촉매를 사용하여 폴리프로필렌을 제조할 경우, 지글러 나타계 촉매의 촉매 대비 융점이 낮아 공단량체인 에틸렌의 함량을 증가시키는 데 한계가 있으며, 이에 따라 사출 제품에서 결정화를 낮추며 고투명을 구현하기 어려운 점이 있다.However, when producing polypropylene using a known metallocene catalyst, there is a limit to increasing the content of ethylene, a comonomer, due to its low melting point compared to that of Ziegler-Natta catalysts, and thus crystallization in injection products is limited. There is a difficulty in implementing high transparency while lowering it.
이에 메탈로센계 촉매를 이용하여, 총휘발성 유기 화합물 방출량(TVOC)이 낮을 뿐만 아니라 에틸렌 함량을 극대화하여 사출 제품에 유용한 고투명성 폴리프로필렌을 제조하는 방법의 개발이 요구된다.Therefore, it is required to develop a method for producing high transparency polypropylene useful for injection products by using a metallocene catalyst, not only having a low total volatile organic compound emission (TVOC) but also maximizing an ethylene content.
본 명세서는, 총휘발성 유기 화합물 방출량(TVOC)이 낮으며 높은 공단량체 함량을 이용한 고투명성 사출용 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체를 제공하고자 한다. The present specification intends to provide a propylene-ethylene random copolymer for injection with low total volatile organic compound emission (TVOC) and high transparency using a high comonomer content.
본 발명은, 융점(Tm)이 125 ℃ 이상이고, 에틸렌의 함량이 4.0 중량% 이상이고, 결정화 온도(Tc)가 75 ℃ 이하이고, 용융지수(MI2.16, 230 ℃, 2.16 kg 하중에서 측정한 용융 지수)가 16 g/min 내지 22 g/min인, 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체를 제공한다. In the present invention, the melting point (Tm) is 125 ℃ or more, the ethylene content is 4.0% by weight or more, the crystallization temperature (Tc) is 75 ℃ or less, and the melt index (MI 2.16 , 230 ℃, measured at 2.16 kg load melt index) of 16 g/min to 22 g/min.
상기 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체는, 융점(Tm)이 125 ℃ 내지 150 ℃일 수 있고, 에틸렌의 함량이 4.0 중량% 내지 5.5 중량%일 수 있고, 결정화 온도(Tc)가 65 ℃ 내지 75 ℃일 수 있다. The propylene-ethylene random copolymer may have a melting point (Tm) of 125 °C to 150 °C, an ethylene content of 4.0% to 5.5% by weight, and a crystallization temperature (Tc) of 65 °C to 75 °C can
그리고, 상기 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체는, 자일렌 가용분(X.S, Xylene soluble)이 1.0 중량% 이하일 수 있다. In addition, the propylene-ethylene random copolymer may have a xylene soluble content (X.S, Xylene soluble) of 1.0% by weight or less.
또한, 상기 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체는, ASTM 1003 방법에 따라 측정한 헤이즈(Haze)가 7.5% 이하일 수 있고, VDA 277 방법에 따라 측정한 총휘발성 유기 화합물 방출량(TVOC)가 70 ppm 이하일 수 있다. In addition, the propylene-ethylene random copolymer may have a haze of 7.5% or less, measured according to the ASTM 1003 method, and a total volatile organic compound emission (TVOC) of 70 ppm or less, measured according to the VDA 277 method. .
한편, 상기 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체는, 하기 화학식 1의 메탈로센 화합물을 포함하는 촉매 조성물의 존재 하에, 프로필렌 단량체와 에틸렌 공단량체를 공중합시킴으로써 제조되는 것일 수 있다.Meanwhile, the propylene-ethylene random copolymer may be prepared by copolymerizing a propylene monomer and an ethylene comonomer in the presence of a catalyst composition including a metallocene compound represented by Formula 1 below.
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에서, In Formula 1,
M은 4족 전이 금속이고, M is a Group 4 transition metal;
X1 및 X2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐 원소이고, X 1 and X 2 are the same as or different from each other, and are each independently a halogen element;
R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 C1-20 알킬, C2-20 알케닐, C2-20 알콕시알킬, C6-20 아릴, C7-40 알킬아릴, 또는 C7-40 아릴알킬이고, R 1 and R 2 are the same as or different from each other, and are each independently C 1-20 alkyl, C 2-20 alkenyl, C 2-20 alkoxyalkyl, C 6-20 aryl, C 7-40 alkylaryl, or C 7-40 arylalkyl;
R3 내지 R6는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 C1-20 알킬이고,R 3 to R 6 are the same as or different from each other, and each independently represents C 1-20 alkyl;
R7 은 치환되거나 비치환된 C6-20 아릴이고, R 7 is a substituted or unsubstituted C 6-20 aryl;
R8 는 C1-20 알킬이다. R 8 is C 1-20 alkyl.
이 때, 상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 C1-8 직쇄 또는 분지쇄 알킬, 또는 C2-12 직쇄 또는 분지쇄 알콕시알킬일 수 있고, 구체적으로 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, t-부틸, 헥실, 또는 t-부톡시헥실일 수 있다. In this case, in Formula 1, R 1 and R 2 may each be C 1-8 straight-chain or branched-chain alkyl, or C 2-12 straight-chain or branched-chain alkoxyalkyl, specifically methyl, ethyl, propyl, isopropyl , butyl, isobutyl, t-butyl, hexyl, or t-butoxyhexyl.
그리고, 상기 화학식 1에서, R3 내지 R6는 각각 C1-6 직쇄 또는 분지쇄 알킬 또는 C1-3 직쇄 또는 분지쇄 알킬일 수 있고, 구체적으로 메틸, 에틸, 프로필, 또는 이소프로필, 이소프로필일 수 있고, 바람직하게는 메틸일 수 있다. And, in Formula 1, R 3 to R 6 may each be C 1-6 straight-chain or branched-chain alkyl or C 1-3 straight-chain or branched-chain alkyl, specifically methyl, ethyl, propyl, or isopropyl, iso It can be propyl, preferably methyl.
그리고, 상기 화학식 1에서, M은 지르코늄(Zr) 또는 하프늄(Hf)인 것이 바람직할 수 있다. In Formula 1, M may be zirconium (Zr) or hafnium (Hf).
그리고, 상기 화학식 1에 있어서, R7은 페닐, C1-6 직쇄 또는 분지쇄 알킬이 치환된 페닐, 나프틸, 또는 C1-6 직쇄 또는 분지쇄 알킬이 치환된 나프틸일수 있으며, 구체적으로 상기 페닐 또는 나프틸은 수소 치환기 중 하나 또는 둘 이상이 각각 C1-6 직쇄 또는 분지쇄 알킬로 치환된 것일 수 있다. 일 예로, 상기 페닐 또는 나프틸은 수소 치환기 중 하나 또는 둘 이상이 각각 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, t-부틸로 치환된 것일 수 있다. And, in Formula 1, R 7 may be phenyl, C 1-6 straight-chain or branched-chain alkyl-substituted phenyl, naphthyl, or C 1-6 straight-chain or branched-chain alkyl-substituted naphthyl, specifically The phenyl or naphthyl may have one or more hydrogen substituents substituted with C 1-6 straight-chain or branched-chain alkyl, respectively. For example, in the phenyl or naphthyl, one or more hydrogen substituents may be substituted with methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, or t-butyl, respectively.
그리고, 상기 화학식 1에서, R8은 C1-6 직쇄 또는 분지쇄 알킬 또는 C1-3 직쇄 또는 분지쇄 알킬일 수 있고, 구체적으로 메틸, 에틸, 또는 프로필일 수 있고, 바람직하게는 메틸일 수 있다. And, in Formula 1, R 8 may be C 1-6 straight-chain or branched-chain alkyl or C 1-3 straight-chain or branched-chain alkyl, and may specifically be methyl, ethyl, or propyl, preferably methylyl. can
그리고, 상기 화학식 1로 표시되는 메탈로센 화합물은, 구체적으로 예를 들어, 하기 화학식 1-1로 표시되는 것일 수 있다.In addition, the metallocene compound represented by Chemical Formula 1 may be, for example, represented by Chemical Formula 1-1 below.
[화학식 1-1][Formula 1-1]
상기 화학식 1-1에서, M, X1, X2, R1, R2, R7은 화학식 1에서 정의한 바와 같다.In Formula 1-1, M, X 1 , X 2 , R 1 , R 2 , and R 7 are as defined in Formula 1.
또한, 상기 화학식 1로 표시되는 메탈로센 화합물은, 구체적으로 예를 들어, 하기 구조식으로 표시되는 화합물들 중 어느 하나일 수 있다. 하기 구조식은 본 발명을 설명하기 위한 일 예일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the metallocene compound represented by Chemical Formula 1 may be, for example, any one of compounds represented by the following structural formula. The following structural formula is only an example for explaining the present invention, but the present invention is not limited thereto.
. .
본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. Terms used in this specification are only used to describe exemplary embodiments, and are not intended to limit the present invention.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합을 설명하기 위한 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 구성 요소, 이들의 조합 또는 부가 가능성을 배제하는 것은 아니다. In this specification, terms such as "comprise", "comprise" or "having" are used to describe an implemented feature, number, step, component, or combination thereof, and one or more other features, numbers, or steps. , components, combinations or additions thereof are not excluded.
또한 본 명세서에 있어서, 각 층 또는 요소가 각 층들 또는 요소들의 "상에" 또는 "위에” 형성되는 것으로 언급되는 경우에는 각 층 또는 요소가 직접 각 층들 또는 요소들의 위에 형성되는 것을 의미하거나, 다른 층 또는 요소가 각 층 사이, 대상체, 기재 상에 추가적으로 형성될 수 있음을 의미한다. Also, in this specification, when each layer or element is referred to as being formed “on” or “above” each layer or element, it means that each layer or element is formed directly on each layer or element, or other This means that layers or elements may be additionally formed between each layer or on the object or substrate.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태로 한정하는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can have various changes and various forms, specific embodiments will be exemplified and described in detail below. However, it should be understood that this does not limit the present invention to the specific disclosed form, and includes all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명의 일 구현예에 따른 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체는, 융점(Tm)이 125 ℃ 이상이고, 에틸렌의 함량이 4.0 중량% 이상이고, 결정화 온도(Tc)가 75 ℃ 이하이고, 용융지수(MI2.16, 230 ℃, 2.16 kg 하중에서 측정한 용융 지수)가 16 g/min 내지 22 g/min인 조건을 만족하는 것을 특징으로 한다. The propylene-ethylene random copolymer according to one embodiment of the present invention has a melting point (Tm) of 125 ° C. or more, an ethylene content of 4.0% by weight or more, a crystallization temperature (Tc) of 75 ° C. or less, and a melt index ( MI 2.16 , melt index measured at 230 ° C., 2.16 kg load) is characterized in that it satisfies the condition of 16 g / min to 22 g / min.
지글러-나타 촉매로 제조되는 프로필렌 (공)중합체는 결정 특성 감소로 인해 강성이 크게 저하될 뿐만 아니라 휘발성 유기 화합물 방출량(VOC)이 높은 문제가 있다. 또한, 기존의 메탈로센 촉매를 사용하는 경우에도, 융점이 낮아 중합 공정에서 파울링 등이 발생하며 공단량체인 에틸렌의 함량을 증가시키는 데 한계가 있으므로, 에틸렌 함량을 증대시켜 고투명을 유지하며 사출 성형에 적합하도록 가공성을 개선할 필요가 있다.Propylene (co)polymers prepared with a Ziegler-Natta catalyst have a problem in that rigidity is greatly reduced due to a decrease in crystal properties and volatile organic compound emissions (VOC) are high. In addition, even when using a conventional metallocene catalyst, fouling occurs in the polymerization process due to its low melting point, and there is a limit to increasing the content of ethylene, a comonomer. It is necessary to improve processability so that it is suitable for molding.
이에, 본 발명에 따르면, 총휘발성 유기 화합물 방출량(TVOC)이 낮으며 높은 강성과 함께 가공성이 우수한 고투명성 사출용 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체를 제공할 수 있다.Accordingly, according to the present invention, a high transparency propylene-ethylene random copolymer for injection molding having a low total volatile organic compound emission (TVOC), high rigidity and excellent processability can be provided.
특히, 본 발명은 랜덤 공중합된 폴리프로필렌 중 공단량체로 에틸렌을 포함하는 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체를 제공하는 것으로, 공단량체로 에틸렌 대신에 부텐을 사용한 랜덤 공중합체나 에틸렌과 함께 부텐을 추가로 사용한 삼원 공중합체의 경우에는 헤이즈 값이 좋지 않아 본 발명과 같은 고투명성 사출용 수지로 적용하기에는 어려움이 있다. In particular, the present invention provides a propylene-ethylene random copolymer containing ethylene as a comonomer in randomly copolymerized polypropylene, a random copolymer using butene instead of ethylene as a comonomer or butene with ethylene. In the case of the terpolymer, the haze value is not good, so it is difficult to apply it as a high-transparency injection molding resin like the present invention.
본 발명의 일 구현예에 따른 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체는, 120 ℃ 이상의 융점(Tm)에서 에틸렌의 함량이 4.0 중량% 이상이 되는 것을 특징으로 한다. 특히, 상기 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체는, 후술되는 바와 같은 신규 구조의 메탈로센 촉매를 사용하여 호모 폴리프로필렌의 수지에서 매우 높은 융점을 확보하고 에틸렌과 높은 공중합성을 구현할 수 있어, 이처럼 높은 에틸렌 함량에서도 높은 융점을 유지하는 것이라 할 수 있다. The propylene-ethylene random copolymer according to one embodiment of the present invention is characterized in that the content of ethylene is 4.0% by weight or more at a melting point (Tm) of 120 ° C or higher. In particular, the propylene-ethylene random copolymer can secure a very high melting point in a homo-polypropylene resin and realize high copolymerizability with ethylene by using a metallocene catalyst having a novel structure as described below, thereby achieving high ethylene It can be said that it maintains a high melting point even in the content.
구체적으로, 본 발명의 일 구현예에 따른 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체는, 융점(Tm)이 125 ℃ 이상 또는 125 ℃ 내지 150 ℃일 수 있다. 이와 같이 높은 융점을 가짐으로써 중합 공정에서 파울링 현상이 나타나지 않게 될 뿐만 아니라 우수한 가공성, 및 내열성을 나타낼 수 있다. 보다 구체적으로 상기 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체는 융점(Tm)이 125.1 ℃ 이상 또는 125.1 ℃ 내지 150 ℃일 수 있다.Specifically, the propylene-ethylene random copolymer according to one embodiment of the present invention may have a melting point (Tm) of 125 °C or higher or 125 °C to 150 °C. By having such a high melting point, fouling does not occur in the polymerization process, and excellent processability and heat resistance can be exhibited. More specifically, the propylene-ethylene random copolymer may have a melting point (Tm) of 125.1 °C or higher or 125.1 °C to 150 °C.
또한, 상기 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체는, 결정화 온도(Tc)가 75 ℃ 이하 또는 65 ℃ 내지 75 ℃일 수 있다. 이와 같이 낮은 결정화도 온도를 가짐으로써 결정화도를 낮추며 필름 등의 사출 제품에 적용시 낮은 헤이즈 값을 가지며 고투명도를 확보할 수 있다. 보다 구체적으로 상기 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체는 결정화 온도(Tc)가 74.5 ℃ 이하 또는 65 ℃ 내지 74.5 ℃, 혹은 74 ℃ 이하 또는 68 ℃ 내지 74 ℃, 혹은 74 ℃ 이하 또는 70 ℃ 내지 73.8 ℃일 수 있다.In addition, the propylene-ethylene random copolymer may have a crystallization temperature (Tc) of 75 °C or less or 65 °C to 75 °C. By having such a low crystallinity temperature, the crystallinity is lowered, and when applied to injection products such as films, it is possible to have a low haze value and secure high transparency. More specifically, the propylene-ethylene random copolymer may have a crystallization temperature (Tc) of 74.5 ° C or less, or 65 ° C to 74.5 ° C, or 74 ° C or less, or 68 ° C to 74 ° C, or 74 ° C or less, or 70 ° C to 73.8 ° C there is.
본 발명에 있어서 융점(Tm) 및 결정화온도(Tc)는 시차주사열량계(Differential Scanning Calorimeter, DSC, 장치명: DSC 2920, 제조사: TA instrument)를 이용하여 측정할 수 있다. 구체적으로, 온도를 상승시켜 폴리프로필렌중합체를 200 ℃까지 가열한 후 5 분 동안 그 온도에서 유지하고, 그 다음 30 ℃까지 내리고, 다시 온도를 증가시켜 DSC(Differential Scanning Calorimeter, TA사 제조) 곡선의 꼭대기에 해당하는 온도를 용융점(Tm)으로 한다. 이후에, 다시 온도를 30 ℃까지 내릴 때 곡선의 꼭대기를 결정화온도(Tc)로 한다. 이 때, 온도의 상승과 내림의 속도는 10 ℃/min이고, 융점(Tm) 및 결정화온도(Tc)는 두 번째 온도가 상승, 내림하는 구간에서 측정한 결과로 나타낸 것이다. In the present invention, the melting point (Tm) and crystallization temperature (Tc) can be measured using a differential scanning calorimeter (DSC, device name: DSC 2920, manufacturer: TA instrument). Specifically, after heating the polypropylene polymer to 200 ° C. by raising the temperature, maintaining it at that temperature for 5 minutes, then lowering it to 30 ° C., and then increasing the temperature again to obtain a DSC (Differential Scanning Calorimeter, manufactured by TA) curve The temperature corresponding to the top is taken as the melting point (Tm). After that, when the temperature is lowered to 30 ℃ again, the top of the curve is taken as the crystallization temperature (Tc). At this time, the rate of temperature rise and fall is 10 °C/min, and the melting point (Tm) and crystallization temperature (Tc) are shown as the results measured in the second temperature rising and falling section.
또한, 본 발명의 일 구현예에 따른 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체는, 전술한 바와 같이 125 ℃ 이상의 융점(Tm)에서 에틸렌의 함량이 4.0 중량% 이상 또는 4.0 중량% 내지 5.5 중량%일 수 있다. 이와 같이 높은 융점을 유지하며 에틸렌 함량을 증대시킴에 따라 필름 등의 사출 제품에 적용시 낮은 헤이즈 값을 가지며 고투명도를 확보할 수 있다. 보다 구체적으로 상기 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체는 에틸렌의 함량이 4.1 중량% 이상 또는 4.1 중량% 내지 5.5 중량%, 또는 4.2 중량% 이상 또는 4.2 중량% 내지 5.5 중량%일 수 있다.In addition, as described above, the propylene-ethylene random copolymer according to an embodiment of the present invention may have an ethylene content of 4.0 wt% or more or 4.0 wt% to 5.5 wt% at a melting point (Tm) of 125 ° C or higher. As the ethylene content is increased while maintaining a high melting point, it is possible to have a low haze value and secure high transparency when applied to an injection product such as a film. More specifically, the propylene-ethylene random copolymer may have an ethylene content of 4.1 wt% or more, or 4.1 wt% to 5.5 wt%, or 4.2 wt% or more, or 4.2 wt% to 5.5 wt%.
종래 공단량체를 이용하여 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체를 제조하는 경우, 이종의 공단량체가 주사슬 사이에 들어가 수지의 라멜라 구조를 변형시킴으로써, 융점(Tm)이 낮아지며 강성과 충격강도의 균형성(valancing)이 유지되지 않거나 공정 안정성을 확보하기 어려운 문제가 있었다. 이에 대해 본 발명에서는 후술되는 바와 같은 신규 구조의 메탈로센 촉매를 사용하여 호모 폴리프로필렌의 수지에서 매우 높은 융점을 확보하고 에틸렌과 높은 공중합성을 구현할 수 있어, 이처럼 높은 에틸렌 함량에서도 125 ℃ 이상의 높은 융점을 유지하는 개선된 물성 특성을 나타낼 수 있다. In the case of producing a propylene-ethylene random copolymer using a conventional comonomer, heterogeneous comonomers enter between the main chains to deform the lamellar structure of the resin, thereby lowering the melting point (Tm) and balancing stiffness and impact strength. ) was not maintained or it was difficult to secure process stability. In contrast, in the present invention, a metallocene catalyst having a novel structure as described below can be used to secure a very high melting point in a homo-polypropylene resin and realize high copolymerizability with ethylene, so that even with such a high ethylene content, a high melting point of 125 ° C. or more can be obtained. It can exhibit improved physical properties that maintain the melting point.
본 발명에 있어서 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 내 공단량체인 에틸렌의 함량은, 미국재료시험학회규격 ASTM D 5576에 따라, 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체의 필름 혹은 필름 형태 시편을 FT-IR 장비의 Magnetic holder에 고정시킨 후, IR 흡수 스펙트럼에서 시편 두께를 반영하는 4800 cm-1 내지 3500 cm-1 피크의 높이와 에틸렌 성분이 나타나는 710 cm-1 내지 760 cm-1의 면적을 각각 측정하고, 측정한 값을 Standard 샘플의 710 cm-1 내지 760 cm-1 피크의 면적을 4800 cm-1 내지 3500 cm-1 피크 높이로 나눈 값을 플롯(Plot)하여 구한 캘리브레이션(Calibration) 식에 대입하여 공단량체 함량을 계산할 수 있다. In the present invention, the content of ethylene, a comonomer, in the propylene-ethylene random copolymer is determined according to ASTM D 5576 of the American Society for Testing and Materials. After fixing to , the height of the 4800 cm -1 to 3500 cm -1 peak reflecting the thickness of the specimen in the IR absorption spectrum and the area of 710 cm -1 to 760 cm -1 where the ethylene component appears are measured, respectively, and the measured values 710 cm -1 to 760 cm -1 peak area of the standard sample divided by the peak height of 4800 cm -1 to 3500 cm -1 is substituted into the calibration equation obtained by plotting the comonomer content can be calculated
한편, 본 발명의 일 구현예에 따른 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체는, 미국재료시험학회규격 ASTM D 1238에 따라 230 ℃에서 2.16 kg 하중으로 측정한 용융지수(MI2.16)가 약 16 g/10min 내지 약 22 g/10min이다. 이와 같이 용융 지수의 범위를 최적화함으로써 사술 성형시 우수한 가공성을 유지하면서 고투명 제품을 얻을 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체는 용융지수(MI2.16)가 약 17 g/10min 내지 약 21 g/10min 또는 약 18 g/10min 내지 약 20 g/10min일 수 있다. 특히, 상기 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체의 용융 지수(MI2.16)가 약 16 g/10min 미만인 경우에는 가공성이 떨어져 사출압이 증가하여 사출할 수 없으며, 약 22 g/10min를 초과하는 경우에는 점성이 떨어져 흘러내려 사출을 할 수 없기 때문에 사출용 수지로서 사용할 수 없게 된다. Meanwhile, the propylene-ethylene random copolymer according to one embodiment of the present invention has a melt index (MI 2.16 ) of about 16 g/10 min to about 16 g/10 min as measured under a load of 2.16 kg at 230 °C according to ASTM D 1238 of the American Society for Testing and Materials. It is about 22 g/10 min. By optimizing the range of the melt index in this way, it is possible to obtain a highly transparent product while maintaining excellent processability during thread molding. More specifically, the propylene-ethylene random copolymer may have a melt index (MI 2.16 ) of about 17 g/10min to about 21 g/10min or about 18 g/10min to about 20 g/10min. In particular, when the melt index (MI 2.16 ) of the propylene-ethylene random copolymer is less than about 16 g/10 min, the processability is poor and the injection pressure is increased so that injection cannot be performed, and when it exceeds about 22 g/10 min, the viscosity Since it flows down and cannot be injected, it cannot be used as a resin for injection.
상기와 같이 본 발명의 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체는 기존 지글러-나타 촉매 적용 폴리프로필렌 또는 종래 메탈로센 촉매 적용 폴리프로필렌과 달리 125 ℃ 이상의 융점(Tm)과 함께 4.0 중량% 이상의 높은 에틸렌 함량을 유지하고, 75 ℃ 이하의 낮은 결정화도 온도(Tc)와 용융지수(MI2.16, 230 ℃, 2.16 kg 하중에서 측정한 용융 지수)를 16 내지 22 g/min을 최적화하여, 중합 공정 및 사출 성형시에 우수한 가공성을 확보하면서, 총휘발성 유기 화합물 방출량(TVOC)이 낮으며 높은 강성과 함께 높은 투명도를 나타낼 수 있다. As described above, the propylene-ethylene random copolymer of the present invention maintains a high ethylene content of 4.0% by weight or more with a melting point (Tm) of 125 ° C. or higher, unlike conventional polypropylene applied with a Ziegler-Natta catalyst or polypropylene applied with a conventional metallocene catalyst. And, by optimizing the low crystallinity temperature (Tc) and melt index (MI 2.16 , 230 ℃, melt index measured under 2.16 kg load) of 75 ℃ or less to 16 to 22 g / min, excellent in polymerization process and injection molding While securing processability, the total volatile organic compound emission (TVOC) is low, and high transparency can be exhibited with high rigidity.
