説明

フッ素化遷移金属触媒を用いるコポリマー製造方法

この明細書中ではコポリマーとコポリマーの形成方法が述べられている。この方法は、式[L]M[A](式中、Lはビス−インデニルを含むかさ高な配位子であり、Aは脱離基であり、Mは遷移金属であり、ならびにmおよびnは、合計の配位子原子価が遷移金属原子価に相当するようなものである)により表される遷移金属化合物を準備すること、ならびにSi−O−Al−F、F−Si−O−Al、F−Si−O−Al−F、およびこれらの組み合わせ物から選択される結合順序を含む担体材料を準備することを一般に含む。この方法は、遷移金属化合物を担体材料と接触させて、活性な担持触媒系を形成すること(ここで、担体材料との遷移金属化合物の接触はモノマーとの接触と近接して行われる)、ならびに活性な担持触媒系を複数のモノマーと接触させて、オレフィンコポリマーを形成することを更に含む。

【発明の詳細な説明】
【関連出願へのクロスリファレンス】
【0001】
この出願は、2006年4月28日出願の米国特許出願番号11/413,791の一部継続出願である、2006年9月29日出願の米国特許出願番号11/540,181の利益を主張する。
【技術分野】
【0002】
本発明の態様は、一般に、担持触媒組成物によるポリオレフィン共重合に関する。
【背景技術】
【0003】
オレフィンポリマーを形成する多くの方法は、オレフィンモノマーをメタロセン触媒系などの遷移金属触媒系と接触させて、ポリオレフィンを形成することを含む。遷移金属触媒系は、所望の性質を有するポリマーを製造する能力があるということが広く認識されているが、一般に商業的に実行可能な活性を経験していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
それゆえ、活性を増大させた遷移金属触媒系を製造する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の態様は一般にコポリマーとコポリマーの方法を含む。この方法は、一般に、式[L]M[A]n
により一般に表される。式中、Lはビス−インデニルを含むかさ高な配位子であり、Aは脱離基であり、Mは遷移金属であり、ならびにmおよびnは、合計の配位子原子価が遷移金属原子価に相当するようなものである遷移金属化合物を準備すること、およびSi−O−Al−F、F−Si−O−Al、F−Si−O−Al−F、およびこれらの組み合わせ物から選択される結合順序を有する担体材料を準備することを含む。この方法は、遷移金属化合物を担体材料と接触させて、活性な担持触媒系を形成すること(ここで、担体材料との遷移金属化合物の接触はオレフィンモノマーとの接触と近接して行われる);および活性な担持触媒系を複数のモノマーと接触させて、オレフィンコポリマーを形成することを更に含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【0006】
導入および定義
詳細な説明を提供する。添付の特許請求項の各々は、抵触の目的には特許請求項で規定されている種々の要素または限定の同等物を含むとして認識される別々の発明を規定する。文脈に依っては、「本発明」への下記のすべての言及は、ある場合には具体的な態様のみに言及し得る。他の場合には、「本発明」への言及は、一つ以上であるが、必ずしも全部とは限らない請求項で述べられている主題事項に言及するということが認識されるであろう。本発明の各々は、具体的な態様、変形および実施例を含んで下記で詳述されるが、本発明は、この特許中の情報を入手可能な情報および技術と合体する場合に、当業者が本発明を利用するのを可能とするように含まれているこれらの態様、変形または実施例に限定されない。
【0007】
本明細書中で使用される時の種々の用語を下記に示す。請求項で使用される用語は、下記に規定されていない範囲で、印刷された刊行物および出願された特許で反映されているように当業者がこの用語に与えた最も広い定義を与えられなければならない。更には、特記しない限り、本明細書中で述べられるすべての化合物は置換もしくは非置換であり得、
化合物の掲示はこれらの誘導体を含む。
【0008】
本明細書中で使用される時、用語「フッ素化担体」は、フッ素もしくはフッ化物分子を含む(例えば、担体中もしくは担体表面上に組み込まれた)担体を指す。
【0009】
用語「活性」は、標準の条件の組における反応時間当り方法で使用される触媒の重量当りで生成される製品の重量(例えば、グラム製品/グラム触媒/時)を指す。
【0010】
用語「オレフィン」は、炭素−炭素二重結合を持つ炭化水素を指す。
【0011】
用語「置換された」は、化合物中で水素を置き換える原子、基または群を指す。
【0012】
用語「タクティシティ」は、ポリマー中のペンダント基の配列を指す。例えば、ペンダント基がポリマーの鎖の両側にランダムに配列する場合、ポリマーは「アタクチック」である。対照として、ペンダント基が全部鎖の同一の側に配列する場合、ポリマーは「アイソタクチック」であり、ペンダント基が鎖の相対する側に交互配列する場合、「シンジオタクチック」である。
【0013】
用語「C対称」は、触媒全体が架橋基および架橋基に結合する原子を通る二等分する鏡面に関して対称的である触媒を指す。用語「C対称」は、配位子が架橋基を通るC対称の軸を有する触媒を指す。
【0014】
用語「結合順序」は、各元素がシグマ結合、配位結合、イオン性結合またはこれらの組み合わせにより相互に接続されている元素順序を指す。
【0015】
用語「不均質」は、触媒系がこの方法において一つ以上の反応物質と異なる相にある方法を指す。
【0016】
本明細書中で使用される時、「室温」は、数度の温度差が作製方法などの研究対象の現象にとって重要でないということを意味する。ある環境においては、室温は、例えば約21℃から約28℃(68°Fから72°F)の温度を含む。しかしながら、室温の測定は、一般に、方法の温度を周到にモニターすることを含まず、それゆえこのような列挙は、本明細書中で述べられる態様をいかなる予め決められた温度範囲に結び付けるように意図していない。
【0017】
本発明の態様は、一般に、ポリオレフィンを形成する方法を含む。この方法は、一般に、下記に詳述する担体組成物と遷移金属化合物を反応域に導入することを含む。一つ以上の態様において、この担体組成物は、例えばSi−O−Al−F、F−Si−O−AlまたはF−Si−O−Al−Fから選択される結合順序を有する。
【0018】
一つ以上の態様は、所望のポリマーの性質を特定し、所望のポリマーの性質を生成する能力のある担体材料を選択することを更に含む。
【0019】
触媒系
担体組成物は、本明細書中で使用される時アルミニウム含有担体材料である。例えば、この担体材料は無機担体組成物を含み得る。例えば、この担体材料は、例えばタルク、無機酸化物、粘土および粘土鉱物、イオン交換層状化合物、珪藻土化合物、ゼオライトまたはポリオレフィンなどの樹脂状担体材料を含み得る。具体的な無機酸化物は、例えばシリカ、アルミナ、マグネシア、チタニア、およびジルコニアを含む。
【0020】
一つ以上の態様において、担体組成物は、アルミニウム含有シリカ担体材料である。一つ以上の態様において、担体組成物は球状粒子から形成される。
【0021】
アルミニウム含有シリカ担体材料は、例えば約5ミクロンから約100ミクロンの、もしくは約15ミクロンから約30ミクロンの、もしくは約10ミクロンから約100ミクロンの、もしくは約10ミクロンから約30ミクロンの平均粒子/細孔サイズ、約50m/gから約1,000m/gの、もしくは約80m/gから約800m/gの、もしくは約100m/gから約400m/gの、もしくは約200m/gから約300m/gの、もしくは約150m/gから約300m/gの表面積、および約0.1cc/gから約5cc/gの、もしくは約0.5cc/gから約3.5cc/gの、もしくは約0.5cc/gから約2.0cc/gの、もしくは約1.0cc/gから約1.5cc/gの細孔容積を有し得る。
【0022】
アルミニウム含有シリカ担体材料は、反応性水酸基の有効な数、例えばフッ素化剤を担体材料に結合するのに充分な数を更に有し得る。例えば、反応性水酸基の数は、フッ素化剤を担体材料に結合するのに必要とされる数を超えるものであり得る。例えば、担体材料は、約0.1ミリモルOH/gSiから約5.0ミリモルOH/gSiまたは約0.5ミリモルOH/gSiから約4.0ミリモルOH/gSiを含み得る。
【0023】
アルミニウム含有シリカ担体材料は、一般に、例えばFuji Si1ysia Chemical LTDから市販されているP10シリカアルミナ(例えば、296m/gの表面積および1.4ml/gの細孔容積を有するシリカアルミナ)などの市販材料である。
【0024】
アルミニウム含有シリカ担体材料は、例えば約0.5重量%から約95重量%の、約0.1重量%から約20重量%の、もしくは約0.1重量%から約50重量%の、もしくは約1重量%から約25重量%の、もしくは約2重量%から約8重量%のアルミナ含量を更に有し得る。アルミニウム含有シリカ担体材料は、例えば約0.01:1から約1000:1の、もしくは約10:1から約100:1のシリカ:アルミニウムのモル比を更に有し得る。
【0025】
