説明

重合触媒及びその保存方法

【課題】活性が高く、重合反応系への供給が容易な均一系重合触媒、及びこれらの触媒の保存方法を提供する。
【解決手段】(A)遷移金属化合物、(B)該(A)成分とイオン対を形成する固体のホウ素化合物、(C)有機アルミニウム化合物、並びに(D)α−オレフィン、内部オレフィン及びポリエンから選択される一種又は二種以上の不飽和炭化水素化合物を炭化水素溶媒中で接触させてなる重合触媒であって、該(A)成分1モルあたり、該(B)成分1.2〜4.0モルと、該(C)成分5.0〜50.0モルとを使用し、かつ、該(A)〜(D)成分を30〜60℃で接触させて得られる重合触媒、並びに該重合触媒を0〜35℃で保存することを特徴とする重合触媒の保存方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、(A)遷移金属化合物、(B)該(A)成分とイオン対を形成する固体のホウ素化合物、(C)有機アルミニウム化合物、並びに(D)α−オレフィン、内部オレフィン及びポリエンから選択される一種又は二種以上の不飽和炭化水素化合物を接触させることにより得られる重合触媒及び該触媒の保存方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
メタロセン触媒を用いるα−オレフィンの重合においては、助触媒としてメチルアルミノキサンやホウ素化合物が一般に用いられている。
助触媒としてホウ素化合物を用いる場合、ある種のホウ素化合物は炭化水素系溶媒に難溶であるため、均一な触媒を連続的にα−オレフィンの重合反応槽に供給するには、重合に先んじて、有機アルミニウム化合物の存在下あるいは不存在下、遷移金属化合物及びホウ素化合物を炭化水素溶媒中で接触させ、均一な触媒を調製することが行なわれている(例えば、特許文献1〜2)。
この技術の採用により、重合反応系への触媒供給は容易になったが、更なる重合活性の向上が求められている。
また、触媒活性向上のために、炭化水素溶媒中で遷移金属化合物及びホウ素化合物をα−オレフィンとともに接触させて調整する方法も提案されている(特許文献3参照)。
しかしながら、この技術で得られる触媒についても、さらなる重合活性の向上が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第2918193号
【特許文献2】特許第2939321号
【特許文献3】国際公開WO2006/117983号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、上記観点からなされたもので、活性が高く、重合反応系への供給が容易な均一系重合触媒、及びこれらの触媒の活性低下を抑制できる保存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】
【0005】
本発明者らは、(A)遷移金属化合物、(B)該(A)成分とイオン対を形成する固体のホウ素化合物、(C)有機アルミニウム化合物、並びに(D)α−オレフィン、内部オレフィン及びポリエンから選択される一種又は二種以上の不飽和炭化水素化合物を、特定のモル比及び特定の温度条件下で、炭化水素溶媒中で接触させて得られる触媒が、活性が高く、また、この触媒の保存には特定の温度条件を満たす必要があることを見出し、本発明を完成するに至った。
本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明は、
1.(A)遷移金属化合物、(B)該(A)成分とイオン対を形成する固体のホウ素化合物、(C)有機アルミニウム化合物、並びに(D)α−オレフィン、内部オレフィン及びポリエンから選択される一種又は二種以上の不飽和炭化水素化合物を炭化水素溶媒中で接触させてなる重合触媒であって、該(A)成分1モルあたり、該(B)成分1.2〜4.0モルと、該(C)成分5.0〜50.0モルとを使用し、かつ、該(A)〜(D)成分を30〜60℃で接触させて得られる重合触媒、
2.前記(D)成分が、炭素数3〜30のα−オレフィンであり、かつ、前記(A)成分1質量部あたり、前記(D)成分1.0〜200質量部を使用して得られる請求項1に記載の重合触媒、及び
3.0〜35℃で保存することを特徴とする請求項1又は2に記載の重合触媒の保存方法、
を提供する。
【発明の効果】
【0006】
本発明の重合触媒は、活性が高く、重合反応系への供給が容易な遷移金属化合物/有機ホウ素化合物系触媒である。
また、本発明の触媒の保存方法によれば、上記重合触媒の活性低下を抑制することができる。
【発明を実施するための形態】
【0007】
本発明の重合触媒は、(A)遷移金属化合物、(B)該(A)成分とイオン対を形成する固体のホウ素化合物、(C)有機アルミニウム化合物、並びに(D)α−オレフィン、内部オレフィン及びポリエンから選択される一種又は二種以上の不飽和炭化水素化合物を炭化水素溶媒中で接触させてなり、(A)成分1モルあたり、(B)成分1.2〜4.0モルと、(C)成分5.0〜50.0モルとを使用し、かつ、(A)〜(D)成分を30〜60℃で接触させて得られたものである。
本発明の重合触媒における各成分としては、下記の化合物を好ましく用いることができる。
【0008】
本発明に用いられる(A)遷移金属化合物としては、キレート型錯体、架橋されていない配位子又は架橋された配位子を有するメタロセン錯体などが挙げられる。
キレート型錯体としては、例えば、N,N’−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)−1,2−ジメチルエチレンジイミノニッケルジブロマイド、N,N’−ビス(2,6−ジイソプロピルフェニル)−1,2−ジメチルエチレンジイミノパラジウムジブロマイドなどが挙げられる。
非架橋の配位子を有するメタロセン錯体としては、例えば、ビスシクロペンタジエニルジルコニウムジクロライド、ビス(n−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ビス(ペンタメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ビスインデニルジルコニウムジクロライドなどが挙げられる。
本発明においては、配位子が架橋基を介して架橋構造を形成しているメタロセン錯体が架橋構造を形成していないメタロセン錯体よりも重合活性が高い。
従って、メタロセン錯体のなかでも、配位子が架橋基を介して架橋構造を形成しているメタロセン錯体が好ましく、一架橋メタロセン錯体及び二架橋メタロセン錯体がより好ましく、二架橋メタロセン錯体が最も好ましい。
一架橋メタロセン錯体としては、ジメチルシリレン(テトラメチルシクロペンタジエニル)(3−tert−ブチル−5−メチル−2−フェノキシ)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレン(テトラメチルシクロペンタジエニル)(tert−ブチルアミド)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレンビス(2−メチル−4,5−ベンゾインデニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレンビス(2−メチル−4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレンビス(2−メチル−4−ナフチルインデニル)ジルコニウムジクロライド、ジメチルシリレンビス(2−メチルインデニル)ジルコニウムジクロライド、エチレンビス(2−メチルインデニル)ジルコニウムジクロライドなどが挙げられる。
【0009】
二架橋メタロセン錯体としては、下記一般式(I)
【0010】
【化1】

【0011】
〔式中、Mは周期律表第3〜10族又はランタノイド系列の金属元素を示し、E1及びE2はそれぞれ置換シクロペンタジエニル基、インデニル基、置換インデニル基、ヘテロシクロペンタジエニル基、置換ヘテロシクロペンタジエニル基、アミド基、ホスフィド基、炭化水素基及び珪素含有基の中から選ばれた配位子であって、A1及びA2を介して架橋構造を形成しており、またそれらは互いに同一でも異なっていてもよく、Xはσ結合性の配位子を示し、Xが複数ある場合、複数のXは同じでも異なっていてもよく、他のX、E1、E2又はYと架橋していてもよい。Yはルイス塩基を示し、Yが複数ある場合、複数のYは同じでも異なっていてもよく、他のY、E1、E2又はXと架橋していてもよく、A1及びA2は二つの配位子を結合する二価の架橋基であって、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のハロゲン含有炭化水素基、珪素含有基、ゲルマニウム含有基、スズ含有基、−O−、−CO−、−S−、−SO2−、−Se−、−NR1−、−PR1−、−P(O)R1−、−BR1−又は−AlR1−を示し、R1は水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素基又は炭素数1〜20のハロゲン含有炭化水素基を示し、それらは互いに同一でも異なっていてもよい。qは1〜5の整数で〔(Mの原子価)−2〕を示し、rは0〜3の整数を示す。〕
で表される二架橋メタロセン錯体が挙げられる。
【0012】
一般式(I)において、Mは周期律表第3〜10族又はランタノイド系列の金属元素を示し、具体例としてはチタン、ジルコニウム、ハフニウム、イットリウム、バナジウム、クロム、マンガン、ニッケル、コバルト、パラジウム及びランタノイド系金属などが挙げられるが、これらの中ではオレフィン重合活性などの点からチタン、ジルコニウム及びハフニウムが好適である。
1及びE2はそれぞれ、置換シクロペンタジエニル基、インデニル基、置換インデニル基、ヘテロシクロペンタジエニル基、置換ヘテロシクロペンタジエニル基、アミド基(−N<)、ホスフィン基(−P<)、炭化水素基〔>CR−、>C<〕及び珪素含有基〔>SiR−、>Si<〕(但し、Rは水素又は炭素数1〜20の炭化水素基又はヘテロ原子含有基である)の中から選ばれた配位子を示し、A1及びA2を介して架橋構造を形成している。
また、E1及びE2は互いに同一でも異なっていてもよい。
このE1及びE2としては、重合活性がより高くなるため、置換シクロペンタジエニル基、インデニル基及び置換インデニル基が好ましい。
【0013】
また、Xはσ結合性の配位子を示し、Xが複数ある場合、複数のXは同じでも異なっていてもよく、他のX、E1、E2又はYと架橋していてもよい。
該Xの具体例としては、ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリールオキシ基、炭素数1〜20のアミド基、炭素数1〜20の珪素含有基、炭素数1〜20のホスフィド基、炭素数1〜20のスルフィド基、炭素数1〜20のアシル基などが挙げられる。
一方、Yはルイス塩基を示し、Yが複数ある場合、複数のYは同じでも異なっていてもよく、他のYやE1、E2又はXと架橋していてもよい。該Yのルイス塩基の具体例としては、アミン類、エーテル類、ホスフィン類、チオエーテル類などを挙げることができる。
【0014】
次に、A1及びA2は、二つの配位子を結合する二価の架橋基であって、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のハロゲン含有炭化水素基、珪素含有基、ゲルマニウム含有基、スズ含有基、−O−、−CO−、−S−、−SO2−、−Se−、−NR1−、−PR1−、−P(O)R1−、−BR1−又は−AlR1−を示し、R1は水素原子、ハロゲン原子又は炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のハロゲン含有炭化水素基を示し、それらは互いに同一でも異なっていてもよい。
このような架橋基としては、例えば、一般式
【0015】
【化2】

【0016】
(Dは、炭素、ケイ素又はスズ、R2及びR3はそれぞれ水素原子又は炭素数1〜20の炭化水素基で、それらは互いに同一でも異なっていてもよく、また互いに結合して環構造を形成していてもよい。eは1〜4の整数を示す。)
で表されるものが挙げられる。
その具体例としては、メチレン基、エチレン基、エチリデン基、プロピリデン基、イソプロピリデン基、シクロヘキシリデン基、1,2−シクロヘキシレン基、ビニリデン基(CH2=C=)、ジメチルシリレン基、ジフェニルシリレン基、メチルフェニルシリレン基、ジメチルゲルミレン基、ジメチルスタニレン基、テトラメチルジシリレン基、ジフェニルジシリレン基などを挙げることができる。
これらの中で、重合活性がより高くなるため、エチレン基、イソプロピリデン基及びジメチルシリレン基が好適である。
qは1〜5の整数で〔(Mの原子価)−2〕を示し、rは0〜3の整数を示す。
このような一般式(I)で表される二架橋メタロセン錯体の中では、一般式(II)
【0017】
【化3】

【0018】
で表される二架橋ビスシクロペンタジエニル誘導体を配位子とするメタロセン錯体が、重合活性がより高くなるため好ましい。
一般式(II)において、M、A1、A2、q及びrは前記と同じである。
1は、σ結合性の配位子を示し、X1が複数ある場合、複数のX1は同じでも異なっていてもよく、他のX1又はY1と架橋していてもよい。
このX1の具体例としては、一般式(I)のXの説明で例示したものと同じものを挙げることができる。
1は、ルイス塩基を示し、Y1が複数ある場合、複数のY1は同じでも異なっていてもよく、他のY1又はX1と架橋していてもよい。
このY1の具体例としては、一般式(I)のYの説明で例示したものと同じものを挙げることができる。
4〜R9はそれぞれ水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜20の炭化水素基、炭素数1〜20のハロゲン含有炭化水素基、珪素含有基又はヘテロ原子含有基を示すが、その少なくとも一つは水素原子でないことが必要である。
また、R4〜R9は互いに同一でも異なっていてもよく、隣接する基同士が互いに結合して環を形成していてもよい。
なかでも、重合活性がより高くなるため、R6とR7は環を形成していること及びR8とR9は環を形成していることが好ましい。
4及びR5としては、酸素、ハロゲン、珪素などのヘテロ原子を含有する基が重合活性が高くなり好ましい。
この二架橋ビスシクロペンタジエニル誘導体を配位子とするメタロセン錯体は、配位子間の架橋基にケイ素を含むものが好ましい。
【0019】
一般式(I)で表される二架橋メタロセン錯体の具体例としては、(1,2’−エチレン)(2,1’−エチレン)−ビス(インデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−メチレン)(2,1’−メチレン)−ビス(インデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−イソプロピリデン)(2,1’−イソプロピリデン)−ビス(インデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−エチレン)(2,1’−エチレン)−ビス(3−メチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−エチレン)(2,1’−エチレン)−ビス(4,5−ベンゾインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−エチレン)(2,1’−エチレン)−ビス(4−イソプロピルインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−エチレン)(2,1’−エチレン)−ビス(5,6−ジメチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−エチレン)(2,1’−エチレン)−ビス(4,7−ジイソプロピルインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−