説明

オレフィン重合用固体触媒成分の製造方法

【課題】十分に高い重合活性を示し、低分子量成分や無定形成分の含量の少ない重合体を与えるオレフィン重合用固体触媒の製造方法、該触媒を製造するための該触媒成分の製造方法、および該触媒を用いるオレフィン重合体の製造方法の提供。
【解決手段】下記工程(1)および(2)を含むオレフィン重合用固体触媒成分(A)の製造方法。工程(1):Si−O結合を有するケイ素化合物(a)と、有機マグネシウム化合物(b)とを接触させてオレフィン重合用固体触媒成分前駆体を製造する工程、工程(2):前記前駆体と、式MX(Rm−b(式中、Mは第4,13又は14族元素であり、Rはハイドロカルビル基又はハイドロカルビルオキシ基、Xはハロゲン原子、mはMの原子価を表す。)で表されるハロゲン化金属化合物と、下記式(II)で表される内部電子供与体とを接触させてオレフィン重合用固体触媒成分(A)を製造する工程。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、オレフィン重合用固体触媒成分の製造方法、オレフィン重合用固体触媒成分を用いるオレフィン重合用固体触媒の製造方法、オレフィン重合用固体触媒を用いるオレフィン重合体の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、オレフィン重合用触媒成分としてチタン原子、マグネシウム原子、ハロゲン原子及び内部電子供与体を含有する固体触媒成分が数多く提案されている。これら固体触媒成分を用いて得られる触媒は、該触媒の存在下にオレフィンを重合するとき、該触媒が高い重合活性を示すこと、低分子量成分や無定形成分の含量が少ない重合体が得られることが望まれる。
【0003】
例えば、特許文献1には、Si−O結合を有するケイ素化合物および有機酸のエステルの存在下、有機マグネシウム化合物と接触させて得られる固体生成物を、有機酸のエステルで処理したのち、ハロゲン化Ti化合物で処理することにより得られる固体触媒成分が記載されている。
【0004】
また、特許文献2には、マグネシウム化合物、チタン化合物、ハロゲン含有化合物およびアルコキシエステル化合物を接触させて得られる固体触媒成分が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平9−12623号公報
【特許文献2】特開平2−289604号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、上記の固体触媒成分を含むオレフィン重合用触媒は、重合活性と該オレフィン重合用触媒の存在下でオレフィンを重合して得られるオレフィン重合体の低分子量成分や無定形成分の含量の観点から未だ満足できるものではない。本発明は、十分に高い重合活性を示し、且つ、低分子量成分や無定形成分の含量の少ない重合体を与えるオレフィン重合用固体触媒の製造方法、該オレフィン重合用固体触媒を製造するためのオレフィン重合用固体触媒成分の製造方法、および該オレフィン重合用固体触媒を用いるオレフィン重合体の製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、下記工程(1)および(2)を含むオレフィン重合用固体触媒成分(A)の製造方法に関する。
工程(1):Si−O結合を有するケイ素化合物(a)と、有機マグネシウム化合物(b)とを接触させてオレフィン重合用固体触媒成分前駆体を製造する工程
工程(2):前記オレフィン重合用固体触媒成分前駆体と、式(I)で表されるハロゲン化金属化合物と、式(II)で表される内部電子供与体とを接触させてオレフィン重合用固体触媒成分(A)を製造する工程
MXb(Rm-b (I)
(式中、Mは第4族、第13族または第14族元素であり;Rは炭素原子数が1〜20のハイドロカルビル基またはハイドロカルビルオキシ基であり;Xはハロゲン原子であり;mはMの原子価であり;bは0<b≦mを満足する整数である。)

(式中、RおよびRは、互いに独立して、炭素原子数1〜20のハイドロカルビル基であり;R、R、RおよびRは、互いに独立して、水素原子、ハロゲン原子または炭素原子数1〜20のハイドロカルビル基である。)
【0008】
また、本発明は、上記の方法によって製造されるオレフィン重合用固体触媒成分(A)と、有機アルミニウム化合物(B)と、必要に応じて外部電子供与体(C)とを接触させるオレフィン重合用固体触媒の製造方法に関する。
【0009】
さらに、本発明は、上記の方法によって製造されるオレフィン重合用固体触媒の存在下、オレフィンを重合する工程を含むオレフィン重合体の製造方法に関する。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、十分に高い重合活性を示し、且つ、低分子量成分や無定形成分の含量の少ない重合体を与えるオレフィン重合用固体触媒の製造方法、該オレフィン重合用固体触媒を製造するためのオレフィン重合用固体触媒成分の製造方法、および該オレフィン重合用固体触媒を用いるオレフィン重合体の製造方法が提供される。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明のオレフィン重合用固体触媒成分(A)の製造方法は、Si−O結合を有するケイ素化合物(a)と、有機マグネシウム化合物(b)とを接触させてオレフィン重合用固体触媒成分前駆体を製造する工程(1)を含む。
【0012】
Si−O結合を有するケイ素化合物(a)として、下式(i)から(iii)のいずれかで表わされる化合物を例示することができる。
Si(OR9t10(4-t)・・・(i)
11(R122SiO)uSiR133・・・(ii)
(R142SiO)v・・・(iii)
[式中、R9〜R14はそれぞれ独立に、炭素原子数1〜20のハイドロカルビル基または水素原子であり;tは1〜4の整数であり;uは1〜1000の整数であり;vは2〜1000の整数である]
【0013】
式(i)〜(iii)のいずれかで表されるSi−O結合を有するケイ素化合物におけるR9〜R14のハイドロカルビル基として、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、n−ペンチル基、iso−ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基、およびドデシル基のようなアルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、およびナフチル基のようなアリール基;シクロヘキシル基およびシクロペンチル基のようなシクロアルキル基;アリル基のようなアルケニル基;ベンジル基のようなアラルキル基を例示することができる。
【0014】
式(i)〜(iii)のいずれかで表されるSi−O結合を有するケイ素化合物におけるR9〜R14は好ましくは、炭素原子数2〜18のアルキル基または炭素原子数6〜18のアリール基であり、特に好ましくは炭素原子数2〜18の直鎖状アルキル基である。
【0015】
式(i)〜(iii)のいずれかで表されるSi−O結合を有するケイ素化合物の具体例としては、テトラメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、テトラエトキシシラン、トリエトキシエチルシラン、ジエトキシジエチルシラン、エトキシトリエチルシラン、テトラiso−プロポキシシラン、ジiso−プロポキシ−ジiso−プロピルシラン、テトラプロポキシシラン、ジプロポキシジプロピルシラン、テトラブトキシシラン、ジブトキシジブチルシラン、ジシクロペントキシジエチルシラン、ジエトキシジフェニルシラン、シクロヘキシロキシトリメチルシラン、フェノキシトリメチルシラン、テトラフェノキシシラン、トリエトキシフェニルシラン、ヘキサメチルジシロヘキサン、ヘキサエチルジシロヘキサン、ヘキサプロピルジシロキサン、オクタエチルトリシロキサン、ジメチルポリシロキサン、ジフェニルポリシロキサン、メチルハイドロポリシロキサン、およびフェニルハイドロポリシロキサンを例示することができる。
【0016】
式(i)〜(iii)で示すSi−O結合を有するケイ素化合物の中でも、好ましくは式(i)におけるtが4であるテトラアルコキシシランであり、最も好ましくはテトラエトキシシランである。
【0017】
有機マグネシウム化合物(b)は、マグネシウム原子−炭素原子の結合を有する化合物である。有機マグネシウム化合物として、下式(iv)または(v)で表わされる化合物を例示することができ、良好な形態の触媒を得る観点から、式(iv)で表されるグリニャール化合物が好ましく、グリニャール化合物のエーテル溶液が特に好ましい:
15MgX3・・・(iv)
1617Mg・・・(v)
[R15、R16およびR17はそれぞれ独立して、炭素原子数1〜20のハイドロカルビル基を表し、X3はハロゲン原子を表わす]
【0018】
式(iv)および(v)におけるR15、R16およびR17の炭素原子数1〜20のハイドロカルビル基としては、互いに独立して、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、iso−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基、フェニル基、アリル基およびベンジル基のような、炭素原子数1〜20の、アルキル基、アリール基、アラルキル基およびアルケニル基を例示することができる。
【0019】
式(iv)および(v)における好ましいR15、R16およびR17は、炭素原子数2〜18のアルキル基または炭素原子数6〜18のアリール基であり、特に好ましくは炭素原子数2〜18のアルキル基である。
【0020】
式(iv)におけるX3として、塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子を例示することができる。特に好ましくは塩素原子である。
【0021】
式(iv)で表されるグリニャール化合物の例としては、メチルマグネシウムクロリド、エチルマグネシウムクロリド、n−プロピルマグネシウムクロリド、iso−プロピルマグネシウムクロリド、n−ブチルマグネシウムクロリド、iso−ブチルマグネシウムクロリド、tert−ブチルマグネシウムクロリド、n−ペンチルマグネシウムクロリド、iso−ペンチルマグネシウムクロリド、シクロペンチルマグネシウムクロリド、n−ヘキシルマグネシウムクロリド、シクロヘキシルマグネシウムクロリド、n−オクチルマグネシウムクロリド、2−エチルヘキシルマグネシウムクロリド、フェニルマグネシウムクロリド、およびベンジルマグネシウムクロリドである。それらの中で、エチルマグネシウムクロリド、n−プロピルマグネシウムクロリド、iso−プロピルマグネシウムクロリド、n−ブチルマグネシウムクロリド、およびiso−ブチルマグネシウムクロリドが好ましく、n−ブチルマグネシウムクロリドが特に好ましい。
これらのグリニャール化合物は、好ましくは、それらのエーテル溶液として用いられる。エーテルの例としては、ジエチルエーテル、ジ−n−プロピルエーテル、ジiso−プロピルエーテル、ジ−n−ブチルエーテル、ジiso−ブチルエーテル、エチルn−ブチルエーテルおよびジiso−ペンチルエーテルのようなジアルキルエーテル、ならびにテトラヒドロフランのような環状エーテルである。それらのうち、ジアルキルエーテルが好ましく、ジ−n−ブチルエーテルまたはジiso−ブチルエーテルが特に好ましい。
【0022】
工程(1)において溶媒を用いてもよい。溶媒としては、ヘキサン、ヘプタン、オクタンおよびデカンのような脂肪族炭化水素化合物;トルエンおよびキシレンのような芳香族炭化水素化合物;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンおよびデカリンのような脂環式炭化水素化合物;ジエチルエーテル、ジ−n−プロピルエーテル、ジiso−プロピルエーテル、ジ−n−ブチルエーテル、ジiso−ブチルエーテル、エチル−n−ブチルエーテル、およびジiso−ペンチルエーテルなどのジアルキルエーテル、およびテトラヒドロフランなどの環状エーテル;ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン,パーフルフルオロオクタン,クロロベンゼン,ジクロロベンゼン,トリフルオロメチルベンゼン,クロロメチルベンゼン,クロロシクロヘキサンのようなハロゲン化炭化水素;ならびに、これらの2種以上の組合せを例示することができる。中でも、好ましくは脂肪族炭化水素化合物、芳香族炭化水素化合物、または、脂環式炭化水素化合物であり、より好ましくは脂肪族炭化水素化合物、または、脂環式炭化水素化合物であり、さらに好ましくは脂肪族炭化水素化合物であり、特に好ましくはヘキサン、または、ヘプタンである。
【0023】
工程(1)において、有機マグネシウム化合物(b)の使用量は、使用される有機マグネシウム化合物(b)中の総マグネシウム原子1molあたり、上記Si原子と有機酸のエステルの和が通常0.1mol〜10mol、好ましくは0.2mol〜5.0mol、特に好ましくは0.5mol〜2.0molとなる量である。
【0024】
工程(1)において、重合活性、低分子量成分や無定形成分の含量の点から、任意成分として有機酸のエステル(c)を添加することが好ましい。有機酸のエステル(c)としては、モノおよび多価のカルボン酸エステルが用いられ、それらの例として飽和脂肪族カルボン酸エステル、不飽和脂肪族カルボン酸エステル、脂環式カルボン酸エステル、芳香族カルボン酸エステルを挙げることができる。
具体例としては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸フェニル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸エチル、吉草酸エチル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸ブチル、トルイル酸メチル、トルイル酸エチル、アニス酸エチル、コハク酸ジエチル、コハク酸ジブチル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジブチル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジブチル、イタコン酸ジエチル、イタコン酸ジブチル、フタル酸モノエチル、フタル酸ジメチル、フタル酸メチルエチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジ−n−プロピル、フタル酸ジイソプロピル、フタル酸ジ−n−ブチル、フタル酸ジイソブチル、フタル酸ジ−n−オクチル、フタル酸ジフェニル等を挙げることができる。これらのエステル化合物のうち、メタクリル酸エステル、マレイン酸エステル等の不飽和脂肪族カルボン酸エステルおよび安息香酸エステル、フタル酸エステル等の芳香族カルボン酸エステルが好ましく、特に安息香酸エステルやフタル酸のジエステルが好ましく用いられる。
【0025】
工程(1)において、有機酸のエステル(c)の使用量は、Si−O結合を有するケイ素化合物(a)中の総Si原子1molあたり、通常0.001mol〜1mol、好ましくは0.05mol〜0.5mol、特に好ましくは0.01mol〜0.1molである。
【0026】
工程(1)において、Si−O結合を有するケイ素化合物(a)、任意成分である有機酸のエステル(c)および溶媒を含有する溶液中に、有機マグネシウム化合物(b)を加えるときの温度は、通常−50℃〜100℃であり、好ましくは−30℃〜70℃であり、特に好ましくは−25℃〜50℃の範囲である。有機マグネシウム化合物(b)を加えるときの時間は特に限定されず、通常30分〜6時間程度である。良好な形態の触媒を得る観点から、有機マグネシウム化合物(b)は連続的に加えられることが好ましい。Si−O結合を有するケイ素化合物(a)と、任意成分である有機酸のエステル(c)と、有機マグネシウム化合物(b)との反応をさらに進めるために、続けて5℃〜120℃で30分〜6時間これらを反応させてもよい。
【0027】
さらに、工程(1)において担体物質を添加し、固体触媒成分前駆体を担体物質に担持させてもよい。担体物質としては、例えば、SiO2、Al23、MgO、TiO2、およびZrO2のような多孔質無機酸化物;ポリスチレン、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、スチレン−エチレングリコールジメタクリル酸共重合体、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、アクリル酸メチル−ジビニルベンゼン共重合体、ポリメタクリル酸メチル、メタクリル酸メチル−ジビニルベンゼン共重合体、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリル−ジビニルベンゼン共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、およびポリプロピレンのような有機多孔質ポリマーが挙げられる。これらのうち好ましくは、有機多孔質ポリマーであり、特に好ましくは、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体である。
【0028】
担体物質として好ましくは、固体触媒成分前駆体を該担体物質に有効に固定する観点から、細孔半径20〜200nmである細孔の細孔容量が、0.3cm3/g以上であり、より好ましくは0.4cm3/g以上であり、かつ該範囲の細孔容量は、細孔半径3.5〜7500nmである細孔の細孔容量の35%以上であり、より好ましくは40%以上である多孔質の担体物質である。
【0029】
得られる固体触媒成分前駆体は溶媒で洗浄してもよい。該溶媒の例としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタンおよびデカンなどの脂肪族炭化水素;ベンゼン、トルエン、エチルベンゼンおよびキシレンなどの芳香族炭化水素;シクロヘキサンおよびシクロペンタンなどの脂環式炭化水素;1,2−ジクロロエタンおよびモノクロロベンゼンなどのハロゲン化炭化水素である。これらの中で、脂肪族炭化水素または芳香族炭化水素が好ましく、芳香族炭化水素がより好ましく、トルエンまたはキシレンが特に好ましい。
【0030】
本発明のオレフィン重合用固体触媒成分(A)の製造方法は、前記オレフィン重合用固体触媒成分前駆体と、式(I)で表されるハロゲン化金属化合物と、式(II)で表される内部電子供与体とを接触させてオレフィン重合用固体触媒成分(A)を製造する工程(2)を含む。
MXb(Rm-b (I)
(式中、Mは第4族、第13族または第14族元素であり;Rは炭素原子数が1〜20のハイドロカルビル基またはハイドロカルビルオキシ基であり;Xはハロゲン原子であり;mはMの原子価であり;bは0<b≦mを満足する整数である。)

(式中、RおよびRは、互いに独立して、炭素原子数1〜20のハイドロカルビル基であり;R、R、RおよびRは、互いに独立して、水素原子、ハロゲン原子または炭素原子数1〜20のハイドロカルビル基である。)
【0031】
一般式(I)におけるMの第4族元素として、チタン、ジルコニウムおよびハフニウムを例示することができる。中でも、好ましくはチタンである。Mの第13族元素として、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム、およびタリウムを例示することができる。中でも、好ましくはホウ素またはアルミニウムであり、より好ましくはアルミニウムである。Mの第14族元素として、ケイ素、ゲルマニウム、錫、および鉛を例示することができる。中でも、好ましくはケイ素、ゲルマニウムまたは錫であり、より好ましくはケイ素である。
【0032】
一般式(I)におけるRのハイドロカルビル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、n−ペンチル基、iso−ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基、およびドデシル基のような直鎖状または分岐状のアルキル基;シクロヘキシル基およびシクロペンチル基のような環状アルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基およびナフチル基のようなアリール基が挙げられる。
【0033】
一般式(I)におけるRのハイドロカルビルオキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、iso−ブトキシ基、n−アミロキシ基、iso−アミロキシ基、ヘキシロキシ基、ヘプチロキシ基、オクチロキシ基、デシロキシ基、およびドデシロキシ基のような直鎖状または分岐状のアルコキシ基;シクロヘキシロキシ基およびシクロペンチロキシ基のような環状アルコキシ基;フェノキシ基、キシロキシ基およびナフトキシ基のようなアリーロキシ基を例示することができる。
【0034】
一般式(I)におけるRとして、好ましくは炭素原子数2〜18のアルキル基もしくはアルコキシ基;または炭素原子数6〜18のアリール基もしくはアリーロキシ基である。
【0035】
一般式(I)におけるXとしては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子が挙げられ、好ましくは塩素原子または臭素原子であり、より好ましくは塩素原子である。
【0036】
一般式(I)におけるmはMの原子価であり、Mが第4族元素のときmは4であり、第13族元素のときmは3であり、第14族元素のときmは4である。
【0037】
一般式(I)におけるbは0<b≦mを満足する整数を表し、Mが第4族元素および第14族元素のときbは0<b≦4を満足する整数を表し、第13族元素のときbは0<b≦3を満足する整数を表す。Mが第4族元素または第14族元素の場合の好ましいbは3または4であり、より好ましくは4である。Mが第13族元素の場合の好ましいbは3である。
【0038】
一般式(I)で表されるハロゲン化金属化合物のハロゲン化チタン化合物は、好ましくは四塩化チタン、四臭化チタンおよび四沃化チタンのようなテトラハロゲン化チタン化合物;またはメトキシチタントリクロリド、エトキシチタントリクロリド、ブトキシチタントリクロリド、フェノキシチタントリクロリド、およびエトキシチタントリブロマイドのようなトリハロゲン化アルコキシチタン化合物であり、より好ましくはテトラハロゲン化チタン化合物であり、特に好ましくは四塩化チタンである。
【0039】
一般式(I)で表されるハロゲン化金属化合物の第13族元素のクロロ化化合物または第14族元素のクロロ化化合物は、好ましくは、エチルアルミニウムジクロリド、エチルアルミニウムセスキクロリド、ジエチルアルミニウムクロリド、トリクロロアルミニウム、テトラクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、メチルトリクロロシラン、エチルトリクロロシラン、n−プロピルトリクロロシラン、またはパラトリルトリクロロシランであり、より好ましくは第14族元素のクロロ化化合物であり、特に好ましくはテトラクロロシランおよびフェニルトリクロロシランである。
【0040】
一般式(II)におけるR、Rのハイドロカルビル基としては、互いに独立して、アルキル基、アラルキル基、アリール基、アルケニル基等が挙げられ、これらの基に含まれる一部または全ての水素原子はハロゲン原子、ハイドロカルビルオキシ基、ニトロ基、スルホニル基、シリル基等で置換されていてもよい。R、Rのアルキル基としては、互いに独立して、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、およびn−オクチル基のような直鎖状アルキル基;iso−プロピル基、iso−ブチル基、tert−ブチル基、iso−ペンチル基、ネオペンチル基、および2−エチルヘキシル基のような分岐状アルキル基;シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロへプチル基、およびシクロオクチル基のような環状アルキル基が挙げられ、好ましくは炭素原子数1〜20の直鎖状、分岐状もしくは環状アルキル基であり、より好ましくは直鎖状もしくは分岐状で炭素原子数1〜20のアルキル基である。
、Rのアラルキル基としては、互いに独立して、ベンジル基、およびフェネチル基が挙げられ、好ましくは炭素原子数7〜20のアラルキル基である。R、Rのアリール基としては、互いに独立して、フェニル基、トリル基、およびキシリル基が挙げられ、好ましくは炭素原子数6〜20のアリール基である。
、Rのアルケニル基としては、互いに独立して、ビニル基、アリル基、3−ブテニル、および5−ヘキセニル基のような直鎖状アルケニル基;iso−ブテニル基、および5−メチル−3−ペンテニル基のような分岐状アルケニル基;2−シクロヘキセニル基、および3−シクロヘキセニル基のような環状アルケニル基が挙げられ、好ましくは炭素原子数2〜20のアルケニル基である。
【0041】
一般式(II)におけるR、Rとして好ましくは、互いに独立して、炭素原子数1〜20のアルキル基であり、より好ましくは炭素原子数1〜20の直鎖状または分岐状アルキル基であり、更に好ましくはメチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、iso−プロピル基、iso−ブチル基、tert−ブチル基、iso−ペンチル基、ネオペンチル基、2−エチルヘキシル基であり、特に好ましくはメチル基、エチル基である。
【0042】
一般式(II)におけるR〜Rのハロゲン原子としては、互いに独立して、フッ素原子、塩素原子、臭素原子またはヨウ素原子が挙げられ、好ましくはフッ素原子、塩素原子または臭素原子である。
【0043】
一般式(II)におけるR〜Rのハイドロカルビル基としては、互いに独立して、アルキル基、アラルキル基、アリール基、アルケニル基等が挙げられ、これらの基に含まれる一部または全ての水素原子はハロゲン原子、ハイドロカルビルオキシ基、ニトロ基、スルホニル基、シリル基等で置換されていてもよい。