別法としては、アルミニウム含有シリカ担体材料は、シリカ担体材料を第1のアルミニウム含有化合物と接触させることにより形成され得る。このような接触は、例えばほぼ室温から約150℃の反応温度で行われ得る。この形成は、例えば約150℃から約600℃の、もしくは約200℃から約600℃の、もしくは約35℃から約500℃の焼成温度で焼成することを更に含み得る。一つの態様においては、この焼成は、例えば酸素含有化合物の存在において行われる。
【0026】
一つ以上の態様において、担体組成物は、コゲル法(例えば、シリカとアルミナの両方を含むゲル)により製造される。本明細書中で使用される時、用語「コゲル法」は、第1のアルミニウム含有化合物を含む溶液をシリカのゲルの中に混合することを含む作製方法を指す(例えば、Al(SO)+HSO+NaO−SiO)。
【0027】
第1のアルミニウム含有化合物は、有機アルミニウム含有化合物を含み得る。有機アルミニウム含有化合物は式AlRにより表され得る。式中、各Rはアルキル、アリール、およびこれらの組み合わせ物から独立に選択される。有機アルミニウム化合物は、例えばメチルアルモキサン(MAO)または変成メチルアルモキサン(MMAO)を含み得、もしくは具体的な態様においては、例えばトリエチルアルミニウム(TEAL)またはトリイソブチルアルミニウム(TIBAl)を含み得る。
【0028】
担体組成物は当業者に既知の方法によりフッ素化される。例えば、担体組成物は、フッ素化担体を形成するのにフッ素化剤と接触され得る。フッ素化方法は、例えば約100℃から約200℃の、もしくは約125℃から約175℃の第1の温度で約1時間から約10時間の、もしくは約1時間から約5時間の第1の時間担体組成物をフッ素含有化合物と接触させ、次に例えば、約1時間から約10時間の、もしくは約1時間から約5時間の第2の時間約250℃から約550℃の、もしくは約400℃から約500℃の第2の温度まで温度を上昇させることを含み得る。
【0029】
本明細書中で述べる時、「担体組成物」は、フッ素化剤との接触の前、フッ素化剤との接触の後、もしくはフッ素化剤との接触と同時にアルミニウムにより含浸され得る。一つの態様においては、フッ素化担体組成物は、SiOとAlを同時に形成し、次にSiOおよびAlをフッ素化剤と接触させることにより形成される。もう一つの態様においては、フッ素化担体組成物は、アルミニウム含有シリカ担体材料をフッ素化剤と接触させることにより形成される。更にもう一つの態様においては、フッ素化担体組成物は、シリカ含有シリカ担体材料をフッ素化剤と接触させ、次にフッ化物された担体を第1のアルミニウム含有化合物と接触させることにより形成される。
【0030】
フッ素化剤は、一般に、フッ素化担体を形成することができるいかなるフッ素化剤も含む。好適なフッ素化剤は、限定ではないが、例えばフッ化水素酸(HF)、フッ化アンモニウム(NHF)、重フッ化アンモニウム(NHHF)、フルオロホウ酸アンモニウム(NHBF)、ケイフッ化アンモニウム((NHSiF)、フツリン酸アンモニウム(NHPF)、(NHTaF、NHNbF、(NHGeF、(NHSmF、(NHTiF、(NH)ZrF、MoF、ReF、SOClF、F、SiF、SF、ClF、ClF、BrF、IF、NF、HF、BF、NHF、およびこれらの組み合わせ物を含む。一つ以上の態様において、フッ素化剤は、メタロイドまたは非金属を含むアンモニウムフッ化物(例えば、(NHPF、(NHBF、(NHSiF)である。
【0031】
一つ以上の態様において、フッ素:第1のアルミニウム含有化合物のモル比(F:Al(1))は、一般に、例えば約0.5:1から6:1、または約0.5:1から約4:1または約2.5:1から約3.5:1である。
【0032】
本発明の態様は、一般に、フッ素化担体を遷移金属化合物と接触させて、担持触媒組成物を形成することを含む。この接触は、遷移金属化合物を系内活性化/ヘテロ化させることを含む。用語「系内活性化/ヘテロ化」は、担体材料と遷移金属化合物の間の接触点における触媒の活性化/形成を指す。このような接触は、一つ以上のオレフィンモノマーを反応域に導入する前、導入するのと同時に、もしくは導入する後のいずれかで反応域中で行われ得る。
【0033】
別法としては、遷移金属化合物とフッ素化担体は、例えば、約−60℃から約120℃の、もしくは約−45℃から約100℃の反応温度で、もしくは約90℃以下の、例えば約0℃から約50℃の、もしくは約20℃から約30℃の、もしくは室温の反応温度で、例えば、約10分間から約5時間の、もしくは約30分間から約120分間の時間予備接触(反応域に入る前の接触)され得る。
【0034】
加えて、ならびに所望の置換度に依って、フッ素:遷移金属(F:M)の重量比は、例
えば約1当量から約20当量、もしくは約1から約5当量である。一つの態様においては、担持触媒組成物は、約0.1重量%から約5重量%の、もしくは約0.5重量%から約2.5重量%の遷移金属化合物を含む。
【0035】
一つ以上の態様において、遷移金属化合物は、メタロセン触媒、最新の遷移金属触媒、以後のメタロセン触媒またはこれらの組み合わせ物を含む。最新の遷移金属触媒は、一般に例えばニッケル、鉄またはパラジウムなどの最新の遷移金属を含む遷移金属触媒を特徴とし得る。以後のメタロセン触媒は、例えばIV、VもしくはVI族金属を含む遷移金属触媒を一般に特徴とし得る。
【0036】
メタロセン触媒は、π結合により遷移金属と配位された一つ以上のシクロペンタジエニル(Cp)基を組み込んだ配位化合物(置換もしくは非置換であり得、各置換は同一であるか、もしくは異なる)を一般に特徴とし得る。
【0037】
Cp上の置換基は、例えば線状、分岐状もしくは環状のヒドロカルビル基であり得る。環状ヒドロカルビル基は、例えばインデニル、アズレニル、およびフルオレニル基を含む、他の隣接する環構造を更に形成し得る。これらの隣接する環構造も例えばCからC20ヒドロカルビル基などのヒドロカルビル基により置換されているか、もしくは非置換であり得る。
【0038】
具体的なメタロセン触媒の非限定的な例は、式
[L]M[A]
により一般に表されるかさ高な配位子メタロセン化合物である。式中、Lはかさ高な配位子であり、Aは脱離基であり、Mは遷移金属であり、ならびにmおよびnは、合計の配位子原子価が遷移金属原子価に相当するようなものである。例えば、mは1から4であり得、nは1から3であり得る。
【0039】
本明細書および特許請求の範囲で述べられているメタロセン触媒化合物の金属原子「M」は、3から12族の原子およびランタナイド族原子、または3から10族の原子およびSc、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mn、Re、Fe、Ru、Os、Co、Rh、Ir、およびNiから選択され得る。金属原子「M」の酸化状態は、0から+7の範囲であり得、例えば+1、+2、+3、+4または+5である。
【0040】
かさ高な配位子は、一般に、シクロペンタジエニル基(Cp)またはこれらの誘導体を含む。Cp配位子は、金属原子Mと少なくとも1つ化学結合して、「メタロセン触媒」を形成する。Cp配位子は、置換/引き抜き反応を極めて受け易くないという点で触媒化合物に結合する脱離基と明確に区別される。
【0041】
Cp配位子は、炭素、窒素、酸素、ケイ素、イオウ、リン、ゲルマニウム、ホウ素、アルミニウム、およびこれらの組み合わせ物などの13から16族の原子から選択される原子を含み、炭素が環構成員の少なくとも50%を占める環または環系を含み得る。環または環系の非限定的な例は、例えば、シクロペンタジエニル、シクロペンタフェナントレネイル、インデニル、ベンズインデニル、フルオレニル、テトラヒドロインデニル、オクタヒドロフルオレニル、シクロオクタテトラエニル、シクロペンタシクロドデセン、フェナントリインデニル、3,4−ベンゾフルオレニル、9−フェニルフルオレニル、8−H−シクロペント[a]アセナフチレニル、7−H−ジベンゾフルオレニル、インデノ[1,2−9]アントレン、チオフェノインデニル、チオフェノフルオレニル、これらの水素化品(例えば、4,5,6,7−テトラヒドロインデニルまたは「H Ind」)、これらの置換品、およびこれらのヘテロ環状品を含む。
【0042】
Cp置換基は、例えば水素基、アルキル(例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、フルオロメチル、フルオロエチル、ジフルオロエチル、ヨードプロピル、ブロモヘキシル、ベンジル、フェニル、メチルフェニル、tert−ブチルフェニル、クロロベンジル、ジメチルホスフィン、およびメチルフェニルホスフィン)、アルケニル(例えば、3−ブテニル、2−プロペニル、および5−ヘキセニル)、アルキニル、シクロアルキル(例えば、シクロペンチルおよびシクロヘキシル)、アリール(例えば、トリメチルシリル、トリメチルゲルミル、メチルジエチルシリル、アシル、アロイル、トリス(トリフルオロメチル)シリル、メチルビス(ジフルオロメチル)シリル、およびブロモメチルジメチルゲルミル)、アルコキシ(例えば、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、およびフェノキシ)、アリールオキシ、アルキルチオール、ジアルキルアミン(例えば、ジメチルアミンおよびジフェニルアミン)、アルキルアミド、アルコキシカルボニル、アリールオキシカルボニル、カルバモイル、アルキル−およびジアルキル−カルバモイル、アシルオキシ、アシルアミノ、アロイルアミノ、有機メタロイド基(例えば、ジメチルホウ素)、15族および16族基(例えば、メチルスルフィドおよびエチルスルフィド)、およびこれらの組み合わせ物を含み得る。一つの態様においては、少なくとも2つの置換基、一つの態様においては2つの隣接する置換基は連結されて、環構造を形成する。