エチレン)(2,1’−エチレン)−ビス(4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−エチレン)(2,1’−エチレン)−ビス(3−メチル−4−イソプロピルインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−エチレン)(2,1’−エチレン)−ビス(5,6−ベンゾインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−エチレン)(2,1’−イソプロピリデン)−ビス(インデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−メチレン)(2,1’−エチレン)−ビス(インデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−メチレン)(2,1’−イソプロピリデン)−ビス(インデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)ビス(インデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)ビス(3−メチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)ビス(3−n−ブチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)ビス(3−イソプロピルインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)ビス(3−トリメチルシリルメチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)ビス(3−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
【0020】
(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)ビス(4,5−ベンゾインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)ビス(4−イソプロピルインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)ビス(5,6−ジメチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)ビス(4,7−ジ−イソプロピルインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)ビス(4−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)ビス(3−メチル−4−イソプロピルインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)ビス(5,6−ベンゾインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−イソプロピリデン)−ビス(インデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−イソプロピリデン)−ビス(3−メチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−イソプロピリデン)−ビス(3−イソプロピルインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−イソプロピリデン)−ビス(3−n−ブチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−イソプロピリデン)−ビス(3−トリメチルシリルメチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−イソプロピリデン)−ビス(3−トリメチルシリルインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−イソプロピリデン)−ビス(3−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−メチレン)−ビス(インデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−メチレン)−ビス(3−メチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−メチレン)−ビス(3−イソプロピルインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−メチレン)−ビス(3−n−ブチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−メチレン)−ビス(3−トリメチルシリルメチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−メチレン)−ビス(3−トリメチルシリルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
【0021】
(1,2’−ジフェニルシリレン)(2,1’−メチレン)−ビス(インデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジフェニルシリレン)(2,1’−メチレン)−ビス(3−メチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジフェニルシリレン)(2,1’−メチレン)−ビス(3−イソプロピルインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジフェニルシリレン)(2,1’−メチレン)−ビス(3−n−ブチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジフェニルシリレン)(2,1’−メチレン)−ビス(3−トリメチルシリルメチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジフェニルシリレン)(2,1’−メチレン)−ビス(3−トリメチルシリルインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)(3−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)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−イソプロピリデン)(3−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)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−エチレン)(3−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)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−エチレン)(2,1’−メチレン)(3−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)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−エチレン)(2,1’−イソプロピリデン)(3−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)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−メチレン)(2,1’−メチレン)(3−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)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−メチレン)(2,1’−イソプロピリデン)(3−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)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−イソプロピリデン)(2,1’−イソプロピリデン)(3−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)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)(3,4−ジメチルシクロペンタジエニル)(3’,4’−ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−イソプロピリデン)(3,4−ジメチルシクロペンタジエニル)(3’,4’−ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、