일예로, 본 발명의 일 구현예에 따른 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체는, 자일렌 가용분(X.S, Xylene soluble)이 약 1.0 중량% 이하, 또는 약 0.85 중량% 이하, 또는 약 0.7 중량% 이하일 수 있다. 이와 같이 낮은 자일렌 용해분은 전체 공중합체 내 atactic 성분의 함량을 나타내는 값으로, 이의 함량이 낮을수록 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체의 sticky 정도가 낮다는 것을 의미한다. 이것은 메탈로센 촉매를 이용한 중합에서 확보할 수 있는 장점이다. 본 발명에 따른 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체는 자일렌 용해분 함량이 낮아 가공 및 히트 실링 과정에서 공정 불량이 발생할 가능성이 극히 낮은 특징을 갖는다. For example, in the propylene-ethylene random copolymer according to one embodiment of the present invention, the xylene soluble content (X.S, Xylene soluble) may be about 1.0% by weight or less, or about 0.85% by weight or less, or about 0.7% by weight or less there is. As such, the low xylene soluble content is a value representing the content of the atactic component in the entire copolymer, and the lower the content thereof, the lower the degree of stickiness of the propylene-ethylene random copolymer. This is an advantage that can be secured in polymerization using a metallocene catalyst. The propylene-ethylene random copolymer according to the present invention has a low xylene soluble content, so that the possibility of process defects occurring during processing and heat sealing is extremely low.
또한, 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체는, 미국재료시험학회규격 ASTM 1003 방법에 따라 측정한 헤이즈(Haze)가 약 7.5% 이하, 또는 약 7.3% 이하, 약 7.2% 이하로 높은 투명도를 나타낼 수 있다. In addition, the propylene-ethylene random copolymer may exhibit high transparency with a haze of about 7.5% or less, about 7.3% or less, or about 7.2% or less, measured according to the ASTM 1003 method of the American Society for Testing and Materials.
또한, 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체는, VDA 277 방법에 따라 측정한 총휘발성 유기 화합물 방출량(TVOC)가 약 70 ppm 이하, 또는 약 65 ppm 이하, 약 60 ppm 이하일 수 있다. 이와 같이 낮은 총휘발성 유기 화합물 방출량(TVOC)를 가짐으로써 식품 용기 등으로 사용되는 투명 사출용 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체로 친환경성을 확보할 수 있다. In addition, the propylene-ethylene random copolymer may have a total volatile organic compound emission (TVOC) of about 70 ppm or less, or about 65 ppm or less, or about 60 ppm or less, measured according to the VDA 277 method. By having such a low total volatile organic compound emission amount (TVOC), eco-friendliness can be secured as a propylene-ethylene random copolymer for transparent injection used in food containers and the like.
상기와 같이 본 발명의 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체는 기존 지글러-나타 촉매 적용 폴리프로필렌 또는 종래 메탈로센 촉매 적용 폴리프로필렌 보다 우수한 공정 안정성 및 가공성과 함께 높은 강성과 우수한 투명도를 확보할 수 있다. As described above, the propylene-ethylene random copolymer of the present invention can secure high rigidity and excellent transparency as well as process stability and processability superior to conventional Ziegler-Natta catalyst applied polypropylene or conventional metallocene catalyst applied polypropylene.
상기와 같은 물성 및 구성적 특징을 갖는 발명의 일 구현예에 따른 프로필렌랜덤 공중합체는, 촉매 활성 성분으로 하기 화학식 1의 메탈로센 화합물을 포함하는 촉매 조성물의 존재 하에, 프로필렌 단량체와 에틸렌 공단량체를 랜덤 공중합시키는 단계를 포함하는 제조방법에 의해 제조될 수 있다. A propylene random copolymer according to an embodiment of the present invention having physical and structural characteristics as described above is a propylene monomer and an ethylene comonomer in the presence of a catalyst composition comprising a metallocene compound represented by Formula 1 as a catalytically active component It can be prepared by a manufacturing method comprising the step of random copolymerization.
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에서, In Formula 1,
M은 4족 전이 금속이고, M is a Group 4 transition metal;
X1 및 X2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐 원소이고, X 1 and X 2 are the same as or different from each other, and are each independently a halogen element;
R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 C1-20 알킬, C2-20 알케닐, C2-20 알콕시알킬, C6-20 아릴, C7-40 알킬아릴, 또는 C7-40 아릴알킬이고, R 1 and R 2 are the same as or different from each other, and are each independently C 1-20 alkyl, C 2-20 alkenyl, C 2-20 alkoxyalkyl, C 6-20 aryl, C 7-40 alkylaryl, or C 7-40 arylalkyl;
R3 내지 R6는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 C1-20 알킬이고,R 3 to R 6 are the same as or different from each other, and each independently represents C 1-20 alkyl;
R7 은 치환되거나 비치환된 C6-20 아릴이고, R 7 is a substituted or unsubstituted C 6-20 aryl;
R8 는 C1-20 알킬이다. R 8 is C 1-20 alkyl.
한편, 본 명세서에서 특별한 제한이 없는 한 다음 용어는 하기와 같이 정의될 수 있다. On the other hand, in the present specification, the following terms may be defined as follows unless there is a particular limitation.
할로겐(halogen)은 불소(F), 염소(Cl), 브롬(Br), 또는 요오드(I)일 수 있다.The halogen may be fluorine (F), chlorine (Cl), bromine (Br), or iodine (I).
탄소수 1 내지 20(C1-20)의 알킬은 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 알킬일 수 있다. 구체적으로, 탄소수 1 내지 20의 알킬은 탄소수 1 내지 20의 직쇄 알킬; 탄소수 1 내지 15의 직쇄 알킬; 탄소수 1 내지 5의 직쇄 알킬; 탄소수 3 내지 20의 분지쇄 또는 고리형 알킬; 탄소수 3 내지 15의 분지쇄 또는 고리형 알킬; 또는 탄소수 3 내지 10의 분지쇄 또는 고리형 알킬일 수 있다. 일예로, 상기 탄소수 1 내지 20(C1-20)의 알킬은 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, n-부틸, tert-부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 시클로프로필, 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 시클로헵틸, 시클로옥틸 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.Alkyl having 1 to 20 carbon atoms (C 1-20 ) may be straight-chain, branched-chain or cyclic alkyl. Specifically, alkyl having 1 to 20 carbon atoms is straight-chain alkyl having 1 to 20 carbon atoms; straight-chain alkyl of 1 to 15 carbon atoms; straight-chain alkyl of 1 to 5 carbon atoms; branched or cyclic alkyl having 3 to 20 carbon atoms; branched or cyclic alkyl having 3 to 15 carbon atoms; Or it may be a branched or cyclic alkyl having 3 to 10 carbon atoms. For example, the alkyl having 1 to 20 carbon atoms (C 1-20 ) is methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl , cyclohexyl, cycloheptyl, cyclooctyl and the like, but are not limited thereto.
탄소수 2 내지 20(C2-20)의 알케닐로는 직쇄 또는 분지쇄의 알케닐을 포함하고, 구체적으로 알릴, 알릴, 에테닐, 프로페닐, 부테닐, 펜테닐 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.Alkenyl having 2 to 20 (C 2-20 ) carbon atoms includes straight-chain or branched-chain alkenyl, and specifically includes allyl, allyl, ethenyl, propenyl, butenyl, pentenyl, and the like. but not limited to
탄소수 1 내지 20(C1-20)의 알콕시로는 메톡시기, 에톡시, 이소프로폭시, n-부톡시, tert-부톡시, 페닐옥시, 시클로헥실옥시기 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.Examples of the alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms (C 1-20 ) include methoxy group, ethoxy group, isopropoxy group, n-butoxy group, tert-butoxy group group, phenyloxy group group, and cyclohexyloxy group group. it is not going to be
탄소수 2 내지 20(C2-20)의 알콕시알킬기는 상술한 알킬의 1개 이상의 수소가 알콕시로 치환된 작용기이며, 구체적으로 메톡시메틸, 메톡시에틸, 에톡시메틸, iso-프로폭시메틸, iso-프로폭시에틸, iso-프로폭시프로필, iso-프로폭시헥실, tert-부톡시메틸, tert-부톡시에틸, tert-부톡시프로필, tert-부톡시헥실 등의 알콕시알킬; 또는 페녹시헥실 등의 아릴옥시알킬을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.An alkoxyalkyl group having 2 to 20 carbon atoms (C 2-20 ) is a functional group in which one or more hydrogens of the aforementioned alkyl are substituted with alkoxy, specifically methoxymethyl, methoxyethyl, ethoxymethyl, iso-propoxymethyl, alkoxyalkyl such as iso-propoxyethyl, iso-propoxypropyl, iso-propoxyhexyl, tert-butoxymethyl, tert-butoxyethyl, tert-butoxypropyl, tert-butoxyhexyl; or aryloxyalkyl such as phenoxyhexyl, but is not limited thereto.
탄소수 1 내지 20(C1-20)의 알킬실릴 또는 탄소수 1 내지 20(C1-20)의 알콕시실릴기는 -SiH3의 1 내지 3개의 수소가 1 내지 3개의 상술한 바와 같은 알킬 또는 알콕시로 치환된 작용기이며, 구체적으로 메틸실릴, 디메틸실릴, 트라이메틸실릴, 디메틸에틸실릴, 디에틸메틸실릴기 또는 디메틸프로필실릴 등의 알킬실릴; 메톡시실릴, 디메톡시실릴, 트라이메톡시실릴 또는 디메톡시에톡시실릴 등의 알콕시실릴; 메톡시디메틸실릴, 디에톡시메틸실릴 또는 디메톡시프로필실릴 등의 알콕시알킬실릴을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.Alkylsilyl having 1 to 20 (C 1-20 ) carbon atoms or alkoxysilyl group having 1 to 20 (C 1-20 ) carbon atoms is 1 to 3 hydrogens of -SiH 3 are converted to 1 to 3 alkyl or alkoxy as described above. A substituted functional group, specifically, alkylsilyl such as methylsilyl, dimethylsilyl, trimethylsilyl, dimethylethylsilyl, diethylmethylsilyl or dimethylpropylsilyl; alkoxysilyl such as methoxysilyl, dimethoxysilyl, trimethoxysilyl or dimethoxyethoxysilyl; Alkoxyalkylsilyl such as methoxydimethylsilyl, diethoxymethylsilyl or dimethoxypropylsilyl may be mentioned, but is not limited thereto.
탄소수 1 내지 20(C1-20)의 실릴알킬은 상술한 바와 같은 알킬의 1 이상의 수소가 실릴로 치환된 작용기이며, 구체적으로 -CH2-SiH3, 메틸실릴메틸 또는 디메틸에톡시실릴프로필 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.Silylalkyl having 1 to 20 carbon atoms (C 1-20 ) is a functional group in which one or more hydrogens of the alkyl as described above are substituted with silyl, specifically -CH 2 -SiH 3 , methylsilylmethyl or dimethylethoxysilylpropyl, etc. It may include, but is not limited thereto.
또한, 탄소수 1 내지 20(C1-20)의 알킬렌으로는 2가 치환기라는 것을 제외하고는 상술한 알킬과 동일한 것으로, 구체적으로 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 펜틸렌, 헥실렌, 헵틸렌, 옥틸렌, 시클로프로필렌, 시클로부틸렌, 시클로펜틸렌, 시클로헥실렌, 시클로헵틸렌, 시클로옥틸렌 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.In addition, alkylene having 1 to 20 (C 1-20 ) carbon atoms is the same as the above-mentioned alkyl, except that it is a divalent substituent, specifically, methylene, ethylene, propylene, butylene, pentylene, hexylene, hep and the like, but are not limited thereto.
탄소수 6 내지 20(C6-20)의 아릴은 모노사이클릭, 바이사이클릭 또는 트라이사이클릭 방향족 탄화수소일 수 있다. 일예로, 상기 탄소수 6 내지 20(C6-20)의 아릴은 페닐, 비페닐, 나프틸, 안트라세닐, 페난트레닐, 플루오레닐 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.An aryl of 6 to 20 carbon atoms (C 6-20 ) may be a monocyclic, bicyclic or tricyclic aromatic hydrocarbon. As an example, the aryl having 6 to 20 carbon atoms (C 6-20 ) may include phenyl, biphenyl, naphthyl, anthracenyl, phenanthrenyl, fluorenyl, and the like, but is not limited thereto.
탄소수 7 내지 20(C7-20)의 알킬아릴은 방향족 고리의 수소 중 하나 이상의 수소가 상술한 알킬에 의하여 치환된 치환기를 의미할 수 있다. 일예로, 상기 탄소수 7 내지 20(C7-20)의 알킬아릴은 메틸페닐, 에틸페닐, 메틸비페닐, 메틸나프틸 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다Alkylaryl having 7 to 20 carbon atoms (C 7-20 ) may mean a substituent in which one or more hydrogens of an aromatic ring are substituted with the above-mentioned alkyl. As an example, the alkylaryl having 7 to 20 carbon atoms (C 7-20 ) includes methylphenyl, ethylphenyl, methylbiphenyl, methylnaphthyl, etc., but is not limited thereto
상기 탄소수 7 내지 20(C7-20)의 아릴알킬은 상술한 알킬의 1 이상의 수소가 상술한 아릴에 의하여 치환된 치환기를 의미할 수 있다. 일예로, 상기 탄소수 7 내지 20(C7-20)의 아릴알킬은 페닐메틸, 페닐에틸, 비페닐메틸, 나프틸메틸 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.The arylalkyl having 7 to 20 carbon atoms (C 7-20 ) may mean a substituent in which one or more hydrogens of the above-mentioned alkyl are substituted by the above-mentioned aryl. As an example, the arylalkyl having 7 to 20 carbon atoms (C 7-20 ) may include phenylmethyl, phenylethyl, biphenylmethyl, naphthylmethyl, etc., but is not limited thereto.
또한, 탄소수 6 내지 20(C6-20)의 아릴렌은 2가 치환기라는 것을 제외하고는 상술한 아릴과 동일한 것으로, 구체적으로 페닐렌, 비페닐렌, 나프틸렌, 안트라세닐렌, 페난트레닐렌, 플루오레닐렌 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.In addition, arylene having 6 to 20 carbon atoms (C 6-20 ) is the same as the above-mentioned aryl except for being a divalent substituent, specifically phenylene, biphenylene, naphthylene, anthracenylene, and phenanthrenylene , Fluorenylene and the like, but are not limited thereto.
그리고, 4족 전이 금속은, 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 또는 러더포듐(Rf)일 수 있으며, 구체적으로 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 또는 하프늄(Hf) 일 수 있으며, 보다 구체적으로 지르코늄(Zr), 또는 하프늄(Hf)일 수 있으며, 이에만 한정되는 것은 아니다. And, the Group 4 transition metal may be titanium (Ti), zirconium (Zr), hafnium (Hf), or rutherfordium (Rf), specifically titanium (Ti), zirconium (Zr), or hafnium (Hf) It may be, more specifically, zirconium (Zr) or hafnium (Hf), but is not limited thereto.
또한, 13족 원소는, 붕소(B), 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In), 또는 탈륨(Tl)일 수 있으며, 구체적으로 붕소(B), 또는 알루미늄(Al)일 수 있으며, 이에만 한정되는 것은 아니다. In addition, the Group 13 element may be boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In), or thallium (Tl), and specifically may be boron (B) or aluminum (Al). and is not limited thereto.
상술한 치환기들은 목적하는 효과와 동일 내지 유사한 효과를 발휘하는 범위 내에서 임의적으로 하이드록시기; 할로겐; 알킬 또는 알케닐, 아릴, 알콕시; 14족 내지 16족의 헤테로 원자들 중 하나 이상의 헤테로 원자를 포함하는 알킬 또는 알케닐, 아릴, 알콕시; 실릴; 알킬실릴 또는 알콕시실릴; 포스파인기; 포스파이드기; 술포네이트기; 및 술폰기로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 치환기로 치환될 수 있다.The above-mentioned substituents are optionally hydroxy groups within the range of exhibiting the same or similar effects to the desired effect; halogen; alkyl or alkenyl, aryl, alkoxy; Alkyl or alkenyl, aryl, alkoxy containing at least one heteroatom among the heteroatoms of Groups 14 to 16; silyl; alkylsilyl or alkoxysilyl; phosphine group; phosphide group; sulfonate group; And it may be substituted with one or more substituents selected from the group consisting of sulfone groups.
본 발명의 일 구현예에 따른 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체의 제조에 사용되는 촉매 조성물은 상기 화학식 1의 화합물을 단일 메탈로센 촉매로서 포함한다. 이에 따라 종래 2종 이상의 촉매를 혼합하여 사용하여 제조되는 프로필렌 공중합체에 비해 분자량 분포가 현저히 좁아질 수 있으며, 이에 따라 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체의 강성이 향상됨을 확인할 수 있다.The catalyst composition used for preparing the propylene-ethylene random copolymer according to an embodiment of the present invention includes the compound of Chemical Formula 1 as a single metallocene catalyst. Accordingly, it can be confirmed that the molecular weight distribution can be significantly narrowed compared to the conventional propylene copolymer prepared by mixing two or more catalysts, and thus the stiffness of the propylene-ethylene random copolymer is improved.
상기 화학식 1로 표시되는 메탈로센 화합물은 리간드로서 위 아래로 서로 상이한 시클로펜타디에닐계열 그룹이, 브릿지에 의해 연결된, 비대칭 구조를 가진다. The metallocene compound represented by Chemical Formula 1 has an asymmetric structure in which different cyclopentadienyl-based groups are linked up and down by bridges as ligands.
구체적으로, 상기 화학식 1에서, 리간드의 위쪽은 알킬기가 치환된 시클로펜타디에닐 그룹이 브릿지에 연결되며, 상기 화학식 1에서, 리간드의 아랫 쪽은 특정 치환기를 갖는 인다세닐(indacenyl) 구조가 브릿지에 연결된다. Specifically, in Formula 1, an alkyl group-substituted cyclopentadienyl group is connected to the bridge at the upper side of the ligand, and an indacenyl structure having a specific substituent is connected to the bridge at the lower side of the ligand. Connected.
상기와 같은 특유의 구조에 따라, 서로 상이한 두 시클로펜타디에닐의 다양한 특징을 가지거나 선택적인 장점을 취할 수 있기 때문에, 보다 우수한 촉매 활성을 나타낼 수 있다.Depending on the unique structure as described above, since it can have various characteristics or selective advantages of two different cyclopentadienyls, it can exhibit better catalytic activity.
구체적으로, 상기 시클로펜타디에닐 구조는 수소 작용기가 알킬기로 치환됨으로써, 폴리프로필렌을 형성할 때 일정한 입체적 공간 배치(steric)을 유지하여 이소택틱서티(isotacticity)를 확보할 수 있으며 높은 활성을 유지할 수 있다. 수소로만 치환된 시클로펜타디에닐(Cp)의 경우 벌키한 부분이 없기 때문에 프로필렌이 삽입(insertion)할 때에 촉매가 완전 개방된 상태로 마주하기 때문에 택틱서티(tacticity)가 무너져 어택틱 폴리프로필렌(atactic PP)를 형성하게 된다.Specifically, the cyclopentadienyl structure has a hydrogen functional group substituted with an alkyl group to maintain a constant three-dimensional spatial arrangement (steric) when forming polypropylene, thereby securing isotacticity and maintaining high activity. there is. In the case of cyclopentadienyl (Cp) substituted only with hydrogen, since there is no bulky part, when propylene is inserted, the catalyst faces in a completely open state, so the tacticity collapses, resulting in atactic polypropylene (atactic polypropylene). PP) is formed.
또한, 프로필렌(C3)과 H2를 같이 반응하게 될 경우 경쟁적으로 반응이 일어나게 되는데, 상기 화학식 1의 리간드 중 인다세닐(indacenyl) 구조의 2 번 위치에 벌키한 구조가 치환되어 있을 경우, 예컨대, R8가 C1-20 알킬로 치환된 경우, 금속 중심에 일정한 입체적 공간 배치(steric)가 주어지게 되어 C3 대비 크기가 작은 H2의 반응성이 좋아진다. 따라서, 인다세닐(indacenyl) 구조의 2 번 위치에 메틸(methyl) 등의 형태로 R8가 C1-20 알킬로 치환된 구조가 결합된 경우, 중합 공정에서 수소 반응성을 증가시킬 수 있다. In addition, when propylene (C3) and H 2 are reacted together, the reaction occurs competitively. When a bulky structure is substituted at position 2 of the indacenyl structure in the ligand of Formula 1, for example, When R 8 is substituted with C 1-20 alkyl, a certain steric arrangement is given to the metal center, so that the reactivity of H 2 , which is smaller than that of C3, is improved. Therefore, when a structure in which R 8 is substituted with C 1-20 alkyl in the form of methyl or the like is bonded to position 2 of the indacenyl structure, hydrogen reactivity can be increased in the polymerization process.
이와 더불어, 상기 인다세닐(indacenyl) 구조의 4번 위치에 전자를 풍부하게 줄 수 있는 아릴 치환기, 예컨대, R7이 치환되거나 치환되지 않은 C6-20 아릴 치환기를 포함함으로써, 상기 화학식 1의 브릿지 구조에 포함된 금속(metal) 원자에 전자를 풍부하게 주게 되어 더욱 높은 촉매 활성을 확보할 수 있게 된다. In addition, by including an aryl substituent capable of donating electrons at position 4 of the indacenyl structure in abundance, for example, a C 6-20 aryl substituent in which R 7 is substituted or not, the bridge of Formula 1 Since electrons are abundantly donated to metal atoms included in the structure, higher catalytic activity can be secured.
특히, 상기 화학식 1로 표시되는 메탈로센 화합물 중 상기 인다세닐 구조의 경우, 일반 인데닐 구조보다 시클로펜타디에닐과의 조합이 활성적인 부분에서 매우 탁월한 효과를 얻을 수 있다. 이는 시클로펜타디에닐의 입체 장애 효과(steric effect)에 있어서 인다세닐 구조가 인데닐보다 마주보는 평평한 구조를 확보할 수 있어 활성 사이트(active site)에 일정한 영향을 줌으로써 프로필렌 단량체의 활성화(activation)에 매우 유리하게 작용하는 것으로 보인다. 이러한 결과는 중합된 폴리프로필렌의 택틱서티(tacticity)의 증가로 확인할 수 있다.In particular, in the case of the indacenyl structure of the metallocene compound represented by Chemical Formula 1, a very excellent effect can be obtained in an active part in combination with cyclopentadienyl rather than a general indenyl structure. This is because in the steric effect of cyclopentadienyl, it is possible to secure a flat structure in which the indacenyl structure faces the indenyl structure, thereby having a certain effect on the active site, thereby contributing to the activation of the propylene monomer. It seems to work very favorably. These results can be confirmed by an increase in tacticity of the polymerized polypropylene.
전술한 바와 같이, 상기 화학식 1로 표시되는 메탈로센 화합물은, 두 개의 리간드가 브릿지 그룹에 의해 연결되어 있는 형태로, 전이 금속에 전자를 공급하기 때문에, 구조적으로 높은 안정성을 가질 수 있으며, 담체에 담지 시에도 높은 중합 활성을 나타낼 수 있다.As described above, since the metallocene compound represented by Chemical Formula 1 supplies electrons to the transition metal in a form in which two ligands are connected by a bridge group, it can have high structural stability and support It can exhibit high polymerization activity even when supported on.
이 때, 상기 화학식 1에서, M은 지르코늄(Zr) 또는 하프늄(Hf)인 것이 바람직할 수 있다. At this time, in Formula 1, M may be preferably zirconium (Zr) or hafnium (Hf).
그리고, 상기 화학식 1에서, R1 및 R2는 각각 C1-8 직쇄 또는 분지쇄 알킬, 또는 C2-12 직쇄 또는 분지쇄 알콕시알킬일 수 있고, 구체적으로 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, t-부틸, 헥실, 또는 t-부톡시헥실일 수 있다. And, in Formula 1, R 1 and R 2 may each be C 1-8 straight-chain or branched-chain alkyl or C 2-12 straight-chain or branched-chain alkoxyalkyl, specifically methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, t-butyl, hexyl, or t-butoxyhexyl.
그리고, 상기 화학식 1에서, R3 내지 R6는 각각 C1-6 직쇄 또는 분지쇄 알킬 또는 C1-3 직쇄 또는 분지쇄 알킬일 수 있고, 구체적으로 메틸, 에틸, 프로필, 또는 이소프로필, 이소프로필일 수 있고, 바람직하게는 메틸일 수 있다. And, in Formula 1, R 3 to R 6 may each be C 1-6 straight-chain or branched-chain alkyl or C 1-3 straight-chain or branched-chain alkyl, specifically methyl, ethyl, propyl, or isopropyl, iso It can be propyl, preferably methyl.