【0043】
各脱離基「A」は、独立に選択され、例えばハロゲン(例えば、クロリドおよびフルオリド)、ヒドリド、CからC12アルキル(例えば、メチル、エチル、プロピル、フェニル、シクロブチル、シクロヘキシル、ヘプチル、トリル、トリフルオロメチル、メチルフェニル、ジメチルフェニル、およびトリメチルフェニル)、CからC12アルケニル(例えば、CからCフルオロアルケニル)、CからC12アリール(例えば、CからC20アルキルアリール)、CからC12アルコキシ(例えば、フェノキシ、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、およびベンゾキシ)、CからC16アリールオキシ、CからC18アルキルアリールオキシ、およびCからC12ヘテロ原子含有炭化水素と、これらの置換誘導体などのいかなるイオン性脱離基も含み得る。
【0044】
脱離基の他の非限定的な例は、例えば、アミン、ホスフィン、エーテル、カルボキシレート(例えば、CからCアルキルカルボキシレート、CからC12アリールカルボキシレートおよびCからC18アルキルアリールカルボキシレート)、ジエン、アルケン(例えば、テトラメチレン、ペンタメチレン、メチリデン)、1から20個の炭素原子を有する炭化水素基(例えば、ペンタフルオロフェニル)、およびこれらの組み合わせ物を含む。一つの態様においては、2つ以上の脱離基は融合環または環系の一部を形成する。
【0045】
特定の態様においては、LとAは、架橋メタロセン触媒を形成するのに相互に架橋され得る。架橋メタロセン触媒は、例えば一般式
XCpCpMA
により記述され得る。式中、Xは構造的な架橋であり、CpとCpは各々シクロペンタジエニル基を表し、各々が同一であるかもしくは異なり、置換されているかもしくは非置換であり得、Mは遷移金属であり、Aはアルキル、ヒドロカルビルもしくはハロゲン基であり、nは0と4の間の整数、特別な態様においては1または2のいずれかである。
【0046】
架橋基「X」の非限定的な例は、限定ではないが、炭素、酸素、窒素、ケイ素、アルミニウム、ホウ素、ゲルマニウム、スズ、およびこれらの組み合わせ物の少なくとも1つなどの少なくとも1つの13から16族の原子を含有する二価炭化水素基を含み;ここで、ヘテロ原子は中性原子価を充たすように置換されているCからC12アルキルもしくはアリール基でもあり得る。架橋基は、ハロゲン基と鉄を含む上記に定義したような置換基も含有し得る。架橋基の更に特別な非限定的な例は、CからCアルキレン、置換C
からCアルキレン、酸素、イオウ、RC=、RSi=、−Si(R)Si(R)−、RGe=またはRP=(ここで、「=」は2つの化学結合を表す)により表される。式中、Rは、例えばヒドリド、ヒドロカルビル、ハロカルビル、ヒドロカルビル置換有機メタロイド、ハロカルビル置換有機メタロイド、二置換ホウ素原子、二置換15族の原子、置換16族の原子、およびハロゲン基から独立に選択される。一つの態様においては、架橋メタロセン触媒成分は2つ以上の架橋基を有する。
【0047】
架橋基の他の非限定的な例は、メチレン、エチレン、エチリデン、プロピリデン、イソプロピリデン、ジフェニルメチレン、1,2−ジメチルエチレン、1,2−ジフェニルエチレン、1,1,2,2−テトラメチルエチレン、ジメチルシリル、ジエチルシリル、メチル−エチルシリル、トリフルオロメチルブチルシリル、ビス(トリフルオロメチル)シリル、ジ(n−ブチル)シリル、ジ(n−プロピル)シリル、ジ(i−プロピル)シリル、ジ(n−ヘキシル)シリル、ジシクロヘキシルシリル、ジフェニルシリル、シクロヘキシルフェニルシリル、t−ブチルシクロヘキシルシリル、ジ(t−ブチルフェニル)シリル、ジ(p−トリル)シリル、およびSi原子をGeもしくはC原子により置き換えた対応部分;ジメチルシリル、ジエチルシリル、ジメチルゲルミルおよび/またはジエチルゲルミルを含む。
【0048】
もう一つの態様においては、架橋基は環状でもあり得、例えば4から10環の構成員または5から7環の構成員を含む。環構成員は、上述の元素および/または例えば、ホウ素、炭素、ケイ素、ゲルマニウム、窒素、および酸素の一つ以上から選択され得る。架橋部分として、もしくはこの一部として存在し得る環構造の非限定的な例は、例えばシクロブチリデン、シクロペンチリデン、シクロヘキシリデン、シクロヘブチリデン、シクロオクチリデンである。環状架橋基は、飽和もしくは不飽和であるものおよび/または一つ以上の置換基を担持するものおよび/または一つ以上の他の環構造に融合されているものであり得る。上記の環状架橋部分が場合によっては融合されている一つ以上のCp群は、飽和もしくは不飽和であるものであり得る。更には、これらの環構造は、例えばナフチル基の場合におけるようにそれ自身融合されているものであり得る。
【0049】
一つの態様においては、メタロセン触媒は、式
X(CpR)(FlR
により表されるCpFluタイプ触媒(例えば、配位子がCpフルオレニル配位子構造を含むメタロセン触媒)を含む。式中、Cpはシクロペンタジエニル基であり、Flはフルオレニル基であり、XはCpとFlの間の構造的な架橋であり、RはCp上の置換基であり、nは1または2であり、Rは架橋に対してオルトである位置におけるCp上の置換基であり、mは1または2であり、各Rは同一であるかもしくは異なり、ならびに1から20個の炭素原子を有するヒドロカルビル基であり、少なくとも1つのRはフルオレニル基上パラ位で置換され、少なくとも1つの他のRはフルオレニル基上相対するパラ位において置換され、ならびにpは2または4である。
【0050】
更なるもう一つの局面においては、メタロセン触媒は、架橋された単一配位子のメタロセン化合物(例えば、モノシクロペンタジエニル触媒成分)を含む。この態様においては、メタロセン触媒は、架橋「ハーフサンドイッチ型」メタロセン触媒である。本発明の更なるもう一つの局面においては、少なくとも1つのメタロセン触媒成分は非架橋「ハーフサンドイッチ型」メタロセンである(参照により本明細書中に組み込まれた、米国特許第6,069,213号、米国特許第5,026,798号、米国特許第5,703,187号、米国特許第5,747,406号、米国特許第5,026,798号、および米国特許第6,069,213号を参照のこと)。
【0051】
本明細書中での説明に一致するメタロセン触媒成分の非限定的な例は、例えば、シクロ
ペンタジエニルジルコニウムA;インデニルジルコニウムA;(1−メチルインデニル)ジルコニウムA;(2−メチルインデニル)ジルコニウムA;(1−プロピルインデニル)ジルコニウムA;(2−プロピルインデニル)ジルコニウムA;(1−ブチルインデニル)ジルコニウムA;(2−ブチルインデニル)ジルコニウムA;メチルシクロペンタジエニルジルコニウムA;テトラヒドロインデニルジルコニウムA;ペンタメチルシクロペンタジエニルジルコニウムA;シクロペンタジエニルジルコニウムA;ペンタメチルシクロペンタジエニルチタニウムA;テトラメチルシクロペンチルチタニウムA;(1,2,4−トリメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムA;ジメチルシリル(1,2,3,4−テトラメチルシクロペンタジエニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムA;ジメチルシリル(1,2,3,4−テトラメチルシクロペンタジエニル)(1,2,3−トリメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムA;ジメチルシリル(1,2,3,4−テトラメチルシクロペンタジエニル)(1,2−ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムA;ジメチルシリル(1,2,3,4−テトラメチルシクロペンタジエニル)(2−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムA;ジメチルシリルシクロペンタジエニルインデニルジルコニウムA;ジメチルシリル(2−メチルインデニル)(フルオレニル)ジルコニウムA;ジフェニルシリル(1,2,3,4−テトラメチルシクロペンタジエニル)(3−プロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムA;ジメチルシリル(1,2,3,4−テトラメチルシクロペンタジエニル)(3−t−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムA;ジメチルゲルミル(1,2−ジメチルシクロペンタジエニル)(3−イソプロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムA;ジメチルシリル(1,2,3,4−テトラメチルシクロペンタジエニル)(3−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムA;ジフェニルメチリデン(シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムA;ジフェニルメチリデンシクロペンタジエニルインデニルジルコニウムA;イソプロピリデンビスシクロペンタジエニルジルコニウムA;イソプロピリデン(シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムA;イソプロピリデン(3−メチルシクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムA;エチレンビス(9−フルオレニル)ジルコニウムA;エチレンビス(1−インデニル)ジルコニウムA;エチレンビス(1−インデニル)ジルコニウムA;エチレンビス(2−メチル−1−インデニル)ジルコニウムA;エチレンビス(2−メチル−4,5,6,7−テトラヒドロ−1−インデニル)ジルコニウムA;エチレンビス(2−プロピル−4,5,6、7−テトラヒドロ−1−インデニル)ジルコニウムA;エチレンビス(2−イソプロピル−4,5,6,7−テトラヒドロ−1−インデニル)ジルコニウムA;エチレンビス(2−ブチル−4,5,6,7−テトラヒドロ−1−インデニル)ジルコニウムA;エチレンビス(2−イソブチル−4,5,6,7−テトラヒドロ−1−インデニル)ジルコニウムA;ジメチルシリル(4,5,6,7−テトラヒドロ−1−インデニル)ジルコニウムA;ジフェニル(4,5,6,7−テトラヒドロ−1−インデニル)ジルコニウムA;エチレンビス(4,5,6,7−テトラヒドロ−1−インデニル)ジルコニウムA;ジメチルシリルビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムA;ジメチルシリルビス(9−フルオレニル)ジルコニウムA;ジメチルシリルビス(1−インデニル)ジルコニウムA;ジメチルシリルビス(2−メチルインデニル)ジルコニウムA;ジメチルシリルビス(2−プロピルインデニル)ジルコニウムA;ジメチルシリルビス(2−ブチルインデニル)ジルコニウムA;ジフェニルシリルビス(2−メチルインデニル)ジルコニウムA;ジフェニルシリルビス(2−プロピルインデニル)ジルコニウムA;ジフェニルシリルビス(2−ブチルインデニル)ジルコニウムA;ジメチルゲルミルビス(2−メチルインデニル)ジルコニウムA;ジメチルシリルビステトラヒドロインデニルジルコニウムA;ジメチルシリルビステトラメチルシクロペンタジエニルジルコニウムA;ジメチルシリル(シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムA;ジフェニルシリル(シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムA;ジフェニルシリルビスインデニルジルコニウムA;シクロトリメチレンシリルテトラメチルシクロペンタジエニルシクロペンタジエニルジルコニウムA;シクロテトラメチレンシリルテトラメチルシクロペンタジエニルシクロペンタジエニルジルコニウムA;シクロトリメチレンシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(2−メチルインデニル)ジルコニウムA;シクロトリメチレンシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(3−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムA;シクロトリメチレンシリルビス(2−メチルインデニル)ジルコニウムA;シクロトリメチレンシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(2,3,5−トリメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムA;シクロトリメチレンシリルビス(テトラメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムA;ジメチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(N−tertブチルアミド)チタニウムA;ビスシクロペンタジエニルクロムA;ビスシクロペンタジエニルジルコニウムA;ビス(n−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムA;ビス(n−ドデシルシクロペンタジエニル)ジルコニウムA;ビスエチルシクロペンタジエニルジルコニウムA;ビスイソブチルシクロペンタジエニルジルコニウムA;ビスイソプロピルシクロペンタジエニルジルコニウムA;ビスメチルシクロペンタジエニルジルコニウムA;ビスノニル(?)(noxty1)シクロペンタジエニルジルコニウムA;ビス(n−ペンチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムA;ビス(n−プロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムA;ビストリメチルシリルシクロペンタジエニルジルコニウムA;ビス(1,3−ビス(トリメチルシリル)シクロペンタジエニル)ジルコニウムA;ビス(1−エチル−2−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムA;ビス(1−エチル−3−メチルシクロペンタジエニルジルコニウムA;ビスペンタメチルシクロペンタジエニルジルコニウムA;ビスペンタメチルシクロペンタジエニルジルコニウムA;ビス(1−プロピル−3−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムA;ビス(1−n−ブチル−3−メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムA;ビス(1−イソブチル−3−メチルシクロペンタジエニルジルコニウムA;ビス(1−プロピル−3−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムA;ビス(1,3−n−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムA;ビス(4,7−ジメチルインデニル)ジルコニウムA;ビスインデニルジルコニウムA;ビス(2−メチルインデニル)ジルコニウムA;シクロペンタジエニルインデニルジルコニウムA;ビス(n−プロピルシクロペンタジエニル)ハフニウムA;ビス(n−ブチルシクロペンタジエニル)ハフニウムA;ビス(n−ペンチルシクロペンタジエニル)ハフニウムA;(n−プロピルシクロペンタジエニル)(n−ブチルシクロペンタジエニル)ハフニウムA;ビス[(2−トリメチルシリルエチル)シクロペンタジエニル]ハフニウムA;ビス(トリメチルシリルシクロペンタジエニル)ハフニウムA;ビス(2−n−プロピルインデニル)ハフニウムA;ビス(2−n−ブチルインデニル)ハフニウムA;ジメチルシリルビス(n−プロピルシクロペンタジエニル)ハフニウムA;ジメチルシリルビス(n−ブチルシクロペンタジエニル)ハフニウムA;ビス(9−n−プロピルフルオレニル)ハフニウムA;ビス(9−n−ブチルフルオレニル)ハフニウムA;(9−n−プロピルフルオレニル)(2−n−プロピルインデニル)ハフニウムA;ビス(1−n−プロピル−2−メチルシクロペンタジエニル)ハフニウムA;(n−プロピルシクロペンタジエニル)(1−n−プロピル−3−n−ブチルシクロペンタジエニル)ハフニウムA;ジメチルシリルテトラメチルシクロペンタジエニルシクロプロピルアミドチタニウムA;ジメチルシリルテトラメチルシクロペンタジエニルシクロブチルアミドチタニウムA;ジメチルシリルテトラメチルシクロペンタジエニルシクロペンチルアミドチタニウムA;ジメチルシリルテトラメチルシクロペンタジエニルシクロヘキシルアミドチタニウムA;ジメチルシリルテトラメチルシクロペンタジエニルシクロヘプチルアミドチタニウムA;ジメチルシリルテトラメチルシクロペンタジエニルシクロオクチルアミドチタニウムA;ジメチルシリルテトラメチルシクロペンタジエニルシクロノニルアミドチタニウムA;ジメチルシリルテトラメチルシクロペンタジエニルシクロデシルアミドチタニウムA;ジメチルシリルテトラメチルシクロペンタジエニルシクロウンデシルアミドチタニウムA;ジメチルシリルテトラメチルシクロペンタジエニルシクロドデシルアミドチタニウムA;ジメチルシリルテトラメチルシクロペンタジエニル(sec−ブチルアミド)チタニウムA;ジメチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(n−オクチルアミド)チタニウムA;ジメチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(n−デシルアミド)チタニウムA;ジメチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(n−オクタデシルアミド)チタニウムA;ジメチルシリルビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムA;ジメチルシリルビス(テトラメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムA;ジメチルシリルビス(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムA;ジメチルシリルビス(ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムA;ジメチルシリル(2,4−ジメチルシクロペンタジエニル)(3’,5’−ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムA;ジメチルシリル(2,3,5−トリメチルシクロペンタジエニル)(2’,4’,