【0022】
(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−エチレン)(3,4−ジメチルシクロペンタジエニル)(3’,4’−ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−エチレン)(2,1’−メチレン)(3,4−ジメチルシクロペンタジエニル)(3’,4’−ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−エチレン)(2,1’−イソプロピリデン)(3,4−ジメチルシクロペンタジエニル)(3’,4’−ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−メチレン)(2,1’−メチレン)(3,4−ジメチルシクロペンタジエニル)(3’,4’−ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−メチレン)(2,1’−イソプロピリデン)(3,4−ジメチルシクロペンタジエニル)(3’,4’−ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−イソプロピリデン)(2,1’−イソプロピリデン)(3,4−ジメチルシクロペンタジエニル)(3’,4’−ジメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)(3−メチル−5−エチルシクロペンタジエニル)(3’−メチル−5’−エチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)(3−メチル−5−エチルシクロペンタジエニル)(3’−メチル−5’−エチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)(3−メチル−5−イソプロピルシクロペンタジエニル)(3’−メチル−5’−イソプロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)(3−メチル−5−n−ブチルシクロペンタジエニル)(3’−メチル−5’−n−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)(3−メチル−5−フェニルシクロペンジエニル)(3’−メチル−5’−フェニルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−イソプロピリデン)(3−メチル−5−エチルシクロペンタジエニル)(3’−メチル−5’−エチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−イソプロピリデン)(3−メチル−5−イソプロピルシクロペンタジエニル)(3’−メチル−5’−イソプロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、
【0023】
(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−イソプロピリデン)(3−メチル−5−n−ブチルシクロペンタジエニル)(3’−メチル−5’−n−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−イソプロピリデン)(3−メチル−5−フェニルシクロペンタジエニル)(3’−メチル−5’−フェニルシクロペンジエニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−エチレン)(3−メチル−5−エチルシクロペンタジエニル)(3’−メチル−5’−エチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−エチレン)(3−メチル−5−イソプロピルシクロペンタジエニル)(3’−メチル−5’−イソプロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−エチレン)(3−メチル−5−n−ブチルシクロペンタジエニル)(3’−メチル−5’−n−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−エチレン)(3−メチル−5−フェニルシクロペンタジエニル)(3’−メチル−5’−フェニルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−メチレン)(3−メチル−5−エチルシクロペンタジエニル)(3’−メチル−5’−エチルシクロペンジエニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−メチレン)(3−メチル−5−イソプロピルシクロペンタジエニル)(3’−メチル−5’−イソプロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−メチレン)(3−メチル−5−n−ブチルシクロペンタジエニル)(3’−メチル−5’−n−ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−メチレン)(3−メチル−5−フェニルシクロペンタジエニル)(3’−メチル−5’−フェニルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−エチレン)(2,1’−メチレン)(3−メチル−5−イソプロピルシクロペンタジエニル)(3’−メチル−5’−イソプロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−エチレン)(2,1’−イソプロピリデン)(3−メチル−5−イソプロピルシクロペンタジエニル)(3’−メチル−5’−イソプロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、
【0024】
