説明

混合マグネシウムジアルコキシド粒状物、その合成方法およびその利用方法

【課題】プロピレンなどオレフィン用の重合触媒成分として用いられるマグネシウムジエトキシド中に、炭素数3〜4の脂肪族分岐アルコール由来のアルコキシドを少量の特定量導入することで破壊強度の大きいマグネシウムジアルコキシド粒状物およびその合成法を提供する。
【解決手段】
平均粒径50μm〜500μmの粒状金属マグネシウムと、エチルアルコールおよび炭素数3〜4の脂肪族分岐アルコールとの混合アルコールで、前記分岐アルコールの含有量が0.25〜2.5モル%の混合アルコールとを直接固液反応させて、炭素数3〜4の脂肪族分岐アルコール由来のアルコキシド含有量が全体の2.5モル%未満であり、D50で示す平均粒径が20〜100μm、嵩密度が0.2〜0.50g/ml以上の混合マグネシウムジアルコキシド粒状物であり、その合成法である。この発明の混合マグネシウムジアルコキシドは破壊強度が2.5〜6.0MPaと大きく、分散度も優れており、重合触媒を調製した時の触媒取得収率が高い。

【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などに用いられるマグネシウムジアルコキシド粒状物の合成方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
マグネシウムジエトキシドはプロピレンなどのオレフィン類の重合用固体触媒成分として使用されている。重合によって得られるポリプロピレンの形状は重合触媒の形状と相似形となるので、一般に使用されているマグネシウムジエトキシドは球状あるいは楕円状が好ましいとされている。また、嵩密度(BD)は重合触媒の強度などとの兼ね合いで実用段階にあるものは0.2〜0.35g/mlであり、D50で示される平均粒径が数十μm、通常60μm以下のものが用いられている。
【0003】
金属マグネシウムとエチルアルコールの直接反応によって球状あるいは楕円形状のマグネシウムジエトキシドを合成する方法は特許文献1などによって古くから知られているが、この方法は、嵩密度の大きい生成物を合成することが難しく、全般的に強度に不足があり、オレフィン類の重合用固体触媒成分として用いた場合に、その調製過程で粉砕・微粉化が起こり、結果として触媒収率が悪くなるし、触媒も高価となってしまうので、重合活性が優れているにもかかわらず、オレフィン類の重合用固体触媒成分としては価格の低い塩化マグネシウムなどが広く使用されている。また、得られた触媒自体の強度も不足がちとなり、特に流動床で使用する場合には問題が生じやすい。
【0004】
近年になって、マグネシウムジエトキシド粒状物の平滑度を向上させるためにエトキシドの一部をエチルアルコール以外のアルコールから誘導されるアルコキシドに置き換えたマグネシウム化合物について提案がなされている(特許文献2)。これに示されたエチルアルコール以外のアルコールは炭素数3〜10のアルコールとされており、数多くのアルコール名について記載されているが、具体例として実施例で用いられているものは、n−ブタノール、n−プロパノール、n−ヘキサノール、n−オクタノール、n−デカノールなどすべてノルマルアルコールであり、特にn−ブタノールが好ましいものと認識されている。ここに提案されたマグネシウム化合物の粒状物がどの様な強度を有するかについて記述がないが、本願発明者等の知見ではn−プロパノール、n−ブタノールを用いた場合には得られるマグネシウムアルコキシド粒状物の破壊強度を向上させる効果は全く認められない。
【0005】
本発明者等はマグネシウムジエトキシド粒状物の破壊強度の向上を目的とする検討において、マグネシウムジエトキシドの嵩密度に注目し、これを大きく、即ち粒子内部を緻密な状態にすることによって嵩密度を0.4g/ml以上とすると粒子強度が大きくなることを見出し、先にそれについての提案をした(特許文献3)。マグネシウムジエトキシド粒状物に関してはその活性、球形度などの向上に関して永年研究がなされ、優れたものが得られているが、特許文献3で提案された混合マグネシウムジアルコキシド粒状物はオレフィン重合触媒原料として触媒活性及び強度に関して優れたものであるが、マグネシウムジエトキシド粒状物に比較すると球形度の点でやや劣り、歪んだ形状のものが含まれることがあり、粒子強度を大きく保ったままでこの歪み粒状物の生成を防ぐ事が、製造条件の変動ではなかなか解決できないことが判明した。この形状の歪みはポリオレフィンの最終形状に直接影響を与えるため、得られるポリオレフィンの性能低下や取扱い困難な状態につながり好ましくない。従って粒状物形状の破壊強度の向上を達成しつつ、平行して歪みを解消するという別個の目的を同時に達成するために更なる改良が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特公平7−20898号公報