5’−ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムA;ジメチルシリルビス(t−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムA;ジメチルシリルビス(トリメチルシリルシクロペンタジエニル)ジルコニウムA;ジメチルシリルビス(2−トリメチルシリル−4−t−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムA;ジメチルシリルビス(4,5,6,7−テトラヒドロ−インデニル)ジルコニウムA;ジメチルシリルビス(インデニル)ジルコニウムA;ジメチルシリルビス(2−メチルインデニル)ジルコニウムA;ジメチルシリルビス(2,4−ジメチルインデニル)ジルコニウムA;ジメチルシリルビス(2,4,7−トリメチルインデニル)ジルコニウムA;ジメチルシリルビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムA;ジメチルシリルビス(2−エチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムA;ジメチルシリルビス(ベンズ[e]インデニル)ジルコニウムA;ジメチルシリルビス(2−メチルベンズ[e]インデニル)ジルコニウムA;ジメチルシリルビスベンズ[f]インデニル)ジルコニウムA;ジメチルシリルビス(2−メチルベンズ[f]インデニル)ジルコニウムA;ジメチルシリルビス(3−メチルベンズ[f]インデニル)ジルコニウムA;ジメチルシリルビス(シクロペンタ[cd]インデニル)ジルコニウムA;ジメチルシリルビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムA;ジメチルシリルビス(テトラメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムA;ジメチルシリルビス(メチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムA;ジメチルシリルビス(ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムA;イソプロピリデン(シクロペンタジエニル−フルオレニル)ジルコニウムA;イソプロピリデン(シクロペンタジエニル−インデニル)ジルコニウムA;イソプロピリデン(シクロペンタジエニル−2,7−ジ−t−ブチルフルオレニル)ジルコニウムA;イソプロピリデン(シクロペンタジエニル−3−メチルフルオレニル)ジルコニウムA;イソプロピリデン(シクロペンタジエニル−4−メチルフルオレニル)ジルコニウムA;イソプロピリデン(シクロペンタジエニル−オクタヒドロフルオレニル)ジルコニウムA;イソプロピリデン(メチルシクロペンタジエニル−フルオレニル)ジルコニウムA;イソプロピリデン(ジメチルシクロペンタジエニルフルオレニル)ジルコニウムA;イソプロピリデン(テトラメチルシクロペンタジエニル−フルオレニル)ジルコニウムA;ジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル−フルオレニル)ジルコニウムA;ジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル−インデニル)ジルコニウムA;ジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル−2,7−ジ−t−ブチルフルオレニル)ジルコニウムA;ジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル−3−メチルフルオレニル)ジルコニウムA;ジフェニルメチレン(シクロペンタジエニル−4−メチルフルオレニル)ジルコニウムA;ジフェニルメチレン(シクロペンタジエニルオクタヒドロフルオレニル)ジルコニウムA;ジフェニルメチレン(メチルシクロペンタジエニル−フルオレニル)ジルコニウムA;ジフェニルメチレン(ジメチルシクロペンタジエニル−フルオレニル)ジルコニウムA;ジフェニルメチレン(テトラメチルシクロペンタジエニル−フルオレニル)ジルコニウムA;シクロヘキシリデン(シクロペンタジエニル−フルオレニル)ジルコニウムA;シクロヘキシリデン(シクロペンタジエニルインデニル)ジルコニウムA;シクロヘキシリデン(シクロペンタジエニル−2,7−ジ−t−ブチルフルオレニル)ジルコニウムA;シクロヘキシリデン(シクロペンタジエニル−3−メチルフルオレニル)ジルコニウムA;シクロヘキシリデン(シクロペンタジエニル−4−メチルフルオレニル)ジルコニウムA;シクロヘキシリデン(シクロペンタジエニルオクタヒドロフルオレニル)ジルコニウムA;シクロヘキシリデン(メチルシクロペンタジエニルフルオレニル)ジルコニウムA;シクロヘキシリデン(ジメチルシクロペンタジエニル−フルオレニル)ジルコニウムA;シクロヘキシリデン(テトラメチルシクロペンタジエニルフルオレニル)ジルコニウムA;ジメチルシリル(シクロペンタジエニル−フルオレニル)ジルコニウムA;ジメチルシリル(シクロペンタジエニル−インデニル)ジルコニウムA;ジメチルシリル(シクロペンタジエニル−2,7−ジ−t−ブチルフルオレニル)ジルコニウムA;ジメチルシリル(シクロペンタジエニル−3−メチルフルオレニル)ジルコニウムA;ジメチルシリル(シクロペンタジエニル−4−メチルフルオレニル)ジルコニウムA;ジメチルシリル(シクロペンタジエニル−オクタヒドロフルオレニル)ジルコニウムA;ジメチルシリル(メチルシクロペンタジエニル−フルオレニル)ジルコニウムA;ジメチルシリル(ジメチルシクロペンタジエニルフルオレニル)ジルコニウムA;ジメチルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニルフルオレニル)ジルコニウムA;イソプロピリデン(シクロペンタジエニル−フルオレニル)ジルコニウムA;イソプロピリデン(シクロペンタジエニル−インデニル)ジルコニウムA;イソプロピリデン(シクロペンタジエニル−2,7−ジ−t−ブチルフルオレニル)ジルコニウムA;シクロヘキシリデン(シクロペンタジエニルフルオレニル)ジルコニウムA;シクロヘキシリデン(シクロペンタジエニル−2,7−ジ−t−ブチルフルオレニル)ジルコニウムA;ジメチルシリル(シクロペンタジエニルフルオレニル)ジルコニウムA;メチルフェニルシリルテトラメチルシクロペンタジエニルシクロプロピルアミドチタニウムA;メチルフェニルシリルテトラメチルシクロペンタジエニルシクロブチルアミドチタニウムA;メチルフェニルシリルテトラメチルシクロペンタジエニルシクロペンチルアミドチタニウムA;メチルフェニルシリルテトラメチルシクロペンタジエニルシクロヘキシルアミドチタニウムA;メチルフェニルシリルテトラメチルシクロペンタジエニルシクロヘプチルアミドチタニウムA;メチルフェニルシリルテトラメチルシクロペンタジエニルシクロオクチルアミドチタニウムA;メチルフェニルシリルテトラメチルシクロペンタジエニルシクロノニルアミドチタニウムA;メチルフェニルシリルテトラメチルシクロペンタジエニルシクロデシルアミドチタニウムA;メチルフェニルシリルテトラメチルシクロペンタジエニルシクロウンデシルアミドチタニウムA;メチルフェニルシリルテトラメチルシクロペンタジエニルシクロドデシルアミドチタニウムA;メチルフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(sec−ブチルアミド)チタニウムA;メチルフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(n−オクチルアミド)チタニウムA;メチルフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(n−デシルアミド)チタニウムA;メチルフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(n−オクタデシルアミド)チタニウムA;ジフェニルシリルテトラメチルシクロペンタジエニルシクロプロピルアミドチタニウムA;ジフェニルシリルテトラメチルシクロペンタジエニルシクロブチルアミドチタニウムA;ジフェニルシリルテトラメチルシクロペンタジエニルシクロペンチルアミドチタニウムA;ジフェニルシリルテトラメチルシクロペンタジエニルシクロヘキシルアミドチタニウムA;ジフェニルシリルテトラメチルシクロペンタジエニルシクロヘプチルアミドチタニウムA;ジフェニルシリルテトラメチルシクロペンタジエニルシクロオクチルアミドチタニウムA;ジフェニルシリルテトラメチルシクロペンタジエニルシクロノニルアミドチタニウムA;ジフェニルシリルテトラメチルシクロペンタジエニルシクロデシルアミドチタニウムA;ジフェニルシリルテトラメチルシクロペンタジエニルシクロウンデシルアミドチタニウムA;ジフェニルシリルテトラメチルシクロペンタジエニルシクロドデシルアミドチタニウムA;ジフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(sec−ブチルアミド)チタニウムA;ジフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(n−オクチルアミド)チタニウムA;ジフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(n−デシルアミド)チタニウムA;およびジフェニルシリル(テトラメチルシクロペンタジエニル)(n−オクタデシルアミド)チタニウムAを含む。