〜Rのアルキル基としては、互いに独立して、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、およびn−オクチル基のような直鎖状アルキル基;iso−プロピル基、iso−ブチル基、tert−ブチル基、iso−ペンチル基、ネオペンチル基、2−エチルヘキシル基、1,1−ジメチル−2−メチルプロピル基、1,1−ジメチル−2,2−ジメチルプロピル基、1,1−ジメチル−n−ブチル基、1,1−ジメチル−n−ペンチル基、および1,1−ジメチル−n−ヘキシル基のような分岐状アルキル基;シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロへプチル基、およびシクロオクチル基のような環状アルキル基が挙げられ、好ましくは炭素原子数1〜20の直鎖状、分岐状もしくは環状アルキル基である。R〜Rのアラルキル基としては、互いに独立して、ベンジル基、およびフェネチル基が挙げられ、好ましくは炭素原子数7〜20のアラルキル基である。R〜Rのアリール基としては、互いに独立して、フェニル基、トリル基、およびキシリル基が挙げられ、好ましくは炭素原子数6〜20のアリール基である。R〜Rのアルケニル基としては、互いに独立して、ビニル基、アリル基、3−ブテニル、および5−ヘキセニル基のような直鎖状アルケニル基;iso−ブテニル基、および5−メチル−3−ペンテニル基のような分岐状アルケニル基;2−シクロヘキセニル基、および3−シクロヘキセニル基のような環状アルケニル基が挙げられ、好ましくは炭素原子数2〜10のアルケニル基である。
【0044】
一般式(II)におけるRとして好ましくは炭素原子数1〜20のアルキル基または炭素原子数6〜20のアリール基であり、より好ましくは炭素原子数3〜20の分岐状または環状アルキル基または炭素原子数6〜20のアリール基であり、更に好ましくはiso−プロピル基、iso−ブチル基、tert−ブチル基、iso−ペンチル基、ネオペンチル基、2−エチルヘキシル基、1,1−ジメチル−2−メチルプロピル基、1,1−ジメチル−2,2−ジメチルプロピル基、1,1−ジメチル−n−ブチル基、1,1−ジメチル−n−ペンチル基、および1,1−ジメチル−n−ヘキシル基のような分岐状アルキル基;シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロへプチル基、およびシクロオクチル基のような環状アルキル基;フェニル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,4,6−トリメチルフェニル基、o−エチルフェニル基、m−エチルフェニル基、p−エチルフェニル基、2,6−ジエチルフェニル基、2,4,6−トリエチルフェニル基、m−ノルマルプロピルフェニル基、m−イソプロピルフェニル基のようなアリール基であり、特に好ましくはiso−プロピル基、iso−ブチル基、tert−ブチル基、iso−ペンチル基、ネオペンチル基、2−エチルヘキシル基、1,1−ジメチル−2−メチルプロピル基、1,1−ジメチル−2,2−ジメチルプロピル基、1,1−ジメチル−n−ブチル基、1,1−ジメチル−n−ペンチル基、および1,1−ジメチル−n−ヘキシル基のような分岐状アルキル基;フェニル基のようなアリール基である。
【0045】
一般式(II)におけるRとして好ましくは水素原子または炭素原子数1〜20のアルキル基または炭素原子数6〜20のアリール基であり、より好ましくは水素原子、炭素原子数1〜20の直鎖状もしくは分岐状アルキル基、または炭素原子数6〜20のアリール基であり、更に好ましくは水素原子またはメチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、およびn−オクチル基のような直鎖状アルキル基;iso−プロピル基、iso−ブチル基、tert−ブチル基、iso−ペンチル基、ネオペンチル基、2−エチルヘキシル基、1,1−ジメチル−2−メチルプロピル基、1,1−ジメチル−2,2−ジメチルプロピル基、1,1−ジメチル−n−ブチル基、1,1−ジメチル−n−ペンチル基、および1,1−ジメチル−n−ヘキシル基のような分岐状アルキル基;フェニル基、o−トリル基、m−トリル基、p−トリル基、2,6−ジメチルフェニル基、2,4,6−トリメチルフェニル基、o−エチルフェニル基、m−エチルフェニル基、p−エチルフェニル基、2,6−ジエチルフェニル基、2,4,6−トリエチルフェニル基、3−プロピルフェニル基、3−イソプロピルフェニル基のようなアリール基であり、特に好ましくは水素原子、またはメチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、およびn−オクチル基のような炭素原子数1〜10の直鎖状アルキル基であり、最も好ましくは水素原子、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基である。
【0046】
一般式(II)におけるRおよびRとして好ましくは、互いに独立して、水素原子または炭素原子数1〜10のアルキル基であり、より好ましくは水素原子または炭素原子数1〜10の直鎖状アルキル基であり、特に好ましくは水素原子またはメチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基であり、最も好ましくは水素原子である。
【0047】
一般式(II)の具体例としては、3−エトキシ−2−iso−プロピルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−iso−ブチルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−tert−ブチルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−tert−アミルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−シクロヘキシルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−シクロペンチルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−アダマンチルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−フェニルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−(2,3−ジメチル−2−ブチル)プロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−(2,3,3−トリメチル−2−ブチル)プロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−(2−メチル−2−ヘキシル)プロピオン酸エチル、3−iso−ブトキシ−2−iso−プロピルプロピオン酸エチル、3−iso−ブトキシ−2−iso−ブチルプロピオン酸エチル、3−iso−ブトキシ−2−tert−ブチルプロピオン酸エチル、3−iso−ブトキシ−2−tert−アミルプロピオン酸エチル、3−iso−ブトキシ−2−シクロヘキシルプロピオン酸エチル、3−iso−ブトキシ−2−シクロペンチルプロピオン酸エチル、3−iso−ブトキシ−2−アダマンチルプロピオン酸エチル、3−iso−ブトキシ−2−フェニルプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2−iso−プロピルプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2−iso−ブチルプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2−tert−ブチルプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2−tert−アミルプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2−シクロヘキシルプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2−シクロペンチルプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2−アダマンチルプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2−フェニルプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2−(2,3−ジメチル−2−ブチル)プロピオン酸エチル、3−メトキシ−2−(2,3,3−トリメチル−2−ブチル)プロピオン酸エチル、3−メトキシ−2−(2−メチル−2−ヘキシル)プロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−iso−プロピルプロピオン酸メチル、3−エトキシ−2−iso−ブチルプロピオン酸メチル、3−エトキシ−2−tert−ブチルプロピオン酸メチル、3−エトキシ−2−tert−アミルプロピオン酸メチル、3−エトキシ−2−シクロヘキシルプロピオン酸メチル、3−エトキシ−2−シクロペンチルプロピオン酸メチル、3−エトキシ−2−アダマンチルプロピオン酸メチル、3−エトキシ−2−フェニルプロピオン酸メチル、3−エトキシ−2−(2,3−ジメチル−2−ブチル)プロピオン酸メチル、3−エトキシ−2−(2,3,3−トリメチル−2−ブチル)プロピオン酸メチル、3−エトキシ−2−(2−メチル−2−ヘキシル)プロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−iso−プロピルプロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−iso−ブチルプロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−tert−ブチルプロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−tert−アミルプロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−シクロヘキシルプロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−シクロペンチルプロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−アダマンチルプロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−フェニルプロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−(2,3−ジメチル−2−ブチル)プロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−(2,3,3−トリメチル−2−ブチル)プロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−(2−メチル−2−ヘキシル)プロピオン酸メチル、3−エトキシ−3−iso−プロピル−2−iso−ブチルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−3−iso−ブチル−2−iso−ブチルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−3−iso−ブチル−2−tert−ブチルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2、3−ジtert−ブチルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−3−iso−ブチル−2−tert−アミルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−3−tert−ブチル−2−tert−アミルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2、3−ジtert−アミルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−3−iso−ブチル−2−シクロヘキシルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2、3−ジシクロヘキシルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−3−iso−ブチル−2−シクロペンチルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2、3−ジシクロペンチルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2、3−ジフェニルプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2,2−ジiso−プロピルプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2