【特許文献2】再公表特許(A1) WO2005/102973号公報
【特許文献3】特願2010−39520号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、上記の問題点を解決するために、嵩密度がマグネシウムジエトキシドと同等程度もしくはそれ以上としながら、破壊強度の高い新規なマグネシウムジアルコキシド及びその合成法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者等はマグネシウムジアルコキシド粒状物の形状の均一性と破壊強度向上の同時達成について検討の結果、添加するアルコールの種類とその添加量が極めて重要なファクターであることを見出し、本願発明に到った。即ち本発明は、エチルアルコール及び炭素数3〜4の脂肪族分岐アルコールから誘導されるアルコキシドのみを含むマグネシウムジアルコキシドであって、炭素数3〜4の脂肪族分岐アルコールから誘導されるアルコキシド量が、検出可能な量以上に含有しているが全アルコキシド中の含有量は2.5モル%未満であり、残りのアルコキシドはエトキシドであり、D50で示す平均粒径が10〜70μm、好ましくは25〜50μm、嵩密度が0.25〜0.50g/ml、好ましくは0.30〜0.50g/ml、粒子強度が後述する測定法で2.5〜6.0MPa、好ましくは3.0〜5.5MPaを有する混合マグネシウムジアルコキシド粒状物およびその合成方法である。
【0009】
本発明の粒状物の合成方法は、好ましくは平均粒径100μm〜250μmの粒状金属マグネシウムと、炭素数3〜4の脂肪族分岐アルコールを0.25〜2.5モル%、好ましくは0.3〜2.5モル%含むエチルアルコールとの混合アルコールとを攪拌下に直接固液反応させ、炭素数3〜4の脂肪族分岐アルコールから誘導されるアルコキシド量が、検出可能な量以上に含有しているが全アルコキシド中の含有量は2.5モル%未満であり、残りのアルコキシドはエトキシドであり、D50で示す平均粒径が10〜70μm、嵩密度が0.25〜0.50g/ml、粒子強度が後述する測定法で2.5〜6.0MPaを有する混合マグネシウムジアルコキシド粒状物とするものである。
【0010】
合成された混合マグネシウムジアルコキシド粒状物中の炭素数3〜4の脂肪族分岐アルコールから誘導されるアルコキシド量の含有量は、合成した粒状物を十分乾燥のうえ所定量を秤量し、一定量のイオン交換水を加えて十分攪拌後に濃硫酸を加えて1時間攪拌して加水分解させ、得られる反応液をGC分析することにより検出・定量することができる。
【0011】
使用する混合アルコール中の炭素数3〜4の脂肪族分岐アルコールの量は0.25モル%以上であれば得られるマグネシウムジアルコキシド中には使用した前記分岐アルコールに由来するアルコキシドが検出可能な十分の量で含有させることが可能であり、このように少量の分岐アルコール由来のアルコキシドを含むことで得られる粒状物の破壊強度が向上する効果のあることは意外な発見であった。使用する前記分岐アルコールの使用割合が0.25モル%未満であると当該分岐アルコール由来のアルコキシドの生成物への導入割合が少な過ぎて破壊強度(粒子強度)の向上効果が殆ど見られない。
【0012】
使用する混合アルコール中の炭素数3〜4の脂肪族分岐アルコールの量を2.5モル%以上にすると得られるマグネシウムジアルコキシド粒状物の強度は向上するが歪のあるものが多く生成される様になり、好ましくない。また、生成粒状物の分散度を揃えることも容易になる。
粒状金属マグネシウムと混合アルコールの反応系への最終添加割合を重量比で金属マグネシウム/混合アルコール=1/3〜30とし、アルコールの還流下で固液反応させて、アルコキシド全体中の分岐アルコールに由来するアルコキシドの含有量が2.5モル%未満の混合マグネシウムジアルコキシドが合成できる。