(1,2’−メチレン)(2,1’−メチレン)(3−メチル−5−イソプロピルシクロペンタジエニル)(3’−メチル−5’−イソプロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、(1,2’−メチレン)(2,1’−イソプロピリデン)(3−メチル−5−イソプロピルシクロペンタジエニル)(3’−メチル−5’−イソプロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、(1,1’−ジメチルシリレン)(2,2’−ジメチルシリレン)ビスインデニルジルコニウムジクロリド、(1,1’−ジフェニルシリレン)(2,2’−ジメチルシリレン) ビスインデニルジルコニウムジクロリド、(1,1’−ジメチルシリレン)(2,2’−ジメチルシリレン) ビスインデニルジルコニウムジクロリド、(1,1’−ジイソプロピルシリレン)(2,2’−ジメチルシリレン) ビスインデニルジルコニウムジクロリド、(1,1’−ジメチルシリレン)(2,2’−ジイソプロピルシリレン)ビスインデニルジルコニウムジクロリド、(1,1’−ジメチルシリレンインデニル)(2,2’−ジメチルシリレン−3−トリメチルシリルインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,1’−ジフェニルシリレンインデニル)(2,2’−ジフェニルシリレン−3−トリメチルシリルインデニル) ジルコニウムジクロリド、(1,1’−ジフェニルシリレンインデニル)(2,2’−ジメチルシリレン−3−トリメチルシリルインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,1’−ジメチルシリレンインデニル)(2,2’−ジフェニルシリレン−3−トリメチルシリルインデニル) ジルコニウムジクロリド、(1,1’−ジイソプロピルシリレンインデニル)(2,2’−ジメチルシリレン−3−トリメチルシリルインデニル) ジルコニウムジクロリド、(1,1’−ジメチルシリレンインデニル)(2,2’−ジイソプロピルシリレン−3−トリメチルシリルインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,1’−ジイソプロピルシリレンインデニル)(2,2’−ジイソプロピルシリレン−3−トリメチルシリルインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,1’−ジメチルシリレンインデニル)(2,2’−ジメチルシリレン−3−トリメチルシリルメチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,1’−ジフェニルシリレンインデニル)(2,2’−ジフェニルシリレン−3−トリメチルシリルメチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,1’−ジフェニルシリレンインデニル)(2,2’−ジメチルシリレン−3−トリメチルシリルメチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、
【0025】
(1,1’−ジメチルシリレンインデニル)(2,2’−ジフェニルシリレン−3−トリメチルシリルメチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,1’−ジイソプロピルシリレンインデニル)(2,2’−ジメチルシリレン−3−トリメチルシリルメチルインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,1’−ジメチルシリレンインデニル)(2,2’−ジイソプロピルシリレン−3−トリメチルメチルシリルインデニル)ジルコニウムジクロリド、(1,1’−ジイソプロピルシリレンインデニル)(2,2’−ジイソプロピルシリレン−3−トリメチルメチルシリルインデニル)ジルコニウムジクロリドなど及びこれらの化合物におけるジルコニウムをチタン又はハフニウムに置換したものを挙げることができる。
もちろんこれらに限定されるものではない。
また、他の族又はランタノイド系列の金属元素の類似化合物であってもよい。
また、上記化合物において、(1,1’−)(2,2’−)が(1,2’−)(2,1’−)であってもよく、(1,2’−)(2,1’−)が(1,1’−)(2,2’−)であってもよい。
【0026】
本発明に用いられる(B)成分である(A)成分とイオン対を形成する固体の有機ホウ素化合物としては、複数の基が金属に結合したアニオンとカチオンとからなる配位錯化合物を挙げることができる。
複数の基が金属に結合したアニオンとカチオンとからなる配位錯化合物としては様々なものがあるが、例えば、一般式(III)又は(IV)で表される化合物を好ましく用いることができる。
([L1−H]s+t([BZ1234-1・・・(III)
([L2s+t([BZ1234-1・・・(IV)
〔式(III)又は(IV)中、L2は後述のM1、R10112又はR123Cであり、L1はルイス塩基、M1は周期律表の1族及び8族〜12族から選ばれる金属、M2は周期律表の8族〜10族から選ばれる金属、Z1〜Z4はそれぞれ水素原子、ジアルキルアミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基、アルキルアリール基、アリールアルキル基、置換アルキル基、有機メタロイド基又はハロゲン原子を示す。
10及びR11は、それぞれシクロペンタジエニル基、置換シクロペンタジエニル基、インデニル基又はフルオレニル基、R12はアルキル基を示す。
sはL1−H、L2のイオン価数で1〜7の整数、tは1以上の整数、l=t×s)である。〕
【0027】
1は周期律表の1族及び8族〜12族から選ばれる金属、具体例としてはAg、Cu、Na、Liなどの各原子、M2は周期律表の8族〜10族から選ばれる金属、具体例としては、Fe、Co、Niなどの各原子が挙げられる。
1〜Z4の具体例としては、例えば、ジアルキルアミノ基としてジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基など、アルコキシ基としてメトキシ基、エトキシ基、n−ブトキシ基など、アリールオキシ基としてフェノキシ基、2、6−ジメチルフェノキシ基、ナフチルオキシ基など、炭素数1〜20のアルキル基としてメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基など、炭素数6〜20のアリール基、アルキルアリール基若しくはアリールアルキル基としてフェニル基、p−トリル基、ベンジル基、ペンタフルオロフェニル基、3,5−ジ(トリフルオロメチル)フェニル基、4−ターシャリ−ブチルフェニル基、2,6−ジメチルフェニル基、3,5−ジメチルフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基、1,2−ジメチルフェニル基など、ハロゲンとしてF、Cl、Br、I、有機メタロイド基としてテトラメチルアンチモン基、トリメチルシリル基、トリメチルゲルミル基、ジフェニルアルシン基、ジシクロヘキシルアンチモン基、ジフェニル硼素基などが挙げられる。
10及びR11のそれぞれで表される置換シクロペンタジエニル基の具体例としては、メチルシクロペンタジエニル基、ブチルシクロペンタジエニル基、ペンタメチルシクロペンタジエニル基などが挙げられる。
【0028】
本発明において、複数の基が金属に結合したアニオンとしては、具体的には、B(C654-、B(C6HF44-、B(C6234-、B(C6324-、B(C64F)4-、B(C6CF344-、B(C654-、BF4-などが挙げられる。
また、金属カチオンとしては、Cp2Fe+、(MeCp)2Fe+、(tBuCp)2Fe+、(Me2Cp)2Fe+、(Me3Cp)2Fe+、(Me4Cp)2Fe+、(Me5Cp)2Fe+、Ag+、Na+、Li+などが挙げられ、又、その他カチオンとしては、ピリジニウム、2,4−ジニトロ−N,N−ジエチルアニリニウム、ジフェニルアンモニウム、p−ニトロアニリニウム、2,5−ジクロロアニリン、p−ニトロ−N,N−ジメチルアニリニウム、キノリニウム、N,N−ジメチルアニリニウム、N,N−ジエチルアニリニウムなどの窒素含有化合物、トリフェニルカルベニウム、トリ(4−メチルフェニル)カルベニウム、トリ(4−メトキシフェニル)カルベニウムなどのカルベニウム化合物、CH3PH3+、C25PH3+、C37PH3+、(CH32PH2+、(C252PH2+、(C372PH2+、(CH33PH+、(C253PH+、(C373PH+、(CF33PH+、(CH34+、(C254+、(C374+などのアルキルフォスフォニウムイオン、及びC65PH3+、(C652PH2+、(C653PH+、(C654+、(C252(C65)PH+、(CH3)(C65)PH2+、(CH32(C65)PH+、(C252(C652+などのアリールフォスフォニウムイオンなどが挙げられる。