,2−ジiso−プロピルプロピオン酸メチル、3−エトキシ−2,2−ジiso−プロピルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2,2−ジiso−プロピルプロピオン酸メチル、3−エトキシ−2、2−ジフェニルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2、2−ジフェニルプロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−iso−プロピル−2−iso−ブチルプロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−iso−プロピル−2−iso−ブチルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−iso−プロピル−2−iso−ブチルプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2−iso−プロピル−2−tert−ブチルプロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−iso−プロピル−2−tert−ブチルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−iso−プロピル−2−tert−ブチルプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2−iso−プロピル−2−tert−アミルプロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−iso−プロピル−2−tert−アミルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−iso−プロピル−2−tert−アミルプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2−iso−プロピル−2−シクロペンチルプロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−iso−プロピル−2−シクロペンチルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−iso−プロピル−2−シクロペンチルプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2−iso−プロピル−2−シクロヘキシルプロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−iso−プロピル−2−シクロヘキシルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−iso−プロピル−2−シクロヘキシルプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2−iso−プロピル−2−フェニルプロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−iso−プロピル−2−フェニルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−iso−プロピル−2−フェニルプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2,2−ジiso−ブチルプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2,2−ジiso−ブチルプロピオン酸メチル、3−エトキシ−2,2−ジiso−ブチルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2,2−ジiso−ブチルプロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−iso−ブチル−2−tert−ブチルプロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−iso−ブチル−2−tert−ブチルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−iso−ブチル−2−tert−ブチルプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2−iso−ブチル−2−tert−アミルプロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−iso−ブチル−2−tert−アミルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−iso−ブチル−2−tert−アミルプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2−iso−ブチル−2−シクロペンチルプロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−iso−ブチル−2−シクロペンチルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−iso−ブチル−2−シクロペンチルプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2−iso−ブチル−2−シクロヘキシルプロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−iso−ブチル−2−シクロヘキシルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−iso−ブチル−2−シクロヘキシルプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2−iso−ブチル−2−フェニルプロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−iso−ブチル−2−フェニルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−iso−ブチル−2−フェニルプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2,2−ジtert−ブチルプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2,2−ジtert−ブチルプロピオン酸メチル、3−エトキシ−2,2−ジtert−ブチルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2,2−ジtert−ブチルプロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−tert−ブチル−2−メチルプロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−tert−ブチル−2−メチルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−tert−ブチル−2−メチルプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2−tert−ブチル−2−エチルプロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−tert−ブチル−2−エチルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−tert−ブチル−2−エチルプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2−tert−ブチル−2−n−プロピルプロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−tert−ブチル−2−n−プロピルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−tert−ブチル−2−n−プロピルプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2−tert−ブチル−2−n−ブチルプロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−tert−ブチル−2−n−ブチルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−tert−ブチル−2−n−ブチルプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2−tert−ブチル−2−n−ペンチルプロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−tert−ブチル−2−n−ペンチルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−tert−ブチル−2−n−ペンチルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2,2−ジシクロヘキシルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2,2−ジシクロペンチルプロピオン酸エチル、等が挙げられる。
【0048】
中でも、3−エトキシ−2−tert−ブチルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−tert−アミルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−シクロヘキシルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−シクロペンチルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−フェニルプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2−フェニルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−フェニルプロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−フェニルプロピオン酸メチル、3−エトキシ−2−(2,3−ジメチル−2−ブチル)プロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−(2,3,3−トリメチル−2−ブチル)プロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−(2−メチル−2−ヘキシル)プロピオン酸エチル、3−メトキシ−2−tert−ブチルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−tert−ブチルプロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−tert−ブチルプロピオン酸メチル、3−エトキシ−3−iso−ブチル−2−tert−ブチルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2、3−ジtert−ブチルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−3−tert−ブチル−2−tert−アミルプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2−iso−プロピル−2−tert−ブチルプロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−iso−プロピル−2−tert−ブチルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−iso−プロピル−2−tert−ブチルプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2−iso−ブチル−2−tert−ブチルプロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−iso−ブチル−2−tert−ブチルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−iso−ブチル−2−tert−ブチルプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2,2−ジtert−ブチルプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2,2−ジtert−ブチルプロピオン酸メチル、3−エトキシ−2,2−ジtert−ブチルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2,2−ジ−tert−ブチルプロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−tert−ブチル−2−メチルプロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−tert−ブチル−2−メチルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−tert−ブチル−2−メチルプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2−tert−ブチル−2−エチルプロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−tert−ブチル−2−エチルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−tert−ブチル−2−エチルプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2−tert−ブチル−2−n−プロピルプロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−tert−ブチル−2−n−プロピルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−tert−ブチル−2−n−プロピルプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2−tert−ブチル−2−n−ブチルプロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−tert−ブチル−2−n−ブチルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−tert−ブチル−2−n−ブチルプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2−tert−ブチル−2−n−ペンチルプロピオン酸メチル、3−メトキシ−2−tert−ブチル−2−n−ペンチルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−tert−ブチル−2−n−ペンチルプロピオン酸エチル、が好ましく、3−エトキシ−2−tert−ブチルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−フェニルプロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−(2,3−ジメチル−2−ブチル)プロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−(2,3,3−トリメチル−2−ブチル)プロピオン酸エチル、3−エトキシ−2−(2−メチル−2−ヘキシル)プロピオン酸エチル、が特に好ましい。
【0049】
一般式(I)で表されるハロゲン化金属化合物の使用量は、固体触媒成分前駆体1gあたり、通常0.1mmol〜1000mmol、好ましくは1mmol〜100mmol、特に好ましくは6mmol〜30mmolである。ハロゲン化金属化合物は、一度に、又は任意の複数回に分けて使用される。
【0050】
一般式(II)で表される内部電子供与体の使用量は、固体触媒成分前駆体1gあたり、通常0.01ml〜10ml、好ましくは0.03ml〜5ml、特に好ましくは0.05ml〜1mlである。一般式(II)で表される内部電子供与体は、一度に、又は任意の複数回に分けて使用される。
【0051】
固体触媒成分前駆体と、一般式(II)で表される内部電子供与体と、一般式(I)で表されるハロゲン化金属化合物とを接触させる時間は、通常10分〜12時間であり、好ましくは30分〜10時間であり、特に好ましくは30分〜8時間の範囲である。
【0052】
接触させる温度は、通常−50℃〜200℃であり、好ましくは0℃〜170℃であり、より好ましくは50℃〜150℃の範囲であり、特に好ましくは50℃〜120℃の範囲である。
【0053】
工程(2)の接触は全て、通常、窒素ガスおよびアルゴンガスのような不活性気体雰囲気下で行われる。固体触媒成分前駆体、一般式(I)で表されるハロゲン化金属化合物(以下、ハロゲン化金属化合物(I)と称することもある)および一般式(II)で表される内部電子供与体(以下、内部電子供与体(II)と称することもある)を互いに接触させてオレフィン重合用固体触媒成分(A)を製造する工程(2)として、以下を例示することができる。
(2−1):固体触媒成分前駆体に、ハロゲン化金属化合物(I)および内部電子供与体(II)を任意の順序で加えて、オレフィン重合用固体触媒成分(A)を製造する方法
(2−2):固体触媒成分前駆体に、ハロゲン化金属化合物(I)および内部電子供与体(II)の混合物を加えて、オレフィン重合用固体触媒成分(A)を製造する方法
(2−3):固体触媒成分前駆体に内部電子供与体(II)を加え、次いでハロゲン化金属化合物(I)を加えて、オレフィン重合用固体触媒成分(A)を製造する方法
(2−4):固体触媒成分前駆体に内部電子供与体(II)を加え、次いでハロゲン化金属化合物(I)および内部電子供与体(II)を任意の順序で加えて、オレフィン重合用固体触媒成分(A)を製造する方法
(2−5):固体触媒成分前駆体に内部電子供与体(II)を加え、次いでハロゲン化金属化合物(I)および内部電子供与体(II)の混合物を加えて、オレフィン重合用固体触媒成分(A)を製造する方法
(2−6):ハロゲン化金属化合物(I)に、固体触媒成分前駆体および内部電子供与体(II)を任意の順序で加えて、オレフィン重合用固体触媒成分(A)を製造する方法
(2−7):ハロゲン化金属化合物(I)に、固体触媒成分前駆体および内部電子供与体(II)の混合物を加えて、オレフィン重合用固体触媒成分(A)を製造する方法
上記方法(2−1)〜(2−7)の方法のうち、方法(2−1)、(2−2)、(2−4)、(2−5)が好ましい。より好ましい方法は(2−4)、(2−5)である。
【0054】
また、上記方法(2−1)〜(2−7)の方法で得られるオレフィン重合用固体触媒成分(A)に、ハロゲン化金属化合物を1回以上加えて得られるオレフィン重合用固体触媒成分(A)や、該オレフィン重合用固体触媒成分(A)にハロゲン化金属化合物(I)と内部電子供与体(II)とを任意の順序、あるいは混合物で1回以上加えて得られるオレフィン重合用固体触媒成分(A)も、オレフィン重合用固体触媒成分(A)として使用できる。
中でも、好ましくは、下記方法(2−8)および(2−9)が挙げられる。
(2−8):方法(2−1)〜(2−7)で得られるオレフィン重合用固体触媒成分(A)に、ハロゲン化金属化合物(I)と内部電子供与体(II)とをそれぞれ1回以上、好ましくは1回〜5回、より好ましくは1回〜4回加えて、オレフィン重合用固体触媒成分(A)を製造する方法
(2−9):方法(2−1)〜(2−7)で得られるオレフィン重合用固体触媒成分(A)に、ハロゲン化金属化合物(I)と内部電子供与体(II)の混合物を1回以上、好ましくは1回〜5回、より好ましくは1回〜4回加えてオレフィン重合用固体触媒成分(A)を製造する方法
前記方法(2−8)および(2−9)において、より好ましい方法は、方法(2−1)、(2−2)、(2−4)、(2−5)で得られるオレフィン重合用固体触媒成分(A)を用いる方法である。特に好ましい方法は、(2−4)、(2−5)で得られるオレフィン重合用固体触媒成分(A)を用いる方法である。
【0055】
工程(2)においてエーテル化合物を加えてもよい。エーテル化合物の例としては、ジエチルエーテル、ジ−n−プロピルエーテル、ジ−iso−プロピルエーテル、ジ−n−ブチルエーテル、ジ−iso−ブチルエーテル、エチルn−ブチルエーテルおよびジ−iso−ペンチルエーテルのようなジアルキルエーテル、ならびにテトラヒドロフランのような環状エーテルである。それらのうち、ジアルキルエーテルが好ましく、ジ−n−ブチルエーテルまたはジ−iso−ブチルエーテルが特に好ましい。
【0056】
工程(2)の接触させる方法は特に限定されない。該方法として、スラリー法や機械的粉砕法(例えばボールミルを用いてこれらを粉砕する方法)のような公知の方法を例示することができる。機械的粉砕法は、得られる固体触媒成分(A)の微粉含有量やその粒度分布の広がりを抑制するために、好ましくは上述の溶媒の存在下で行われる。
【0057】
上記のスラリー法におけるスラリー濃度は、通常0.05g固体/ml溶媒〜0.7g固体/ml溶媒、特に好ましくは0.1g固体/ml溶媒〜0.5g固体/ml溶媒である。接触の温度は、通常30℃〜150℃、好ましくは45℃〜135℃、特に好ましくは60℃〜120℃である。接触の時間は、通常30分から6時間程度が好適である。
工程(2)で得られるオレフィン重合用固体触媒成分(A)は、不要物を除去するために、溶媒によって洗浄されることが好ましい。溶媒は、オレフィン重合用固体触媒成分(A)に対して不活性であることが好ましく、溶媒としてペンタン、ヘキサン、ヘプタン、およびオクタンのような脂肪族炭化水素;ベンゼン、トルエンおよびキシレンのような芳香族炭化水素;シクロヘキサンおよびシクロペンタンのような脂環式炭化水素;ならびに1,2−ジクロルエタンおよびモノクロルベンゼンのようなハロゲン化炭化水素を例示することができる。中でも、芳香族炭化水素またはハロゲン化炭化水素が特に好ましい。洗浄に用いる溶媒の量は一段階の接触につき、使用する固体触媒成分前駆体1gあたり通常0.1ml〜1000mlである。好ましくは1gあたり1ml〜100mlである。洗浄は、一段階の接触につき通常、1〜5回行われる。洗浄の温度はそれぞれ通常−50〜150℃、好ましくは0〜140℃、さらに好ましくは60〜135℃である。洗浄の時間は特に限定されず、好ましくは1〜120分であり、さらに好ましくは2〜60分である。
【0058】
本発明のオレフィン重合用固体触媒成分(A)と、有機アルミニウム化合物(B)とを公知の方法によって接触させることによって、オレフィン重合用固体触媒が製造される。
また、本発明のオレフィン重合用固体触媒成分(A)と、有機アルミニウム化合物(B)と、外部電子供与体(C)とを接触させることによって、オレフィン重合用固体触媒を製造することもできる。
【0059】
本発明で用いられる有機アルミニウム化合物(B)として、特開平10−212319号公報に記載された化合物を例示することができる。中でも、好ましくは、トリアルキルアルミニウム、トリアルキルアルミニウムとジアルキルアルミニウムハライドとの混合物、または、アルキルアルモキサンであり、さらに好ましくはトリエチルアルミニウム、トリ−iso−ブチルアルミニウム、トリエチルアルミニウムとジエチルアルミニウムクロリドとの混合物またはテトラエチルジアルモキサンである。
【0060】
本発明で任意に用いられる外部電子供与体(C)として、特許第2950168号公報、特開2006−96936号公報、特開2009−173870号公報、および特開2010−168545号公報に記載された化合物を例示することができる。中でも、好ましくは酸素含有化合物または窒素含有化合物である。酸素含有化合物として、アルコキシケイ素、エーテル、エステル、およびケトンを例示することができる。中でも、好ましくはアルコキシケイ素またはエーテルである。
【0061】
外部電子供与体(C)としてのアルコキシケイ素は、下式(v)〜(vii)のいずれかで表される化合物が好ましい。
18hSi(OR194-h・・・(v)
Si(OR203(NR2122)・・・(vi)
Si(OR203(NR23)・・・(vii)
[式中、R18は炭素原子数1〜20のハイドロカルビル基、または水素原子であり;R19は炭素原子数1〜20のハイドロカルビル基であり;hは0≦h<4を満たす整数である。R18とR19の一方または両方が複数存在する場合、複数のR18およびR19は互いに同じであっても異なってもよい。R20は、炭素原子数1〜6のハイドロカルビル基であり;R21およびR22は、互いに独立して、水素原子または炭素原子数1〜12のハイドロカルビル基であり;NR23は、炭素原子数5〜20の環状アミノ基である。]
【0062】
上式(v)におけるR18およびR19のハイドロカルビル基としては、互いに独立して、アルキル基、アラルキル基、アリール基、アルケニル基等が挙げられ、R18およびR19のアルキル基としては、互いに独立して、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、およびn−オクチル基のような直鎖状アルキル基;iso−プロピル基、iso−ブチル基、tert−ブチル基、iso−ペンチル基、ネオペンチル基、および2−エチルヘキシル基のような分岐状アルキル基;シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロへプチル基、およびシクロオクチル基のような環状アルキル基が挙げられ、好ましくは炭素原子数1〜20の直鎖状、分岐状もしくは環状アルキル基である。R18およびR19のアラルキル基としては、互いに独立して、ベンジル基、およびフェネチル基が挙げられ、好ましくは炭素原子数7〜20のアラルキル基である。