그리고, 상기 화학식 1에 있어서, R7은 페닐, C1-6 직쇄 또는 분지쇄 알킬이 치환된 페닐, 나프틸, 또는 C1-6 직쇄 또는 분지쇄 알킬이 치환된 나프틸일수 있으며, 구체적으로 상기 페닐 또는 나프틸은 수소 치환기 중 하나 또는 둘 이상이 각각 C1-6 직쇄 또는 분지쇄 알킬로 치환된 것일 수 있다. 일 예로, 상기 페닐 또는 나프틸은 수소 치환기 중 하나 또는 둘 이상이 각각 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, t-부틸로 치환된 것일 수 있다. And, in Formula 1, R 7 may be phenyl, C 1-6 straight-chain or branched-chain alkyl-substituted phenyl, naphthyl, or C 1-6 straight-chain or branched-chain alkyl-substituted naphthyl, specifically The phenyl or naphthyl may have one or more hydrogen substituents substituted with C 1-6 straight-chain or branched-chain alkyl, respectively. For example, in the phenyl or naphthyl, one or more hydrogen substituents may be substituted with methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, or t-butyl, respectively.
이러한 방향족 그룹 각 위치의 치환기는, 유발 효과(inductive effect)에 의해 방향족 그룹에 충분한 전자를 공급할 수 있으며, 메탈로센 화합물의 전체 사이즈를 증가시키고, 가용 각도를 크게 함에 따라, 단량체의 접근을 용이하게 하여, 보다 우수한 촉매 활성을 나타낼 수 있다.Substituents at each position of the aromatic group can supply enough electrons to the aromatic group by an inductive effect, increase the overall size of the metallocene compound, and increase the available angle, thereby facilitating access of monomers. As a result, better catalytic activity can be exhibited.
그리고, 상기 화학식 1에서, R8은 C1-6 직쇄 또는 분지쇄 알킬 또는 C1-3 직쇄 또는 분지쇄 알킬일 수 있고, 구체적으로 메틸, 에틸, 또는 프로필일 수 있고, 바람직하게는 메틸일 수 있다. And, in Formula 1, R 8 may be C 1-6 straight-chain or branched-chain alkyl or C 1-3 straight-chain or branched-chain alkyl, and may specifically be methyl, ethyl, or propyl, preferably methylyl. can
그리고, 상기 화학식 1로 표시되는 메탈로센 화합물은, 구체적으로 예를 들어, 하기 화학식 1-1로 표시되는 것일 수 있다.In addition, the metallocene compound represented by Chemical Formula 1 may be, for example, represented by Chemical Formula 1-1 below.
[화학식 1-1][Formula 1-1]
상기 화학식 1-1에서, M, X1, X2, R1, R2, R7은 화학식 1에서 정의한 바와 같다.In Formula 1-1, M, X 1 , X 2 , R 1 , R 2 , and R 7 are as defined in Formula 1.
또한, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은, 구체적으로 예를 들어, 하기 구조식으로 표시되는 화합물들 중 어느 하나일 수 있다. In addition, the compound represented by Chemical Formula 1 may be, for example, any one of compounds represented by the following structural formula.
. .
상기 화학식 1로 표시되는 메탈로센 화합물은 알려진 유기 화합물의 합성 방법에 의해 제조할 수 있으며, 후술하는 실시예에 보다 구체화하여 기재하였다.The metallocene compound represented by Chemical Formula 1 can be prepared by a known organic compound synthesis method, and is described in more detail in the Examples to be described later.
한편, 본 발명의 메탈로센 화합물이나 촉매 조성물을 제조하는 방법에 있어서, 당량(eq)은 몰 당량(eq/mol)을 의미한다. Meanwhile, in the method for preparing the metallocene compound or catalyst composition of the present invention, equivalent weight (eq) means molar equivalent weight (eq/mol).
본 발명에서 사용되는 메탈로센 촉매는 상기 화학식 1로 표시되는 메탈로센 화합물을 조촉매 화합물과 함께 담체에 담지하여 담지 메탈로센 촉매의 형태로 사용될 수 있다.The metallocene catalyst used in the present invention may be used in the form of a supported metallocene catalyst by supporting the metallocene compound represented by Chemical Formula 1 on a carrier together with a cocatalyst compound.
본 발명에 따른 담지 메탈로센 촉매에 있어서, 상기 메탈로센 화합물을 활성화하기 위하여 담체에 함께 담지되는 조촉매로는 13족 금속을 포함하는 유기 금속 화합물로서, 일반적인 메탈로센 촉매 하에 올레핀을 중합할 때 사용될 수 있는 것이라면 특별히 한정되는 것은 아니다. In the supported metallocene catalyst according to the present invention, the cocatalyst supported on the carrier to activate the metallocene compound is an organometallic compound containing a Group 13 metal, and polymerizes olefins under a general metallocene catalyst It is not particularly limited as long as it can be used when doing.
구체적으로, 상기 조촉매 화합물은 하기 화학식 2의 알루미늄 함유 조촉매 1종 이상을 포함할 수 있다.Specifically, the cocatalyst compound may include one or more aluminum-containing cocatalysts represented by Formula 2 below.
[화학식 2][Formula 2]
-[Al(R22)-O]m--[Al(R 22 )-O] m -
화학식 2에서, R22는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐, C1-20 알킬 또는 C1-20 할로알킬이고; m은 2 이상의 정수이다. In Formula 2, R 22 are the same as or different from each other, and each independently represents halogen, C 1-20 alkyl or C 1-20 haloalkyl; m is an integer greater than or equal to 2;
이러한 조촉매의 사용에 의해 중합 활성이 보다 향상될 수 있다. Polymerization activity can be further improved by the use of such a cocatalyst.
일예로, 상기 화학식 2의 조촉매는 선형, 원형 또는 망상형으로 반복단위가 결합된 알킬알루미녹산계 화합물로 될 수 있고, 이러한 조촉매의 구체적인 예로는, 메틸알루미녹산(MAO), 에틸알루미녹산, 이소부틸알루미녹산 또는 부틸알루미녹산 등을 들 수 있다. For example, the cocatalyst of Chemical Formula 2 may be an alkylaluminoxane-based compound in which repeating units are bonded in a linear, circular or network shape, and specific examples of such a cocatalyst include methylaluminoxane (MAO) and ethylaluminoxane. , isobutyl aluminoxane or butyl aluminoxane, and the like.
본 발명에 따른 담지 메탈로센 촉매에 있어서, 화학식 1로 표시되는 메탈로센 화합물에 포함되는 전체 전이금속 대 담체의 질량비는 1 : 10 내지 1 : 1000 일 수 있다. 상기 질량비로 담체 및 메탈로센 화합물을 포함할 때, 최적의 형상을 나타낼 수 있다. 또한, 조촉매 화합물 대 담체의 질량비는 1 : 1 내지 1 : 100 일 수 있다. In the supported metallocene catalyst according to the present invention, the mass ratio of all transition metals included in the metallocene compound represented by Chemical Formula 1 to the support may be 1:10 to 1:1000. When the carrier and the metallocene compound are included in the above mass ratio, an optimal shape can be exhibited. In addition, the mass ratio of the cocatalyst compound to the carrier may be 1:1 to 1:100.
본 발명에 따른 담지 메탈로센 촉매에 있어서, 상기 담체로는 표면에 하이드록시기를 함유하는 담체를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 건조되어 표면에 수분이 제거된, 반응성이 큰 하이드록시기와 실록산기를 가지고 있는 담체를 사용할 수 있다.In the supported metallocene catalyst according to the present invention, a carrier containing a hydroxy group on the surface may be used as the carrier, preferably having a highly reactive hydroxy group and a siloxane group that is dried to remove moisture from the surface A carrier may be used.
예컨대, 고온에서 건조된 실리카, 실리카-알루미나, 및 실리카-마그네시아 등이 사용될 수 있고, 이들은 통상적으로 Na2O, K2CO3, BaSO4, 및 Mg(NO3)2 등의 산화물, 탄산염, 황산염, 및 질산염 성분을 함유할 수 있다.For example, silica dried at high temperature, silica-alumina, and silica-magnesia may be used, and these are typically oxides, carbonates, such as Na 2 O, K 2 CO 3 , BaSO 4 , and Mg(NO 3 ) 2 , It may contain sulfate and nitrate components.
상기 담체의 건조 온도는 200 ℃ 내지 800 ℃가 바람직하고, 300 ℃ 내지 600 ℃가 더욱 바람직하며, 300 ℃ 내지 400 ℃가 가장 바람직하다. 상기 담체의 건조 온도가 200 ℃ 미만인 경우 수분이 너무 많아서 표면의 수분과 조촉매가 반응하게 되고, 800 ℃를 초과하는 경우에는 담체 표면의 기공들이 합쳐지면서 표면적이 줄어들며, 또한 표면에 하이드록시기가 많이 없어지고 실록산기만 남게 되어 조촉매와의 반응자리가 감소하기 때문에 바람직하지 않다.The drying temperature of the carrier is preferably 200 °C to 800 °C, more preferably 300 °C to 600 °C, and most preferably 300 °C to 400 °C. When the drying temperature of the carrier is less than 200 ° C., the moisture on the surface is too high, and the moisture on the surface and the cocatalyst react. This is undesirable because only siloxane remains and the reaction site with the cocatalyst decreases.
상기 담체 표면의 하이드록시기 양은 0.1 mmol/g 내지 10 mmol/g이 바람직하며, 0.5 mmol/g 내지 5 mmol/g일 때 더욱 바람직하다. 상기 담체 표면에 있는 하이드록시기의 양은 담체의 제조방법 및 조건 또는 건조 조건, 예컨대 온도, 시간, 진공 또는 스프레이 건조 등에 의해 조절할 수 있다.The amount of hydroxy groups on the surface of the carrier is preferably 0.1 mmol/g to 10 mmol/g, more preferably 0.5 mmol/g to 5 mmol/g. The amount of hydroxyl groups on the surface of the carrier can be controlled by the manufacturing method and conditions of the carrier or drying conditions, such as temperature, time, vacuum or spray drying.
상기 하이드록시기의 양이 0.1 mmol/g 미만이면 조촉매와의 반응자리가 적고, 10 mmol/g을 초과하면 담체 입자 표면에 존재하는 하이드록시기 이외에 수분에서 기인한 것일 가능성이 있기 때문에 바람직하지 않다.If the amount of the hydroxy group is less than 0.1 mmol / g, there are few reaction sites with the cocatalyst, and if it exceeds 10 mmol / g, it is not preferable because it may originate from moisture in addition to the hydroxy group present on the surface of the carrier particle. not.
한편, 본 발명에 따른 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체는, 상술한 메탈로센 촉매의 존재 하에서, 단량체 및 공단량체를 공중합함으로써 제조할 수 있다. Meanwhile, the propylene-ethylene random copolymer according to the present invention can be produced by copolymerizing monomers and comonomers in the presence of the above-described metallocene catalyst.
상기 중합 반응은 하나의 연속식 슬러리 중합 반응기, 루프 슬러리 반응기, 기상 반응기 또는 용액 반응기를 이용하여 프로필렌 단량체 및 공단량체를 접촉시켜 공중합하여 진행할 수 있다.The polymerization reaction may be carried out by contacting and copolymerizing propylene monomers and comonomers using a continuous slurry polymerization reactor, a loop slurry reactor, a gas phase reactor or a solution reactor.
그리고, 상기 중합 온도는 약 25 ℃ 내지 약 500 ℃, 바람직하게는 약 25 ℃ 내지 약 200 ℃, 보다 바람직하게는 약 50 ℃ 내지 약 100 ℃일 수 있다. 또한, 중합 압력은 약 1 kgf/㎠ 내지 약 100 kgf/㎠, 바람직하게는 약 1 kgf/㎠ 내지 약 50 kgf/㎠, 보다 바람직하게는 약 10 kgf/㎠ 내지 약 40 kgf/㎠일 수 있다.And, the polymerization temperature may be about 25 ℃ to about 500 ℃, preferably about 25 ℃ to about 200 ℃, more preferably about 50 ℃ to about 100 ℃. In addition, the polymerization pressure may be about 1 kgf/cm 2 to about 100 kgf/cm 2 , preferably about 1 kgf/cm 2 to about 50 kgf/cm 2 , and more preferably about 10 kgf/cm 2 to about 40 kgf/cm 2 . .
또한, 상기 중합 반응은 수소 기체 존재 하에서 수행할 수 있으며, 구체적으로 프로필렌 단량체 함량 기준으로 수소 기체를 약 350 ppm 이하 또는 약 0 내지 약 350 ppm, 혹은 약 300 ppm 이하 또는 약 0 ppm 내지 약 300 ppm, 혹은 약 250 ppm 이하 또는 약 0 ppm 내지 약 250 ppm, 혹은 약 200 ppm 이하 또는 약 0 ppm 내지 약 200 ppm으로 투입하며 수행할 수 있다. 일예로, 상기 담지 촉매의 메탈로센 화합물에 따라, 수소 투입량을 전술한 함량에 범위에서 최소 50 ppm 이상, 또는 100 ppm 이상, 혹은 약 100 ppm 이상, 혹은 120 ppm 이상, 혹은 150 ppm 이상으로 하여 중합 반응을 수행할 수 있다.In addition, the polymerization reaction may be carried out in the presence of hydrogen gas, specifically about 350 ppm or less, or about 0 to about 350 ppm, or about 300 ppm or less, or about 0 ppm to about 300 ppm of hydrogen gas based on the propylene monomer content , or about 250 ppm or less, or about 0 ppm to about 250 ppm, or about 200 ppm or less, or about 0 ppm to about 200 ppm. For example, depending on the metallocene compound of the supported catalyst, the hydrogen input amount is at least 50 ppm or more, or 100 ppm or more, or about 100 ppm or more, or 120 ppm or more, or 150 ppm or more within the above-mentioned content range A polymerization reaction can be carried out.
상기 담지 메탈로센 촉매는 탄소수 5 내지 12의 지방족 탄화수소 용매, 예를 들면 펜탄, 헥산, 헵탄, 노난, 데칸, 및 이들의 이성질체와 톨루엔, 벤젠과 같은 방향족 탄화수소 용매, 디클로로메탄, 클로로벤젠과 같은 염소원자로 치환된 탄화수소 용매 등에 용해하거나 희석하여 주입할 수 있다. 여기에 사용되는 용매는 소량의 알킬 알루미늄 처리함으로써 촉매 독으로 작용하는 소량의 물 또는 공기 등을 제거하여 사용하는 것이 바람직하며, 조촉매를 더 사용하여 실시하는 것도 가능하다.The supported metallocene catalyst is an aliphatic hydrocarbon solvent having 5 to 12 carbon atoms, for example, pentane, hexane, heptane, nonane, decane, and isomers thereof, and aromatic hydrocarbon solvents such as toluene and benzene, dichloromethane, and chlorobenzene. It can be injected by dissolving or diluting in a hydrocarbon solvent substituted with a chlorine atom. The solvent used here is preferably used by removing a small amount of water or air that acts as a catalyst poison by treating a small amount of alkyl aluminum, and it is also possible to use a cocatalyst further.
이와 같이 본 발명에 따른 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체는 상술한 담지 메탈로센 촉매를 사용하여, 프로필렌 및 에틸렌을 공중합하여 제조될 수 있다. 그 결과, 상기 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체는, 증대된 에틸렌 함량에서도 높은 융점을 유지하고, 낮은 결정화 온도와 적절한 융융지수를 가짐으로써, 우수한 공정안정성 및 가공성과 압출 특성이 우수하며, 높은 강성과 함께 낮은 총휘발성 유기 화합물 방출량(TVOC)과 높은 투명도를 구현할 수 있어, 본 발명에 따른 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체는 친환경 소재로서 고투명 박막 사출용 제품 등에 바람직하게 적용될 수 있다. As described above, the propylene-ethylene random copolymer according to the present invention may be prepared by copolymerizing propylene and ethylene using the above-described supported metallocene catalyst. As a result, the propylene-ethylene random copolymer maintains a high melting point even with increased ethylene content, has a low crystallization temperature and an appropriate melting index, and thus has excellent process stability, processability, and extrusion characteristics, along with high stiffness. Since a low total volatile organic compound emission (TVOC) and high transparency can be realized, the propylene-ethylene random copolymer according to the present invention can be preferably applied to products for high-transparency thin film injection molding as an eco-friendly material.
본 발명에 따른 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체는. 높은 융점을 유지하며 강성과 충격강도 등의 우수한 물성과 파울링 등이 발생하지 않은 공정 안정성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 사출 성형에 특히 용이한 우수한 가공성을 구현하면서도, 공단량체인 에틸렌 함량을 높은 수준으로 증대시켜 결정화도가 낮아지는 특성을 발현할 수 있고, 총휘발성 유기 화합물 방출량(TVOC)이 현저히 낮아 식품 용기 등의 친환경 소재로 사용되는 고투명 사출 제품을 제조하는 데 유리하다. Propylene-ethylene random copolymer according to the present invention. It maintains a high melting point, secures excellent physical properties such as rigidity and impact strength, and process stability without fouling. It can express the characteristics of lowering the crystallinity by increasing the crystallinity, and the total volatile organic compound emission (TVOC) is remarkably low, which is advantageous for manufacturing highly transparent injection-molded products used as eco-friendly materials such as food containers.
이하, 발명의 구체적인 실시예를 통해, 발명의 작용 및 효과를 보다 상술하기로 한다. 다만, 이러한 실시예는 발명의 예시로 제시된 것에 불과하며, 이에 의해 발명의 권리범위가 정해지는 것은 아니다.Hereinafter, the action and effect of the invention will be described in more detail through specific examples of the invention. However, these embodiments are only presented as examples of the invention, and the scope of the invention is not determined thereby.
<실시예><Example>
<메탈로센 화합물의 제조><Preparation of metallocene compound>
합성예 1Synthesis Example 1
리간드 화합물 (2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl)Indacenyl) dimethyl (2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) silane 의 제조Preparation of ligand compound (2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl)Indacenyl) dimethyl (2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) silane
2,3,4,5-테트라메틸시클로펜타디엔(TMCP, 2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien)을 테트라하이드로퓨란(THF)에 녹인 후 -25 ℃에서 n-부틸리튬 (n-BuLi, 1.05 eq)를 천천히 적가한 뒤, 상온에서 3 시간 동안 교반하였다. 이후 디클로로디메틸실란(dichloro dimethyl silane, 1.05 eq)을 -10 ℃에서 투입한 뒤, 상온에서 밤새(overnight) 교반하였다. 다른 반응기에 2-메틸-4-(3',5'-디(tert-부틸)페닐) 인다센 (2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl) Indacene (1 eq))을 톨루엔/테트라하이드로퓨란(Toluene/THF)의 혼합 용매(부피비 3/2, 0.5 M)에 녹인 후 -25 ℃에서 n-BuLi (1.05 eq)를 천천히 적가한 뒤, 상온에서 3 시간 동안 교반하였다. 이후 CuCN (2 mol%)를 투입하고 30 분 동안 교반한 후, 첫번째 반응물인 mono-Si 용액을 투입하였다. 이후 상온에서 밤새 교반하고 물을 이용하여 work-up 한 뒤 건조하여 리간드를 얻었다. After dissolving 2,3,4,5-tetramethylcyclopentadiene (TMCP, 2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien) in tetrahydrofuran (THF), n-butyllithium (n-BuLi, 1.05 After slowly adding eq) dropwise, the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. Thereafter, dichlorodimethylsilane (1.05 eq) was added at -10 °C, followed by stirring at room temperature overnight. In another reactor, 2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl) Indacene (1 eq)) was added to toluene. / After dissolving in a mixed solvent (volume ratio of 3/2, 0.5 M) of tetrahydrofuran (Toluene/THF), n-BuLi (1.05 eq) was slowly added dropwise at -25 ° C, followed by stirring at room temperature for 3 hours. After adding CuCN (2 mol%) and stirring for 30 minutes, a mono-Si solution as the first reactant was added. Thereafter, the mixture was stirred at room temperature overnight, worked up using water, and dried to obtain a ligand.
전이 금속 화합물 Dimethylsilanediyl(2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl)Indacenyl)(2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) zirconium dichloride 의 제조Preparation of transition metal compound Dimethylsilanediyl(2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl)Indacenyl)(2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) zirconium dichloride
상기에서 제조한 리간드를 톨루엔/디에틸에테르(toluene/diethylether, Toluene/Ether, 부피비 2/1, 0.53 M)에 녹이고, -25 ℃에서 n-BuLi (2.05 eq)를 투입한 뒤, 상온에서 5 시간 동안 교반하였다. 별도의 플라스크에 ZrCl4 (1 eq)를 톨루엔(0.17 M)에 혼합하여 제조한 슬러리를 제조하고, 상기 리간드 용액에 투입한 후, 상온에서 밤새 교반하였다. 반응이 완료되면, 용매를 진공 건조하고 디클로로메탄을 재투입하여 필터 등을 통해 LiCl를 제거하고, 여액을 진공 건조하고, 디클로로메탄/헥산을 첨가하여 상온에서 재결정 시켰다. 이후 생성된 고체를 여과하여 진공 건조하여 표제의 메탈로센 화합물을 얻었다.The ligand prepared above was dissolved in toluene/diethylether (toluene/diethylether, Toluene/Ether, volume ratio 2/1, 0.53 M), n-BuLi (2.05 eq) was added at -25 ° C, and then 5 Stir for an hour. In a separate flask, a slurry prepared by mixing ZrCl 4 (1 eq) with toluene (0.17 M) was prepared, added to the ligand solution, and then stirred at room temperature overnight. When the reaction was completed, the solvent was vacuum-dried, dichloromethane was reintroduced to remove LiCl through a filter, etc., and the filtrate was vacuum-dried and recrystallized at room temperature by adding dichloromethane/hexane. Then, the resulting solid was filtered and vacuum dried to obtain the title metallocene compound.
이렇게 얻어진 전이금속 화합물에 대하여, Bruker AVANCE III HD 500 MHz NMR/ PABBO(1H/19F/Broad band) probe : 1H, 용매 : CDCl3으로 NMR 데이터를 측정하였다. For the transition metal compound thus obtained, NMR data was measured using Bruker AVANCE III HD 500 MHz NMR/PABBO (1H/19F/Broad band) probe: 1H, solvent: CDCl 3 .
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 7.73 (s, 2H), 7.56 (s, 1H), 7.42 (s, 1H), 6.36 (s, 1H), 2.85-2.80 (m, 4H), 2.12 (s, 6H), 1.95 (m, 2H), 1.79 (s, 9H), 1.31 (s, 18H), 1.00 (s, 6H) ppm 1 H-NMR (500 MHz, CDCl 3 ): 7.73 (s, 2H), 7.56 (s, 1H), 7.42 (s, 1H), 6.36 (s, 1H), 2.85-2.80 (m, 4H), 2.12 (s, 6H), 1.95 (m, 2H), 1.79 (s, 9H), 1.31 (s, 18H), 1.00 (s, 6H) ppm
합성예 2Synthesis Example 2
리간드 화합물 (2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl)Indacenyl) dimethyl (2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) silane 의 제조Preparation of ligand compound (2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl)Indacenyl) dimethyl (2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) silane
2,3,4,5-테트라메틸시클로펜타디엔(TMCP, 2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien)을 테트라하이드로퓨란(THF)에 녹인 후 -25 ℃에서 n-부틸리튬 (n-BuLi, 1.05 eq)를 천천히 적가한 뒤, 상온에서 3 시간 동안 교반하였다. 이후 디클로로디메틸실란(dichloro dimethyl silane, 1.05 eq)을 -10 ℃에서 투입한 뒤, 상온에서 밤새(overnight) 교반하였다. 다른 반응기에 2-메틸-4-(3',5'-디(tert-부틸)페닐) 인다센 (2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl) Indacene (1 eq))을 톨루엔/테트라하이드로퓨란(Toluene/THF)의 혼합 용매(부피비 3/2, 0.5 M)에 녹인 후 -25 ℃에서 n-BuLi (1.05 eq)를 천천히 적가한 뒤, 상온에서 3 시간 동안 교반하였다. 이후 CuCN (2 mol%)를 투입하고 30 분 동안 교반한 후, 첫번째 반응물인 mono-Si 용액을 투입하였다. 이후 상온에서 밤새 교반하고 물을 이용하여 work-up 한 뒤 건조하여 리간드를 얻었다. After dissolving 2,3,4,5-tetramethylcyclopentadiene (TMCP, 2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien) in tetrahydrofuran (THF), n-butyllithium (n-BuLi, 1.05 After slowly adding eq) dropwise, the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. Thereafter, dichlorodimethylsilane (1.05 eq) was added at -10 °C, followed by stirring at room temperature overnight. In another reactor, 2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl) Indacene (1 eq)) was added to toluene. / After dissolving in a mixed solvent (volume ratio of 3/2, 0.5 M) of tetrahydrofuran (Toluene/THF), n-BuLi (1.05 eq) was slowly added dropwise at -25 ° C, followed by stirring at room temperature for 3 hours. After adding CuCN (2 mol%) and stirring for 30 minutes, a mono-Si solution as the first reactant was added. Thereafter, the mixture was stirred at room temperature overnight, worked up using water, and dried to obtain a ligand.