【0013】
本発明で使用する炭素数3〜4の脂肪族分岐アルコールは、イソプロピルアルコール(IPA)、2−ブタノール(sec−BuOH)、イソブチルアルコール(iso−BuOH)、2−メチル−2−プロパノール(t−BuOH)から選ばれるアルコールであって、中でもIPAが最も好ましい。エチルアルコールと前記分岐アルコールとの混合割合は生成するマグネシウムジアルコキシド中のエトキシドとその他のアルコキシドの含有割合にほぼ比例してくるので、所望する分岐アルコール由来のアルコキシド含有割合に応じて使用割合を決めることができる。一般には金属マグネシウムに対する炭素数3〜4の脂肪族分岐アルコールの反応性はエチルアルコールのそれよりやや低ため、その使用割合が2.5モル%以下であれば、合成された粒状物中の分岐アルコール由来のアルコキシド含有割合も全アルコキシド中2.5モル%未満となる。
【0014】
反応の初期段階では混合アルコールを用いないで本願発明の粒状物を合成する事も可能である。この場合、粒状金属マグネシウムと最初に反応させるアルコールは、エチルアルコールのみとし、金属マグネシウムとエタノールの反応が開始し、発熱か水素の発生が確認された段階で、所定割合の炭素数3〜4の脂肪族分岐アルコールを単独でまたはエチルアルコールとの混合アルコールとして連続的にまたは間欠的に添加することで合成することができる。金属マグネシウムに対する混合アルコールの合計使用量は、重量比で1/3〜1/30であるが、使用アルコール量が3倍を下回ると円滑な反応が進行せず、金属マグネシウムの未反応物の残存、粒径の制御ができなくなる。また30倍を超えると反応により形成された粒子に多くのアルコールが含まれることになり、生成物の乾燥時にアルコールが留去する事により粒子内に空隙が多く発生し、嵩密度の低い粒子が作られる為に適さない。
【0015】
反応方法として、反応系に金属マグネシウムと混合アルコールを加える方法は連続またはバッチ方式のいずれでも可能である。しかし金属マグネシウムと混合アルコールの添加間隔を変えて行うことにより粒子強度の制御が容易となる。例えば添加時間を5分間隔で均一間隔で行うよりも、添加間隔を20分間から5分間と変えて加えることなどの方法により得られる粒子の平均粒径及び強度を所定範囲に制御することが容易となる。
【0016】
この様にして得られた混合マグネシウムジアルコキシド粒状物は、D50で示す平均粒径が10〜70μm、嵩密度が0.25〜0.50g/ml、粒状物の破壊強度(粒子強度)が、JIS R 1639−5ファインセラミックス−顆粒特性の測定方法に準拠した測定法で2.5〜6.0MPaを有する混合マグネシウムジアルコキシド粒状物であり、この粒状物はまた(D90−D10)/D50で示される分散度が0.6〜0.8の範囲内となり、極めてシャープな粒度分散度を示している。
【0017】
この粒状物を触媒担体とし、四塩化チタンなど四価のチタン化合物及びジブチルフタレート等を用いて固体触媒を製造し、シクロヘキシルメチルジメトキシシランなどを用い、更にトリエチルアルミニウムなどの有機アルミニウム化合物を用いてオレフィン用重合触媒を製造することができる。このオレフィン用重合用触媒を用いて、オレフィンガスからスラリー重合によりオレフィンを重合する。従来のマグネシウムジエトキシド粒状体の場合、粒状形状、嵩密度及び触媒活性が工業的に合格レベルに達している粒状物では上記測定法による破壊強度が2.0MPa程度が最大であった。このため重合触媒とした場合の強度も気相重合法に使用するには不足であったが、本願発明の粒状物を用いた触媒ではこの分野への応用が大きく期待される。
【発明の効果】
【0018】
本発明の合成方法は、微量の炭素数3〜4の脂肪族分岐アルコールを含む混合エチルアルコールを使用することによって嵩比重を格別大きくしなくても十分強度の大きいマグネシウムジアルコキシドが得られ、且つ本願発明の使用範囲を超えた量の炭素数3〜4の脂肪族分岐アルコール、例えば3.5モル%もしくはそれ以上の割合のイソプロピルアルコールを使用した場合などに見られる生成粒状物の歪みが解消される。このため、オレフィン重合触媒用に利用した時に、その調製工程での破壊が少なく、触媒取得収率を高くすることが出来る。更に得られた重合触媒の強度も大きくなるのでポリオレフィン重合過程における触媒崩壊などを防ぎ、結果的にポリオレフィンの収量増大と得られるポリオレフィンの粒子形状の崩壊の防止につながる。また流動床重合法を採用したときの触媒損失が少なく、トラブルも少なくすることが期待出来る。