18およびR19のアリール基としては、互いに独立して、フェニル基、トリル基、およびキシリル基が挙げられ、好ましくは炭素原子数6〜20のアリール基である。R18およびR19のアルケニル基としては、ビニル基、アリル基、3−ブテニル基、および5−ヘキセニル基のような直鎖状アルケニル基;iso−ブテニル基、および5−メチル−3−ペンテニル基のような分岐状アルケニル基;2−シクロヘキセニル基、および3−シクロヘキセニル基のような環状アルケニル基が挙げられ、好ましくは炭素原子数2〜10のアルケニル基である。
【0063】
上式(v)で表されるアルコキシケイ素の具体例としては、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、シクロヘキシルエチルジメトキシシラン、ジ−iso−プロピルジメトキシシラン、tert−ブチルエチルジメトキシシラン、tert−ブチル−n−プロピルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジシクロブチルジメトキシシラン、ジシクロペンチルジメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、iso−ブチルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、sec−ブチルトリエトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシラン、シクロペンチルトリエトキシシランが挙げられる。
【0064】
上式(vi)および(vii)におけるR20のハイドロカルビル基としては、アルキル基、アルケニル基等が挙げられ、R20のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、およびn−ヘキシル基のような直鎖状アルキル基;iso−プロピル基、iso−ブチル基、tert−ブチル基、iso−ペンチル基、およびネオペンチル基のような分岐状アルキル基;シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、およびシクロヘキシル基のような環状アルキル基が挙げられ、好ましくは炭素原子数1〜6の直鎖状アルキル基である。R20のアルケニル基としては、ビニル基、アリル基、3−ブテニル、および5−ヘキセニル基のような直鎖状アルケニル基;iso−ブテニル基、および5−メチル−3−ペンテニル基のような分岐状アルケニル基;2−シクロヘキセニル基、および3−シクロヘキセニル基のような環状アルケニル基が挙げられ、好ましくは炭素原子数2〜6の直鎖状アルケニル基であり、特に好ましくはメチル基およびエチル基である。
【0065】
上式(vi)におけるR21およびR22のハイドロカルビル基としては、互いに独立して、アルキル基、アルケニル基等が挙げられ、R21およびR22のアルキル基としては、互いに独立して、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、およびn−ヘキシル基のような直鎖状アルキル基;iso−プロピル基、iso−ブチル基、tert−ブチル基、iso−ペンチル基、およびネオペンチル基のような分岐状アルキル基;シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、およびシクロヘキシル基のような環状アルキル基が挙げられ、好ましくは炭素原子数1〜6の直鎖状アルキル基である。R21およびR22のアルケニル基としては、ビニル基、アリル基、3−ブテニル基、および5−ヘキセニル基のような直鎖状アルケニル基;iso−ブテニル基、および5−メチル−3−ペンテニル基のような分岐状アルケニル基;2−シクロヘキセニル基、および3−シクロヘキセニル基のような環状アルケニル基が挙げられ、好ましくは炭素原子数2〜6の直鎖状アルケニル基であり、特に好ましくはメチル基およびエチル基である。
【0066】
上式(vi)で表されるアルコキシケイ素の具体例としては、ジメチルアミノトリメトキシシラン、ジエチルアミノトリメトキシシラン、ジ−n−プロピルアミノトリメトキシシラン、ジメチルアミノトリエトキシシラン、ジエチルアミノトリエトキシシラン、ジ−n−プロピルアミノトリエトキシシラン、メチルエチルアミノトリエトキシシラン、メチル−n−プロピルアミノトリエトキシシラン、tert−ブチルアミノトリエトキシシラン、ジiso−プロピルアミノトリエトキシシラン、メチルiso−プロピルアミノトリエトキシシランが挙げられる。
【0067】
上式(vii)におけるNR23の環状アミノ基としては、パーヒドロキノリノ基、パーヒドロイソキノリノ基、1,2,3,4−テトラヒドロキノリノ基、1,2,3,4−テトラヒドロイソキノリノ基、オクタメチレンイミノ基が挙げられる。
【0068】
上式(vii)で表されるアルコキシケイ素の具体例としては、パーヒドロキノリノトリエトキシシラン、パーヒドロイソキノリノトリエトキシシラン、1,2,3,4−テトラヒドロキノリノトリエトキシシラン、1,2,3,4−テトラヒドロイソキノリノトリエトキシシラン、オクタメチレンイミノトリエトキシシランが挙げられる。
【0069】
外部電子供与体(C)のエーテルとして、好ましくは環状エーテル化合物である。環状エーテル化合物とは、環構造内に少なくとも一つの−C−O−C−結合を有する複素環式化合物であり、更に好ましくは環構造内に少なくとも一つの−C−O−C−O−C−結合を有する環状エーテル化合物であり、特に好ましくは1,3−ジオキソラン、又は1,3−ジオキサンである。
【0070】
外部電子供与体(C)は、それぞれ単独で用いてもよく、また二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0071】
オレフィン重合用固体触媒成分(A)と、有機アルミニウム化合物(B)と、任意に外部電子供与体(C)とを接触させる方法は、オレフィン重合用固体触媒が生成される限り、特に限定されない。接触は溶媒の存在下または不在下で行われる。これらの接触混合物を重合槽に供給してもよいし、各成分を別々に重合槽に供給して重合槽中で接触させてもよいし、任意の二成分の接触混合物と残りの成分とを別々に重合槽に供給してこれらを重合槽中で接触させてもよい。
【0072】
本発明のオレフィン重合体の製造方法で用いられるオレフィンとして、エチレンおよび炭素原子数3以上のα−オレフィンを例示することができる。α−オレフィンとして、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、および1−デセンのような直鎖状モノオレフィン;3−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ペンテン、および4−メチル−1−ペンテンのような分岐鎖状モノオレフィン;ビニルシクロヘキサンのような環状モノオレフィン;ならびに、これらの2種以上の組合せを例示することができる。中でも、好ましくはエチレンもしくはプロピレンの単独重合、または、エチレンもしくはプロピレンを主成分とする複数種のオレフィンの共重合である。上記の複数種のオレフィンの組合せは、2種類またはそれ以上の種類のオレフィンの組合せを含んでいてもよく、共役ジエンや非共役ジエンのような多不飽和結合を有する化合物とオレフィンとの組合せを含んでいてもよい。
【0073】
本発明におけるα−オレフィン重合体として、プロピレンの単独重合体、1−ブテンの単独重合体、プロピレン−エチレン共重合体、プロピレン−1−ブテン共重合体、プロピレン−1−ヘキセン共重合体、およびプロピレン−1−オクテン共重合体を例示することができる。
【0074】
本発明のα−オレフィン重合体の製造方法は、アイソタクチック立体規則性α−オレフィン重合体の製造方法として好適であり、アイソタクチック立体規則性プロピレン重合体の製造方法として特に好適である。
【0075】
該アイソタクチック立体規則性プロピレン重合体として、プロピレンの単独重合体;プロピレンと、得られる共重合体の結晶性を失わない程度の量のエチレンおよび/または炭素原子数4〜12のα−オレフィンのようなコモノマーとのランダム共重合体;ならびに、プロピレンを単独重合させ、またはプロピレンとエチレンもしくは炭素原子数4〜12のα−オレフィンとを共重合させ(これを「前段重合」と称する)、次いで、前段重合で生成した重合体の存在下に、炭素原子数3〜12のα−オレフィンとエチレンとを1段もしくは多段で重合させ(これを「後段重合」と称する)て得られるプロピレン系重合体を例示することができる。上記の「結晶性を失わない程度の量」はコモノマーの種類によって異なる。コモノマーが例えばエチレンの場合、得られるランダム共重合体中のエチレンから誘導される繰り返し単位の量が通常10重量%以下に相当する量であり、コモノマーが例えば1−ブテンのようなα−オレフィンの場合、得られる共重合体中のα−オレフィンから誘導される繰り返し単位の量が通常30重量%以下、好ましくは10重量%以下に相当する量である。プロピレン系重合体において、前段重合の場合は、コモノマーが例えばエチレンのときは、エチレン単位の量は通常10重量%以下、好ましくは3重量%以下、さらに好ましくは0.5重量%以下であり、コモノマーが例えばα−オレフィンのときは、α−オレフィン単位の量は通常15重量%以下、好ましくは10重量%以下であり、後段重合の場合は、エチレン単位の量は通常20〜80重量%、好ましくは30〜50重量%である。
【0076】
本発明にかかるオレフィン重合用固体触媒を形成する方法は、以下の工程からなる方法が好ましい場合がある:
(i)オレフィン重合用固体触媒成分(A)及び有機アルミニウム化合物(B)の存在下、少量のオレフィン(本来の重合(通常、本重合と言われる)で使用されるオレフィンと同一または異なる)を重合させ(生成されるオレフィン重合体の分子量を調節するために水素のような連鎖移動剤を用いてもよいし、外部電子供与体(C)を用いてもよい)、該オレフィンの重合体で表面が覆われた触媒成分を生成させる工程(該重合は通常、予備重合と言われ、したがって該触媒成分は通常、予備重合触媒成分と言われる)
(ii)予備重合触媒成分と、有機アルミニウム化合物(B)と、外部電子供与体(C)とを接触させる工程。
【0077】
予備重合は好ましくは、プロパン、ブタン、イソブタン、ペンタン、イソペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、ベンゼン及びトルエンのような不活性炭化水素を溶媒とするスラリー重合である。
【0078】
上記工程(i)で用いられる有機アルミニウム化合物(B)の量は、工程(i)で用いられる固体触媒成分(A)中のチタン原子1mol当たり、通常0.5mol〜700mol、好ましくは0.8mol〜500mol、特に好ましくは1mol〜200molである。
予備重合されるオレフィンの量は、工程(i)で用いられるオレフィン重合用固体触媒成分(A)1g当たり通常0.01g〜1000g、好ましくは0.05g〜500g、特に好ましくは0.1g〜200gである。
【0079】
上記工程(i)のスラリー重合におけるオレフィン重合用固体触媒成分(A)のスラリー濃度は、好ましくは1〜500g−オレフィン重合用固体触媒成分/L−溶媒、特に好ましくは3〜300g−オレフィン重合用固体触媒成分/L−溶媒である。 予備重合の温度は、好ましくは−20℃〜100℃、特に好ましくは0℃〜80℃である。予備重合における気相部のオレフィンの分圧は、好ましくは0.01MPa〜2MPa、特に好ましくは0.1MPa〜1MPaであるが、予備重合の圧力や温度において液状であるオレフィンについては、この限りではない。予備重合の時間は、好ましくは2分間から15時間である
【0080】
予備重合における、オレフィン重合用固体触媒成分(A)、有機アルミニウム化合物(B)及びオレフィンを重合槽へ供給する方法として、以下の方法(1)および(2)を例示することができる:
(1)オレフィン重合用固体触媒成分(A)と有機アルミニウム化合物(B)とを供給した後、オレフィンを供給する方法;および
(2)オレフィン重合用固体触媒成分(A)とオレフィンとを供給した後、有機アルミニウム化合物(B)を供給する方法。
【0081】
予備重合における、オレフィンを重合槽へ供給する方法として、以下の方法(1)および(2)を例示することができる:
(1)重合槽内の圧力を所定の圧力に維持するようにオレフィンを重合槽へ順次供給する方法
(2)オレフィンの所定量の全量を一括して重合槽へ供給する方法。
予備重合で用いられる外部電子供与体(C)の量は、オレフィン重合用固体触媒成分(A)中に含まれるチタン原子1molに対して、通常0.01mol〜400mol、好ましくは0.02mol〜200mol、特に好ましくは、0.03mol〜100molであり、有機アルミニウム化合物(B)1molに対して、通常0.003mol〜5mol、好ましくは0.005mol〜3mol、特に好ましくは0.01mol〜2molである。