전이 금속 화합물 Dimethylsilanediyl(2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl)Indacenyl)(2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) hafnium dichloride 의 제조Preparation of transition metal compound Dimethylsilanediyl(2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl)Indacenyl)(2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) hafnium dichloride
상기에서 제조한 리간드를 Toluene/Ether (부피비 2/1, 0.53 M)에 녹이고, -25 ℃에서 n-BuLi (2.05 eq)를 투입한 뒤, 상온에서 5 시간 동안 교반하였다. 별도의 플라스크에 HfCl4 (1 eq)를 톨루엔(0.17 M)에 혼합하여 제조한 슬러리를 제조하고, 상기 리간드 용액에 투입한 후, 상온에서 밤새 교반하였다. 반응이 완료되면, 용매를 진공 건조하고 디클로로메탄을 재투입하여 필터 등을 통해 LiCl를 제거하고, 여액을 진공 건조하고, 디클로로메탄/헥산을 첨가하여 상온에서 재결정 시켰다. 이후 생성된 고체를 여과하여 진공 건조하여 표제의 메탈로센 화합물을 얻었다.The ligand prepared above was dissolved in Toluene/Ether (volume ratio: 2/1, 0.53 M), and n-BuLi (2.05 eq) was added at -25 °C, followed by stirring at room temperature for 5 hours. A slurry prepared by mixing HfCl 4 (1 eq) with toluene (0.17 M) was prepared in a separate flask, added to the ligand solution, and stirred overnight at room temperature. When the reaction was completed, the solvent was vacuum-dried, dichloromethane was reintroduced to remove LiCl through a filter, etc., and the filtrate was vacuum-dried and recrystallized at room temperature by adding dichloromethane/hexane. Then, the resulting solid was filtered and vacuum dried to obtain the title metallocene compound.
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 7.78 (s, 2H), 7.6 (s, 1H), 7.46 (s, 1H), 6.41 (s, 1H), 2.98-2.92 (m, 4H), 2.14 (s, 6H), 1.98 (m, 2H), 1.83 (s, 6H), 1.8 (s, 3H), 1.33 (s, 18H), 1.28 (s, 6H) ppm 1 H-NMR (500 MHz, CDCl 3 ): 7.78 (s, 2H), 7.6 (s, 1H), 7.46 (s, 1H), 6.41 (s, 1H), 2.98-2.92 (m, 4H), 2.14 (s, 6H), 1.98 (m, 2H), 1.83 (s, 6H), 1.8 (s, 3H), 1.33 (s, 18H), 1.28 (s, 6H) ppm
합성예 3Synthesis Example 3
리간드 화합물 (2-Methyl-4-(4'-tertbutylphenyl)Indacenyl) dimethyl (2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) silane 의 제조Preparation of ligand compound (2-Methyl-4-(4'-tertbutylphenyl)Indacenyl) dimethyl (2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) silane
2,3,4,5-테트라메틸시클로펜타디엔(TMCP, 2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien)을 테트라하이드로퓨란(THF)에 녹인 후 -25 ℃에서 n-부틸리튬 (n-BuLi, 1.05 eq)를 천천히 적가한 뒤, 상온에서 3 시간 동안 교반하였다. 이후 디클로로디메틸실란(dichloro dimethyl silane, 1.05 eq)을 -10 ℃에서 투입한 뒤, 상온에서 밤새(overnight) 교반하였다. 다른 반응기에 2-메틸-4-(4-(tert-부틸)페닐) 인다센 (2-Methyl-4-(4'-tertbutylphenyl) Indacene (1 eq))을 톨루엔/테트라하이드로퓨란(Toluene/THF)의 혼합 용매(부피비 3/2, 0.5 M)에 녹인 후 -25 ℃에서 n-BuLi (1.05 eq)를 천천히 적가한 뒤, 상온에서 3 시간 동안 교반하였다. 이후 CuCN (2 mol%)를 투입하고 30 분 동안 교반한 후, 첫번째 반응물인 mono-Si 용액을 투입하였다. 이후 상온에서 밤새 교반하고 물을 이용하여 work-up 한 뒤 건조하여 리간드를 얻었다. After dissolving 2,3,4,5-tetramethylcyclopentadiene (TMCP, 2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien) in tetrahydrofuran (THF), n-butyllithium (n-BuLi, 1.05 After slowly adding eq) dropwise, the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. Thereafter, dichlorodimethylsilane (1.05 eq) was added at -10 °C, followed by stirring at room temperature overnight. In another reactor, 2-Methyl-4- (4- (tert-butyl) phenyl) indacene (1 eq) was mixed with toluene / tetrahydrofuran (Toluene / THF ) was dissolved in a mixed solvent (volume ratio: 3/2, 0.5 M), n-BuLi (1.05 eq) was slowly added dropwise at -25 ° C, followed by stirring at room temperature for 3 hours. After adding CuCN (2 mol%) and stirring for 30 minutes, a mono-Si solution as the first reactant was added. Thereafter, the mixture was stirred at room temperature overnight, worked up using water, and dried to obtain a ligand.
전이 금속 화합물 Dimethylsilanediyl(2-Methyl-4-(4'-tertbutylphenyl)Indacenyl)(2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) zirconium dichloride의 제조Preparation of transition metal compound Dimethylsilanediyl (2-Methyl-4- (4'-tertbutylphenyl) Indacenyl) (2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) zirconium dichloride
상기에서 제조한 리간드를 Toluene/Ether (부피비 2/1, 0.53 M)에 녹이고, -25 ℃에서 n-BuLi (2.05 eq)를 투입한 뒤, 상온에서 5 시간 동안 교반하였다. 별도의 플라스크에 ZrCl4 (1 eq)를 톨루엔(0.17 M)에 혼합하여 제조한 슬러리를 제조하고, 상기 리간드 용액에 투입한 후, 상온에서 밤새 교반하였다. 반응이 완료되면, 용매를 진공 건조하고 디클로로메탄을 재투입하여 필터 등을 통해 LiCl를 제거하고, 여액을 진공 건조하고, 디클로로메탄/헥산을 첨가하여 상온에서 재결정 시켰다. 이후 생성된 고체를 여과하여 진공 건조하여 표제의 메탈로센 화합물을 얻었다.The ligand prepared above was dissolved in Toluene/Ether (volume ratio: 2/1, 0.53 M), and n-BuLi (2.05 eq) was added at -25 °C, followed by stirring at room temperature for 5 hours. In a separate flask, a slurry prepared by mixing ZrCl 4 (1 eq) with toluene (0.17 M) was prepared, added to the ligand solution, and then stirred at room temperature overnight. When the reaction was completed, the solvent was vacuum-dried, dichloromethane was reintroduced to remove LiCl through a filter, etc., and the filtrate was vacuum-dried and recrystallized at room temperature by adding dichloromethane/hexane. Then, the resulting solid was filtered and vacuum dried to obtain the title metallocene compound.
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 7.42 (s, 1H), 7.38 (d, 2H), 7.30 (d, 2H), 6.37 (s, 1H), 2.85-2.79 (m, 4H), 2.12 (s, 6H), 1.94 (m, 2H), 1.79 (s, 9H), 1.30 (s, 9H), 1.00 (s, 6H) ppm 1 H-NMR (500 MHz, CDCl 3 ): 7.42 (s, 1H), 7.38 (d, 2H), 7.30 (d, 2H), 6.37 (s, 1H), 2.85-2.79 (m, 4H), 2.12 (s, 6H), 1.94 (m, 2H), 1.79 (s, 9H), 1.30 (s, 9H), 1.00 (s, 6H) ppm
합성예 4Synthesis Example 4
리간드 화합물 (2-Methyl-4-phenylIndacenyl) dimethyl (2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) silane 의 제조Preparation of ligand compound (2-Methyl-4-phenylIndacenyl) dimethyl (2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) silane
2,3,4,5-테트라메틸시클로펜타디엔(TMCP, 2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien)을 테트라하이드로퓨란(THF)에 녹인 후 -25 ℃에서 n-부틸리튬 (n-BuLi, 1.05 eq)를 천천히 적가한 뒤, 상온에서 3 시간 동안 교반하였다. 이후 디클로로디메틸실란(dichloro dimethyl silane, 1.05 eq)을 -10 ℃에서 투입한 뒤, 상온에서 밤새(overnight) 교반하였다. 다른 반응기에 2-메틸-4-페닐) 인다센 (2-Methyl-4-phenyl) Indacene (1 eq))을 톨루엔/테트라하이드로퓨란(Toluene/THF)의 혼합 용매(부피비 3/2, 0.5 M)에 녹인 후 -25 ℃에서 n-BuLi (1.05 eq)를 천천히 적가한 뒤, 상온에서 3 시간 동안 교반하였다. 이후 CuCN (2 mol%)를 투입하고 30 분 동안 교반한 후, 첫번째 반응물인 mono-Si 용액을 투입하였다. 이후 상온에서 밤새 교반하고 물을 이용하여 work-up 한 뒤 건조하여 리간드를 얻었다. After dissolving 2,3,4,5-tetramethylcyclopentadiene (TMCP, 2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien) in tetrahydrofuran (THF), n-butyllithium (n-BuLi, 1.05 After slowly adding eq) dropwise, the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. Thereafter, dichlorodimethylsilane (1.05 eq) was added at -10 °C, followed by stirring at room temperature overnight. In another reactor, 2-Methyl-4-phenyl) Indacene (1 eq)) was added to a mixed solvent of toluene/tetrahydrofuran (Toluene/THF) (volume ratio 3/2, 0.5 M After dissolving in ), n-BuLi (1.05 eq) was slowly added dropwise at -25 ° C, followed by stirring at room temperature for 3 hours. After adding CuCN (2 mol%) and stirring for 30 minutes, a mono-Si solution as the first reactant was added. Thereafter, the mixture was stirred at room temperature overnight, worked up using water, and dried to obtain a ligand.
전이 금속 화합물 Dimethylsilanediyl(2-Methyl-4-phenylIndacenyl)(2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) zirconium dichloride의 제조Preparation of transition metal compound Dimethylsilanediyl (2-Methyl-4-phenylIndacenyl) (2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) zirconium dichloride
상기에서 제조한 리간드를 Toluene/Ether (부피비 2/1, 0.53 M)에 녹이고, -25 ℃에서 n-BuLi (2.05 eq)를 투입한 뒤, 상온에서 5 시간 동안 교반하였다. 별도의 플라스크에 ZrCl4 (1 eq)를 톨루엔(0.17 M)에 혼합하여 제조한 슬러리를 제조하고, 상기 리간드 용액에 투입한 후, 상온에서 밤새 교반하였다. 반응이 완료되면, 용매를 진공 건조하고 디클로로메탄을 재투입하여 필터 등을 통해 LiCl를 제거하고, 여액을 진공 건조하고, 디클로로메탄/헥산을 첨가하여 상온에서 재결정 시켰다. 이후 생성된 고체를 여과하여 진공 건조하여 표제의 메탈로센 화합물을 얻었다.The ligand prepared above was dissolved in Toluene/Ether (volume ratio: 2/1, 0.53 M), and n-BuLi (2.05 eq) was added at -25 °C, followed by stirring at room temperature for 5 hours. In a separate flask, a slurry prepared by mixing ZrCl 4 (1 eq) with toluene (0.17 M) was prepared, added to the ligand solution, and then stirred at room temperature overnight. When the reaction was completed, the solvent was vacuum-dried, dichloromethane was reintroduced to remove LiCl through a filter, etc., and the filtrate was vacuum-dried and recrystallized at room temperature by adding dichloromethane/hexane. Then, the resulting solid was filtered and vacuum dried to obtain the title metallocene compound.
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 7.54-7.38 (m, 6H), 6.37 (s, 1H), 2.85-2.80 (m, 4H), 2.12 (s, 6H), 1.95 (m, 2H), 1.79 (s, 9H), 0.99 (s, 6H) ppm 1 H-NMR (500 MHz, CDCl 3 ): 7.54-7.38 (m, 6H), 6.37 (s, 1H), 2.85-2.80 (m, 4H), 2.12 (s, 6H), 1.95 (m, 2H) , 1.79 (s, 9H), 0.99 (s, 6H) ppm
합성예 5Synthesis Example 5
리간드 화합물 (2-Methyl-4-(2’-naphthylene)Indacenyl) dimethyl (2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) silane 의 제조Preparation of ligand compound (2-Methyl-4-(2'-naphthylene)Indacenyl) dimethyl (2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) silane
2,3,4,5-테트라메틸시클로펜타디엔(TMCP, 2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien)을 테트라하이드로퓨란(THF)에 녹인 후 -25 ℃에서 n-부틸리튬 (n-BuLi, 1.05 eq)를 천천히 적가한 뒤, 상온에서 3 시간 동안 교반하였다. 이후 디클로로디메틸실란(dichloro dimethyl silane, 1.05 eq)을 -10 ℃에서 투입한 뒤, 상온에서 밤새(overnight) 교반하였다. 다른 반응기에 2-메틸-4-(2’-나프틸렌) 인다센 (2-Methyl-4-(2’-naphthylene) Indacene (1 eq))을 톨루엔/테트라하이드로퓨란(Toluene/THF)의 혼합 용매(부피비 3/2, 0.5 M)에 녹인 후 -25 ℃에서 n-BuLi (1.05 eq)를 천천히 적가한 뒤, 상온에서 3 시간 동안 교반하였다. 이후 CuCN (2 mol%)를 투입하고 30 분 동안 교반한 후, 첫번째 반응물인 mono-Si 용액을 투입하였다. 이후 상온에서 밤새 교반하고 물을 이용하여 work-up 한 뒤 건조하여 리간드를 얻었다. After dissolving 2,3,4,5-tetramethylcyclopentadiene (TMCP, 2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien) in tetrahydrofuran (THF), n-butyllithium (n-BuLi, 1.05 After slowly adding eq) dropwise, the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. Thereafter, dichlorodimethylsilane (1.05 eq) was added at -10 °C, followed by stirring at room temperature overnight. Mixing 2-Methyl-4-(2'-naphthylene) Indacene (1 eq) with toluene/tetrahydrofuran (Toluene/THF) in another reactor After dissolving in a solvent (volume ratio: 3/2, 0.5 M), n-BuLi (1.05 eq) was slowly added dropwise at -25 °C, followed by stirring at room temperature for 3 hours. After adding CuCN (2 mol%) and stirring for 30 minutes, a mono-Si solution as the first reactant was added. Thereafter, the mixture was stirred at room temperature overnight, worked up using water, and dried to obtain a ligand.
전이 금속 화합물 Dimethylsilanediyl(2-Methyl-4-(2’-naphthylene)Indacenyl)(2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) zirconium dichloride의 제조Preparation of transition metal compound Dimethylsilanediyl (2-Methyl-4- (2'-naphthylene) Indacenyl) (2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) zirconium dichloride
상기에서 제조한 리간드를 Toluene/Ether (부피비 2/1, 0.53 M)에 녹이고, -25 ℃에서 n-BuLi (2.05 eq)를 투입한 뒤, 상온에서 5 시간 동안 교반하였다. 별도의 플라스크에 ZrCl4 (1 eq)를 톨루엔(0.17 M)에 혼합하여 제조한 슬러리를 제조하고, 상기 리간드 용액에 투입한 후, 상온에서 밤새 교반하였다. 반응이 완료되면, 용매를 진공 건조하고 디클로로메탄을 재투입하여 필터 등을 통해 LiCl를 제거하고, 여액을 진공 건조하고, 디클로로메탄/헥산을 첨가하여 상온에서 재결정 시켰다. 이후 생성된 고체를 여과하여 진공 건조하여 표제의 메탈로센 화합물을 얻었다.The ligand prepared above was dissolved in Toluene/Ether (volume ratio: 2/1, 0.53 M), and n-BuLi (2.05 eq) was added at -25 °C, followed by stirring at room temperature for 5 hours. In a separate flask, a slurry prepared by mixing ZrCl 4 (1 eq) with toluene (0.17 M) was prepared, added to the ligand solution, and then stirred at room temperature overnight. When the reaction was completed, the solvent was vacuum-dried, dichloromethane was reintroduced to remove LiCl through a filter, etc., and the filtrate was vacuum-dried and recrystallized at room temperature by adding dichloromethane/hexane. Then, the resulting solid was filtered and vacuum dried to obtain the title metallocene compound.
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 8.80 (d, 1H), 8.50 (d, 1H), 8.2-8.05 (m, 2H), 7.75 (t, 1H), 7.55-7.36 (m, 3H), 6.36 (s, 1H), 2.85-2.81 (m, 4H), 2.13 (s, 6H), 1.95 (m, 2H), 1.8 (s, 6H), 1.78 (s, 3H), 1.01 (s, 6H) ppm 1 H-NMR (500 MHz, CDCl 3 ): 8.80 (d, 1H), 8.50 (d, 1H), 8.2-8.05 (m, 2H), 7.75 (t, 1H), 7.55-7.36 (m, 3H) , 6.36 (s, 1H), 2.85-2.81 (m, 4H), 2.13 (s, 6H), 1.95 (m, 2H), 1.8 (s, 6H), 1.78 (s, 3H), 1.01 (s, 6H) ) ppm
합성예 6Synthesis Example 6
리간드 화합물 (2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl)Indacenyl) diethyl (2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) silane 의 제조Preparation of ligand compound (2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl)Indacenyl) diethyl (2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) silane
2,3,4,5-테트라메틸시클로펜타디엔(TMCP, 2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien)을 테트라하이드로퓨란(THF)에 녹인 후 -25 ℃에서 n-부틸리튬 (n-BuLi, 1.05 eq)를 천천히 적가한 뒤, 상온에서 3 시간 동안 교반하였다. 이후 디클로로 디에틸실란(dichloro diethyl silane, 1.05 eq)을 -10 ℃에서 투입한 뒤, 상온에서 밤새(overnight) 교반하였다. 다른 반응기에 2- 메틸-4-(3',5'-디(tert-부틸)페닐) 인다센 (2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl) Indacene (1 eq))을 톨루엔/테트라하이드로퓨란(Toluene/THF)의 혼합 용매(부피비 3/2, 0.5 M)에 녹인 후 -25 ℃에서 n-BuLi (1.05 eq)를 천천히 적가한 뒤, 상온에서 3 시간 동안 교반하였다. 이후 CuCN (2 mol%)를 투입하고 30 분 동안 교반한 후, 첫번째 반응물인 mono-Si 용액을 투입하였다. 이후 상온에서 밤새 교반하고 물을 이용하여 work-up 한 뒤 건조하여 리간드를 얻었다. After dissolving 2,3,4,5-tetramethylcyclopentadiene (TMCP, 2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien) in tetrahydrofuran (THF), n-butyllithium (n-BuLi, 1.05 After slowly adding eq) dropwise, the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. Thereafter, dichloro diethyl silane (1.05 eq) was added at -10 °C, followed by stirring at room temperature overnight. In another reactor, 2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl) Indacene (1 eq)) was added to toluene. / After dissolving in a mixed solvent (volume ratio of 3/2, 0.5 M) of tetrahydrofuran (Toluene/THF), n-BuLi (1.05 eq) was slowly added dropwise at -25 ° C, followed by stirring at room temperature for 3 hours. After adding CuCN (2 mol%) and stirring for 30 minutes, a mono-Si solution as the first reactant was added. Thereafter, the mixture was stirred at room temperature overnight, worked up using water, and dried to obtain a ligand.
전이 금속 화합물 Diethylsilanediyl(2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl)Indacenyl)(2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) zirconium dichloride의 제조Preparation of transition metal compound Diethylsilanediyl(2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl)Indacenyl)(2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) zirconium dichloride
상기에서 제조한 리간드를 Toluene/Ether (부피비 2/1, 0.53 M)에 녹이고, -25 ℃에서 n-BuLi (2.05 eq)를 투입한 뒤, 상온에서 5 시간 동안 교반하였다. 별도의 플라스크에 ZrCl4 (1 eq)를 톨루엔(0.17 M)에 혼합하여 제조한 슬러리를 제조하고, 상기 리간드 용액에 투입한 후, 상온에서 밤새 교반하였다. 반응이 완료되면, 용매를 진공 건조하고 디클로로메탄을 재투입하여 필터 등을 통해 LiCl를 제거하고, 여액을 진공 건조하고, 디클로로메탄/헥산을 첨가하여 상온에서 재결정 시켰다. 이후 생성된 고체를 여과하여 진공 건조하여 표제의 메탈로센 화합물을 얻었다.The ligand prepared above was dissolved in Toluene/Ether (volume ratio: 2/1, 0.53 M), and n-BuLi (2.05 eq) was added at -25 °C, followed by stirring at room temperature for 5 hours. In a separate flask, a slurry prepared by mixing ZrCl 4 (1 eq) with toluene (0.17 M) was prepared, added to the ligand solution, and then stirred at room temperature overnight. When the reaction was completed, the solvent was vacuum-dried, dichloromethane was reintroduced to remove LiCl through a filter, etc., and the filtrate was vacuum-dried and recrystallized at room temperature by adding dichloromethane/hexane. Then, the resulting solid was filtered and vacuum dried to obtain the title metallocene compound.
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 7.73 (s, 2H), 7.55 (s, 1H), 7.41 (s, 1H), 6.38 (s, 1H), 2.86-2.80 (m, 4H), 2.12 (s, 6H), 1.95 (m, 2H), 1.79 (s, 9H), 1.28 (t, 6H), 0.94 (m, 4H) ppm 1 H-NMR (500 MHz, CDCl 3 ): 7.73 (s, 2H), 7.55 (s, 1H), 7.41 (s, 1H), 6.38 (s, 1H), 2.86-2.80 (m, 4H), 2.12 (s, 6H), 1.95 (m, 2H), 1.79 (s, 9H), 1.28 (t, 6H), 0.94 (m, 4H) ppm
합성예 7Synthesis Example 7
리간드 화합물 (2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl)Indacenyl) dihexyl (2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) silane 의 제조Preparation of ligand compound (2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl)Indacenyl) dihexyl (2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) silane
2,3,4,5-테트라메틸시클로펜타디엔(TMCP, 2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien)을 테트라하이드로퓨란(THF)에 녹인 후 -25 ℃에서 n-부틸리튬 (n-BuLi, 1.05 eq)를 천천히 적가한 뒤, 상온에서 3 시간 동안 교반하였다. 이후 디클로로 디헥실실란(dichloro dihexyl silane, 1.05 eq)을 -10 ℃에서 투입한 뒤, 상온에서 밤새(overnight) 교반하였다. 다른 반응기에 2- 메틸-4-(3',5'-디(tert-부틸)페닐) 인다센 (2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl) Indacene (1 eq))을 톨루엔/테트라하이드로퓨란(Toluene/THF)의 혼합 용매(부피비 3/2, 0.5 M)에 녹인 후 -25 ℃에서 n-BuLi (1.05 eq)를 천천히 적가한 뒤, 상온에서 3 시간 동안 교반하였다. 이후 CuCN (2 mol%)를 투입하고 30 분 동안 교반한 후, 첫번째 반응물인 mono-Si 용액을 투입하였다. 이후 상온에서 밤새 교반하고 물을 이용하여 work-up 한 뒤 건조하여 리간드를 얻었다. After dissolving 2,3,4,5-tetramethylcyclopentadiene (TMCP, 2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien) in tetrahydrofuran (THF), n-butyllithium (n-BuLi, 1.05 After slowly adding eq) dropwise, the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. Thereafter, dichloro dihexyl silane (1.05 eq) was added at -10 °C, followed by stirring at room temperature overnight. In another reactor, 2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl) Indacene (1 eq)) was added to toluene. / After dissolving in a mixed solvent (volume ratio of 3/2, 0.5 M) of tetrahydrofuran (Toluene/THF), n-BuLi (1.05 eq) was slowly added dropwise at -25 ° C, followed by stirring at room temperature for 3 hours. After adding CuCN (2 mol%) and stirring for 30 minutes, a mono-Si solution as the first reactant was added. Thereafter, the mixture was stirred at room temperature overnight, worked up using water, and dried to obtain a ligand.