【発明を実施するための形態】
【0019】
本発明で使用する、粒状物の破壊強度(粒子強度)はJIS R 1639−5ファインセラミックス−顆粒特性の測定方法に準拠して、(株)島津製作所製 微小圧縮試験機 MCT−211を使用して測定したものである。
また本発明で使用しているD50は、粒状物の粒径分布を測定し、粒状物重量の積算値が50重量%となったときの粒径(μm)を指すものであり、その数値は粒状物全体の粒径の中間値を示す事になるものである。D10及びD90も同様に積算値が各々10%、90%となったときの粒径を指す。
【0020】
本発明に使用される金属マグネシウムは、D50の平均粒径が50〜500μm、好ましくは100〜250μmのもので、(D90−D10)/D50で示す分散度が2以下である微粒状のものが最適として用いられる。この金属の形状は粉末状、切削状など各種類のものが使用されているが、金属粒子表面の酸化を出来る限り少なくした、不活性ガス(窒素など)雰囲気下に保存してあるものや、金属表面の反応に影響しない溶剤などで処理をして粒子表面の酸化を防いだものが適している。
【0021】
本発明のマグネシウムジアルコキシドの合成反応においては触媒を用いる事が好ましい。触媒としては、ハロゲン化アルキル、金属ハロゲン化物やヨウ素などが使用される。使用量は金属マグネシウムに対して0.1〜20.0wt%であり、好ましくは0.5〜10.0wt%が適している。触媒は、反応の開始時に加える方法が最も良いが、原料の分割添加と併せて加えて反応を行っても良い。
【0022】
反応系への金属マグネシウムと混合アルコールの添加方法は、分割添加及び連続添加のどちらでもよい。添加は、10分から1200分間かけて行い、分割添加の場合は適宜の回数に分けて行えばよいが5回以上で行うことが好ましく、イソプロピルアルコールなど脂肪族分岐アルコールの添加は全反応時間中の半分までの段階で添加終了とすることが好ましい。反応への分割添加は、アルコールの還流下で行う。添加の割合は、任意の割合に分割しで行っても良い。
【0023】
固液反応は、アルコールの還流下で行われる。撹拌速度は20rpmから600rpmであり、撹拌速度は目的とする粒径及び嵩密度によって異なる。
反応時間は、原料の添加時間を含めて10分間から1200分間である。好ましい反応時間は原料の添加時間を含めて60分間から240分間である。反応の終結は水素の発生終了をもって知ることが出来るが、反応終結後に50〜120℃の温度範囲で30〜90分の熟成攪拌をすることが好ましい。
【0024】
以下に本発明を実施例により更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のものに限定されるものではない。部は重量部を意味する。また、IPAはイソプロピルアルコール、sec−BuOHは2−ブタノール、t−BuOHは2−メチル−2−プロパノール、Mgジアルコキシドはマグネシウムジアルコキシドを意味する。なお、得られたMgジアルコキシドの粒径及び粒径分布の測定はマイクロトラックMT−3200(日機装株式会社)にて行なった。
【実施例1】
【0025】
IPA1.0モル%の混合アルコールを用いた場合の例を示す。
H2流量用ガスメーター、還流用冷却器、温度計、攪拌機を備えた反応容器内をN2にて十分に置換した後にエチルアルコール130.5部及びIPA5.9部を加え、室温にて200〜300rpmの攪拌速度で攪拌した。
回転速度が安定した後に触媒としてのヨウ素3.0部、原料の金属Mg1.6部をエチルアルコール12.2部と共に攪拌下で加え、室温下でさらに30分間攪拌した。
油浴を用いて加熱して温度を上昇させ、アルコールの還流下で15分間反応させた。
この後に、攪拌条件及び温度条件を一定にした状態で、金属Mg4.3部とエチルアルコール25.9部を40分〜80分間で8回加えた後に、50分間アルコール還流下で反応させH2の発生の無いことを確認してエチルアルコール94.4部を加え反応終了とした。
このときの金属Mgの総添加量は36.0部、エチルアルコールの総添加量は448.9部(99.0モル%)IPAの総添加量は5.9部(1.0モル%)で、総反応時間は180分であった。
得られた反応液をロータリーエバポレーターに移し60℃、150mmHgの条件下でエチルアルコールの除去を行い、乾燥した混合Mgジアルコキシド173.6部を得た。得られた粒状物のD50は52.6μm,D10は38.3μm,D90は74.2μmの粒径を示し、(D90−D10)/D50で示される分散度は、0.68であった。嵩密度は、0.351g/ml(JIS K−51011−12−1(2004)に準拠して測定)を示した。粒子強度は、3.3MPaであった。
【実施例2】
【0026】
IPA2.0モル%の混合アルコールを用いた例を示す。
H2流量用ガスメーター、還流用冷却器、温度計、攪拌機を備えた反応容器内をN2にて十分に置換した後にエチルアルコール126.1部及びIPA 11.7部を加え、室温にて200〜300rpmの攪拌速度で攪拌した。
回転速度が安定した後に触媒としてのヨウ素3.0部、原料の金属Mg1.6部をエチルアルコール12.2部と共に攪拌下で加え、室温下でさらに30分間攪拌した。
油浴を用いて加熱して温度を上昇させ、アルコールの還流下で30分間反応させた。
この後に、攪拌条件及び温度条件を一定にした状態で、金属Mg4.3部とエチルアルコール25.9部を40分〜80分間で8回加えた後に、50分間アルコール還流下で反応させH2の発生の無いことを確認してエチルアルコール94.4部を加え反応終了とした。
このときの金属Mgの総添加量は36.0部、エチルアルコールの総添加量は439.9(98.0モル%)IPAの総添加量は11.7部(2.0モル%)で、総反応時間は180分であった。
得られた反応液をロータリーエバポレーターに移し60℃、150mmHgの条件下でエチルアルコールの除去を行い、乾燥した混合Mgジアルコキシド169.2部を得た。
得られた粒状物のD50は40.1μm,D10は27.4μm,D90は56.6μmの粒径を示し、(D90−D10)/D50で示される分散度は、0.73であった。嵩密度は、0.387g/ml(JIS K−51011−12−1(2004)に準拠して測定)を示した。粒子強度は、3.8MPaを示した。
【実施例3】
【0027】
IPA2.5モル%の混合アルコールを使用した例を示す。
H2流量用ガスメーター、還流用冷却器、温度計、攪拌機を備えた反応容器内をN2にて十分に置換した後にエチルアルコール123.9部及びIPA 14.7部を加え、室温にて200〜300rpmの攪拌速度で攪拌した。
回転速度が安定した後に触媒としてのヨウ素3.0部、原料の金属Mg1.6部をエチルアルコール12.2部と共に攪拌下で加え、室温下でさらに30分間攪拌した。
油浴を用いて加熱して温度を上昇させ、アルコールの還流下で30分間反応させた。
この後に、攪拌条件及び温度条件を一定にした状態で、金属Mg4.3部とエチルアルコール25.9部を40分〜80分間で8回加えた後に、50分間アルコール還流下で反応させH2の発生の無いことを確認してエチルアルコール94.4部を加え反応終了とした。
このときの金属Mgの総添加量は36.0部、エチルアルコールの総添加量は437.7(97.5モル%)IPAの総添加量は14.7部(2.5モル%)で、総反応時間は180分であった。
得られた反応液をロータリーエバポレーターに移し60℃、150mmHgの条件下でエチルアルコールの除去を行い、乾燥した混合Mgジアルコキシド172.1部を得た。
得られた粒状物のD50は37.0μm,D10は25.7μm,D90は51.4μmの粒径を示し、(D90−D10)/D50で示される分散度は、0.69であった。嵩密度は、0.488g/ml(JIS K−51011−12−1(2004)に準拠して測定)を示した。粒子強度は、5.2MPaを示した。
【実施例4】
【0028】
IPA0.3モル%を含む混合アルコールを用いた例を示す。
H2流量用ガスメーター、還流用冷却器、温度計、攪拌機を備えた反応容器内をN2にて十分に置換した後にエチルアルコール133.8部及びIPA1.8部を加え、室温にて200〜300rpmの攪拌速度で攪拌した。
回転速度が安定した後に触媒としてのヨウ素3.0部、原料の金属Mg1.6部をエチルアルコール12.2部と共に攪拌下で加え、室温下でさらに30分間攪拌した。
油浴を用いて加熱して温度を上昇させ、アルコールの還流下で30分間反応させた。