【0082】
予備重合における、外部電子供与体(C)を重合槽へ供給する方法として、以下の方法(1)および(2)を例示することができる:
(1)外部電子供与体(C)を単独で重合槽へ供給する方法
(2)外部電子供与体(C)と有機アルミニウム化合物(B)との接触物を重合槽へ供給する方法。
【0083】
本重合時の有機アルミニウム化合物(B)の使用量は、オレフィン重合用固体触媒成分(A)中のチタン原子1molあたり、通常1mol〜1000mol、特に好ましくは5mol〜600molである。
【0084】
本重合で外部電子供与体(C)を使用する場合の外部電子供与体(C)の使用量は、オレフィン重合用固体触媒成分(A)中に含まれるチタン原子1molあたり、通常0.1mol〜2000mol、好ましくは0.3mol〜1000mol、特に好ましくは0.5mol〜800molであり、有機アルミニウム化合物(B)1molあたり、通常0.001mol〜5mol、好ましくは0.005mol〜3mol、特に好ましくは0.01mol〜1molである。
【0085】
本重合の温度は、通常−30℃〜300℃、好ましくは20℃〜180℃である。重合圧力は特に制限されず、工業的かつ経済的であるという点で、一般に常圧〜10MPa、好ましくは200kPa〜5MPa程度である。重合はバッチ式または連続式であり、重合方法としてプロパン、ブタン、イソブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタンおよびオクタンのような不活性炭化水素を溶媒とするスラリー重合法または溶液重合法や、重合温度において液状であるオレフィンを媒体とするバルク重合法や、気相重合法を例示することができる。
【0086】
本重合で得られる重合体の分子量を調節するために、連鎖移動剤(例えば、水素や、ジメチル亜鉛およびジエチル亜鉛のようなアルキル亜鉛)を用いてもよい。
【0087】
本発明によれば、十分に高い重合活性を示し、且つ、低分子量成分や無定形成分の含量の少ない重合体を与えるオレフィン重合用固体触媒、および該オレフィン重合用固体触媒を製造するためのオレフィン重合用固体触媒成分を得ることができる。また、該オレフィン重合用固体触媒を用いてオレフィンを重合することにより、低分子量成分や無定形成分の含量が少ないオレフィン重合体を得ることができる。本発明のオレフィン重合用固体触媒成分はアイソタクチック立体規則性α−オレフィン重合体用触媒として特に好適である。
【0088】
以下、実施例および比較例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明は以下の実施例によって特に限定をうけるものではない。
【0089】
[触媒の分析]
固体触媒成分の組成分析は次のように実施した。
チタン原子含有量は、固体サンプル約20mgを2規定の希硫酸約30mlで分解、これに過剰となる3重量%過酸化水素水3mlを加え、得られた液状サンプルの410nmの特性吸収を日立製ダブルビーム分光光度計U−2001型を用いて測定し、別途作成しておいた検量線に基づき求めた。アルコキシ基含有量は、固体サンプル約2gを水100mlで分解後、得られた液状サンプル中のアルコキシ基に対応するアルコール量を、ガスクロマトグラフィー内部標準法を用いて求め、アルコキシ基含有量に換算した。内部電子供与体の含量は、固体触媒成分約300mgをN,N−ジメチルアセトアミド100mlに溶解後、溶液中の内部電子供与体量をガスクロマトグラフィー内部標準法で求めた。
【0090】
[ポリマーの分析]
(1)キシレン可溶成分量(CXS:単位=重量%)
オレフィン重合体の20℃キシレン可溶成分量(以下CXSと略す)は以下のように測定した。1gの重合体を200mlの沸騰したキシレンに溶解させたのち、50℃まで徐冷し、次いで氷水に浸し撹拌しながら20℃まで冷却し、20℃で3時間放置したのち、析出した重合体を濾別した。濾液中に残存した重合体の重量百分率をCXSとした。
(2)極限粘度([η]:単位:dl/g)
オレフィン重合体の極限粘度(以下[η]と略す)はテトラリン溶媒、135℃で測定した。
【0091】
[実施例1]
(1)オレフィン重合用固体触媒成分前駆体の合成
撹拌機を備えた内容積500mlのセパラブルフラスコを窒素で置換した後、ヘキサン(溶媒)290ml、テトラエトキシシラン(Si−O結合を有するケイ素化合物)73ml、および、フタル酸ジイソブチル(有機酸のエステル)2.5mlをフラスコ内に投入し混合物を形成した。混合物を撹拌しながら、フラスコ内の温度を5℃まで低下させた。フラスコ内の温度を5℃に保ちながら、n−ブチルマグネシウムクロリド(有機マグネシウム化合物)のジ−n−ブチルエーテル溶液(濃度2.1mol/l)170mlを一定の滴下速度で4時間かけてフラスコ内に滴下し反応混合物を形成した。n−ブチルマグネシウムクロリドの滴下終了後、反応混合物の温度を20℃に調整し、1時間反応混合物を攪拌した。攪拌後の反応混合物の上澄みをデカンテーションにて取り除き、固体を得た。得られた固体を、トルエン215mlで3回洗浄した。その後、洗浄した固体にトルエン215mlを加えて70℃へ昇温し、同温度で1時間撹拌し、固体触媒成分前駆体スラリーを得た。該スラリーの一部をサンプリングし、組成分析を行ったところ固体触媒成分前駆体中にはエトキシ基が27.5重量%含有されていた。また、該スラリー中の固体触媒成分前駆体量(スラリー濃度)は0.154g/mlであった。
【0092】
(2)オレフィン重合用固体触媒成分の合成
撹拌機、滴下ロート、温度計を備えた100mlのフラスコを窒素で置換した後、該フラスコに、実施例1(1)にて得られた固体触媒成分前駆体が8.00gになるようにスラリーを加えた。スラリーからトルエン25.6mlを抜き出し、スラリー濃度を0.40g―固体触媒前駆体/ml−溶媒に調整した。フラスコ内の温度を10℃に調整し、四塩化チタン(ハロゲン化金属化合物)16mlとジ−n−ブチルエーテル0.8mlの混合物、3−エトキシ−2−tert−ブチルプロピオン酸エチル(内部電子供与体)2.4mlをフラスコ内に投入した。その後、フラスコ内の温度を100℃へ昇温し、同温度で3時間、フラスコ内に投入した成分を撹拌した。次いで、攪拌した混合物を固液分離し、固体を得た。該固体を100℃にてトルエン40mlで2回洗浄し、洗浄後の固体にトルエン15mlを投入し、スラリーを形成した。該スラリーに四塩化チタン16mlと3−エトキシ−2−tert−ブチルプロピオン酸エチル0.8mlを投入して混合物を形成し、115℃で1時間混合物を攪拌した。その後、攪拌した混合物を固液分離し、固体を得た。該固体を115℃にてトルエン40mlで2回洗浄し、洗浄後の固体にトルエン15mlを投入し、スラリーを形成した。該スラリーに四塩化チタン16mlと3−エトキシ−2−tert−ブチルプロピオン酸エチル0.8mlを投入して混合物を形成し、100℃で1時間混合物を攪拌した。その後、攪拌した混合物を固液分離し、固体を得た。該固体を100℃にてトルエン40mlで3回洗浄し、さらに室温にてヘキサン40mlで3回洗浄し、洗浄後の固体を減圧乾燥してチタン原子含量2.86重量%のオレフィン重合用固体触媒成分を7.81g得た。該オレフィン重合用固体触媒成分の分析結果は表1に示す。
【0093】
(3)プロピレンの重合
内容積3リットルの撹拌機付きオートクレーブを十分乾燥した後、その内部を真空にした。トリエチルアルミニウム(有機アルミニウム化合物)2.63mmol、シクロヘキシルエチルジメトキシシラン(外部電子供与体)0.26mmol、および実施例1(2)で合成したオレフィン重合用固体触媒成分 8.03mgをオートクレーブに加えた。
次いで、プロピレン780gと水素0.2MPaをオートクレーブに加えた。オートクレーブの温度を80℃に昇温し、80℃で1時間プロピレンを重合した。重合反応終了後、未反応モノマーをパージし、256gのプロピレン重合体を得た。触媒中のチタン原子量当たりの重合体の生成量(重合活性)は1.1×10g−PP/g−Tiであった。この重合体について、CXS:1.1wt%、[η]:1.0dl/gであった。得られた結果を表1に示す。
【0094】
[比較例1]
(1)オレフィン重合用固体触媒成分前駆体の合成
実施例1(1)で、ヘキサン290ml、テトラエトキシシラン73ml、および、フタル酸ジイソブチル2.5mlに加えてテトラブトキシチタン7.4mlを投入した以外は実施例1(1)と同様に行い、固体触媒成分前駆体スラリーを得た。該スラリーの一部をサンプリングし、組成分析を行ったところ固体触媒成分前駆体中にはチタン原子が1.93重量%、エトキシ基が32.3重量%、ブトキシ基が3.15重量%含有されていた。また、該スラリー中の固体触媒成分前駆体量(スラリー濃度)は0.187g/mlであった。
【0095】
(2)オレフィン重合用固体触媒成分の合成
固体触媒成分前駆体として上記[比較例1](1)で合成した固体触媒成分前駆体を使用した以外は[実施例1](2)と同様に行い、チタン原子含量4.19重量%のオレフィン重合用固体触媒成分を8.13g得た。該オレフィン重合用固体触媒成分の分析結果は表1に示す。
【0096】
(3)プロピレンの重合
固体触媒成分として、上記[比較例1](2)で合成したオレフィン重合用固体触媒成分 6.00mgを使用した以外は[実施例1](3)と同様に行い、178gのプロピレン重合体を得た。重合活性は7.1×10g−PP/g−Tiであった。この重合体について、CXS:1.4wt%、[η]:0.97dl/gであった。得られた結果を表1に示す。
【0097】
[実施例2]
(1)オレフィン重合用固体触媒成分の合成
撹拌機、滴下ロート、温度計を備えた100mlのフラスコを窒素で置換した後、該フラスコに、実施例1(1)にて得られた固体触媒成分前駆体が8.00gになるようにスラリーを加えた。スラリーからトルエン25.6mlを抜き出し、スラリー濃度を0.40g―固体触媒前駆体/ml−溶媒に調整した。フラスコ内の温度を20℃に調整し、3−エトキシ−2−tert−ブチルプロピオン酸エチル4.8mlをフラスコ内に投入した。その後、フラスコ内の温度を100℃へ昇温し、同温度で30分、フラスコ内に投入した成分を撹拌した。次いで、攪拌した混合物を固液分離し、固体を得た。該固体を100℃にてトルエン40mlで2回洗浄し、洗浄後の固体にトルエン15mlを投入し、スラリーを形成した。該スラリーに四塩化チタン16mlとジ−n−ブチルエーテル0.8mlの混合物、3−エトキシ−2−tert−ブチルプロピオン酸エチル2.4mlをフラスコ内に投入して混合物を形成し、115℃で3時間、混合物を撹拌した。次いで、攪拌した混合物を固液分離し、固体を得た。該固体を115℃にてトルエン40mlで2回洗浄し、洗浄後の固体にトルエン15mlを投入し、スラリーを形成した。該スラリーに四塩化チタン16mlとジ−n−ブチルエーテル0.8mlの混合物、3−エトキシ−2−tert−ブチルプロピオン酸エチル0.8mlをフラスコ内に投入して混合物を形成し、115℃で1時間、混合物を撹拌した。次いで、攪拌した混合物を固液分離し、固体を得た。該固体を115℃にてトルエン40mlで2回洗浄し、洗浄後の固体にトルエン15mlを投入し、スラリーを形成した。該スラリーに四塩化チタン16mlとジ−n−ブチルエーテル0.8mlの混合物、3−エトキシ−2−tert−ブチルプロピオン酸エチル0.4mlをフラスコ内に投入して混合物を形成し、115℃で1時間、混合物を撹拌した。次いで、攪拌した混合物を固液分離し、固体を得た。該固体を115℃にてトルエン40mlで3回洗浄し、さらに室温にてヘキサン40mlで3回洗浄し、洗浄後の固体を減圧乾燥してチタン原子含量1.44重量%のオレフィン重合用固体触媒成分を6.50g得た。該オレフィン重合用固体触媒成分の分析結果は表1に示す。
【0098】
(2)プロピレンの重合
固体触媒成分として、上記[実施例2](1)で合成したオレフィン重合用固体触媒成分 5.99mgを使用した以外は[実施例1](3)と同様に行い、244gのプロピレン重合体を得た。重合活性は2.8×10g−PP/g−Tiであった。この重合体について、CXS:0.94wt%、[η]:1.1dl/gであった。得られた結果を表1に示す。
【0099】
[比較例2]
(1)オレフィン重合用固体触媒成分の合成
固体触媒成分前駆体として[比較例1](1)で合成した固体触媒成分前駆体を使用した以外は[実施例2](1)と同様に行い、チタン原子含量2.18重量%のオレフィン重合用固体触媒成分を6.28g得た。該オレフィン重合用固体触媒成分の分析結果は表1に示す。
【0100】
(2)プロピレンの重合
固体触媒成分として、上記[比較例2](1)で合成したオレフィン重合用固体触媒成分 5.57mgを使用した以外は[実施例1](3)と同様に行い、174gのプロピレン重合体を得た。重合活性は1.4×10g−PP/g−Tiであった。この重合体について、CXS:1.3wt%、[η]:0.97dl/gであった。得られた結果を表1に示す。
【0101】
[実施例3]
(1)オレフィン重合用固体触媒成分前駆体の合成