本発明においては、上記金属カチオンとアニオンの任意の組み合わせによる配位錯化合物が挙げられる。
【0029】
一般式(III)及び(IV)の化合物の中で、具体的には、下記のものを特に好ましく用いることができる。
一般式(III)の化合物としては、例えば、テトラフェニル硼酸トリエチルアンモニウム、テトラフェニル硼酸トリ(n−ブチル)アンモニウム、テトラフェニル硼酸トリメチルアンモニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸トリエチルアンモニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸トリ(n−ブチル)アンモニウム、ヘキサフルオロ砒素酸トリエチルアンモニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸ピリジニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸ピロリニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸N,N−ジメチルアニリニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸メチルジフェニルアンモニウムなどが挙げられる。
一方、一般式(IV)の化合物としては、例えば、テトラフェニル硼酸フェロセニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸ジメチルフェロセニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸フェロセニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸デカメチルフェロセニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸アセチルフェロセニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸ホルミルフェロセニウム、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸シアノフェロセニウム、テトラフェニル硼酸銀、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸銀、テトラフェニル硼酸トリチル、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)硼酸トリチル、テトラフルオロ硼酸銀などが挙げられる。
好ましい配位錯化合物としては、非配位性アニオンと置換トリアリールカルベニウムとからなるものであって、該非配位性アニオンとしては、例えば、一般式(V)
(BZ1234- ・・・(V)
[式中、Z1〜Z4はそれぞれ水素原子、ジアルキルアミノ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数6〜20のアリール基(ハロゲン置換アリール基を含む)、アルキルアリール基、アリールアルキル基、置換アルキル基及び有機メタロイド基又はハロゲン原子を示す。]
で表される化合物を挙げることができる。
【0030】
一方、置換トリアリールカルベニウムとしては、例えば一般式(VI)
〔CR131415+・・・(VI)
で表わされる化合物を挙げることができる。
一般式(VI)におけるR13、R14及びR15は、それぞれフェニル基、置換フェニル基、ナフチル基及びアントラセニル基などのアリール基であって、それらは互いに同一であっても、異なっていてもよいが、その中の少なくとも一つは、置換フェニル基、ナフチル基又はアントラセニル基である。
【0031】
該置換フェニル基は、例えば、一般式(VII)
65-k16k・・・(VII)
で表わすことができる。
一般式(VII)におけるR16は、炭素数1〜10のヒドロカルビル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、チオアルコキシ基、チオアリーロキシ基、アミノ基、アミド基、カルボキシル基及びハロゲン原子を示し、kは1〜5の整数である。
kが2以上の場合、複数のR16は同一であってもよく、異なっていてもよい。
【0032】
一般式(V)で表される非配位性アニオンの具体例としては、テトラ(フルオロフェニル)ボレート、テトラキス(ジフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(トリフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(テトラフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、テトラキス(トリフルオロメチルフェニル)ボレート、テトラ(トルイル)ボレート、テトラ(キシリル)ボレート、(トリフェニル,ペンタフルオロフェニル)ボレート、〔トリス(ペンタフルオロフェニル),フェニル〕ボレート、トリデカハイドライド−7,8−ジカルバウンデカボレートなどを挙げることができる。
【0033】
また、一般式(VI)で表される置換トリアリールカルベニウムの具体例としては、トリ(トルイル)カルベニウム、トリ(メトキシフェニル)カルベニウム、トリ(クロロフェニル)カルベニウム、トリ(フルオロフェニル)カルベニウム、トリ(キシリル)カルベニウム、〔ジ(トルイル),フェニル〕カルベニウム、〔ジ(メトキシフェニル),フェニル〕カルベニウム、〔ジ(クロロフェニル),フェニル〕カルベニウム、〔トルイル,ジ(フェニル)〕カルベニウム、〔メトキシフェニル,ジ(フェニル)〕カルベニウム、〔クロロフェニル,ジ(フェニル)〕カルベニウムなどが挙げられる。
【0034】
本発明の触媒は、上記(A)成分及び(B)成分に加えて(C)成分として有機アルミニウム化合物を用いる。
(C)有機アルミニウム化合物としては、一般式(VIII)
20vAlJ3-v ・・・(VIII)
〔式中、R20は炭素数1〜10のアルキル基、Jは水素原子、炭素数1〜20のアルコキシ基、炭素数6〜20のアリール基又はハロゲン原子を示し、vは1〜3の整数である〕
で表わされる化合物が挙げられる。
一般式(VIII)で表わされる化合物の具体例としては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソプロピルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、ジメチルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムクロリド、メチルアルミニウムジクロリド、エチルアルミニウムジクロリド、ジメチルアルミニウムフルオリド、ジイソブチルアルミニウムヒドリド、ジエチルアルミニウムヒドリド及びエチルアルミニウムセスキクロリドなどが挙げられる。
これらの有機アルミニウム化合物は一種用いてもよく、二種以上を組合せて用いてもよい。
【0035】
また、(C)成分の有機アルミニウム化合物としては、一般式(IX)
【化4】

【0036】
(式中、R21は、炭素数1〜20、好ましくは1〜12のアルキル基,アルケニル基,アリール基,アリールアルキル基等の炭化水素基又はハロゲン原子を示し、wは平均重合度を示し、通常2〜50、好ましくは2〜40の整数である。尚、各R21は同じでも異なっていてもよい。)
で表わされる鎖状アルミノキサン、及び一般式(X)
【0037】
【化5】

【0038】
(式中、R21及びwは前記一般式(IX)におけるものと同じである。)
で表わされる環状アルミノキサンを挙げることができる。
一般式(IX)及び(X)で表される化合物としては、直鎖状又は環状のテトラメチルジアルモキサン、テトライソブチルジアルモキサン、メチルアルモキサン、エチルアルモキサン、ブチルアルモキサン、イソブチルアルモキサンなどのアルモキサンが挙げられる。