【0052】
一つ以上の態様において、遷移金属化合物は、シクロペンタジエニル、インデニル、フルオレニル、テトラヒドロインデニル、CpFlu、アルキル、アリール、アミドまたはこれらの組み合わせ物を含む。一つ以上の態様において、遷移金属化合物は、遷移金属のジクロリド、ジメチルまたはヒドリドを含む。一つ以上の態様において、遷移金属化合物は、例えばC、CもしくはC対称を含み得る。一つの特定の態様においては、遷移金属化合物は、rac−ジメチルシラニルビス(2−メチル−4−フェニル−1−インデニル)ジルコニウムジクロリドを含む。
【0053】
一つ以上の態様は、フッ素化担体を複数の触媒化合物(例えば、二金属型触媒)と接触させることを更に含み得る。本明細書中で使用される時、用語「二金属型触媒」は、各々が異なる金属の群を有する少なくとも2つの異なる触媒化合物を含む、いかなる組成物、混合物または系も意味する。各触媒化合物は、二金属型触媒が担持された二金属型触媒であるように単一の担体粒子上に存在し得る。しかしながら、用語二金属型触媒は、触媒の一方が担体粒子の一方の捕集物上に存在し、他方の触媒が担体粒子の他方の捕集物上に存在する系または混合物も広く含む。これらの触媒成分の少なくとも1つが本明細書中で述べるような遷移金属化合物を含む限り、複数の触媒成分は、当業者に既知のいかなる触媒成分も含み得る。
【0054】
後出の実施例で示すように、予期に反して本明細書中で述べる方法によりフッ素化担体を遷移金属配位子と接触させることによって、アルキル化法(例えば、触媒成分とMAOなどの有機金属化合物との接触)を行わずに活性である担持触媒組成物が得られる。更には、本発明の態様は、MAOベースの触媒系を用いる方法を超えて活性の増大を呈する方法を提供する。
【0055】
アルモキサンは高コストの化合物であるので、MAOなどの物質が存在しないことによって、一般に、低いポリマー製造コストが得られる。更に、アルモキサンは、一般に、低温貯蔵で貯蔵される不安定な化合物である。しかしながら、予期に反して、本発明の態様によって、室温でしかるべき時間(例えば、2ヶ月まで)貯蔵され、次に重合反応で直接に使用され得る触媒組成物が得られる。このような貯蔵能力は、大きなバッチの担体材料を作製し、種々の遷移金属化合物と接触させ得るので、改善された触媒可変性を更に生み出す(小量で形成され、形成されるポリマーに基づいて最適化され得る)。
【0056】
加えて、アルモキサン活性化剤を含まない重合によって、アルモキサンをベースとする系と比較して最少の溶出/汚染を得るということが企図される。しかしながら、本発明の態様は、一般に、アルモキサンが無害に組み込まれ得る方法を提供する。
【0057】
場合によっては、フッ素化担体および/または遷移金属化合物は、相互の接触の前に第2のアルミニウム含有化合物と接触され得る。一つの態様においては、フッ素化担体は、遷移金属化合物との接触の前に第2のアルミニウム含有化合物と接触される。別法としては、フッ素化担体は、第2のアルミニウム含有化合物の存在において遷移金属化合物と接触され得る。
【0058】
例えば、この接触は、例えば約0℃から約150℃の、もしくは約20℃から約100℃の反応温度で約10分間から約5時間の、もしくは約30分間から約120分間の時間フッ素化担体を第2のアルミニウム含有化合物と接触させることにより行われ得る。
【0059】
第2のアルミニウム含有化合物は有機アルミニウム化合物を含み得る。有機アルミニウム化合物は、例えばTEAl、TIBAl、MAOまたはMMAOを含み得る。一つの態様においては、有機アルミニウム化合物は、式AlRにより表され得、式中、各Rはアルキル、アリールまたはこれらの組み合わせ物から独立に選択される。
【0060】
一つの態様においては、シリカ:第2のアルミニウム含有化合物(SiO:Al(2))の重量比は、一般に、例えば約0.01:1から約10:1もしくは約0.05:1から約8:1である。
【0061】
フッ素化担体を第2のアルミニウム含有化合物と接触させることによって、増加した活性を有する触媒が得られることが観察されたが、第2のアルミニウム含有化合物を遷移金属化合物と接触させ得るということが企図される。第2のアルミニウム含有化合物が遷移金属化合物と接触する場合、第2のアルミニウム含有化合物:遷移金属(Al(2):M)の重量比は、例えば約0.1:1から約5000:1もしくは約1:1から約1000:1である。
【0062】
場合によっては、フッ素化担体は、重合の前もしくは間に一つ以上の掃去化合物と接触され得る。用語「掃去化合物」は、以降の重合反応環境から不純物(例えば、極性不純物)の除去に有効な化合物を含むと意味される。不純物は、重合反応成分のいずれかと共に、特に溶媒、モノマー、および触媒フィードと共に気付かずに導入され、触媒活性と安定性に悪影響を及ぼす。このような不純物は、例えば触媒活性を減少させるか、もしくは更には失わせる結果を生じ得る。極性不純物もしくは触媒毒は、例えば水、酸素、および金属不純物を含み得る。
【0063】
掃去化合物は、過剰の上述の第1もしくは第2のアルミニウム化合物を含むか、もしくは13族の有機金属化合物などの更なる既知の有機金属化合物であり得る。例えば、掃去化合物は、トリエチルアルミニウム(TMA)、トリイソブチルアルミニウム(TIBAl)、メチルアルモキサン(MAO)、イソブチルアルミノキサン、およびトリ−n−オクチルアルミニウムを含み得る。一つの特定の態様においては、掃去化合物はTIBAlである。
【0064】
一つの態様においては、掃去化合物の量は、重合時に活性の増進に有効な量まで最少とされ、フィードおよび重合媒体が不純物を含まない場合には全く回避される。もう一つの態様、例えば第2のアルミニウム化合物を用いる態様においては、この方法は、いかなる掃去化合物も含まない。
【0065】
重合方法
本明細書中で示すように、触媒系はポリオレフィン組成物の形成に使用される。上述のようにならびに/もしくは/当業者に既知のように触媒系を作製したならば、この組成物を用いて種々の方法が行われ得る。装置、方法条件、反応物質、添加物、および重合方法で使用される他の材料は、所望の組成物および形成されるポリマーの性質に依って所定の方法で変わる。このような方法は、例えば溶液相、気相、スラリー相、バルク相、高圧の方法またはこれらの組み合わせ物を含み得る。(参照により本明細書中に組み込まれている、米国特許第5,525,678号、米国特許第6,420,580号、米国特許第6,380,328号、米国特許第6,359,072号、米国特許第6,346,586号、米国特許第6,340,730号、米国特許第6,339,134号、米国特許第6,300,436号、米国特許第6,274,684号、米国特許第6,271,323号、米国特許第6,248,845号、米国特許第6,245,868号、米国特許第6,245,705号、米国特許第6,242,545号、米国特許第6,211,105号、米国特許第6,207,606号、米国特許第6,180,735号、および米国特許第6,147,173号を参照のこと)
【0066】
しかるべき態様においては、上述の方法は、一般に、オレフィンモノマーを重合させて、ポリマーを形成させることを含む。このオレフィンモノマーは、例えばCからC30オレフィンモノマーまたはCからC12オレフィンモノマー(例えば、エチレン、プロピレン、ブテン、ペンテン、メチルペンテン、ヘキセン、オクテン、およびデセン)を含み得る。他のモノマーは、例えばエチレン型不飽和モノマー、CからC18ジオレフィン、共役もしくは非共役ジエン、ポリエン、ビニルモノマー、および環状オレフィンを含む。他のモノマーの非限定的な例は、例えばノルボルネン、ノルボナジエン、イソブチレン、イソプレン、ビニルベンゾシクロブタン、スチレン、アルキル置換スチレン、エチリデンノルボルネン、ジシクロペンタジエン、およびシクロペンテンを含み得る。形成されるポリマーは、例えばホモポリマー、コポリマーまたはターポリマーを含み得る。
【0067】
溶液法の例は、参照により本明細書中に組み込まれている、米国特許第4,271,060号、米国特許第5,001,205号、米国特許第5,236,998号、および米国特許第5,589,555号で述べられている。