전이 금속 화합물 Dihexylsilanediyl(2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl)Indacenyl)(2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) zirconium dichloride의 제조Preparation of transition metal compound Dihexylsilanediyl(2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl)Indacenyl)(2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) zirconium dichloride
상기에서 제조한 리간드를 Toluene/Ether (부피비 2/1, 0.53 M)에 녹이고, -25 ℃에서 n-BuLi (2.05 eq)를 투입한 뒤, 상온에서 5 시간 동안 교반하였다. 별도의 플라스크에 ZrCl4 (1 eq)를 톨루엔(0.17 M)에 혼합하여 제조한 슬러리를 제조하고, 상기 리간드 용액에 투입한 후, 상온에서 밤새 교반하였다. 반응이 완료되면, 용매를 진공 건조하고 디클로로메탄을 재투입하여 필터 등을 통해 LiCl를 제거하고, 여액을 진공 건조하고, 디클로로메탄/헥산을 첨가하여 상온에서 재결정 시켰다. 이후 생성된 고체를 여과하여 진공 건조하여 표제의 메탈로센 화합물을 얻었다.The ligand prepared above was dissolved in Toluene/Ether (volume ratio: 2/1, 0.53 M), and n-BuLi (2.05 eq) was added at -25 °C, followed by stirring at room temperature for 5 hours. In a separate flask, a slurry prepared by mixing ZrCl 4 (1 eq) with toluene (0.17 M) was prepared, added to the ligand solution, and then stirred at room temperature overnight. When the reaction was completed, the solvent was vacuum-dried, dichloromethane was reintroduced to remove LiCl through a filter, etc., and the filtrate was vacuum-dried and recrystallized at room temperature by adding dichloromethane/hexane. Then, the resulting solid was filtered and vacuum dried to obtain the title metallocene compound.
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 7.74 (s, 2H), 7.56 (s, 1H), 7.43 (s, 1H), 6.36 (s, 1H), 2.85-2.80 (m, 4H), 2.12 (s, 6H), 1.95 (m, 2H), 1.80 (s, 6H), 1.79 (s, 3H), 1.38-1.28 (m, 34H), 0.88 (t, 6H), 0.68 (m, 4H) ppm 1 H-NMR (500 MHz, CDCl 3 ): 7.74 (s, 2H), 7.56 (s, 1H), 7.43 (s, 1H), 6.36 (s, 1H), 2.85-2.80 (m, 4H), 2.12 (s, 6H), 1.95 (m, 2H), 1.80 (s, 6H), 1.79 (s, 3H), 1.38-1.28 (m, 34H), 0.88 (t, 6H), 0.68 (m, 4H) ppm
합성예 8Synthesis Example 8
리간드 화합물 (2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl)Indacenyl) methylpropyl (2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) silane 의 제조Preparation of ligand compound (2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl)Indacenyl) methylpropyl (2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) silane
2,3,4,5-테트라메틸시클로펜타디엔(TMCP, 2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien)을 테트라하이드로퓨란(THF)에 녹인 후 -25 ℃에서 n-부틸리튬 (n-BuLi, 1.05 eq)를 천천히 적가한 뒤, 상온에서 3 시간 동안 교반하였다. 이후 디클로로 메틸프로필실란(dichloro methylpropyl silane, 1.05 eq)을 -10 ℃에서 투입한 뒤, 상온에서 밤새(overnight) 교반하였다. 다른 반응기에 2- 메틸-4-(3',5'-디(tert-부틸)페닐) 인다센 (2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl) Indacene (1 eq))을 톨루엔/테트라하이드로퓨란(Toluene/THF)의 혼합 용매(부피비 3/2, 0.5 M)에 녹인 후 -25 ℃에서 n-BuLi (1.05 eq)를 천천히 적가한 뒤, 상온에서 3 시간 동안 교반하였다. 이후 CuCN (2 mol%)를 투입하고 30 분 동안 교반한 후, 첫번째 반응물인 mono-Si 용액을 투입하였다. 이후 상온에서 밤새 교반하고 물을 이용하여 work-up 한 뒤 건조하여 리간드를 얻었다. After dissolving 2,3,4,5-tetramethylcyclopentadiene (TMCP, 2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien) in tetrahydrofuran (THF), n-butyllithium (n-BuLi, 1.05 After slowly adding eq) dropwise, the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. Thereafter, dichloro methylpropyl silane (1.05 eq) was added at -10 °C, followed by stirring at room temperature overnight. In another reactor, 2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl) Indacene (1 eq)) was added to toluene. / After dissolving in a mixed solvent (volume ratio of 3/2, 0.5 M) of tetrahydrofuran (Toluene/THF), n-BuLi (1.05 eq) was slowly added dropwise at -25 ° C, followed by stirring at room temperature for 3 hours. After adding CuCN (2 mol%) and stirring for 30 minutes, a mono-Si solution as the first reactant was added. Thereafter, the mixture was stirred at room temperature overnight, worked up using water, and dried to obtain a ligand.
전이 금속 화합물 Methylpropylsilanediyl(2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl)Indacenyl)(2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) zirconium dichloride의 제조Preparation of transition metal compound Methylpropylsilanediyl(2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl)Indacenyl)(2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) zirconium dichloride
상기에서 제조한 리간드를 Toluene/Ether (부피비 2/1, 0.53 M)에 녹이고, -25 ℃에서 n-BuLi (2.05 eq)를 투입한 뒤, 상온에서 5 시간 동안 교반하였다. 별도의 플라스크에 ZrCl4 (1 eq)를 톨루엔(0.17 M)에 혼합하여 제조한 슬러리를 제조하고, 상기 리간드 용액에 투입한 후, 상온에서 밤새 교반하였다. 반응이 완료되면, 용매를 진공 건조하고 디클로로메탄을 재투입하여 필터 등을 통해 LiCl를 제거하고, 여액을 진공 건조하고, 디클로로메탄/헥산을 첨가하여 상온에서 재결정 시켰다. 이후 생성된 고체를 여과하여 진공 건조하여 표제의 메탈로센 화합물을 얻었다.The ligand prepared above was dissolved in Toluene/Ether (volume ratio: 2/1, 0.53 M), and n-BuLi (2.05 eq) was added at -25 °C, followed by stirring at room temperature for 5 hours. In a separate flask, a slurry prepared by mixing ZrCl 4 (1 eq) with toluene (0.17 M) was prepared, added to the ligand solution, and then stirred at room temperature overnight. When the reaction was completed, the solvent was vacuum-dried, dichloromethane was reintroduced to remove LiCl through a filter, etc., and the filtrate was vacuum-dried and recrystallized at room temperature by adding dichloromethane/hexane. Then, the resulting solid was filtered and vacuum dried to obtain the title metallocene compound.
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 7.73 (s, 2H), 7.55 (s, 1H), 7.42 (s, 1H), 6.36 (s, 1H), 2.85-2.80 (m, 4H), 2.13 (s, 6H), 1.95 (m, 2H), 1.79 (s, 9H), 1.31 (s, 18H), 1.00-0.84 (m, 10H) ppm 1 H-NMR (500 MHz, CDCl 3 ): 7.73 (s, 2H), 7.55 (s, 1H), 7.42 (s, 1H), 6.36 (s, 1H), 2.85-2.80 (m, 4H), 2.13 (s, 6H), 1.95 (m, 2H), 1.79 (s, 9H), 1.31 (s, 18H), 1.00-0.84 (m, 10H) ppm
합성예 9Synthesis Example 9
리간드 화합물 (2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl)Indacenyl) methylphenyl (2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) silane 의 제조Preparation of ligand compound (2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl)Indacenyl) methylphenyl (2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) silane
2,3,4,5-테트라메틸시클로펜타디엔(TMCP, 2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien)을 테트라하이드로퓨란(THF)에 녹인 후 -25 ℃에서 n-부틸리튬 (n-BuLi, 1.05 eq)를 천천히 적가한 뒤, 상온에서 3 시간 동안 교반하였다. 이후 디클로로 메틸페닐실란(dichloro methylphenyl silane, 1.05 eq)을 -10 ℃에서 투입한 뒤, 상온에서 밤새(overnight) 교반하였다. 다른 반응기에 2- 메틸-4-(3',5'-디(tert-부틸)페닐) 인다센 (2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl) Indacene (1 eq))을 톨루엔/테트라하이드로퓨란(Toluene/THF)의 혼합 용매(부피비 3/2, 0.5 M)에 녹인 후 -25 ℃에서 n-BuLi (1.05 eq)를 천천히 적가한 뒤, 상온에서 3 시간 동안 교반하였다. 이후 CuCN (2 mol%)를 투입하고 30 분 동안 교반한 후, 첫번째 반응물인 mono-Si 용액을 투입하였다. 이후 상온에서 밤새 교반하고 물을 이용하여 work-up 한 뒤 건조하여 리간드를 얻었다. After dissolving 2,3,4,5-tetramethylcyclopentadiene (TMCP, 2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien) in tetrahydrofuran (THF), n-butyllithium (n-BuLi, 1.05 After slowly adding eq) dropwise, the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. Thereafter, dichloro methylphenyl silane (1.05 eq) was added at -10 °C, followed by stirring at room temperature overnight. In another reactor, 2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl) Indacene (1 eq)) was added to toluene. / After dissolving in a mixed solvent (volume ratio of 3/2, 0.5 M) of tetrahydrofuran (Toluene/THF), n-BuLi (1.05 eq) was slowly added dropwise at -25 ° C, followed by stirring at room temperature for 3 hours. After adding CuCN (2 mol%) and stirring for 30 minutes, a mono-Si solution as the first reactant was added. Thereafter, the mixture was stirred at room temperature overnight, worked up using water, and dried to obtain a ligand.
전이 금속 화합물 Methylphenylsilanediyl(2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl)Indacenyl)(2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) zirconium dichloride의 제조Preparation of transition metal compound Methylphenylsilanediyl(2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl)Indacenyl)(2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) zirconium dichloride
상기에서 제조한 리간드를 Toluene/Ether (부피비 2/1, 0.53 M)에 녹이고, -25 ℃에서 n-BuLi (2.05 eq)를 투입한 뒤, 상온에서 5 시간 동안 교반하였다. 별도의 플라스크에 ZrCl4 (1 eq)를 톨루엔(0.17 M)에 혼합하여 제조한 슬러리를 제조하고, 상기 리간드 용액에 투입한 후, 상온에서 밤새 교반하였다. 반응이 완료되면, 용매를 진공 건조하고 디클로로메탄을 재투입하여 필터 등을 통해 LiCl를 제거하고, 여액을 진공 건조하고, 디클로로메탄/헥산을 첨가하여 상온에서 재결정 시켰다. 이후 생성된 고체를 여과하여 진공 건조하여 표제의 메탈로센 화합물을 얻었다.The ligand prepared above was dissolved in Toluene/Ether (volume ratio: 2/1, 0.53 M), and n-BuLi (2.05 eq) was added at -25 °C, followed by stirring at room temperature for 5 hours. In a separate flask, a slurry prepared by mixing ZrCl 4 (1 eq) with toluene (0.17 M) was prepared, added to the ligand solution, and then stirred at room temperature overnight. When the reaction was completed, the solvent was vacuum-dried, dichloromethane was reintroduced to remove LiCl through a filter, etc., and the filtrate was vacuum-dried and recrystallized at room temperature by adding dichloromethane/hexane. Then, the resulting solid was filtered and vacuum dried to obtain the title metallocene compound.
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 7.73 (s, 2H), 7.56 (s, 1H), 7.42-7.28 (m, 6H), 6.38 (s, 1H), 2.88-2.82 (m, 4H), 2.12 (s, 6H), 1.95 (m, 2H), 1.79 (s, 9H), 1.31 (s, 18H), 0.98 (s, 3H) ppm 1 H-NMR (500 MHz, CDCl 3 ): 7.73 (s, 2H), 7.56 (s, 1H), 7.42-7.28 (m, 6H), 6.38 (s, 1H), 2.88-2.82 (m, 4H) , 2.12 (s, 6H), 1.95 (m, 2H), 1.79 (s, 9H), 1.31 (s, 18H), 0.98 (s, 3H) ppm
합성예 10Synthesis Example 10
리간드 화합물 (2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl)Indacenyl) methylhexyl (2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) silane 의 제조Preparation of ligand compound (2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl)Indacenyl) methylhexyl (2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) silane
2,3,4,5-테트라메틸시클로펜타디엔(TMCP, 2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien)을 테트라하이드로퓨란(THF)에 녹인 후 -25 ℃에서 n-부틸리튬 (n-BuLi, 1.05 eq)를 천천히 적가한 뒤, 상온에서 3 시간 동안 교반하였다. 이후 디클로로 메틸헥실실란(dichloro methylhexyl silane, 1.05 eq)을 -10 ℃에서 투입한 뒤, 상온에서 밤새(overnight) 교반하였다. 다른 반응기에 2- 메틸-4-(3',5'-디(tert-부틸)페닐) 인다센 (2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl) Indacene (1 eq))을 톨루엔/테트라하이드로퓨란(Toluene/THF)의 혼합 용매(부피비 3/2, 0.5 M)에 녹인 후 -25 ℃에서 n-BuLi (1.05 eq)를 천천히 적가한 뒤, 상온에서 3 시간 동안 교반하였다. 이후 CuCN (2 mol%)를 투입하고 30 분 동안 교반한 후, 첫번째 반응물인 mono-Si 용액을 투입하였다. 이후 상온에서 밤새 교반하고 물을 이용하여 work-up 한 뒤 건조하여 리간드를 얻었다. After dissolving 2,3,4,5-tetramethylcyclopentadiene (TMCP, 2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien) in tetrahydrofuran (THF), n-butyllithium (n-BuLi, 1.05 After slowly adding eq) dropwise, the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. Thereafter, dichloro methylhexyl silane (1.05 eq) was added at -10 °C, followed by stirring at room temperature overnight. In another reactor, 2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl) Indacene (1 eq)) was added to toluene. / After dissolving in a mixed solvent (volume ratio of 3/2, 0.5 M) of tetrahydrofuran (Toluene/THF), n-BuLi (1.05 eq) was slowly added dropwise at -25 ° C, followed by stirring at room temperature for 3 hours. After adding CuCN (2 mol%) and stirring for 30 minutes, a mono-Si solution as the first reactant was added. Thereafter, the mixture was stirred at room temperature overnight, worked up using water, and dried to obtain a ligand.
전이 금속 화합물 Methylhexylsilanediyl(2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl)Indacenyl)(2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) zirconium dichloride의 제조Preparation of transition metal compound Methylhexylsilanediyl(2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl)Indacenyl)(2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) zirconium dichloride
상기에서 제조한 리간드를 Toluene/Ether (부피비 2/1, 0.53 M)에 녹이고, -25 ℃에서 n-BuLi (2.05 eq)를 투입한 뒤, 상온에서 5 시간 동안 교반하였다. 별도의 플라스크에 ZrCl4 (1 eq)를 톨루엔(0.17 M)에 혼합하여 제조한 슬러리를 제조하고, 상기 리간드 용액에 투입한 후, 상온에서 밤새 교반하였다. 반응이 완료되면, 용매를 진공 건조하고 디클로로메탄을 재투입하여 필터 등을 통해 LiCl를 제거하고, 여액을 진공 건조하고, 디클로로메탄/헥산을 첨가하여 상온에서 재결정 시켰다. 이후 생성된 고체를 여과하여 진공 건조하여 표제의 메탈로센 화합물을 얻었다.The ligand prepared above was dissolved in Toluene/Ether (volume ratio: 2/1, 0.53 M), and n-BuLi (2.05 eq) was added at -25 °C, followed by stirring at room temperature for 5 hours. In a separate flask, a slurry prepared by mixing ZrCl 4 (1 eq) with toluene (0.17 M) was prepared, added to the ligand solution, and then stirred at room temperature overnight. When the reaction was completed, the solvent was vacuum-dried, dichloromethane was reintroduced to remove LiCl through a filter, etc., and the filtrate was vacuum-dried and recrystallized at room temperature by adding dichloromethane/hexane. Then, the resulting solid was filtered and vacuum dried to obtain the title metallocene compound.
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 7.74 (s, 2H), 7.55 (s, 1H), 7.41 (s, 1H), 6.35 (s, 1H), 2.85-2.77 (m, 4H), 2.12 (s, 6H), 1.95 (m, 2H), 1.80 (s, 6H), 1.78 (s, 3H), 1.31 (s, 18H), 1.20-0.81 (m, 16H) ppm 1 H-NMR (500 MHz, CDCl 3 ): 7.74 (s, 2H), 7.55 (s, 1H), 7.41 (s, 1H), 6.35 (s, 1H), 2.85-2.77 (m, 4H), 2.12 (s, 6H), 1.95 (m, 2H), 1.80 (s, 6H), 1.78 (s, 3H), 1.31 (s, 18H), 1.20-0.81 (m, 16H) ppm
합성예 11Synthesis Example 11
리간드 화합물 (2-Methyl-4-(2',5'-dimethylphenyl)Indacenyl) dimethyl (2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) silane 의 제조Preparation of ligand compound (2-Methyl-4-(2',5'-dimethylphenyl)Indacenyl) dimethyl (2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) silane
2,3,4,5-테트라메틸시클로펜타디엔(TMCP, 2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien)을 테트라하이드로퓨란(THF)에 녹인 후 -25 ℃에서 n-부틸리튬 (n-BuLi, 1.05 eq)를 천천히 적가한 뒤, 상온에서 3 시간 동안 교반하였다. 이후 디클로로디메틸실란(dichloro dimethyl silane, 1.05 eq)을 -10 ℃에서 투입한 뒤, 상온에서 밤새(overnight) 교반하였다. 다른 반응기에 2-메틸-4-(2',5'-디메틸페닐) 인다센 (2-Methyl-4-(2',5'-dimethylphenyl) Indacene (1 eq))을 톨루엔/테트라하이드로퓨란(Toluene/THF)의 혼합 용매(부피비 3/2, 0.5 M)에 녹인 후 -25 ℃에서 n-BuLi (1.05 eq)를 천천히 적가한 뒤, 상온에서 3 시간 동안 교반하였다. 이후 CuCN (2 mol%)를 투입하고 30 분 동안 교반한 후, 첫번째 반응물인 mono-Si 용액을 투입하였다. 이후 상온에서 밤새 교반하고 물을 이용하여 work-up 한 뒤 건조하여 리간드를 얻었다. After dissolving 2,3,4,5-tetramethylcyclopentadiene (TMCP, 2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien) in tetrahydrofuran (THF), n-butyllithium (n-BuLi, 1.05 After slowly adding eq) dropwise, the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. Thereafter, dichlorodimethylsilane (1.05 eq) was added at -10 °C, followed by stirring at room temperature overnight. In another reactor, 2-Methyl-4-(2',5'-dimethylphenyl) Indacene (1 eq) was added to toluene/tetrahydrofuran ( After dissolving in a mixed solvent (volume ratio of 3/2, 0.5 M) of Toluene/THF), n-BuLi (1.05 eq) was slowly added dropwise at -25 ° C, followed by stirring at room temperature for 3 hours. After adding CuCN (2 mol%) and stirring for 30 minutes, a mono-Si solution as the first reactant was added. Thereafter, the mixture was stirred at room temperature overnight, worked up using water, and dried to obtain a ligand.
전이 금속 화합물 Dimethylsilanediyl(2-Methyl-4-(2',5'-dimethylphenyl)Indacenyl)(2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) hafnium dichloride의 제조Preparation of transition metal compound Dimethylsilanediyl(2-Methyl-4-(2',5'-dimethylphenyl)Indacenyl)(2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) hafnium dichloride
상기에서 제조한 리간드를 Toluene/Ether (부피비 2/1, 0.53 M)에 녹이고, -25 ℃에서 n-BuLi (2.05 eq)를 투입한 뒤, 상온에서 5 시간 동안 교반하였다. 별도의 플라스크에 HfCl4 (1 eq)를 톨루엔(0.17 M)에 혼합하여 제조한 슬러리를 제조하고, 상기 리간드 용액에 투입한 후, 상온에서 밤새 교반하였다. 반응이 완료되면, 용매를 진공 건조하고 디클로로메탄을 재투입하여 필터 등을 통해 LiCl를 제거하고, 여액을 진공 건조하고, 디클로로메탄/헥산을 첨가하여 상온에서 재결정 시켰다. 이후 생성된 고체를 여과하여 진공 건조하여 표제의 메탈로센 화합물을 얻었다.The ligand prepared above was dissolved in Toluene/Ether (volume ratio: 2/1, 0.53 M), and n-BuLi (2.05 eq) was added at -25 °C, followed by stirring at room temperature for 5 hours. A slurry prepared by mixing HfCl 4 (1 eq) with toluene (0.17 M) was prepared in a separate flask, added to the ligand solution, and stirred overnight at room temperature. When the reaction was completed, the solvent was vacuum-dried, dichloromethane was reintroduced to remove LiCl through a filter, etc., and the filtrate was vacuum-dried and recrystallized at room temperature by adding dichloromethane/hexane. Then, the resulting solid was filtered and vacuum dried to obtain the title metallocene compound.
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 7.76 (s, 1H), 7.54 (s, 1H), 7.35-7.25 (m, 2H), 6.41 (s, 1H), 2.89-2.83 (m, 4H), 2.48 (s, 3H), 2.3 (s, 3H), 2.18 (s, 6H), 1.98 (m, 2H), 1.83 (s, 6H), 1.84 (s, 3H), 1.25 (s, 6H) ppm 1 H-NMR (500 MHz, CDCl 3 ): 7.76 (s, 1H), 7.54 (s, 1H), 7.35-7.25 (m, 2H), 6.41 (s, 1H), 2.89-2.83 (m, 4H) , 2.48 (s, 3H), 2.3 (s, 3H), 2.18 (s, 6H), 1.98 (m, 2H), 1.83 (s, 6H), 1.84 (s, 3H), 1.25 (s, 6H) ppm
합성예 12Synthesis Example 12
리간드 화합물 (2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl)Indacenyl) 6-tertButoxyhexylmethyl (2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) silane 의 제조Preparation of ligand compound (2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl)Indacenyl) 6-tertButoxyhexylmethyl (2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) silane
2,3,4,5-테트라메틸시클로펜타디엔(TMCP, 2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien)을 테트라하이드로퓨란(THF)에 녹인 후 -25 ℃에서 n-부틸리튬 (n-BuLi, 1.05 eq)를 천천히 적가한 뒤, 상온에서 3 시간 동안 교반하였다. 이후 디클로로 6-(tert 부톡시)헥실메틸실란(dichloro 6-tertButoxyhexylmethyl silane, 1.05 eq)을 -10 ℃에서 투입한 뒤, 상온에서 밤새(overnight) 교반하였다. 다른 반응기에 2- 메틸-4-(3',5'-디(tert-부틸)페닐) 인다센 (2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl) Indacene (1 eq))을 톨루엔/테트라하이드로퓨란(Toluene/THF)의 혼합 용매(부피비 3/2, 0.5 M)에 녹인 후 -25 ℃에서 n-BuLi (1.05 eq)를 천천히 적가한 뒤, 상온에서 3 시간 동안 교반하였다. 이후 CuCN (2 mol%)를 투입하고 30 분 동안 교반한 후, 첫번째 반응물인 mono-Si 용액을 투입하였다. 이후 상온에서 밤새 교반하고 물을 이용하여 work-up 한 뒤 건조하여 리간드를 얻었다. After dissolving 2,3,4,5-tetramethylcyclopentadiene (TMCP, 2,3,4,5-tetramethylcyclopentadien) in tetrahydrofuran (THF), n-butyllithium (n-BuLi, 1.05 After slowly adding eq) dropwise, the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. Thereafter, dichloro 6-(tertbutoxyhexylmethyl silane, 1.05 eq) was added at -10 °C, followed by stirring at room temperature overnight. In another reactor, 2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl) Indacene (1 eq)) was added to toluene. / After dissolving in a mixed solvent (volume ratio of 3/2, 0.5 M) of tetrahydrofuran (Toluene/THF), n-BuLi (1.05 eq) was slowly added dropwise at -25 ° C, followed by stirring at room temperature for 3 hours. After adding CuCN (2 mol%) and stirring for 30 minutes, a mono-Si solution as the first reactant was added. Thereafter, the mixture was stirred at room temperature overnight, worked up using water, and dried to obtain a ligand.