アルミノキサンの製造法としては、アルキルアルミニウムと水等の縮合剤とを接触させる方法が挙げられるが、その手段については特に限定はなく、公知の方法に準じて反応させればよい。
これらのアルミノキサンは一種用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0039】
本発明に用いられる(D)成分は、α−オレフィン、内部オレフィン及びポリエンから選択される一種又は二種以上の不飽和炭化水素化合物である。
内部オレフィンとしては、2−ブテン、2−ペンテン、2−ヘキセン、3−ヘキセン、2−ヘプテン、3−ヘプテン、2−オクテン、3−オクテン、4−オクテン、5−デセンなどが挙げられる。
ポリエンとしては、1,3−ブタジエン、1,5−ヘキサジエン、1,7−オクタジエンなどのジエン化合物などが挙げられる。
α−オレフィンとしては、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン、1−オクタデセン、1−エイコセンなどが挙げられる。
これらの化合物うち一種又は二種以上を用いることができる。
(D)成分としては、触媒活性向上の点で、α−オレフィンが好ましく、特に炭素数3〜30のα−オレフィンが好ましい。より具体的には、プロピレン、1−ブテン、1−テトラセン、1−ヘキサデセン、1−オクタデセン、1−エイコセンが好ましく、プロピレン、1−テトラセン、1−ヘキサデセンがより好ましい。
ここで、常圧下で沸点50℃以上のα−オレフィン(1−ペンテン以上)を触媒の調製に用いる場合には、触媒調製に用いる反応槽は耐圧性が必要なく、触媒調製後の保存時においてポリα−オレフィン(予備重合ポリマー)が沈殿する可能性が低下し、調製した触媒を移送する場合のポンプの詰り等のトラブルを防ぐことができる。
【0040】
本発明においては、炭化水素溶媒存在下で、(A)〜(D)成分を接触させることにより、極限粘度の制御や、均一触媒の調製など後記する予備重合ポリマーの製造が容易になる。
本発明に用いる炭化水素溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン及びエチルベンゼンなどの芳香族炭化水素、シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、デカリン及びテトラリンなどの脂環式炭化水素、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン及びオクタン等の脂肪族炭化水素、クロロホルム及びジクロロメタン等のハロゲン化炭化水素などを用いることができる。これらの溶媒は一種を単独で用いてもよく、二種以上のものを組み合わせてもよい。
炭化水素溶媒としては、安全衛生の点で脂肪族炭化水素系溶媒または脂環式炭化水素系溶媒を用いることが好ましい。
【0041】
次に、本発明の重合触媒の調製法について述べる。
例えば、炭化水素系溶媒に、(D)α−オレフィン、内部オレフィン及びポリエンから選択される一種又は二種以上の不飽和炭化水素化合物、(C)有機アルミニウム化合物を加えた後、(A)遷移金属化合物、及び(B)該(A)成分とイオン対を形成する固体の有機ホウ素化合物を加え、接触させて予備重合処理を行うことで、本発明の重合触媒を調製することができる。
(D)成分及び(C)成分の添加順序や、(A)成分及び(B)成分の添加順序は特に制限されない。
また、この際に0.005〜1.0MPaの水素を共存させることもできる。
接触(予備重合)時の温度は、30〜60℃であることが必須であり、好ましくは35〜55℃、より好ましくは35〜45℃である。接触時の温度が上記範囲から逸脱すると、重合触媒の活性が十分に向上しない。
接触(予備重合)時間は、通常、10分〜30日、好ましくは1時間〜15日である。(A)成分及び(B)成分は、溶媒に溶解しながら反応して活性点を形成する。このため、触媒の活性向上に対する触媒系の均一化の効果は大きい。従って、接触(予備重合)時間が短過ぎると活性向上効果が十分でなくなる。一方、接触(予備重合)時間が長過ぎると触媒活性が低下することがある。
【0042】
本発明の重合触媒の調製においては、(A)成分1モルあたり、(B)成分1.2〜4.0モルを使用することが必須であり、好ましくは(B)成分1.2〜3.0モル、より好ましくは(B)成分1.5〜2.0モルを使用する。(A)成分1モルあたりに使用する(B)成分が1.2モル未満であると、溶媒に不溶となり、触媒溶液の扱いが困難となり、4.0モルを超えると(B)成分が無駄になる。
また、(A)成分1モルあたり、(C)成分5.0〜50.0モルを使用することが必須であり、好ましくは(C)成分5.0〜30.0モル、より好ましくは(C)成分7.0〜10.0モルを使用する。(A)成分1モルあたりに使用する(C)成分が5.0モル未満であると、活性が十分に発現しないことがあり、50.0モルを超えると(C)成分が無駄になる。
さらに、(A)成分1質量部あたり、(D)成分1.0〜200質量部を使用することが好ましく、より好ましくは(D)成分5.0〜100質量部、さらに好ましくは(D)成分5.0〜50質量部を使用する。(A)成分1質量部あたりに使用する(D)成分が1質量部以上であると、重合触媒の活性が経時的に低下しなくなるため、保存性が向上し、200質量部以下であると触媒溶液の粘度が高くなり過ぎないため、重合系に供給し易い。
(D)成分としてα−オレフィンを用いた場合に、予備重合により生成するポリα−オレフィン(予備重合ポリマー)の極限粘度は、好ましくは0.05dL/g以上、15dL/g未満である。
この上限値は、より好ましくは10dL/g未満、更に好ましくは5dL/g未満である。
極限粘度が15dL/gを超えると、重合触媒溶液の粘度が上昇し、重合系への重合触媒溶液の供給に支障をきたすことがある。
尚、極限粘度〔η〕の測定は、株式会社離合社製VMR−053型自動粘度計を用い、デカリン溶媒中、温度135℃において行う。
【0043】
上記触媒の調製法において、芳香族炭化水素を溶媒として用いると、通常均一系重合触媒が得られるが、(B)成分/(A)成分(モル比)を5以上、(A)成分の濃度を10μmol/mL以上とした場合には不均一な触媒が生成し易い。
また、脂環式炭化水素、脂肪族炭化水素を溶媒として用いると、(A)成分及び(B)成分の溶解性が低いため、生成する触媒は不均一になり易い。
【0044】
本発明の本重合に用いられる炭素数3〜30のα−オレフィンとしては、上記(D)成分と同一のα−オレフィンを挙げることができる。
例えば、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン、1−オクタデセン及び1−エイコセンなどが挙げられ、これらのうち一種又は二種以上を用いることができる。
本発明の(A)成分、(B)成分、(C)成分及び(D)成分を接触させて得られる重合触媒を用いる、α−オレフィンの本重合反応条件について述べる。
重合温度は、通常、−100〜250℃、好ましくは、−50〜200℃、より好ましくは0〜130℃である。
重合圧力は、好ましくは常圧〜20MPa(gauge)、より好ましくは常圧〜10MPa(gauge)である。
重合時間は、通常5分〜15時間である。
炭素数3〜30のα−オレフィン/重合触媒中の(A)成分〔モル比〕は、好ましくは1〜108、より好ましくは100〜105である。
また、本重合においては、本発明の(A)成分、(B)成分、(C)成分及び(D)成分を接触させて得られる重合触媒に、更に上記(C)成分を添加してもよい。
好ましい(C)成分の有機アルミニウム化合物としては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリオクチルアルミニウムなどのトリアルキルアルミニウム、テトライソブチルアルモキサン、メチルアルモキサン、イソブチルアルモキサンなどのアルモキサンが挙げられる。
更に、ポリα−オレフィンの分子量の調節方法としては、各触媒成分の種類、使用量及び重合温度の選択、更には、水素存在下での重合などが挙げられる。