この後に、攪拌条件及び温度条件を一定にした状態で、金属Mg4.3部とエチルアルコール25.9部を40分〜80分間で8回加えた後に、50分間アルコール還流下で反応させH2の発生の無いことを確認してエチルアルコール94.4部を加え反応終了とした。
このときの金属Mgの総添加量は36.0部、エチルアルコールの総添加量は447.6(99.7モル%)IPAの総添加量は1.8部(0.3モル%)で、総反応時間は180分であった。
得られた反応液をロータリーエバポレーターに移し60℃、150mmHgの条件下でエチルアルコールの除去を行い、乾燥した混合Mgジアルコキシド169.9部を得た。
得られた粒状物のD50は52.3μm,D10は37.2μm,D90は74.6μmの粒径を示し、(D90−D10)/D50で示される分散度は、0.72であった。嵩密度は、0.336g/ml(JIS K−51011−12−1(2004)に準拠して測定)を示した。粒子強度は、2.5MPaを示した。
【実施例5】
【0029】
sec−BuOH2.0モル%を含む混合アルコールを用いた例を示す。
H2流量用ガスメーター、還流用冷却器、温度計、攪拌機を備えた反応容器内をN2にて十分に置換した後にエチルアルコール126.1部及びsec−BuOH14.5部を加え、室温にて200〜300rpmの攪拌速度で攪拌した。
回転速度が安定した後に触媒としてのヨウ素3.0部、原料の金属Mg1.6部をエチルアルコール12.2部と共に攪拌下で加え、室温下でさらに30分間攪拌した。
油浴を用いて加熱して温度を上昇させ、アルコールの還流下で30分間反応させた。
この後に、攪拌条件及び温度条件を一定にした状態で、金属Mg4.3部とエチルアルコール25.9部を40分〜80分間で8回加えた後に、50分間アルコール還流下で反応させH2の発生の無いことを確認してエチルアルコール94.4部を加え反応終了とした。
このときの金属Mgの総添加量は36.0部、エチルアルコールの総添加量は439.9(98.0モル%)、sec−BuOHの総添加量は14.5部(2.0モル%)で、総反応時間は180分であった。
得られた反応液をロータリーエバポレーターに移し60℃、150mmHgの条件下でエチルアルコールの除去を行い、乾燥した混合Mgジアルコキシド173.5部を得た。
得られた粒状物のD50は44.3μm,D10は25.0μm,D90は56.0μmの粒径を示し、(D90−D10)/D50で示される分散度は、0.7であった。嵩密度は、0.352g/ml(JIS K−51011−12−1(2004)に準拠して測定)を示した。粒子強度は、3.8MPaを示した。
【実施例6】
【0030】
t−BuOH2.0モル%の混合アルコールを使用した例を示す。
H2流量用ガスメーター、還流用冷却器、温度計、攪拌機を備えた反応容器内をN2にて十分に置換した後にエチルアルコール126.1部及びt−BuOH14.5部を加え、室温にて200〜300rpmの攪拌速度で攪拌した。
回転速度が安定した後に触媒としてのヨウ素3.0部、原料の金属Mg1.6部をエチルアルコール12.2部と共に攪拌下で加え、室温下でさらに30分間攪拌した。
油浴を用いて加熱して温度を上昇させ、アルコールの還流下で30分間反応させた。
この後に、攪拌条件及び温度条件を一定にした状態で、金属Mg4.3部とエチルアルコール25.9部を40分〜80分間で8回加えた後に、50分間アルコール還流下で反応させH2の発生の無いことを確認してエチルアルコール94.4部を加え反応終了とした。
このときの金属Mgの総添加量は36.0部、エチルアルコールの総添加量は489.9(98.0モル%)t−BuOHの総添加量は14.5部(2.0モル%)で、総反応時間は180分であった。
得られた反応液をロータリーエバポレーターに移し60℃、150mmHgの条件下でエチルアルコールの除去を行い、乾燥した混合Mgジアルコキシド173.8部を得た。
得られた粒状物のD50は40.8μm,D10は22.5μm,D90は51.0μmの粒径を示し、(D90−D10)/D50で示される分散度は、0.7であった。嵩密度は、0.333g/ml(JIS K−51011−12−1(2004)に準拠して測定)を示した。粒子強度は、3.4MPaを示した。
【0031】
〔比較例1〕
IPAを用いなかった他は実施例1と同じ条件で反応した。