전이 금속 화합물 6-tertButoxyhexylmethylsilanediyl(2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl)Indacenyl)(2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) hafnium dichloride의 제조Preparation of transition metal compound 6-tertButoxyhexylmethylsilanediyl(2-Methyl-4-(3',5'-ditertbutylphenyl)Indacenyl)(2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) hafnium dichloride
상기에서 제조한 리간드를 Toluene/Ether (부피비 2/1, 0.53 M)에 녹이고, -25 ℃에서 n-BuLi (2.05 eq)를 투입한 뒤, 상온에서 5 시간 동안 교반하였다. 별도의 플라스크에 HfCl4(1 eq)를 톨루엔(0.17 M)에 혼합하여 제조한 슬러리를 제조하고, 상기 리간드 용액에 투입한 후, 상온에서 밤새 교반하였다. 반응이 완료되면, 용매를 진공 건조하고 디클로로메탄을 재투입하여 필터 등을 통해 LiCl를 제거하고, 여액을 진공 건조하고, 디클로로메탄/헥산을 첨가하여 상온에서 재결정 시켰다. 이후 생성된 고체를 여과하여 진공 건조하여 표제의 메탈로센 화합물을 얻었다.The ligand prepared above was dissolved in Toluene/Ether (volume ratio: 2/1, 0.53 M), and n-BuLi (2.05 eq) was added at -25 °C, followed by stirring at room temperature for 5 hours. A slurry prepared by mixing HfCl 4 (1 eq) with toluene (0.17 M) was prepared in a separate flask, added to the ligand solution, and stirred overnight at room temperature. When the reaction was completed, the solvent was vacuum-dried, dichloromethane was reintroduced to remove LiCl through a filter, etc., and the filtrate was vacuum-dried and recrystallized at room temperature by adding dichloromethane/hexane. Then, the resulting solid was filtered and vacuum dried to obtain the title metallocene compound.
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 7.76 (s, 2H), 7.59 (s, 1H), 7.48 (s, 1H), 6.4 (s, 1H), 3.28 (t, 2H), 2.9-2.83 (m, 4H), 2.15 (s, 6H), 1.96 (m, 2H), 1.82-1.52 (m, 13H), 1.38-1.23 (m, 22H), 1.28 (s, 9H), 0.96-0.86 (m, 5H) ppm 1 H-NMR (500 MHz, CDCl 3 ): 7.76 (s, 2H), 7.59 (s, 1H), 7.48 (s, 1H), 6.4 (s, 1H), 3.28 (t, 2H), 2.9-2.83 (m, 4H), 2.15 (s, 6H), 1.96 (m, 2H), 1.82-1.52 (m, 13H), 1.38-1.23 (m, 22H), 1.28 (s, 9H), 0.96-0.86 (m) , 5H) ppm
비교합성예 1Comparative Synthesis Example 1
리간드 화합물 (2-Methyl-4-(4'-tertbutylphenyl)Inden-1yl)dimethyl(2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) silane 의 제조Preparation of ligand compound (2-Methyl-4-(4'-tertbutylphenyl)Inden-1yl)dimethyl(2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) silane
(2,3,4,5-tetramethyl) cyclopentadiene(1 equiv)을 THF (0.3 M)에 녹인 후 -25 ℃에서 n-BuLi (1.05 eq)를 천천히 적가한 뒤, 상온에서 3 시간 동안 교반하였다. 이후 dichloro dimethyl Silane (1.05 eq)을 -10 ℃에서 투입한 뒤, 상온에서 밤새(overnight) 교반하였다. 다른 반응기에 2-Methyl-4-(4'-tertbutylphenyl)indene (1 eq)을 Toluene/THF (3/2, 0.5M)에 녹인 후 -25 ℃에서 n-BuLi (1.05 eq)를 천천히 적가한 뒤, 상온에서 3 시간 동안 교반하였다. 이후 CuCN (2 mol%)를 투입하고 30 분동안 교반한 후, 첫번째 반응물인 mono-Si 용액을 투입하였다. 이후 상온에서 밤새 교반하고 물을 이용하여 work-up 한 뒤 건조하여 리간드를 얻었다. After dissolving (2,3,4,5-tetramethyl) cyclopentadiene (1 equiv) in THF (0.3 M), n-BuLi (1.05 eq) was slowly added dropwise at -25 ° C, followed by stirring at room temperature for 3 hours. Then, dichloro dimethyl Silane (1.05 eq) was added at -10 °C, followed by stirring at room temperature overnight. After dissolving 2-Methyl-4-(4'-tertbutylphenyl)indene (1 eq) in Toluene/THF (3/2, 0.5M) in another reactor, n-BuLi (1.05 eq) was slowly added dropwise at -25 °C. Then, the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. After adding CuCN (2 mol%) and stirring for 30 minutes, a mono-Si solution as the first reactant was added. Thereafter, the mixture was stirred at room temperature overnight, worked up using water, and dried to obtain a ligand.
전이 금속 화합물 Dimethylsilanediyl(2-Methyl-4-(4'-tertbutylphenyl)Inden-1-yl)(2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) zirconium dichloride의 제조Preparation of transition metal compound Dimethylsilanediyl (2-Methyl-4- (4'-tertbutylphenyl) Inden-1-yl) (2,3,4,5-tetramethyl cyclopentadienyl) zirconium dichloride
상기에서 제조한 리간드를 Toluene/Ether (부피비 2/1, 0.53 M)에 녹이고, -25 ℃에서 n-BuLi (2.05 eq)를 투입한 뒤, 상온에서 5 시간 동안 교반하였다. 별도의 플라스크에 ZrCl4 (1 eq)를 톨루엔(1.2 M)에 혼합하여 제조한 슬러리를 제조하고, 상기 리간드 용액에 투입한 후, 상온에서 밤새 교반하였다. 반응이 완료되면, 용매를 진공 건조하고 디클로로메탄을 재투입하여 필터 등을 통해 LiCl를 제거하고, 여액을 진공 건조하고, 디클로로메탄/헥산을 첨가하여 상온에서 재결정 시켰다. 이후 생성된 고체를 여과하여 진공 건조하여 표제의 메탈로센 화합물을 얻었다.The ligand prepared above was dissolved in Toluene/Ether (volume ratio: 2/1, 0.53 M), and n-BuLi (2.05 eq) was added at -25 °C, followed by stirring at room temperature for 5 hours. A slurry prepared by mixing ZrCl 4 (1 eq) with toluene (1.2 M) was prepared in a separate flask, added to the ligand solution, and then stirred at room temperature overnight. When the reaction was completed, the solvent was vacuum-dried, dichloromethane was reintroduced to remove LiCl through a filter, etc., and the filtrate was vacuum-dried and recrystallized at room temperature by adding dichloromethane/hexane. Then, the resulting solid was filtered and vacuum dried to obtain the title metallocene compound.
비교합성예 2Comparative Synthesis Example 2
리간드 화합물 bis(2-Methyl-4-(4'-tertbutylphenyl)Inden-1yl) silane의 제조Preparation of ligand compound bis(2-Methyl-4-(4'-tertbutylphenyl)Inden-1yl) silane
2-Methyl-4-(4'-tertbutylphenyl)Indene(1 equiv)을 Toluene/THF (10:1 0.3 M)에 녹인 후 -25 ℃에서 n-BuLi (2.1 eq)를 천천히 적가한 뒤, 상온에서 3 시간 동안 교반하였다. 이후 CuCN (2 mol%)를 투입하고 30 분동안 교반한 후, dichloro dimethyl Silane (0.53 eq)을 -10 ℃에서 투입한 뒤, 상온에서 밤새(overnight) 교반하였다. 이후 상온에서 밤새 교반하고 물을 이용하여 work-up 한 뒤 건조하여 리간드를 얻었다. After dissolving 2-Methyl-4-(4'-tertbutylphenyl)Indene (1 equiv) in Toluene/THF (10:1 0.3 M), n-BuLi (2.1 eq) was slowly added dropwise at -25 ° C, and then at room temperature Stir for 3 hours. Then, CuCN (2 mol%) was added and stirred for 30 minutes, then dichloro dimethyl Silane (0.53 eq) was added at -10 °C and stirred overnight at room temperature. Thereafter, the mixture was stirred at room temperature overnight, worked up using water, and dried to obtain a ligand.
전이 금속 화합물 Dimethylsilanediylbis(2-Methyl-4-(4'-tertbutylphenyl)Inden-1yl) zirconium dichloride의 제조Preparation of transition metal compound Dimethylsilanediylbis(2-Methyl-4-(4'-tertbutylphenyl)Inden-1yl) zirconium dichloride
상기에서 제조한 리간드를 Toluene/Ether (부피비 10/1, 0.1 M)에 녹이고, -25 ℃에서 n-BuLi (2.05 eq)를 투입한 뒤, 상온에서 5 시간 동안 교반하였다. 별도의 플라스크에 ZrCl4 (1 eq)를 톨루엔(0.17 M)에 혼합하여 제조한 슬러리를 제조하고, 상기 리간드 용액에 투입한 후, 상온에서 밤새 교반하였다. 반응이 완료되면, 용매를 진공 건조하고 디클로로메탄을 재투입하여 필터 등을 통해 LiCl를 제거하고, 여액을 진공 건조하고, 디클로로메탄/헥산을 첨가하여 상온에서 재결정 시켰다. 이후 생성된 고체를 여과하여 진공 건조하여 표제의 메탈로센 화합물을 얻었다.The ligand prepared above was dissolved in Toluene/Ether (volume ratio: 10/1, 0.1 M), and n-BuLi (2.05 eq) was added at -25 °C, followed by stirring at room temperature for 5 hours. In a separate flask, a slurry prepared by mixing ZrCl 4 (1 eq) with toluene (0.17 M) was prepared, added to the ligand solution, and then stirred at room temperature overnight. When the reaction was completed, the solvent was vacuum-dried, dichloromethane was reintroduced to remove LiCl through a filter, etc., and the filtrate was vacuum-dried and recrystallized at room temperature by adding dichloromethane/hexane. Then, the resulting solid was filtered and vacuum dried to obtain the title metallocene compound.
비교합성예 3Comparative Synthesis Example 3
리간드 화합물 (4-(4'-tert-butylphenyl)-6-methyl-1,2,3,5-tetrahydro-s-indacen-7-yl)dimethyl(2-isopropyl-4-(4'-tertbutylphenyl)-inden-1-yl) silane 의 제조Ligand compound (4-(4'-tert-butylphenyl)-6-methyl-1,2,3,5-tetrahydro-s-indacen-7-yl)dimethyl(2-isopropyl-4-(4'-tertbutylphenyl) -inden-1-yl) silane preparation
2-isopropyl-4-(4'-tertbutylphenyl)-1-indene (1 equiv)을 테트라하이드로퓨란/헥산(THF/Hexane, 부피비 1/10, 0.3 M)에 녹인 후 -25 ℃에서 n-BuLi (1.05 eq)를 천천히 적가한 뒤, 상온에서 3 시간 동안 교반하였다. 이후 dichloro dimethyl Silane (1.05 eq)을 -10 ℃에서 투입한 뒤, 상온에서 밤새(overnight) 교반하였다. 다른 반응기에 4-(4'-tert-butylphenyl)-6-methyl-1,2,3,5-tetrahydro-s-7-indacene (1 eq)을 Toluene/THF (3/2, 0.5M)에 녹인 후 -25 ℃에서 n-BuLi (1.05 eq)를 천천히 적가한 뒤, 상온에서 3 시간 동안 교반하였다. 이후 CuCN (2 mol%)를 투입하고 30 분 동안 교반한 후, 첫번째 반응물인 mono-Si 용액을 투입하였다. 이후 상온에서 밤새 교반하고 물을 이용하여 work-up 한 뒤 건조하여 리간드를 얻었다. After dissolving 2-isopropyl-4-(4'-tertbutylphenyl)-1-indene (1 equiv) in tetrahydrofuran/hexane (THF/Hexane, volume ratio 1/10, 0.3 M), n-BuLi ( After slowly adding 1.05 eq) dropwise, the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. Then, dichloro dimethyl Silane (1.05 eq) was added at -10 °C, followed by stirring at room temperature overnight. In another reactor, 4-(4'-tert-butylphenyl)-6-methyl-1,2,3,5-tetrahydro-s-7-indacene (1 eq) was added to Toluene/THF (3/2, 0.5M). After melting, n-BuLi (1.05 eq) was slowly added dropwise at -25 °C, followed by stirring at room temperature for 3 hours. After adding CuCN (2 mol%) and stirring for 30 minutes, a mono-Si solution as the first reactant was added. Thereafter, the mixture was stirred at room temperature overnight, worked up using water, and dried to obtain a ligand.
전이 금속 화합물 Dimethylsilanediyl(4-(4'-tert-butylphenyl)-6-methyl-1,2,3,5-tetrahydro-s-indacen-7-yl)(2-isopropyl-4-(4'-tertbutylphenyl)-inden-1-yl) zirconium dichloride의 제조Transition metal compounds Dimethylsilanediyl(4-(4'-tert-butylphenyl)-6-methyl-1,2,3,5-tetrahydro-s-indacen-7-yl)(2-isopropyl-4-(4'-tertbutylphenyl) Preparation of )-inden-1-yl) zirconium dichloride
상기에서 제조한 리간드를 Toluene/Ether (부피비 2/1, 0.53 M)에 녹이고, -25 ℃에서 n-BuLi (2.05 eq)를 투입한 뒤, 상온에서 5 시간 동안 교반하였다. 별도의 플라스크에 ZrCl4 (1 eq)를 톨루엔(1.2 M)에 혼합하여 제조한 슬러리를 제조하고, 상기 리간드 용액에 투입한 후, 상온에서 밤새 교반하였다. 반응이 완료되면, 용매를 진공 건조하고 디클로로메탄을 재투입하여 필터 등을 통해 LiCl를 제거하고, 여액을 진공 건조하고, 디클로로메탄/헥산을 첨가하여 상온에서 재결정 시켰다. 이후 생성된 고체를 여과하여 진공 건조하여 표제의 메탈로센 화합물을 얻었다.The ligand prepared above was dissolved in Toluene/Ether (volume ratio: 2/1, 0.53 M), and n-BuLi (2.05 eq) was added at -25 °C, followed by stirring at room temperature for 5 hours. A slurry prepared by mixing ZrCl 4 (1 eq) with toluene (1.2 M) was prepared in a separate flask, added to the ligand solution, and then stirred at room temperature overnight. When the reaction was completed, the solvent was vacuum-dried, dichloromethane was reintroduced to remove LiCl through a filter, etc., and the filtrate was vacuum-dried and recrystallized at room temperature by adding dichloromethane/hexane. Then, the resulting solid was filtered and vacuum dried to obtain the title metallocene compound.
비교합성예 4Comparative Synthesis Example 4
리간드 화합물 (2-Methyl-4-(4-t-butylphenyl)-tetrahydrocyclopenta[b]naphthalene)dimethyl(2-isopropyl-4-(4'-tert-butylphenyl) silane의 제조Preparation of ligand compound (2-Methyl-4-(4-t-butylphenyl)-tetrahydrocyclopenta[b]naphthalene)dimethyl(2-isopropyl-4-(4'-tert-butylphenyl) silane
메타크릴 클로라이드(37.5 mL, 375 mmol)를 잘 교반된 CH2Cl2(600 mL) 중의 AlCl3(100 g, 750 mmol)에 -70 ℃에서 부가하였다. 20 분 후, 테트라히드로나프탈렌(49.5 g, 375 mmol)을 부가하였다. 반응 혼합물을 실온으로 가온시키고, 16 시간 동안 교반하고, 얼음물-HCl(1 L/150 mL) 내로 부었다. 유기 층을 분리하고, 수 층을 CH2Cl2(2100 mL)로 추출하였다. 합해진 유기 상들을 물, 수성 NaHCO3로 세정하고, MgSO4로 건조시키고, 증발시켰다. 진공 증류(130-140 ℃/0.5 Torr) 케톤 혼합물. 5일 동안 보관한 후, 원하는 이성질체는 액체로 유지되고, 경사분리에 의해 분리될 수 있다. 수율: 30 g(40%).Methacrylic chloride (37.5 mL, 375 mmol) was added to well stirred AlCl 3 (100 g, 750 mmol) in CH 2 Cl 2 (600 mL) at -70 °C. After 20 min, tetrahydronaphthalene (49.5 g, 375 mmol) was added. The reaction mixture was warmed to room temperature, stirred for 16 hours, and poured into ice-water-HCl (1 L/150 mL). The organic layer was separated and the aqueous layer was extracted with CH 2 Cl 2 (2100 mL). The combined organic phases were washed with water, aq. NaHCO 3 , dried over MgSO 4 and evaporated. Vacuum distilled (130-140 °C/0.5 Torr) ketone mixture. After storage for 5 days, the desired isomer remains liquid and can be separated by decantation. Yield: 30 g (40%).
앞서 제조한 CH2Cl2(50 mL) 중의 2-메틸-2,3,5,6,7,8-헥사히드로-1H-시클로펜타[b]나프탈렌-1-온 (30 g, 150 mmol)을 CH2Cl2(250 mL) 중의 AlCl3(40 g, 300 mmol) 현탁액에 -20 ℃에서 부가하였다. 20 분 교반한 후, Br2(7.7 ml, 150 mmol)를 부가하였다. 반응 혼합물을 실온으로 가온시키고, 16 시간 동안 교반하고, 얼음물/HCl(500 mL/70 mL) 내로 부었다. 유기 상을 분리하고, 수 상을 CH2Cl2로 추출하고(두 번 50 mL), 합해진 유기 분획을 물, 수성 KHCO3으로 세정하고, MgSO4로 건조시키고, 증발시켰다. 잔류물을 진공 내에서 증류시켜(175~180 ℃/0.5 Torr), 31 g(74%)의 반응 생성물, 즉, 2-메틸-2,3,5,6,7,8-헥사히드로-1H-시클로펜타[b]나프탈렌-1-온을 수득하였다. 2-Methyl-2,3,5,6,7,8-hexahydro-1H-cyclopenta[b]naphthalen-1-one (30 g, 150 mmol) in CH 2 Cl 2 (50 mL) prepared earlier was added to a suspension of AlCl 3 (40 g, 300 mmol) in CH 2 Cl 2 (250 mL) at -20 °C. After stirring 20 min, Br 2 (7.7 ml, 150 mmol) was added. The reaction mixture was warmed to room temperature, stirred for 16 hours, and poured into ice water/HCl (500 mL/70 mL). The organic phase was separated, the aqueous phase was extracted with CH 2 Cl 2 (twice 50 mL) and the combined organic fractions were washed with water, aqueous KHCO 3 , dried over MgSO 4 and evaporated. The residue was distilled in vacuo (175-180 °C/0.5 Torr) to obtain 31 g (74%) of the reaction product, namely 2-methyl-2,3,5,6,7,8-hexahydro-1H - Cyclopenta[b]naphthalen-1-one was obtained.
Pd(OAc)2(0.74 g, 3 몰%) 및 PPh3(1.73 g, 6 몰%)을, 잘 교반된 디메톡시에탄 (380 ml)/H2O(130 mL) 중의 상기 2-메틸-2,3,5,6,7,8-헥사히드로-1H-시클로펜타[b]나프탈렌-1-온 (31 g, 110 mmol), tert-부틸페닐보론산(26.7 g, 150 mmol) 및 Na2CO3(31.8 g, 300 mmol) 혼합물에 부가하였다. 얻어지는 혼합물을 6 시간 동안 교반하면서 환류시키고, 냉각하고, 물(700 mL) 내로 붓고, 벤젠으로 추출하였다(100 mL씩 4번). 얻어지는 용액을 여과하고 증발시켰다. 상기 반응 생성물인 4-(4-t-부틸페닐)-2-메틸-2,3,5,6,7,8-헥사히드로-1H-시클로펜타[b]나프탈렌-1-온을 컬럼 크로마토그래피(실리카 겔 60, 헥산/CH2Cl2 1:1)로 얻었다. 수율은 18.3 g (50%)이었다.Pd(OAc) 2 ( 0.74 g, 3 mol %) and PPh 3 (1.73 g, 6 mol %) were mixed with the above 2-methyl- 2,3,5,6,7,8-hexahydro-1H-cyclopenta[b]naphthalen-1-one (31 g, 110 mmol), tert-butylphenylboronic acid (26.7 g, 150 mmol) and Na 2 CO 3 (31.8 g, 300 mmol) was added to the mixture. The resulting mixture was stirred at reflux for 6 hours, cooled, poured into water (700 mL) and extracted with benzene (4 times 100 mL each). The resulting solution was filtered and evaporated. The reaction product, 4-(4-t-butylphenyl)-2-methyl-2,3,5,6,7,8-hexahydro-1H-cyclopenta[b]naphthalen-1-one, was obtained by column chromatography. (silica gel 60, hexane/CH 2 Cl 2 1:1). The yield was 18.3 g (50%).
LiAIH4(0.95 g, 25 mmol)를 Et2O(150 mL) 중의 상기 4-(4-tert-부틸페닐)-2-메틸2,3,5,6,7,8-헥사히드로-1H-시클로펜타[b]나프탈렌-1-온(16.6 g, 50 mmol) 용액에 -20 ℃에서 부가하였다. 얻어지는 혼합물을 실온으로 가온시키고, 추가적인 1 시간 동안 교반하였다. 그리고 나서, 5% HCl(100 mL)을 부가하고, 얻어지는 혼합물을 Et2O로 추출하였다(50 mL씩 3번). 합해진 유기 상들을 물로 세정하고, MgSO4로 건조시키고, 증발시켰다. 벤젠(300 mL) 및 p-TSA(0.5 g)를 부가하고, 얻어지는 용액을 딘 스타크 헤드(TLC에 의해 제어, 벤젠/EtOAc 4:1)로 4 시간 내에 환류시켰다. 그리고 나서, 얻어지는 용액을 물, 수성 KHCO3으로 세정하고, MgSO4로 건조시키고, 실리카 겔을 통해 통과시키고, 증발시켜, 12.8 g(81%)의 반응 생성물, 즉, 9-(4-tert-부틸페닐)-2-메틸-5,6,7,8-테트라히드로-1H-시클로펜타[b]나프탈렌을 얻었다. LiAIH 4 (0.95 g, 25 mmol) was added to the above 4-(4-tert-butylphenyl)-2-methyl2,3,5,6,7,8-hexahydro-1H- in Et 2 O (150 mL). Cyclopenta[b]naphthalen-1-one (16.6 g, 50 mmol) was added at -20 °C. The resulting mixture was warmed to room temperature and stirred for an additional hour. Then, 5% HCl (100 mL) was added and the resulting mixture was extracted with Et 2 O (3 times 50 mL each). The combined organic phases were washed with water, dried over MgSO 4 and evaporated. Benzene (300 mL) and p-TSA (0.5 g) were added and the resulting solution was refluxed with a Dean Stark head (controlled by TLC, benzene/EtOAc 4:1) within 4 hours. The resulting solution was then washed with water, aqueous KHCO 3 , dried over MgSO 4 , passed through silica gel, and evaporated to yield 12.8 g (81%) of the reaction product, 9-(4-tert- Butylphenyl)-2-methyl-5,6,7,8-tetrahydro-1H-cyclopenta[b]naphthalene was obtained.
Et2O(50 mL) 중의 상기 9-(4-tert-부틸페닐)-2-메틸-5,6,7,8-테트라히드로-1H-시클로펜타[b]나프탈렌 (2.97 g, 9.38 mmol) 용액을 -60 ℃로 냉각시키고, n-BuLi (헥산 중의 1.6 M, 6.04 mL, 9.67 mmol)를 부가하였다. 얻어지는 혼합물을 실온으로 가온시키고, 3 시간 동안 교반하고, -60 ℃로 냉각시키고, CuCN(50 mg, 0.55 mmol)을 부가하였다. 15 분 후, Et2O(24 mL) 중의 클로로-(4-(4-tert-부틸페닐)-2-이소프로필-1H-인덴-1-일)-디메틸실란(9.67 mmol)의 용액을 부가하고, 얻어지는 혼합물을 실온으로 가온시키고, 16 시간 동안 교반하였다. 물(5 mL) 및 헥산(200 mL)을 부가하고, 유기 상을 분리하고, MgSO4로 건조시키고, 실리카 겔을 통해 통과시키고, 증발시켰다. 상기 반응 생성물인 [4-(4-t-부틸페닐)-2-이소프로필-1H-인덴-1-일][4-(4-tert-부틸페닐)-2-메틸-5,6,7,8-테트라히드로-1H-시클로펜타[b]나프탈렌-1-일]디메틸실란을 진공 내에서 건조시키고, 정제 없이 사용하였다. The above 9-(4-tert-butylphenyl)-2-methyl-5,6,7,8-tetrahydro-1H-cyclopenta[b]naphthalene (2.97 g, 9.38 mmol) in Et 2 O (50 mL) The solution was cooled to -60 °C and n-BuLi (1.6 M in hexanes, 6.04 mL, 9.67 mmol) was added. The resulting mixture was warmed to room temperature, stirred for 3 hours, cooled to -60 °C, and CuCN (50 mg, 0.55 mmol) was added. After 15 min, a solution of chloro-(4-(4-tert-butylphenyl)-2-isopropyl-1H-inden-1-yl)-dimethylsilane (9.67 mmol) in Et 2 O (24 mL) was added. and the resulting mixture was warmed to room temperature and stirred for 16 hours. Water (5 mL) and hexanes (200 mL) were added, the organic phase was separated, dried over MgSO 4 , passed through silica gel and evaporated. The reaction product [4-(4-t-butylphenyl)-2-isopropyl-1H-inden-1-yl][4-(4-tert-butylphenyl)-2-methyl-5,6,7 ,8-Tetrahydro-1H-cyclopenta[b]naphthalen-1-yl]dimethylsilane was dried in vacuo and used without purification.