【0068】
気相重合法の一つの例は、循環ガス流れ(再循環流れまたは流動媒体として別途知られている)が重合熱により反応器中で加熱される、連続サイクル系を含む。熱は、循環の別な部分で反応器の外部の冷却系により循環ガス流れから除去される。一つ以上のモノマーを含む循環ガス流れは、反応性条件下で触媒の存在において流動床中で連続的に循環され得る。循環ガス流れは、一般に、流動床から引き抜かれ、反応器の中に戻され再循環される。同時に、ポリマー生成物が反応器から引き抜かれ、新鮮なモノマーが添加されて、重合済のモノマーを置き換え得る。気相法における反応器圧力は、例えば約100psigから約500psigまで、もしくは約200psigから約400psigまで、もしくは約250psigから約350psigまで変動し得る。気相法における反応器温度は、例えば約30℃から約120℃まで、もしくは約60℃から約115℃まで、もしくは約70℃から約110℃まで、もしくは約70℃から約95℃まで変動し得る。(例えば、参照により本明細書中に組み込まれている、米国特許第4,543,399号、米国特許第4,588,790号、米国特許第5,028,670号、米国特許第5,317,036号、米国特許第5,352,749号、米国特許第5,405,922号、米国特許第5,436,304号、米国特許第5,456,471号、米国特許第5,462,999号、米国特許第5,616,661号、米国特許第5,627,242号、米国特許第5,665,818号、米国特許第5,677,375号、および米国特許第5,668,228号を参照のこと)。一つの態様においては、重合方法は気相法であり、担持触媒組成物の形成に使用される遷移金属化合物はCpFluである。
【0069】
スラリー相の方法は、一般に、液体重合媒体中で固体、粒子状ポリマーの懸濁物を形成し、これに触媒と共にモノマー、場合によっては水素を添加することを含む。懸濁物(希釈剤を含み得る)は、反応器から間歇的もしくは連続的に取り出され得、ここで、揮発性成分をポリマーから分離し、場合によっては蒸留後に反応器に再循環することができる。重合媒体中で使用される液化希釈剤は、例えばCからCアルカン(例えば、ヘキサンまたはイソブタン)を含み得る。使用される媒体は、一般に、重合条件下で液体であり、比較的不活性である。バルク相の方法はスラリー法のそれに類似している。しかしながら、方法は、例えばバルク方法、スラリー法またはバルクスラリー法であり得る。
【0070】
特定の態様においては、スラリー法またはバルク法は、一つ以上のループ反応器中で連続的に行われ得る。触媒は、例えば希釈剤中の成長ポリマー粒子の循環スラリーにより充填可能である反応器ループにスラリーまたは乾燥した自由流動性粉末として規則的に注入され得る。場合によっては、水素は、例えば生成ポリマーの分子量制御のためにこの工程
に添加され得る。ループ反応器は、例えば約27バールから約45バールの圧力および約38℃から約121℃の温度で維持される。反応熱は、二重ジャケット付きパイプなどの当業者に既知のいかなる方法によってもループ壁を通して除去され得る。
【0071】
別法としては、例えば直列、平行もしくはこれらの組み合わせの攪拌反応器などの他のタイプの重合方法が使用され得る。反応器から取り出した時、ポリマーは、例えば添加物の添加および/または押し出しなどの更なる処理のためにポリマー回収系に通され得る。
【0072】
一つの態様においては、この重合方法は、オレフィンモノマーとの接触の前に担持触媒組成物をバルクオレフィンモノマーと気相中で接触させることを含む。
【0073】
ポリマー製品
本明細書中で述べられている方法により形成されるポリマー(およびこれらのブレンド)は、限定ではないが、例えば線状低密度ポリエチレン、エラストマー、プラストマー、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、ポリプロピレン(例えば、シンジオタクチック、アタクチック、およびアイソタクチック)、ポリプロピレンコポリマー、ランダムエチレン−プロピレンコポリマー、および耐衝撃性コポリマーを含み得る。
【0074】
一つの態様においては、このポリマーはコポリマーを含む。このコポリマーは、一般に、第1のポリマーおよび第2のポリマーを含む。一つ以上の態様において、このコポリマーは第3のポリマーを含む。
【0075】
例えば、第1のポリマーはプロピレンを含み得るが、第2のポリマーは式CH=CHR(式中、Rは水素、CからC20アルキル、CからC30アリール、およびこれらの組み合わせ物から選択される)により表され得る。一つの特定の態様においては、第2のポリマーはポリエチレンである。第3のポリマーは、例えばCからC30スチレン系オレフィンなどのCからC30アルキルを含み得る。
【0076】
一つの態様においては、このコポリマーは、例えば約0.5重量%から約70重量%の、もしくは約0.5重量%から約50重量%の、もしくは約0.5重量%から約10重量%の、もしくは約2重量%から約7重量%のポリエチレンを含む。
【0077】
一つの態様においては、このポリマーは二モード分子量分布を含む。二モード分子量分布ポリマーは、複数の遷移金属化合物を含む担持触媒組成物により形成され得る。
【0078】
一つ以上の態様において、このコポリマーは、例えば約1g/10分から約1000g/10分の、もしくは約5g/10分から約500g/10分の、もしくは約10g/10分から約250g/10分の、もしくは約4g/10分から約150g/10分のメルトフローインデックス(MFI)を有する。特に、このコポリマーは、コポリマーのポリエチレン含量の増加と共に増加するMFIを有する。
【0079】
一つ以上の態様において、このコポリマーは、例えば約90℃から約160℃の、もしくは約110℃から約155℃の、もしくは約130℃から約150℃の融点を有する。更には、一つ以上の態様において、この明細書で述べられるコポリマーは、溶融温度ピークを呈しないということが観察された。
【0080】
製品用途
このポリマーとこれらのブレンドは、成形操作(例えば、フィルム、シート、パイプおよびファイバーの押し出しおよび共押し出し、ならびにブロー成形、射出成形および回転
成形)などの当業者に既知の用途で有用である。フィルムは、食品接触および非食品接触用途において例えば、収縮フィルム、粘着フィルム、ストレッチフィルム、シールフィルム、配向フィルム、スナック包装、強力袋、食料雑貨袋、焼成食品および冷凍食品包装、医療用包装、工業用ライナーおよび膜として有用である、共押し出しまたは積層により形成されるブローフィルムまたはキャストフィルムを含む。ファイバーは、例えばフィルター、おむつ布、医療用衣服、およびジオテキスタイルの製造に織形または不織形で使用するための溶融紡糸、溶液紡糸および溶融ブローファイバー操作を含む。押し出し物品は、例えば医療用配管、電線・ケーブル被覆、ジオメンブラン、および遮水シートを含む。成形物品は、例えばびん、タンク、大型中空物品、硬質食品容器、および玩具の形の単層および多層構造物を含む。
【0081】
前出は本発明の態様に関するものであるが、本発明の他の態様および更なる態様が本発明の基本的な範囲から逸脱することなく考案され得、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲により決められる。
【実施例】
【0082】
以下の実施例において、コポリマーの試料を作製した。
【0083】
実施例で使用される時、メタロセンタイプ「M1」は、rac−ジメチルシラニルビス(2−メチル−4−フェニル−1−インデニル)ジルコニウムジクロリドを指す。
【0084】
実施例で使用される時、メタロセンタイプ「M2」は、rac−ジメチルシラニルビス(2−メチル−4,5−ベンゾ−1−インデニル)ジルコニウムジクロリドを指す。
【0085】
実施例で使用される時、メタロセンタイプ「M3」は、ジフェニルメチリデン(シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリドを指す。
【0086】
実施例で使用される時、シリカアルミナは、260m/gの表面積、1.30mL/gの細孔容積、4.8重量%のアルミニウム含量、20.5μmの平均粒子サイズ、および6.5のpHを有する、Fuji Silysia Chemical LTDから入手されるシリカアルミナ(シリカ−アルミナ205 20μm)を指す。
【0087】
実施例で使用される時、担体タイプBは、メチルアルモキサン(0.7g/1gシリカ)で処理された、281m/gの表面積、1.41mL/gの細孔容積、20.5μmの平均粒子サイズ、および6.3のpHを有する、Fuji Silysia Chemical LTDから入手されるシリカ(グレード:Cariact P−10,20μm)を指す。
【0088】
実施例で使用される時、シリカアルミナを6重量%の(NHSiFを乾燥混合し、次にガラスフリット円板を有する石英管の中に混合物を移すことにより、担体タイプAlを作製した。次に、石英管を管状炉の中に挿入し、管の頂部開口上に反転したガラスフリット漏斗を備えた。次に、混合物を窒素(0.4SLPM)により流動化した。流動化時管を室温から450℃の平均反応温度まで6時間にわたって加熱した。