得られた反応液をロータリーエバポレーターに移し60℃、150mmHgの条件下でエチルアルコールの留去を行い、乾燥した混合Mgジアルコキシド172.1部を得た。得られた粒状物のD50は52.1μm,D10は36.4μm,D90は75.8μmの粒径を示し、(D90−D10)/D50で示される分散度は、0.76であった。嵩密度は、0.321g/ml(JIS K−51011−12−1(2004)に準拠して測定)を示した。粒子強度は、1.5MPaを示した。
【0032】
〔比較例2〕
流量用ガスメーター、還流用冷却器、温度計、攪拌機を備えた反応容器内をNにて十分に置換した後にエチルアルコール119.4部及びIPA 20.5部を加え、実施例1と同様に行った。エチルアルコールの総添加量は、433.2部(96.5モル%)、IPAの総添加量は、20.5部(3.5モル%)であった。
得られた粒状物のD50は44.3μm、D10は30.4μm、D90は62.0μmの粒径を示し、(D90−D10)/D50で示される分散度は、0.71であった。嵩密度は、0.509g/ml(JIS K−51011−12−1(2004)に準拠して測定)を示した。粒子強度は、8.4MPaを示した。粒子強度が高すぎる為に、円滑な触媒調製及び重合反応が示されない。
【0033】
〔比較例3〕
流量用ガスメーター、還流用冷却器、温度計、攪拌機を備えた反応容器内をNにて十分に置換した後にエチルアルコール126.1部及びn−BuOH14.5部を加え、実施例1と同様に行った。エチルアルコールの総添加量は、439.9部(98.0モル%)、n−BuOHの総添加量は、14.5部(2.0モル%)であった。
得られた粒状物のD50は37.9μm、D10は24.1μm、D90は138.1μmの粒径を示し、(D90−D10)/D50で示される分散度は、3.01であった。嵩密度は、0.361g/ml(JIS K−51011−12−1(2004)に準拠して測定)を示した。粒子強度は、1.8MPaを示した。
【0034】
〔比較例4〕
流量用ガスメーター、還流用冷却器、温度計、攪拌機を備えた反応容器内をNにて十分に置換した後にエチルアルコール121.6部及びn−BuOH21.7部を加え、実施例1と同様に行った。エチルアルコールの総添加量は、435.4部(97.0モル%)、n−BuOHの総添加量は、21.7部(3.0モル%)であった。
得られた反応液をロータリーエバポレーターに移し60℃、150mmHgの条件下でエチルアルコールの留去を行い、乾燥したがマグネシウムジアルコキシド粒状物は得られず、乾燥処理中に凝集が生じた。このため粒状の固体触媒成分とすることができなかった。
【0035】
〔使用例〕
(触媒成分調製)
1) 実施例及び比較例で得られたマグネシウムジアルコキシドを各々10.0部を用い、これにトルエン80mlをNで十分に置換した冷却器、攪拌機を設置した反応容器に加え、撹拌しながら四塩化チタン20mlを加え90℃まで加熱撹拌する。
2) 90℃にてフタル酸ジブチル2.7mlを加え2時間反応させる。撹拌を停止して上澄み液を除去した。
3) トルエン100mlを加え10分間撹拌した後に撹拌を停止し、上澄みを除去する操作を2回行った。
4) 反応容器にトルエン80ml、四塩化チタン20ml加え90℃にて2時間反応させた。反応後、撹拌を停止し10分間静止し上澄み液を除去し40℃の温度にする。
5) ヘプタン200mlを加え10分間撹拌した後に静置し、上澄み液を除去する操作を10回行った。ヘプタン250ml加え固体触媒成分を得た。
【0036】
(プロピレン重合)
使用した触媒のTi担持率と得られたポリマーの量から触媒活性を求めた。
1) Nで十分に置換した冷却器、攪拌機を設置した反応容器にヘプタン185mlを加え、60℃まで油浴で加熱した。60℃に達した時点でトリエチアルミニウム10ml、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン1mlを加え、実施例及び比較例で得られた各々のマグネシウムジアルコキシドを使用して調製した固体触媒成分を5.0ml加えた。
2) プロピレンガスを2.0L/minの流量で15分間重合を行った。15分後にプロピレンガスを停止し、エタノール/塩酸(1/3)を加え重合を停止した。
3) 純水約200mlを加え、洗浄処理を3回行った後に、得られたポリプロピレンを乾燥した。乾燥後得られたポリプロピレンの収量を測定した。結果を表1に示す。