[実施例1](1)で、テトラエトキシシラン使用量を88.5ml、フタル酸ジイソブチル使用量を2.1ml、n−ブチルマグネシウムクロリドのジ−n−ブチルエーテル溶液使用量を192mlとした以外は[実施例1](1)と同様に行い、固体触媒成分前駆体スラリーを得た。該スラリーの一部をサンプリングし、組成分析を行ったところ固体触媒成分前駆体中にはエトキシ基が30.0重量%含有されていた。また、該スラリー中の固体触媒成分前駆体量(スラリー濃度)は0.178g/mlであった。
【0102】
(2)オレフィン重合用固体触媒成分の合成
固体触媒成分前駆体として上記[実施例3](1)で合成した固体触媒成分前駆体を使用した以外は[実施例2](1)と同様に行い、チタン原子含量1.53重量%のオレフィン重合用固体触媒成分を6.74g得た。該オレフィン重合用固体触媒成分の分析結果は表1に示す。
【0103】
(3)プロピレンの重合
固体触媒成分として、上記[実施例3](2)で合成したオレフィン重合用固体触媒成分 10.75mgを使用した以外は[実施例1](3)と同様に行い、399gのプロピレン重合体を得た。重合活性は2.4×10g−PP/g−Tiであった。この重合体について、CXS:1.1wt%、[η]:1.0dl/gであった。得られた結果を表1に示す。
【0104】
[実施例4]
(1)オレフィン重合用固体触媒成分前駆体の合成
[実施例1](1)で、テトラエトキシシラン使用量を88.5ml、フタル酸ジイソブチル使用量を3.9ml、n−ブチルマグネシウムクロリドのジ−n−ブチルエーテル溶液使用量を196mlとした以外は[実施例1](1)と同様に行い、固体触媒成分前駆体スラリーを得た。該スラリーの一部をサンプリングし、組成分析を行ったところ固体触媒成分前駆体中にはエトキシ基が25.4重量%含有されていた。また、該スラリー中の固体触媒成分前駆体量(スラリー濃度)は0.170g/mlであった。
【0105】
(2)オレフィン重合用固体触媒成分の合成
固体触媒成分前駆体として上記[実施例4](1)で合成した固体触媒成分前駆体を使用した以外は[実施例2](1)と同様に行い、チタン原子含量1.42重量%のオレフィン重合用固体触媒成分を6.72g得た。該オレフィン重合用固体触媒成分の分析結果は表1に示す。
【0106】
(3)プロピレンの重合
固体触媒成分として、上記[実施例4](2)で合成したオレフィン重合用固体触媒成分 7.73mgを使用した以外は[実施例1](3)と同様に行い、290gのプロピレン重合体を得た。重合活性は2.6×10g−PP/g−Tiであった。この重合体について、CXS:0.97wt%、[η]:0.99dl/gであった。得られた結果を表1に示す。
【0107】
[比較例3]
(1)オレフィン重合用固体触媒成分の合成
撹拌機、滴下ロート、温度計を備えた100mlのフラスコを窒素で置換した後、該フラスコに、実施例4(1)にて得られた固体触媒成分前駆体が8.00gになるようにスラリーを加えた。スラリーからトルエン20.7mlを抜き出し、スラリー濃度を0.40g―固体触媒前駆体/ml−溶媒に調整した。フラスコ内の温度を20℃に調整し、フタル酸ジフェニル4.8gをフラスコ内に投入した。その後、フラスコ内の温度を100℃へ昇温し、同温度で30分、フラスコ内に投入した成分を撹拌した。次いで、攪拌した混合物を固液分離し、固体を得た。該固体を100℃にてトルエン40mlで2回洗浄し、洗浄後の固体にトルエン15mlを投入し、スラリーを形成した。該スラリーに四塩化チタン16mlとジ−n−ブチルエーテル0.8mlの混合物、フタル酸ジフェニル2.4gをフラスコ内に投入して混合物を形成し、115℃で3時間、混合物を撹拌した。次いで、攪拌した混合物を固液分離し、固体を得た。該固体を115℃にてトルエン40mlで2回洗浄し、洗浄後の固体にトルエン15mlを投入し、スラリーを形成した。該スラリーに四塩化チタン16mlとジ−n−ブチルエーテル0.8mlの混合物、フタル酸ジフェニル0.8gをフラスコ内に投入して混合物を形成し、115℃で1時間、混合物を撹拌した。次いで、攪拌した混合物を固液分離し、固体を得た。該固体を115℃にてトルエン40mlで2回洗浄し、洗浄後の固体にトルエン15mlを投入し、スラリーを形成した。該スラリーに四塩化チタン16mlとジ−n−ブチルエーテル0.8mlの混合物、フタル酸ジフェニル0.4gをフラスコ内に投入して混合物を形成し、115℃で1時間、混合物を撹拌した。次いで、攪拌した混合物を固液分離し、固体を得た。該固体を115℃にてトルエン40mlで3回洗浄し、さらに室温にてヘキサン40mlで3回洗浄し、洗浄後の固体を減圧乾燥してチタン原子含量2.63重量%のオレフィン重合用固体触媒成分を7.85g得た。該オレフィン重合用固体触媒成分の分析結果は表1に示す。
【0108】
(2)プロピレンの重合
固体触媒成分として、上記[比較例3](1)で合成したオレフィン重合用固体触媒成分 4.99mgを使用した以外は[実施例1](3)と同様に行い、103gのプロピレン重合体を得た。重合活性は7.8×10g−PP/g−Tiであった。この重合体について、CXS:1.1wt%、[η]:1.1dl/gであった。得られた結果を表1に示す。
【0109】
[実施例5]
(1)オレフィン重合用固体触媒成分の合成
撹拌機、滴下ロート、温度計を備えた100mlのフラスコを窒素で置換した後、該フラスコに、実施例3(1)にて得られた固体触媒成分前駆体が8.00gになるようにスラリーを加えた。スラリーからトルエン18.4mlを抜き出し、スラリー濃度を0.40g―固体触媒前駆体/ml−溶媒に調整した。フラスコ内の温度を20℃に調整し、3−エトキシ−2−tert−ブチルプロピオン酸エチル4.8mlをフラスコ内に投入した。その後、フラスコ内の温度を100℃へ昇温し、同温度で30分、フラスコ内に投入した成分を撹拌した。次いで、攪拌した混合物を固液分離し、固体を得た。該固体を100℃にてトルエン40mlで2回洗浄し、洗浄後の固体にトルエン15mlを投入し、スラリーを形成した。該スラリーに四塩化チタン16mlとジ−n−ブチルエーテル0.8mlの混合物、3−エトキシ−2−tert−ブチルプロピオン酸エチル2.4mlをフラスコ内に投入して混合物を形成し、115℃で3時間、混合物を撹拌した。次いで、攪拌した混合物を固液分離し、固体を得た。該固体を115℃にてトルエン40mlで2回洗浄し、洗浄後の固体にトルエン15mlを投入し、スラリーを形成した。該スラリーに四塩化チタン16mlとジ−n−ブチルエーテル0.8mlの混合物、3−エトキシ−2−tert−ブチルプロピオン酸エチル0.8mlをフラスコ内に投入して混合物を形成し、115℃で1時間、混合物を撹拌した。次いで、攪拌した混合物を固液分離し、固体を得た。該固体を115℃にてトルエン40mlで2回洗浄し、洗浄後の固体にトルエン15mlを投入し、スラリーを形成した。該スラリーに四塩化チタン16mlとジ−n−ブチルエーテル0.8mlの混合物をフラスコ内に投入して混合物を形成し、115℃で1時間、混合物を撹拌した。次いで、攪拌した混合物を固液分離し、固体を得た。該固体を115℃にてトルエン40mlで3回洗浄し、さらに室温にてヘキサン40mlで3回洗浄し、洗浄後の固体を減圧乾燥してチタン原子含量1.66重量%のオレフィン重合用固体触媒成分を6.85g得た。該オレフィン重合用固体触媒成分の分析結果は表1に示す。
【0110】
(2)プロピレンの重合
固体触媒成分として、上記[実施例5](1)で合成したオレフィン重合用固体触媒成分6.10mgを使用した以外は[実施例1](3)と同様に行い、233gのプロピレン重合体を得た。重合活性は2.3×10g−PP/g−Tiであった。この重合体について、CXS:1.2wt%、[η]:1.0dl/gであった。得られた結果を表1に示す。
【0111】
[実施例6]
(1)オレフィン重合用固体触媒成分の合成
撹拌機、滴下ロート、温度計を備えた100mlのフラスコを窒素で置換した後、該フラスコに、実施例3(1)にて得られた固体触媒成分前駆体が8.00gになるようにスラリーを加えた。スラリーからトルエン18.4mlを抜き出し、スラリー濃度を0.40g―固体触媒前駆体/ml−溶媒に調整した。フラスコ内の温度を20℃に調整し、3−エトキシ−2−tert−ブチルプロピオン酸エチル4.8mlをフラスコ内に投入した。その後、フラスコ内の温度を100℃へ昇温し、同温度で30分、フラスコ内に投入した成分を撹拌した。次いで、攪拌した混合物を固液分離し、固体を得た。該固体を100℃にてトルエン40mlで2回洗浄し、洗浄後の固体にトルエン15mlを投入し、スラリーを形成した。該スラリーに四塩化チタン16mlとジ−n−ブチルエーテル0.8mlの混合物、3−エトキシ−2−tert−ブチルプロピオン酸エチル2.4mlをフラスコ内に投入して混合物を形成し、115℃で3時間、混合物を撹拌した。次いで、攪拌した混合物を固液分離し、固体を得た。該固体を115℃にてトルエン40mlで2回洗浄し、洗浄後の固体にトルエン15mlを投入し、スラリーを形成した。該スラリーに四塩化チタン16mlとジ−n−ブチルエーテル0.8mlの混合物をフラスコ内に投入して混合物を形成し、115℃で1時間、混合物を撹拌した。次いで、攪拌した混合物を固液分離し、固体を得た。該固体を115℃にてトルエン40mlで2回洗浄し、洗浄後の固体にトルエン15mlを投入し、スラリーを形成した。該スラリーに四塩化チタン16mlとジ−n−ブチルエーテル0.8mlの混合物をフラスコ内に投入して混合物を形成し、115℃で1時間、混合物を撹拌した。次いで、攪拌した混合物を固液分離し、固体を得た。該固体を115℃にてトルエン40mlで3回洗浄し、さらに室温にてヘキサン40mlで3回洗浄し、洗浄後の固体を減圧乾燥してチタン原子含量1.92重量%のオレフィン重合用固体触媒成分を6.85g得た。該オレフィン重合用固体触媒成分の分析結果は表1に示す。
【0112】
(2)プロピレンの重合
固体触媒成分として、上記[実施例6](1)で合成したオレフィン重合用固体触媒成分5.79mgを使用した以外は[実施例1](3)と同様に行い、175gのプロピレン重合体を得た。重合活性は1.6×10g−PP/g−Tiであった。この重合体について、CXS:1.5wt%、[η]:1.0dl/gであった。得られた結果を表1に示す。
【0113】
【表1】


【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記工程(1)および(2)を含むオレフィン重合用固体触媒成分(A)の製造方法。
工程(1):Si−O結合を有するケイ素化合物(a)と、有機マグネシウム化合物(b)とを接触させてオレフィン重合用固体触媒成分前駆体を製造する工程
工程(2):前記オレフィン重合用固体触媒成分前駆体と、式(I)で表されるハロゲン化金属化合物と、式(II)で表される内部電子供与体とを接触させてオレフィン重合用固体触媒成分(A)を製造する工程
MXb(Rm-b (I)
(式中、Mは第4族、第13族または第14族元素であり;Rは炭素原子数が1〜20のハイドロカルビル基またはハイドロカルビルオキシ基であり;Xはハロゲン原子であり;mはMの原子価であり;bは0<b≦mを満足する整数である。)

(式中、RおよびRは、互いに独立して、炭素原子数1〜20のハイドロカルビル基であり;R、R、RおよびRは、互いに独立して、水素原子、ハロゲン原子または炭素原子数1〜20のハイドロカルビル基である。)
【請求項2】
工程(1)が、Si−O結合を有するケイ素化合物(a)と、有機マグネシウム化合物(b)と、有機酸のエステル(c)とを接触させてオレフィン重合用固体触媒成分前駆体を製造する工程である請求項1に記載の製造方法。
【請求項3】
式(II)におけるRおよびRが水素原子である請求項1または2に記載の製造方法。
【請求項4】
式(II)におけるRが炭素原子数1〜20のアルキル基または炭素原子数6〜20のアリール基である請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。
【請求項5】
式(II)におけるRが炭素原子数3〜20の分岐状もしくは環状アルキル基、または炭素原子数6〜20のアリール基である請求項4に記載の製造方法。
【請求項6】
請求項1〜5のいずれかに記載の製造方法により得られるオレフィン重合用固体触媒成分(A)と、有機アルミニウム化合物(B)とを接触させるオレフィン重合用固体触媒の製造方法。
【請求項7】
請求項1〜5のいずれかに記載の製造方法により得られるオレフィン重合用固体触媒成分(A)と、有機アルミニウム化合物(B)と、外部電子供与体(C)とを接触させるオレフィン重合用固体触媒の製造方法。
【請求項8】
請求項6または7の製造方法により得られるオレフィン重合用固体触媒の存在下、オレフィンを重合する工程を含むオレフィン重合体の製造方法。
【請求項9】
オレフィンが炭素原子数3〜20のα−オレフィンである請求項8に記載の製造方法。

【公開番号】特開2013−82812(P2013−82812A)
【公開日】平成25年5月9日(2013.5.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−223683(P2011−223683)
【出願日】平成23年10月11日(2011.10.11)
【出願人】(000002093)住友化学株式会社 (8,981)
【Fターム(参考)】