【0089】
実施例で使用される時、シリカアルミナを6重量%のNHF.HFと水中で混合し、ロータリーエバポレーター中で乾燥し、次に混合物をマッフル炉の中に移すことにより、担体タイプA2を作製した。次に、マッフル炉を室温から400℃の平均反応温度まで3時間にわたって加熱した。
【0090】
実施例で使用される時、シリカアルミナを8重量%のNHF.HFと混合し、ロータリーエバポレーター中で乾燥し、次に混合物をマッフル炉の中に移すことにより、担体タ
イプA3を作製した。次に、マッフル炉を室温から400℃の平均反応温度まで3時間にわたって加熱した。
【0091】
担体材料(Al、A2、A3またはB)を5から10mgの一つ以上のメタロセン化合物(Ml、M2および/またはM3)および2から4gのトリイソブチルアルミニウム(ヘキサン中25%溶液)と室温で30分間混合することにより、担持触媒系の作製を行った。次に、この作製は、4gの鉱物油を混合物に添加して、触媒スラリーを形成することを含むものであった。
【0092】
エチレン/プロピレン重合
次に、各触媒スラリーをエチレンおよび/またはプロピレンモノマーと接触させて、ポリマーを形成した。各重合の重合条件および結果を次の表1および2に示す。
【0093】
【表1】

【0094】
【表2】

【0095】
予期に反して、Fl−Al−Si担持触媒系の活性は、エチレン含量の増加と共に増加する(MAOベースの系による本質的に不変の活性と対照的に)ということが観察された。加えて、Fl−Al−Si担持触媒系についてポリマーメルトフローの減少を観察した。更には、Fl−Al−Si担持触媒系についてMAOベースの系を超えてポリマーエチレンの組み込みの若干の増加を観察した。
【0096】
プロピレン/1−ヘキセン重合
次に、各触媒スラリーをプロピレンおよび/または1−ヘキセンモノマーと接触させて、ポリマーを形成した。各重合の重合条件および結果を次の表3および4に示す。
【0097】
【表3】

【0098】
【表4】

【0099】
1−ヘキセン含量の増加と共にFl−Al−Si担持触媒系の活性の減少を観察した。加えて、1−ヘキセン含量の増加と共にポリマーメルトフローの増加を観察した。
【0100】
プロピレン/エチレン/1−ヘキセン重合
次に、各触媒スラリーをプロピレン、エチレンおよび/または1−ヘキセンモノマーと接触させて、ポリマーを形成した。各重合の重合条件および結果を次の表5および6に示す。
【0101】
【表5】

【0102】
【表6】

【0103】
1−ヘキセン含量および/またはエチレン含量の増加と共に1−ヘキセン含量の増加と共にポリマーメルトフローの減少を観察した。
【0104】
プロピレン/エチレン/スチレン重合
次に、各触媒スラリーをプロピレン、エチレンおよび/またはスチレンモノマーと接触させて、ポリマーを形成した。各重合の重合条件および結果を次の表7および8に示す。
【0105】
【表7】

【0106】
【表8】


【特許請求の範囲】
【請求項1】

[L]M[A]
(式中、Lはビス−インデニルを含むかさ高な配位子であり、Aは脱離基であり、Mは遷移金属であり、ならびにmおよびnは、合計の配位子原子価が遷移金属原子価に相当するようなものである)
により表される遷移金属化合物を準備すること;
Si−O−Al−F、F−Si−O−Al、F−Si−O−Al−F、およびこれらの組み合わせ物から選択される結合順序を含む担体材料を準備すること;
遷移金属化合物を担体材料と接触させて、活性な担持触媒系を形成すること(ここで、担体材料との遷移金属化合物の接触はモノマーとの接触と近接して行われる);および
活性な担持触媒系を複数のモノマーと接触させて、コポリマーを形成すること
を含んでなる、コポリマーを形成する方法。
【請求項2】
遷移金属化合物が式XCpCpMA(式中、Xは構造的な架橋であり、CpとCpは各々シクロペンタジエニル基を表し、各々が同一であるかもしくは異なり、少なくとも1つがビス−インデニルを含み、置換されているかもしくは非置換であり得、Mは遷移金属であり、Aはアルキル、ヒドロカルビルもしくはハロゲン基であり、nは0と4の間の整数である)により表される、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
複数のモノマーを第2の遷移金属化合物と接触させることを更に含んでなる、請求項1に記載の方法。
【請求項4】
第2の遷移金属化合物がジメチルシリルビス(2−メチル−4−フェニル−インデニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリルビス(2−メチル−インデニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシリルビス(2−メチル−4,5−ベンゾ−インデニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(フルオレニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルメチレン(2,7−ジ−tert−ブチル−フルオレニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(3,6−ジ−tert−ブチル−フルオレニル)(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、およびこれらの組み合わせ物から選択される、請求項3に記載の方法。
【請求項5】
第2の遷移金属化合物が遷移金属化合物のそれと異なる対称を含んでなる、請求項3に記載の方法。
【請求項6】
複数のモノマーがプロピレンと式CH=CHR(式中、Rは水素、CからC20アルキル、CからC30アリール、およびこれらの組み合わせ物から選択される)により表される少なくとも1つのモノマーを含んでなる、請求項1に記載の方法。
【請求項7】
少なくとも1つのモノマーがエチレンを含んでなる、請求項6に記載の方法。
【請求項8】
少なくとも1つのモノマーがエチレンと式CH=CHR(式中、RはCからC20アルキルから選択される)により表されるアルファオレフィンを含んでなる、請求項6に記載の方法。
【請求項9】
複数のモノマーがプロピレンを含んでなる第1のオレフィンモノマー、式CH=CHR(式中、Rは水素、CからC20アルキル、CからC30アリール、およびこれらの組み合わせ物から選択される)により表される第2のオレフィンモノマー、および式CH=CHR(式中、RはCからC20アルキルである)により表される第3のオレフ
ィンモノマーを含んでなる、請求項1に記載の方法。
【請求項10】
第2のオレフィンモノマーがエチレンを含んでなり、第3のオレフィンモノマーがCからC30スチレン系オレフィンを含んでなる、請求項9に記載の方法。
【請求項11】
コポリマーが約0.5重量%から約70重量%のポリエチレンを含んでなる、請求項6に記載の方法。
【請求項12】
複数のモノマーが約0.5重量%から約10重量%のエチレンを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項13】
コポリマーがその中のポリエチレンの量の増加と共に増加するメルトフローインデックスを含んでなる、請求項1に記載の方法。
【請求項14】
活性な担持触媒系がエチレンモノマーの量の増加と共に活性の増加を経験する、請求項1に記載の方法。
【請求項15】
活性な担持触媒系が始めにバルクプロピレンと接触し、次に気相エチレンと接触する、請求項6に記載の方法。
【請求項16】
請求項1に記載の方法から形成されるオレフィンコポリマー。
【請求項17】
ランダムコポリマー、耐衝撃コポリマー、ブロックコポリマー、エラストマー、ゴム、およびこれらの組み合わせ物から選択される、請求項16に記載のコポリマー。
【請求項18】
約0.5重量%から約60重量%のポリエチレンと、約1g/10分から約1000g/10分のメルトフローインデックスを含んでなる、請求項16に記載のコポリマー。
【請求項19】
約90℃から約160℃の溶融温度を含んでなる、請求項16に記載のコポリマー。
【請求項20】
コポリマーが溶融温度のピークを呈さない、請求項16に記載のコポリマー。
【請求項21】
遷移金属化合物の担体材料との接触が遷移金属化合物を系内活性化/ヘテロ化させることを含んでなる、請求項1に記載の方法。
【請求項22】
遷移金属化合物の担体材料との接触がトリイソブチルアルミニウムの存在において行われる、請求項1に記載の方法。

【公表番号】特表2009−535454(P2009−535454A)
【公表日】平成21年10月1日(2009.10.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−507830(P2009−507830)
【出願日】平成19年4月27日(2007.4.27)
【国際出願番号】PCT/US2007/010316
【国際公開番号】WO2007/127414
【国際公開日】平成19年11月8日(2007.11.8)
【出願人】(391024559)フイナ・テクノロジー・インコーポレーテツド (98)
【氏名又は名称原語表記】FINA TECHNOLOGY, INCORPORATED
【Fターム(参考)】