전이금속 화합물 Dimethylsilanediyl(2-Methyl-4-(4-t-butylphenyl)-tetrahydrocyclopenta[b]naphthalene)(2-isopropyl-4-(4'-tert-butylphenyl)zirconium dichloride의 제조Preparation of transition metal compound Dimethylsilanediyl(2-Methyl-4-(4-t-butylphenyl)-tetrahydrocyclopenta[b]naphthalene)(2-isopropyl-4-(4'-tert-butylphenyl)zirconium dichloride
상기에서 제조한 리간드 화합물, [4-(4-tert-부틸페닐)-2-이소프로필-1H-인덴-1-일][4-(4-tert-부틸페닐)-2-메틸-5,6,7,8-테트라히드로-1H-시클로펜타[b]나프탈렌-1-일]디메틸실란(5.82 g, 8.78 mmol)을 Et2O(60 mL) 중에 용해시키고, -40 ℃로 냉각하고, n-BuLi(헥산 중의 1.6M, 11.52 mL, 18.44 mmol)를 부가하였다. 반응 혼합물을 실온으로 가온시키고, 3 시간 동안 교반하고, 증발시켰다. 잔류물을 펜탄(100 mL) 중에 현탁시키고, -60 ℃로 냉각하고, ZrCl4(2.15 g, 9.22 mmol)를 부가하였다. 5 분 후, Et2O(1 mL)를 부가하였다. 얻어지는 혼합물을 실온으로 가온시키고, 추가적인 16 시간 동안 교반하고, 여과하였다. 얻어지는 황등색 분말을 건조시키고, 디메톡시에탄(100 mL) 및 LiCl(0.3 g)을 부가하고, 혼합물을 6 시간 동안 교반하면서 환류시켰다. 이어지는 디메톡시에탄 및 CH2Cl2/Et2O로부터의 재결정화에 의해 생성물을 얻었다. 락-형태의 수율은 0.88 g(24.4%)이었다. The ligand compound prepared above, [4-(4-tert-butylphenyl)-2-isopropyl-1H-inden-1-yl][4-(4-tert-butylphenyl)-2-methyl-5, 6,7,8-Tetrahydro-1H-cyclopenta[b]naphthalen-1-yl]dimethylsilane (5.82 g, 8.78 mmol) was dissolved in Et 2 O (60 mL), cooled to -40 °C, n-BuLi (1.6M in hexanes, 11.52 mL, 18.44 mmol) was added. The reaction mixture was warmed to room temperature, stirred for 3 hours, and evaporated. The residue was suspended in pentane (100 mL), cooled to -60 °C, and ZrCl 4 (2.15 g, 9.22 mmol) was added. After 5 min, Et 2 O (1 mL) was added. The resulting mixture was warmed to room temperature, stirred for an additional 16 hours, and filtered. The resulting yellow-orange powder was dried, dimethoxyethane (100 mL) and LiCl (0.3 g) were added, and the mixture was refluxed with stirring for 6 hours. Subsequent recrystallization from dimethoxyethane and CH 2 Cl 2 /Et 2 O gave the product. The yield of the lac-form was 0.88 g (24.4%).
비교합성예 5Comparative Synthesis Example 5
리간드 화합물 [(6-tertbutoxyhexyl)(methyl)-bis[2-methyl-4-phenyl)-inden-1-yl] silane 의 제조Preparation of ligand compound [(6-tertbutoxyhexyl)(methyl)-bis[2-methyl-4-phenyl)-inden-1-yl]silane
먼저, 100 mL의 트리클로로메틸실란 용액(약 0.21 mol, 헥산)에 100 mL의 t-부톡시헥실 마그네슘 클로라이드 용액(약 0.14 mol, 에테르)을 -100 ℃ 하에서 3 시간에 걸쳐 천천히 적가한 후, 상온에서 3 시간 동안 교반하였다. 상기 혼합 용액에서 투명한 유기층을 분리한 후, 분리된 투명 유기층을 진공 건조하여 과량의 트리클로로메틸실란을 제거하여, 투명한 액상의 (6-t-부톡시헥실)디클로로메틸실란을 얻었다. First, 100 mL of t-butoxyhexyl magnesium chloride solution (about 0.14 mol, ether) was slowly added dropwise to 100 mL of trichloromethylsilane solution (about 0.21 mol, hexane) over 3 hours at -100 ° C, It was stirred for 3 hours at room temperature. After separating the transparent organic layer from the mixed solution, excess trichloromethylsilane was removed by vacuum drying the separated transparent organic layer to obtain a transparent liquid (6-t-butoxyhexyl)dichloromethylsilane.
77 mL의 2-메틸-4-페닐인덴 톨루엔/THF=10/1 용액(34.9 mmol)에 n-부틸리튬 용액(2.5 M, 헥산 용매) 15.4 mL를 0 ℃에서 천천히 적가하였고, 80 ℃에서 1 시간 동안 교반한 뒤 상온에서 하루 동안 교반하였다. 그 후, -78 ℃에서 상기 혼합 용액에 앞서 제조한 (6-터트-부톡시헥실)디클로로메틸실란 5 g을 천천히 적가하였고, 약 10 분 동안 교반한 뒤 80 ℃에서 1 시간 동안 교반하였다. 그 뒤 물을 가하여 유기층을 분리한 뒤 실리카 컬럼 정제하고 진공 건조하여 끈끈한 노란색 오일을 78%의 수율로 얻었다(racemic:meso = 1:1).15.4 mL of an n-butyllithium solution (2.5 M, hexane solvent) was slowly added dropwise to 77 mL of a 2-methyl-4-phenylindene toluene/THF=10/1 solution (34.9 mmol) at 0 °C and then at 80 °C. After stirring for 1 hour, the mixture was stirred at room temperature for one day. Thereafter, 5 g of (6-tert-butoxyhexyl)dichloromethylsilane prepared previously was slowly added dropwise to the mixed solution at -78 °C, and stirred for about 10 minutes and then stirred at 80 °C for 1 hour. Then, water was added to separate the organic layer, followed by silica column purification and vacuum drying to obtain a sticky yellow oil in a yield of 78% (racemic:meso = 1:1).
1H NMR (500 MHz, CDCl3): 0.10 (s, 3H), 0.98 (t, 2H), 1.25 (s, 9H), 1.36~1.50 (m, 8H), 1.62 (m, 8H), 2.26 (s, 6H), 3.34 (t, 2H), 3.81 (s, 2H), 6.87 (s, 2H), 7.25 (t, 2H), 7.35 (t, 2H), 7.45 (d, 4H), 7.53 (t, 4H), 7.61 (d, 4H) 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ): 0.10 (s, 3H), 0.98 (t, 2H), 1.25 (s, 9H), 1.36-1.50 (m, 8H), 1.62 (m, 8H), 2.26 ( s, 6H), 3.34 (t, 2H), 3.81 (s, 2H), 6.87 (s, 2H), 7.25 (t, 2H), 7.35 (t, 2H), 7.45 (d, 4H), 7.53 (t , 4H), 7.61 (d, 4H)
전이금속 화합물 [(6-tertbutoxyhexylmethylsilanediyl)-bis[2-methyl-4-(4'-tertbutylphenyl)]zirconium dichloride의 제조 Preparation of transition metal compound [(6-tertbutoxyhexylmethylsilanediyl)-bis[2-methyl-4-(4'-tertbutylphenyl)]zirconium dichloride
상기에서 제조한 리간드 화합물, (6-터트-부톡시헥실)(메틸)비스(2-메틸-4-페닐)인데닐실란 에테르/헥산=1/1 용액(3.37 mmol) 50 mL에 n-부틸리튬 용액(2.5 M in 헥산) 3.0 mL를 -78 ℃에서 천천히 적가한 후, 상온에서 약 2 시간 동안 교반한 뒤 진공 건조하였다. 헥산으로 염을 세척한 후 여과 및 진공 건조하여 노란색의 고체를 얻었다. 글로브 박스(glove box) 내에서 합성한 리간드 염(ligand salt)와 비스(N,N'-디페닐-1,3-프로판디아미도)디클로로지르코늄 비스(테트라하이드로퓨란) [Zr(C5H6NCH2CH2NC5H6)Cl2(C4H8O)2]을 쉬링크 플라스크에 칭량한 후, -78 ℃에서 에테르를 천천히 적가한 뒤 상온에서 하루 동안 교반하였다. 이후에, 붉은색 반응 용액을 여과 분리한 후 HCl 에테르 용액(1 M) 4 당량을 -78 ℃에서 천천히 적가한 후 상온에서 3 시간 동안 교반하였다. 이후 여과하고 진공 건조하여 오렌지색 고체 성분의 안사-메탈로센 화합물을 85%의 수율로 얻었다(racemic:meso = 10:1).In 50 mL of the ligand compound prepared above, (6-tert-butoxyhexyl)(methyl)bis(2-methyl-4-phenyl)indenylsilane ether/hexane=1/1 solution (3.37 mmol), n-butyl After slowly adding 3.0 mL of lithium solution (2.5 M in hexane) dropwise at -78 °C, the mixture was stirred at room temperature for about 2 hours and vacuum dried. After washing the salt with hexane, it was filtered and vacuum dried to obtain a yellow solid. Ligand salt and bis(N,N'-diphenyl-1,3-propanediamido)dichlorozirconium bis(tetrahydrofuran) [Zr(C 5 H 6 After weighing NCH 2 CH 2 NC 5 H 6 )Cl 2 (C 4 H 8 O) 2 ] into a Schlenk flask, ether was slowly added dropwise at -78 °C and stirred at room temperature for one day. Thereafter, after filtering the red reaction solution, 4 equivalents of HCl ether solution (1 M) was slowly added dropwise at -78 °C, followed by stirring at room temperature for 3 hours. Thereafter, the mixture was filtered and vacuum dried to obtain an ansa-metallocene compound as an orange solid in a yield of 85% (racemic:meso = 10:1).
1H NMR (500 MHz, C6D6, 7.24 ppm): 1.19 (9H, s), 1.32 (3H, s), 1.48~1.86 (10H, m), 2.25 (6H, s), 3.37 (2H, t), 6.95 (2H, s), 7.13 (2H, t), 7.36 (2H, d), 7.43 (6H, t), 7.62 (4H, d), 7.67 (2H, d) 1 H NMR (500 MHz, C 6 D 6 , 7.24 ppm): 1.19 (9H, s), 1.32 (3H, s), 1.48-1.86 (10H, m), 2.25 (6H, s), 3.37 (2H, t), 6.95 (2H, s), 7.13 (2H, t), 7.36 (2H, d), 7.43 (6H, t), 7.62 (4H, d), 7.67 (2H, d)
비교합성예 6Comparative Synthesis Example 6
리간드 화합물 (2-Methyl-4-phenyl)Indacen-1-yl)dimethyl(cyclopentadienyl) silane 의 제조Preparation of ligand compound (2-Methyl-4-phenyl)Indacen-1-yl)dimethyl(cyclopentadienyl) silane
Dicyclopentadiene을 150 ℃에서 Cracking을 통해 condensation하여 cyclopentadiene을 추출하여 (1 equiv) THF (0.3 M)에 녹인 후 -25 ℃에서 n-BuLi (1.05 eq)를 천천히 적가한 뒤, 상온에서 3 시간 동안 교반하였다. 이후 디클로로디메틸실란(dichloro dimethyl silane, 1.05 eq)을 -10 ℃에서 투입한 뒤, 상온에서 밤새(overnight) 교반하였다. 다른 반응기에 (2-메틸-4-페닐) 인다센 (2-Methyl-4-phenyl) Indacene (1 eq))을 톨루엔/테트라하이드로퓨란(Toluene/THF)의 혼합 용매(부피비 3/2, 0.5 M)에 녹인 후 -25 ℃에서 n-BuLi (1.05 eq)를 천천히 적가한 뒤, 상온에서 3 시간 동안 교반하였다. 이후 CuCN (2 mol%)를 투입하고 30 분 동안 교반한 후, 첫번째 반응물인 mono-Si 용액을 투입하였다. 이후 상온에서 밤새 교반하고 물을 이용하여 work-up 한 뒤 건조하여 리간드를 얻었다. Dicyclopentadiene was condensated through cracking at 150 ° C to extract cyclopentadiene (1 equiv), dissolved in THF (0.3 M), slowly added n-BuLi (1.05 eq) dropwise at -25 ° C, and stirred at room temperature for 3 hours. . Thereafter, dichlorodimethylsilane (1.05 eq) was added at -10 °C, followed by stirring at room temperature overnight. In another reactor, (2-Methyl-4-phenyl) Indacene (1 eq)) was added to a mixed solvent of toluene/tetrahydrofuran (Toluene/THF) (volume ratio 3/2, 0.5 M), n-BuLi (1.05 eq) was slowly added dropwise at -25 °C, followed by stirring at room temperature for 3 hours. After adding CuCN (2 mol%) and stirring for 30 minutes, a mono-Si solution as the first reactant was added. Thereafter, the mixture was stirred at room temperature overnight, worked up using water, and dried to obtain a ligand.
전이 금속 화합물 Dimethyl-silanediyl(cyclopentadienyl)(2-methyl-4-phenyl)Indacenyl) zirconium dichloride의 제조Preparation of the transition metal compound Dimethyl-silanediyl(cyclopentadienyl)(2-methyl-4-phenyl)Indacenyl) zirconium dichloride
상기에서 제조한 리간드를 Toluene/Ether (부피비 2/1, 0.53 M)에 녹이고, -25 ℃에서 n-BuLi (2.05 eq)를 투입한 뒤, 상온에서 5 시간 동안 교반하였다. 별도의 플라스크에 ZrCl4 (1 eq)를 톨루엔(0.17 M)에 혼합하여 제조한 슬러리를 제조하고, 상기 리간드 용액에 투입한 후, 상온에서 밤새 교반하였다. 반응이 완료되면, 용매를 진공 건조하고 디클로로메탄을 재투입하여 필터 등을 통해 LiCl를 제거하고, 여액을 진공 건조하고, 디클로로메탄/헥산을 첨가하여 상온에서 재결정 시켰다. 이후 생성된 고체를 여과하여 진공 건조하여 표제의 메탈로센 화합물을 얻었다.The ligand prepared above was dissolved in Toluene/Ether (volume ratio: 2/1, 0.53 M), and n-BuLi (2.05 eq) was added at -25 °C, followed by stirring at room temperature for 5 hours. In a separate flask, a slurry prepared by mixing ZrCl 4 (1 eq) with toluene (0.17 M) was prepared, added to the ligand solution, and then stirred at room temperature overnight. When the reaction was completed, the solvent was vacuum-dried, dichloromethane was reintroduced to remove LiCl through a filter, etc., and the filtrate was vacuum-dried and recrystallized at room temperature by adding dichloromethane/hexane. Then, the resulting solid was filtered and vacuum dried to obtain the title metallocene compound.
1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 7.54-7.38 (m, 6H),6.54-6.52(m, 4H), 6.37 (s, 1H), 2.85-2.80 (m, 4H), 1.95 (m, 2H), 1.77 (s, 3H), 0.98 (s, 6H) ppm 1 H-NMR (500 MHz, CDCl 3 ): 7.54-7.38 (m, 6H), 6.54-6.52 (m, 4H), 6.37 (s, 1H), 2.85-2.80 (m, 4H), 1.95 (m, 2H), 1.77 (s, 3H), 0.98 (s, 6H) ppm
<담지 촉매의 제조><Preparation of Supported Catalyst>
제조예 1Preparation Example 1
실리카겔(Silica gel, SYLOPOL 952X, calcinated under 250 ℃, 100 g)을 Ar 하에 2 L 반응기에 넣고 MAO (766 mL)를 상온에서 천천히 주입하여 90 ℃에서 15 시간 동안 교반하였다. 반응 종결 후, 상온으로 식히고 15 분 동안 방치하여 cannula를 이용해 용매를 decant한다. Toluene (400 mL)을 넣고 1 분 동안 교반하고 15 분 동안 방치하여 cannula를 이용해 용매를 decant 하였다. Silica gel (SYLOPOL 952X, calcinated under 250 °C, 100 g) was placed in a 2 L reactor under Ar, and MAO (766 mL) was slowly injected at room temperature, followed by stirring at 90 °C for 15 hours. After completion of the reaction, cool to room temperature and leave for 15 minutes to decant the solvent using a cannula. Toluene (400 mL) was added, stirred for 1 minute, left for 15 minutes, and the solvent was decanted using a cannula.
합성예 1의 메탈로센 화합물 700 μmol을 톨루엔 400 mL에 녹인 후, 반응기에 cannula를 이용해 transfer하였다. 50 ℃에서 5 시간 동안 교반한 후, 상온으로 식히고 15 분 동안 방치하여 cannula를 이용해 용매를 decant하였다. 톨루엔 400 mL를 넣고 1 분 동안 교반하고 15 분 동안 방치하여 cannula를 이용해 용매를 decant하는 것을 2회 진행하였다. 동일한 방법으로 헥산 400 mL을 넣고 1 분 동안 교반하고 15 분 동안 방치하여 cannula를 이용해 용매를 decant하고 대전방지제 (Atmer 163, 3 g)를 hexane 400 mL에 녹인 후 반응기에 cannula를 이용해 transfer하였다. 상온에서 20 분간 교반하고 glass filter로 transfer 하여 용매를 제거하였다. After dissolving 700 μmol of the metallocene compound of Synthesis Example 1 in 400 mL of toluene, it was transferred to the reactor using a cannula. After stirring at 50 °C for 5 hours, the mixture was cooled to room temperature, left for 15 minutes, and the solvent was decanted using a cannula. 400 mL of toluene was added, stirred for 1 minute, allowed to stand for 15 minutes, and decanted the solvent using a cannula twice. In the same way, add 400 mL of hexane, stir for 1 minute, leave for 15 minutes, decant the solvent using a cannula, dissolve the antistatic agent (Atmer 163, 3 g) in 400 mL of hexane, and transfer it to the reactor using a cannula. The mixture was stirred at room temperature for 20 minutes and transferred to a glass filter to remove the solvent.
상온에서 진공 하에 5 시간 동안 1차 건조하고, 45 ℃에서 4 시간 동안 진공 하에 2차 건조하여 담지 촉매를 수득하였다.A supported catalyst was obtained by first drying at room temperature for 5 hours under vacuum and secondarily drying at 45 °C for 4 hours under vacuum.
제조예 2 내지 12Preparation Examples 2 to 12
합성예 1의 메탈로센 화합물 대신에, 각각 합성예 2 내지 12의 메탈로센 화합물을 사용한 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일한 방법으로 실리카 담지 메탈로센 촉매를 제조하였다. A silica-supported metallocene catalyst was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that the metallocene compounds of Synthesis Examples 2 to 12 were used instead of the metallocene compound of Synthesis Example 1.
비교제조예 1 내지 6Comparative Preparation Examples 1 to 6
합성예 1의 메탈로센 화합물 대신에, 각각 비교합성예 1 내지 6의 메탈로센 화합물을 사용한 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일한 방법으로 실리카 담지 메탈로센 촉매를 제조하였다. A silica-supported metallocene catalyst was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that the metallocene compounds of Comparative Synthesis Examples 1 to 6 were used instead of the metallocene compound of Synthesis Example 1.
<프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체의 제조><Preparation of Propylene-Ethylene Random Copolymer>
실시예 1Example 1
제조예 1에서 제조한 실리카 담지 메탈로센 촉매의 존재 하에서, 연속적인 2기의 루프 반응기를 이용하여 프로필렌과 에틸렌의 벌크-슬러리 중합을 진행하였다. In the presence of the silica-supported metallocene catalyst prepared in Preparation Example 1, bulk propylene and ethylene-slurry polymerization was performed using two consecutive loop reactors.
이때, 벌크-슬러리 중합을 위하여 제조예 1에 따라 제조한 담지 촉매를 16 wt%로 오일, 그리스에 섞은 머드 촉매 형태로 사용하였다. 이렇게 제조된 촉매 혼합물을 예비 중합 반응기(pre-polymerization reactor)로 약 20 kg/hr의 프로필렌과 함께 투입하고, 체류시간 8 분 이상 경과한 후에 연속적으로 루프 반응기(loop reactor)로 투입하였다. 이때, 수소가 루프 반응기로 유입되는 프로필렌과 함께 투입되고, 반응기 온도는 약 70 ℃로 유지하고, 반응기 압력은 압력은 약 35 kg/cm2로 유지하였다. 이때, 수소의 투입량은 연속식으로 투입되는 프로필렌 함량을 기준으로 약 150 ppm으로 투입하였다. 또한, 에틸렌(C2)은 연속식으로 투입되는 프로필렌(C3) 함량을 기준으로 3.5 wt%가 되도록 루프 반응기로 직접 투입하여, 벌크-슬러리 중합 공정을 수행하였다. At this time, the supported catalyst prepared according to Preparation Example 1 for bulk-slurry polymerization was used in the form of a mud catalyst mixed with oil and grease at 16 wt%. The thus prepared catalyst mixture was introduced into a pre-polymerization reactor together with about 20 kg/hr of propylene, and after a residence time of 8 minutes or more, was continuously introduced into a loop reactor. At this time, hydrogen was introduced together with propylene flowing into the loop reactor, the reactor temperature was maintained at about 70 °C, and the reactor pressure was maintained at about 35 kg/cm 2 . At this time, the amount of hydrogen injected was about 150 ppm based on the propylene content continuously introduced. In addition, ethylene (C2) was directly injected into the loop reactor so as to be 3.5 wt% based on the content of propylene (C3) continuously introduced, and a bulk-slurry polymerization process was performed.
실시예 2 내지 12Examples 2 to 12
제조예 1의 실리카 담지 메탈로센 촉매 대신에, 각각 제조예 2 내지 12의 실리카 담지 메탈로센 촉매를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 프로필렌과 에틸렌의 벌크-슬러리 중합을 수행하였다. Except for using the silica-supported metallocene catalysts of Preparation Examples 2 to 12, respectively, instead of the silica-supported metallocene catalyst of Preparation Example 1, propylene and ethylene bulk-slurry polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 did
비교예 1Comparative Example 1
에틸렌(C2) 투입량을 프로필렌(C3) 함량을 기준으로 2.0 wt%가 되도록 달리한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 프로필렌과 에틸렌의 벌크-슬러리 중합을 수행하였다. Bulk-slurry polymerization of propylene and ethylene was carried out in the same manner as in Example 1, except that the amount of ethylene (C2) was changed to 2.0 wt% based on the content of propylene (C3).
비교예 2Comparative Example 2
에틸렌(C2) 투입량을 프로필렌(C3) 함량을 기준으로 2.6 wt%가 되도록 달리한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 프로필렌과 에틸렌의 벌크-슬러리 중합을 수행하였다.Bulk-slurry polymerization of propylene and ethylene was carried out in the same manner as in Example 1, except that the input amount of ethylene (C2) was changed to 2.6 wt% based on the content of propylene (C3).
비교예 3Comparative Example 3
메탈로센 촉매 대신에 지글러-나타(Z/N) 촉매(제조사: Lyondellbasell, 제품명: ZN127VS)를 사용하고, 에틸렌(C2) 투입량을 프로필렌(C3) 함량을 기준으로 3.0 wt%가 되도록 달리한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 프로필렌과 에틸렌의 벌크-슬러리 중합을 수행하였다. A Ziegler-Natta (Z/N) catalyst (manufacturer: Lyondellbasell, product name: ZN127VS) was used instead of a metallocene catalyst, and the amount of ethylene (C2) was changed to 3.0 wt% based on the propylene (C3) content. Except for the bulk-slurry polymerization of propylene and ethylene was carried out in the same manner as in Example 1.
비교예 4Comparative Example 4
메탈로센 촉매로 비교제조예 1에서 제조한 실리카 담지 촉매를 사용하고, 에틸렌(C2) 투입량을 프로필렌(C3) 함량을 기준으로 2.0 wt%가 되도록 달리한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 프로필렌과 에틸렌의 벌크-슬러리 중합을 수행하였다. The same as in Example 1, except that the silica-supported catalyst prepared in Comparative Preparation Example 1 was used as the metallocene catalyst, and the amount of ethylene (C2) was changed to 2.0 wt% based on the propylene (C3) content. Bulk-slurry polymerization of propylene and ethylene was carried out by the method.
비교예 5Comparative Example 5
에틸렌(C2) 투입량을 프로필렌(C3) 함량을 기준으로 2.5 wt%가 되도록 달리한 것을 제외하고는, 비교예 4와 동일한 방법으로 프로필렌과 에틸렌의 벌크-슬러리 중합을 수행하였다Bulk-slurry polymerization of propylene and ethylene was carried out in the same manner as in Comparative Example 4, except that the amount of ethylene (C2) was changed to be 2.5 wt% based on the content of propylene (C3).