【0037】
【表1】

【0038】
表1より、混合マグネシウムジアルコキシドにおいて粒子強度が向上しても、触媒活性の低下はみられないことが示された。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
エチルアルコール及び炭素数3〜4の脂肪族分岐アルコールから誘導されるアルコキシドのみを含むマグネシウムジアルコキシドであって、炭素数3〜4の脂肪族分岐アルコールから誘導されるアルコキシドを検出可能な量以上で含むが、全アルコキシド中2.5モル%未満であり、残りのアルコキシドがエトキシドであり、D50で示す平均粒径が10〜70μm、嵩密度が0.25〜0.50g/ml、粒子強度が明細書中に規定する測定法で2.5〜6.0MPaを有する混合マグネシウムジアルコキシド粒状物。
【請求項2】
炭素数3〜4の脂肪族分岐アルコールがイソプロピルアルコールである、請求項1の混合マグネシウムジアルコキシド粒状物
【請求項3】
平均粒径50μm〜500μmの粒状金属マグネシウムと、炭素数3〜4の脂肪族分岐アルコールを0.25〜2.5モル%含むエチルアルコールとの混合アルコールとを直接固液反応させ、炭素数3〜4の脂肪族分岐アルコールから誘導されるアルコキシド量が、検出可能な量以上に含有しているが全アルコキシド中の含有量は2.5モル%未満であり、残りのアルコキシドがエトキシドであり、D50で示す平均粒径が10〜70μm、嵩密度が0.25〜0.50g/ml、粒子強度が明細書中に規定する測定法で2.5〜6.0MPaを有する混合マグネシウムジアルコキシド粒状物の合成方法。
【請求項4】
平均粒径50μm〜500μmの粒状金属マグネシウムとエチルアルコールとを直接固液反応させ、次いで炭素数3〜4の脂肪族分岐アルコール単独またはエチルアルコールと炭素数3〜4の脂肪族分岐アルコールとの混合アルコールを添加して固液反応を継続させることにより、エトキシドおよび炭素数3〜4の脂肪族分岐アルコールから誘導されるアルコキキシドを含み、炭素数3〜4の脂肪族分岐アルコールから誘導されるアルコキシド量が、検出可能な量以上に含有しているが全アルコキシド中の含有量は2.5モル%未満であり、残りのアルコキシドがエトキシドであり、D50で示す平均粒径が10〜70μm、嵩密度が0.25〜0.50g/ml、粒子強度が明細書中に規定する測定法で2.5〜6.0MPaを有する混合マグネシウムジアルコキシド粒状物の合成方法。
【請求項5】
エチルアルコールと炭素数3〜4の脂肪族分岐アルコールとの反応全体を通しての使用割合(モル%)が99.75〜97.5:0.25〜2.5(合計100)である請求項4記載の混合マグネシウムジアルコキシド粒状物の合成方法。
【請求項6】
請求項3乃至5のいずれか一つの合成方法において、平均粒径100μm〜250μmの粒状金属マグネシウムを用い、エチルアルコールと炭素数3〜4の脂肪族分岐アルコールとの合計使用量が反応系への最終添加割合(重量比)で金属マグネシウム/アルコール=1/3〜30となるようにしてアルコールの還流下で直接固液反応をさせ、アルコキシド全体中の炭素数3〜4の脂肪族分岐アルコールから誘導されるアルコキキシド量が、検出可能な量以上に含有しているが全アルコキシド中の含有量は2.5モル%未満であり、D50で示す平均粒径が25〜50μmの範囲の粒子形状を示し、嵩密度が0.25〜0.50g/ml、粒子強度が明細書中に規定する測定法で2.5〜6.0MPaを有する混合マグネシウムジアルコキシド粒状物の合成方法。
【請求項7】
炭素数3〜4の脂肪族分岐アルコールがイソプロピルアルコールである、請求項3乃至6のいずれか一つにおける混合マグネシウムジアルコキシド粒状物の合成方法。
【請求項8】
請求項1もしくは2の、または請求項3乃至7のいずれか一つ合成方法で得た混合マグネシウムジアルコキシドをオレフィン用重合触媒成分として使用する重合触媒への利用方法。

【公開番号】特開2012−171957(P2012−171957A)
【公開日】平成24年9月10日(2012.9.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−50763(P2011−50763)
【出願日】平成23年2月18日(2011.2.18)
【出願人】(591054303)コルコート株式会社 (27)
【Fターム(参考)】