비교예 6Comparative Example 6
에틸렌(C2) 투입량을 프로필렌(C3) 함량을 기준으로 3.5 wt%가 되도록 달리한 것을 제외하고는, 비교예 4와 동일한 방법으로 프로필렌과 에틸렌의 Propylene and ethylene were prepared in the same manner as in Comparative Example 4, except that the ethylene (C2) input amount was changed to 3.5 wt% based on the propylene (C3) content.
벌크-슬러리 중합을 수행하였으나, 중합 공정에서 파울링(Fouling)이 발생하였다. Bulk-slurry polymerization was performed, but fouling occurred in the polymerization process.
비교예 7Comparative Example 7
메탈로센 촉매로 비교제조예 2에서 제조한 실리카 담지 촉매를 사용하고, 에틸렌(C2) 투입량을 프로필렌(C3) 함량을 기준으로 3.0 wt%가 되도록 달리한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 프로필렌과 에틸렌의 벌크-슬러리 중합을 수행하였다. The same as in Example 1, except that the silica-supported catalyst prepared in Comparative Preparation Example 2 was used as the metallocene catalyst and the amount of ethylene (C2) was changed to 3.0 wt% based on the propylene (C3) content. Bulk-slurry polymerization of propylene and ethylene was carried out by the method.
비교예 8Comparative Example 8
에틸렌(C2) 투입량을 프로필렌(C3) 함량을 기준으로 4.5 wt%가 되도록 달리한 것을 제외하고는, 비교예 7과 동일한 방법으로 프로필렌과 에틸렌의 벌크-슬러리 중합을 수행하였다. Bulk-slurry polymerization of propylene and ethylene was carried out in the same manner as in Comparative Example 7, except that the input amount of ethylene (C2) was changed to 4.5 wt% based on the content of propylene (C3).
비교예 9Comparative Example 9
에틸렌(C2) 투입량을 프로필렌(C3) 함량을 기준으로 6.0 wt%가 되도록 달리한 것을 제외하고는, 비교예 7과 동일한 방법으로 프로필렌과 에틸렌의 벌크-슬러리 중합을 수행하였으나, 중합 공정에서 파울링(Fouling)이 발생하였다. Bulk-slurry polymerization of propylene and ethylene was carried out in the same manner as in Comparative Example 7, except that the amount of ethylene (C2) input was changed to 6.0 wt% based on the content of propylene (C3), but fouling in the polymerization process (Fouling) has occurred.
비교예 10Comparative Example 10
메탈로센 촉매로 비교제조예 3에서 제조한 실리카 담지 촉매를 사용하고, 에틸렌(C2) 투입량을 프로필렌(C3) 함량을 기준으로 6.0 wt%가 되도록 달리한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 프로필렌과 에틸렌의 벌크-슬러리 중합을 수행하였다.The same as in Example 1, except that the silica-supported catalyst prepared in Comparative Preparation Example 3 was used as the metallocene catalyst, and the amount of ethylene (C2) was changed to 6.0 wt% based on the propylene (C3) content. Bulk-slurry polymerization of propylene and ethylene was carried out by the method.
비교예 11Comparative Example 11
메탈로센 촉매로 비교제조예 4에서 제조한 실리카 담지 촉매를 사용하고, 에틸렌(C2) 투입량을 프로필렌(C3) 함량을 기준으로 5.5 wt%가 되도록 달리한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 프로필렌과 에틸렌의 벌크-슬러리 중합을 수행하였다.The same as in Example 1, except that the silica-supported catalyst prepared in Comparative Preparation Example 4 was used as the metallocene catalyst, and the amount of ethylene (C2) was changed to 5.5 wt% based on the propylene (C3) content. Bulk-slurry polymerization of propylene and ethylene was carried out by the method.
비교예 12Comparative Example 12
메탈로센 촉매로 비교제조예 5에서 제조한 실리카 담지 촉매를 사용하고, 에틸렌(C2) 투입량을 프로필렌(C3) 함량을 기준으로 4.5 wt%가 되도록 달리한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 프로필렌과 에틸렌의 벌크-슬러리 중합을 수행하였다.The same as in Example 1, except that the silica-supported catalyst prepared in Comparative Preparation Example 5 was used as the metallocene catalyst, and the amount of ethylene (C2) was changed to 4.5 wt% based on the propylene (C3) content. Bulk-slurry polymerization of propylene and ethylene was carried out by the method.
비교예 13Comparative Example 13
메탈로센 촉매로 비교제조예 6에서 제조한 실리카 담지 촉매를 사용하고, 에틸렌(C2) 투입량을 프로필렌(C3) 함량을 기준으로 2.0 wt%가 되도록 달리한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 프로필렌과 에틸렌의 벌크-슬러리 중합을 수행하였다.The same as in Example 1, except that the silica-supported catalyst prepared in Comparative Preparation Example 6 was used as the metallocene catalyst and the ethylene (C2) input was changed to 2.0 wt% based on the propylene (C3) content. Bulk-slurry polymerization of propylene and ethylene was carried out by the method.
<실험예><Experimental example>
프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체의 물성 평가Property evaluation of propylene-ethylene random copolymer
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체에 대하여 하기의 방법으로 물성을 평가하였다. Properties of the propylene-ethylene random copolymers prepared in Examples and Comparative Examples were evaluated by the following methods.
(1) 공단량체의 함량(C2, wt%)(1) Comonomer content (C2, wt%)
미국재료시험학회규격 ASTM D 5576에 따라, 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체의 필름 혹은 필름 형태 시편을 FT-IR 장비의 Magnetic holder에 고정시킨 후, IR 흡수 스펙트럼에서 시편 두께를 반영하는 4800~3500 cm-1 피크의 에틸렌 성분이 나타나는 710~760 cm-1 피크의 면적을 각각 측정하고, 측정한 값을 Standard 샘플의 710~760 cm-1 피크의 면적을 4800~3500 cm-1 피크 높이로 나눈 값을 플롯(Plot)하여 구한 캘리브레이션(Calibration) 식에 대입하여 공단량체 함량을 계산하였다. According to ASTM D 5576 of the American Society for Testing and Materials, a film or film-type specimen of propylene-ethylene random copolymer is fixed to the magnetic holder of the FT-IR equipment, and then the IR absorption spectrum reflects the specimen thickness of 4800 ~ 3500 cm - 1 The area of the 710 ~ 760 cm -1 peak where the ethylene component of the peak appears is measured, and the measured value is divided by the area of the 710 ~ 760 cm -1 peak of the standard sample by the peak height of 4800 ~ 3500 cm -1 The comonomer content was calculated by substituting into the calibration equation obtained by plotting.
(2) 융점(Tm) 및 결정화온도(Tc)(2) melting point (Tm) and crystallization temperature (Tc)
시차주사열량계(Differential Scanning Calorimeter, DSC, 장치명: DSC 2920, 제조사: TA instrument)를 이용하여 프로필렌 중합체의 녹는점, 용융점(Tm)과 결정화온도(Tc)을 측정하였다. 구체적으로, 중합체를 200 ℃까지 가열한 후 5 분 동안 그 온도에서 유지하고, 그 다음 30 ℃까지 내리고, 다시 온도를 증가시켜 DSC(Differential Scanning Calorimeter, TA사 제조) 곡선의 꼭대기를 융점(Tm)으로 측정하고, 다시 온도를 30 ℃까지 내릴 때 곡선의 꼭대기를 결정화온도(Tc)로 측정하였다. 이 때, 온도의 상승과 내림의 속도는 10 ℃/min이고, 융점(Tm) 및 결정화온도(Tc)는 두 번째 온도가 상승, 내림하는 구간에서 측정한 결과를 사용하였다.The melting point, melting point (Tm) and crystallization temperature (Tc) of the propylene polymer were measured using a differential scanning calorimeter (DSC, device name: DSC 2920, manufacturer: TA instrument). Specifically, the polymer was heated to 200 ° C., maintained at that temperature for 5 minutes, then lowered to 30 ° C., and then increased again to determine the peak of the DSC (Differential Scanning Calorimeter, manufactured by TA) curve as the melting point (Tm). , and when the temperature was lowered to 30 ° C., the peak of the curve was measured as the crystallization temperature (Tc). At this time, the rate of temperature rise and fall was 10 °C/min, and the melting point (Tm) and crystallization temperature (Tc) were measured in the second temperature rising and falling section.
(3) 용융지수(melt index, MI)(3) Melt index (MI)
미국재료시험학회규격 ASTM D 1238에 따라 230 ℃에서 2.16 kg 하중으로 측정하였으며, 10 분 동안 용융되어 나온 중합체의 무게(g)로 나타내었다.It was measured with a load of 2.16 kg at 230 ° C. according to ASTM D 1238 of the American Society for Testing and Materials, and was expressed as the weight (g) of the polymer melted for 10 minutes.
(4) 헤이즈(Haze, %)(4) Haze (%)
미국재료시험학회규격 ASTM D1003에 따라 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 시편의 1T(1mm) 에 빛을 쏘았을 때에 빛이 굴절된 정도(%)를 측정하였다. 헤이즈는 Td(굴절된 빛)/Tt(통과한 빛) × 100(%)으로 시편의 투명도를 측정하였다According to ASTM D1003 of the American Society for Testing and Materials, the degree of light refraction (%) was measured when light was projected on 1T (1 mm) of the propylene-ethylene random copolymer specimen. Haze measured the transparency of the specimen as Td (refracted light) / Tt (passed light) × 100 (%)
(5) 자일렌 가용분(X.S: Xylene Soluble, wt%)(5) Xylene Soluble (X.S: Xylene Soluble, wt%)
프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체의 각 샘플에 자일렌을 넣고, 135 ℃에서 1 시간 동안 가열하고, 30 분간 냉각하여 전처리를 하였다. OminiSec(Viscotek사 FIPA) 장비에서 1 mL/min의 유속(flow rate)으로 4 시간 동안 자일렌을 흘려주어, RI(Refractive Index), DP(Pressure across middle of bridge), IP(Inlet pressure through bridge top to bottom)의 베이스 라인(base line)이 안정화되면, 전처리한 샘플의 농도 및 인젝션 양을 기입하여 측정한 후, 피크면적을 계산하였다. Each sample of the propylene-ethylene random copolymer was pretreated by adding xylene, heating at 135° C. for 1 hour, and cooling for 30 minutes. In OminiSec (Viscotek's FIPA) equipment, xylene was flowed for 4 hours at a flow rate of 1 mL/min, and RI (Refractive Index), DP (Pressure across middle of bridge), IP (Inlet pressure through bridge top) When the base line of the bottom was stabilized, the concentration of the pretreated sample and the amount of injection were measured, and then the peak area was calculated.
(6) 총휘발성 유기 화합물 방출량(TVOC, ppm)(6) Total volatile organic compound emissions (TVOC, ppm)
VDA 277 방법에 따라 Headspace-GC(Gas chromatography) 장치를 사용하여 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체에 포함된 총휘발성 유기 화합물 방출량(TVOC, Toatal Volatile Organic Compound, ppm)을 측정하였다. According to the VDA 277 method, total volatile organic compound (TVOC) emissions (TVOC, Total Volatile Organic Compound, ppm) contained in the propylene-ethylene random copolymer were measured using a Headspace-GC (Gas chromatography) apparatus.
상술한 바와 같은 방법으로 측정한 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체의 물성 평가 결과를 하기 표 1에 나타내었다. The evaluation results of the physical properties of the propylene-ethylene random copolymer measured by the method described above are shown in Table 1 below.
투입량
(wt%)C2
input
(wt%)
(IR분석 wt%)C2 content
(IR analysis wt%)
(℃)Tm
(℃)
(℃)Random Tc
(℃)
(g/10min)MI
(g/10min)
(%)Haze
(%)
(wt%)XS
(wt%)
제조예 1comparison
Preparation Example 1
제조예 1comparison
Preparation Example 1
제조예 1comparison
Preparation Example 1
불가measurement
not possible
불가measurement
not allowed
불가measurement
not allowed
불가measurement
not allowed
불가measurement
not possible
불가measurement
not allowed
불가measurement
not possible
제조예 2comparison
Preparation Example 2
제조예 2comparison
Preparation Example 2
제조예 2comparison
Preparation Example 2
불가measurement
not allowed
불가measurement
not allowed
불가measurement
not possible
불가measurement
not allowed
불가measurement
not possible
불가measurement
not allowed
불가measurement
not possible
제조예 3comparison
Preparation Example 3
제조예 4comparison
Production Example 4
제조예 5comparison
Preparation Example 5
제조예 6comparison
Preparation Example 6
불가measurement
not allowed
불가measurement
not possible
불가measurement
not allowed
불가measurement
not allowed
불가measurement
not possible
불가measurement
not possible
불가measurement
not possible
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 12의 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체는 125.2 ℃ 내지 126.2 ℃의 높은 융점(Tm)을 확보하여 공정 안정성과 기타 사출 물성을 유지하며 에틸렌(C2) 함량을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 이렇게 증대된 에틸렌(C2) 함량은 결정화도가 낮아지는 특성을 발현하고 이를 통해 투명성이 개선됨을 확인하였다. 이와 더불어, 실시예 1 내지 12의 경우, TVOC가 현저히 낮아 식품용기 등으로 사용되는 고투명 사출용 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체로 친환경성을 확보할 수 있음을 알 수 있다.As shown in Table 1, the propylene-ethylene random copolymers of Examples 1 to 12 according to the present invention secure a high melting point (Tm) of 125.2 ° C to 126.2 ° C to maintain process stability and other injection properties, and ethylene ( It was confirmed that not only can the C2) content be increased, but the increased ethylene (C2) content exhibits a characteristic of lowering crystallinity, and through this, transparency is improved. In addition, in the case of Examples 1 to 12, it can be seen that eco-friendliness can be secured as a high-transparency propylene-ethylene random copolymer for injection used in food containers and the like because the TVOC is remarkably low.
반면에, 실시예 1과 동일한 제조예 1의 촉매 전구체를 사용한 비교예 1 및 2의 경우라도, 중합 공정에서 에틸렌(C2) 투입량이 적어짐에 따라 에틸렌(C2) 함량이 줄어들어 헤이즈(Haze)가 8.3% 및 7.8%로 높게 나타나며 투명성이 떨어짐을 알 수 있다. On the other hand, even in the case of Comparative Examples 1 and 2 using the same catalyst precursor of Preparation Example 1 as Example 1, as the amount of ethylene (C2) input decreased in the polymerization process, the ethylene (C2) content was reduced, resulting in a haze of 8.3. % and 7.8%, and it can be seen that the transparency is degraded.
또한, 지글러-나타(Z/N) 촉매를 사용한 비교예 3은, 높은 에틸렌(C2) 함량에도 불구하고, 에틸렌(C2)의 고분자 구조내 블록키(Blocky)하게 불균일한 공중합으로 결정화온도(Tc)가 111 ℃로 매우 높고 TVOC가 310 ppm으로 극단적으로 높으며 어택틱(atactic)한 자일렌 가용분(X.S, Xylene soluble)도 4.5 wt%로 매우 높게 확인되었다.In addition, in Comparative Example 3 using a Ziegler-Natta (Z/N) catalyst, despite the high ethylene (C2) content, the blocky and non-uniform copolymerization of ethylene (C2) in the polymer structure has a crystallization temperature (Tc ) was very high as 111 ℃, TVOC was extremely high as 310 ppm, and the atactic xylene soluble content (X.S, Xylene soluble) was also confirmed to be very high as 4.5 wt%.
한편, 인다센 리간드가 포함되지 않고 일반적으로 알려진 시클로펜타디에닐을 포함하는 리간드의 메탈로센 화합물을 포함한 촉매 조성물을 사용한 비교예 4 내지 6의 경우에는 파울링이 나지 않는 Tm 범위를 유지할 경우에는 에틸렌(C2) 함량을 증대시키는 데 한계가 있어 일정 투명도까지 도달할 수 없었다. 특히, 비교예 6의 경우에는 중합 공정에서 파울링이 발생하며, 공중합체에 대한 물성 평가를 수행할 수 없었다On the other hand, in the case of Comparative Examples 4 to 6 using a catalyst composition containing a metallocene compound of a ligand that does not contain an indacene ligand and contains a generally known cyclopentadienyl, in the case of maintaining the Tm range in which fouling does not occur, There was a limit to increasing the ethylene (C2) content, so it could not reach a certain level of transparency. In particular, in the case of Comparative Example 6, fouling occurred during the polymerization process, and the physical properties of the copolymer could not be evaluated.
이와 마찬가지로 인다센 리간드와 브릿지 결합한 시클로펜타디에닐(Cp) 리간드 대신에 인덴 리간드가 브릿지 결합된 메탈로센 화합물을 포함한 비교제조예 2의 촉매 조성물을 사용한 비교예 7 내지 9의 경우에는, 기본적으로 호모 폴리프로필렌의 Tm 자체가 낮기 때문에 에틸렌(C2) 함량을 올리면 파울링이 발생하여 일정 수준의 에틸렌(C2) 함량을 유지할 수 없었다. 더욱이 에틸렌(C2) 반응성이 좋지않아 공중합체내 동등 수준의 에틸렌 함량을 확보하기 위해서는 에틸렌(C2) 투입량이 매우 높아야만 하였다. 특히, 비교예 9의 경우에는 중합 공정에서 파울링이 발생하며, 공중합체에 대한 물성 평가를 수행할 수 없었다.Likewise, in the case of Comparative Examples 7 to 9 using the catalyst composition of Comparative Preparation Example 2 containing a metallocene compound in which an indene ligand is bridged instead of a cyclopentadienyl (Cp) ligand bridged with an indacene ligand, basically Since the Tm itself of homopolypropylene is low, fouling occurs when the ethylene (C2) content is increased, and thus the ethylene (C2) content cannot be maintained at a certain level. Moreover, since the reactivity of ethylene (C2) is not good, the input amount of ethylene (C2) had to be very high in order to secure an equivalent level of ethylene content in the copolymer. In particular, in the case of Comparative Example 9, fouling occurred during the polymerization process, and physical properties of the copolymer could not be evaluated.
또한, 비스 인데닐(또는 인다세닐)기를 가지는 메탈로센 화합물을 포함하는 촉매 조성물을 사용한 비교예 10 내지 12의 경우에는 에틸렌 전환율(C2 conversion)이 매우 낮아 투입되는 에틸렌(C2) 투입량이 높아야 공중합체내 에틸렌(C2) 함량을 일정 수준 이상으로 올릴 수 있었으며, 이 또한 에틸렌(C2) 함량을 증대시키는 데 한계가 있어 일정 투명도까지 도달할 수 없었다.In addition, in the case of Comparative Examples 10 to 12 using a catalyst composition containing a metallocene compound having a bisindenyl (or indacenyl) group, the ethylene conversion rate (C2 conversion) is very low, so the amount of ethylene (C2) injected must be high for copolymerization. It was possible to raise the ethylene (C2) content in the body to a certain level or higher, but this also had limitations in increasing the ethylene (C2) content, so it could not reach a certain level of transparency.
한편, 비교예 13의 경우에는 폴리프로필렌의 방향성을 갖게하는 라세모 선택성을 가질 수 없는 구조로 인하여 어택틱 폴리프로필렌(atactic polypropylene)이 생성되면서, 공중합체에 대한 물성 평가를 수행할 수 없었다.On the other hand, in the case of Comparative Example 13, atactic polypropylene was produced due to a structure that could not have racemo selectivity, which gives polypropylene directionality, and the physical properties of the copolymer could not be evaluated.
Claims (11)
에틸렌의 함량이 4.0 중량% 이상이고,
결정화 온도(Tc)가 75 ℃ 이하이고,
용융지수(MI2.16, 230 ℃, 2.16 kg 하중에서 측정한 용융 지수)가 16 g/min 내지 22 g/min인,
프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체.
The melting point (Tm) is 125 ° C or higher,
The content of ethylene is 4.0% by weight or more;
The crystallization temperature (Tc) is 75 ° C or less,
Melt index (MI 2.16 , melt index measured at 230 ° C., 2.16 kg load) of 16 g / min to 22 g / min,
Propylene-ethylene random copolymer.
융점(Tm)이 125 ℃ 내지 150 ℃인,
프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체.
According to claim 1,
The melting point (Tm) is 125 ° C to 150 ° C,
Propylene-ethylene random copolymer.
에틸렌의 함량이 4.0 중량% 내지 5.5 중량%인,
프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체.
According to claim 1,
The content of ethylene is 4.0% to 5.5% by weight,
Propylene-ethylene random copolymer.
결정화 온도(Tc)가 65 ℃ 내지 75 ℃인,
프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체.
According to claim 1,
The crystallization temperature (Tc) is 65 ° C to 75 ° C,
Propylene-ethylene random copolymer.
자일렌 가용분(X.S, Xylene soluble)이 1.0 중량% 이하인,
프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체.
According to claim 1,
Xylene soluble content (XS, Xylene soluble) is 1.0% by weight or less,
Propylene-ethylene random copolymer.
ASTM 1003 방법에 따라 측정한 헤이즈(Haze)가 7.5% 이하인,
프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체.
According to claim 1,
Haze (Haze) measured according to the ASTM 1003 method is 7.5% or less,
Propylene-ethylene random copolymer.
VDA 277 방법에 따라 측정한 총휘발성 유기 화합물 방출량(TVOC)이 70 ppm 이하인,
프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체.
According to claim 1,
Total volatile organic compound emission (TVOC) measured according to the VDA 277 method is 70 ppm or less,
Propylene-ethylene random copolymer.
하기 화학식 1의 메탈로센 화합물을 포함하는 촉매 조성물의 존재 하에, 프로필렌 단량체와 에틸렌 공단량체를 공중합시킴으로써 제조되는,
프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체:
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
M은 4족 전이 금속이고,
X1 및 X2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 할로겐 원소이고,
R1 및 R2는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 C1-20 알킬, C2-20 알케닐, C2-20 알콕시알킬, C6-20 아릴, C7-40 알킬아릴, 또는 C7-40 아릴알킬이고,
R3 내지 R6는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 C1-20 알킬이고,
R7은 치환되거나 비치환된 C6-20 아릴이고,
R8는 C1-20 알킬이다.
According to claim 1,
Prepared by copolymerizing a propylene monomer and an ethylene comonomer in the presence of a catalyst composition comprising a metallocene compound of Formula 1 below,
Propylene-ethylene random copolymers:
[Formula 1]
In Formula 1,
M is a Group 4 transition metal;
X 1 and X 2 are the same as or different from each other, and are each independently a halogen element;
R 1 and R 2 are the same as or different from each other, and are each independently C 1-20 alkyl, C 2-20 alkenyl, C 2-20 alkoxyalkyl, C 6-20 aryl, C 7-40 alkylaryl, or C 7-40 arylalkyl;
R 3 to R 6 are the same as or different from each other, and each independently represents C 1-20 alkyl;
R 7 is a substituted or unsubstituted C 6-20 aryl;
R 8 is C 1-20 alkyl.
R1 및 R2는 각각 C1-8 직쇄 또는 분지쇄 알킬, 또는 C2-12 직쇄 또는 분지쇄 알콕시알킬이고;
R3 내지 R6는 각각 C1-6 직쇄 또는 분지쇄 알킬이고;
M은 지르코늄 또는 하프늄이고;
R7은 페닐, C1-6 직쇄 또는 분지쇄 알킬이 치환된 페닐, 나프틸, 또는 C1-6 직쇄 또는 분지쇄 알킬이 치환된 나프틸이고;
R8은 C1-6 직쇄 또는 분지쇄 알킬인,
프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체.
According to claim 8,
R 1 and R 2 are each C 1-8 straight or branched chain alkyl, or C 2-12 straight or branched chain alkoxyalkyl;
R 3 to R 6 are each C 1-6 straight or branched chain alkyl;
M is zirconium or hafnium;
R 7 is phenyl, C 1-6 straight or branched chain alkyl substituted phenyl, naphthyl, or C 1-6 straight or branched chain alkyl substituted naphthyl;
R 8 is C 1-6 straight or branched chain alkyl;
Propylene-ethylene random copolymer.
상기 메탈로센 화합물은 하기 화학식 1-1로 표시되는 것인,
프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체:
[화학식 1-1]
상기 화학식 1-1에서,
M, X1, X2, R1, R2, 및 R7은 제8항에서 정의한 바와 같다.
According to claim 8,
The metallocene compound is represented by Formula 1-1 below,
Propylene-ethylene random copolymers:
[Formula 1-1]
In Formula 1-1,
M, X 1 , X 2 , R 1 , R 2 , and R 7 are as defined in claim 8.
상기 메탈로센 화합물은 하기 구조식으로 표시되는 화합물들 중 어느 하나인,
프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체:
.
According to claim 8,
The metallocene compound is any one of the compounds represented by the following structural formula,
Propylene-ethylene random copolymers:
.
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