本重合方法としては、塊状重合、溶液重合、懸濁重合が用いられる。
重合溶媒としては、場合により触媒調製に用いられる炭化水素系溶媒と同一のものを使用することができる。
例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン及びエチルベンゼンなどの芳香族炭化水素、シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、デカリン、テトラリンなどの脂環式炭化水素、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン及びオクタンなどの脂肪族炭化水素、クロロホルム及びジクロロメタン等のハロゲン化炭化水素などが挙げられ、トルエン、キシレン、デカリンが好ましい。
これらの溶媒は一種を単独で用いてもよく、二種以上のものを組み合わせてもよい。
又、α−オレフィン等のモノマーを溶媒として用いてもよい。
尚、重合方法によっては無溶媒で行うことができる。
【0045】
本発明はまた、上述のようにして調製した本発明の重合触媒を0〜35℃、好ましくは3〜30℃、より好ましくは5〜20℃で保存する重合触媒の保存方法をも提供する。温度が上記範囲を逸脱すると、経時的に重合触媒の活性が低下し、保存性が悪化する。
本発明の重合触媒は、不活性ガス雰囲気下で保存することが好ましく、さらに遮光下で保存することが好ましい。
本発明に係る重合触媒の保存方法によれば、重合触媒を長期間保存することが可能となるが、保存期間としては、1ヶ月〜6年程度が好ましく、1ヶ月〜1年がより好ましい。
【実施例】
【0046】
次に、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。
【0047】
製造例1〔(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)−ビス(3−トリメチルシリルメチルインデニル)ジルコニウムジクロライドの合成〕
シュレンク瓶に(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)−ビス(インデン)のリチウム塩3.0g(6.97mmol)をテトラヒドロフラン(THF)50mlに溶解し−78℃に冷却した。ヨードメチルトリメチルシラン2.1ml(14.2mmol)をゆっくりと滴下し室温で12時間撹拌した。
溶媒を留去し、エーテル50mlを加えて飽和塩化アンモニウム溶液で洗浄した。分液後、有機相を乾燥し溶媒を除去して(1,2'−ジメチルシリレン)(2,1'−ジメチルシリレン)−ビス(3−トリメチルシリルメチルインデン)3.04g(5.88mmol)を得た(収率84%)。
次に、窒素気流下においてシュレンク瓶に上記で得られた(1,2'−ジメチルシリレン)(2,1'−ジメチルシリレン)−ビス(3−トリメチルシリルメチルインデン)3.04g(5.88mmol)とエーテル50mlを入れた。−78℃に冷却し、n−ブチルチリウム(n−BuLi)のヘキサン溶液(1.54mol/L、7.6ml(11.7mmol))を滴下した。室温に上げ12時間撹拌した後、エーテルを留去した。得られた固体をヘキサン40mlで洗浄することによりリチウム塩をエーテル付加体として3.06g(5.07mmol)を得た(収率73%)。
1H−NMR(90MHz、THF−d8)による測定の結果は、以下のとおりである。
δ:0.04(s,18H,トリメチルシリル),0.48(s,12H,ジメチルシリレン),1.10(t,6H,メチル),2.59(s,4H,メチレン),3.38(q,4H,メチレン),6.2−7.7(m,8H,Ar−H)
【0048】
窒素気流下で、上記で得られたリチウム塩をトルエン50mlに溶解した。−78℃に冷却し、ここへ予め−78℃に冷却した四塩化ジルコニウム1.2g(5.1mmol)のトルエン(20ml)懸濁液を滴下した。滴下後、室温で6時間撹拌した。その反応溶液の溶媒を留去した。得られた残渣をジクロロメタンにより再結晶化することにより、(1,2'−ジメチルシリレン)(2,1'−ジメチルシリレン)−ビス(3−トリメチルシリルメチルインデニル)ジルコニウムジクロライド0.9g(1.33mmol)を得た(収率26%)。
1H−NMR(90MHz、CDCl3)による測定の結果は、以下のとおりである。
δ:0.0(s,18H,トリメチルシリル),1.02,1.12(s,12H,ジメチルシリレン),2.51(dd,4H,メチレン),7.1−7.6(m,8H,Ar−H)
【0049】
実施例1
(触媒1の調製)
攪拌装置付1リットルのオートクレーブに室温、窒素気流下、十分に窒素バブリングしたトルエン(196ミリリットル)を加えた。その後、攪拌しながら、トリイソブチルアルミニウム(4.5ミリリットル、9mmol,2M)、(1,2’−ジメチルシリレン)(2,1’−ジメチルシリレン)ビス(3−トリメチルシリルメチル−インデニル)ジルコニウムジクロライド(40ミリリットル、1200μmol,30μmol/ミリリットル)、ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートのヘプタンスラリー(60ミリリットル、1800μmol,30μmol/ミリリットル)を順に加えた。その後、プロピレンを0.05MPaの圧力に調整しながら供給し、30℃に昇温し、予備重合を開始した。15分後、プロピレン投入を停止し、さらにそのまま30分攪拌することにより、溶液状の触媒1を得た(触媒濃度:4mmol/リットル)。消費したプロピレン流量、8.7リットルより、重合したプロピレンを16.3gとした。
【0050】
(重合)
1リットルのオートクレーブに、25℃で、窒素気流下、ヘプタン(400ミリリットル)を加え、トリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液(2M、0.4mmol、0.2ミリリットル)を投入した。1分間攪拌した後、触媒1(0.05ミリリットル、0.2μmol)を投入した。次に、水素を0.04MPa、プロピレンを全圧0.74MPaになるように導入すると同時に攪拌しながら70℃まで3分程度かけて昇温した。プロピレン導入後、15分間重合を実施した。その後、エタノール(5ミリリットル)を投入し、重合を停止し、脱圧後、得られた重合溶液を減圧下、80℃で乾燥することにより、プロピレン重合体を得た。
得られたプロピレン重合体について、以下に示す方法で重合活性と粘度に基づく扱い性を評価した。触媒調製条件と重合体の評価結果を表1に示す。
【0051】
(重合活性の評価)
一般的にモノマーの種類や重合条件が異なると、同じ触媒を用いても活性は大きく異なってくるため、同じ触媒量、同じ重合条件、同じモノマーを用いた場合について、得られた重合体の収量で活性を比較する。
【0052】
(粘度に基づく扱い性)
触媒は、溶媒に均一に溶解しているため、重合開始時に投入する触媒成分はシリンジにて採取しオートクレーブに投入する。その触媒溶液をシリンジで採取する際、触媒溶液の粘性が高いと、シリンジのピストンを引き抜きにくくなる。その引き抜き易さに応じて以下の基準で扱い性を評価した。
◎:シリンジの引き抜きが非常に容易であった。
○:シリンジの引き抜きが容易であった。
×:シリンジの引き抜きが困難であった。
【0053】
実施例2
実施例1の(触媒1の調製)において、トルエンの使用量を196ミリリットルから176ミリリットルに、ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートのヘプタンスラリーの使用量を(60ミリリットル、1800μmol,30μmol/ミリリットル)から(80ミリリットル、2400μmol,30μmol/ミリリットル)に変更し、予備重合の温度条件を30℃から40℃に変更した以外は実施例1と同様にしてプロピレン重合体を得た。触媒調製条件と重合体の評価結果を表1に示す。
【0054】
実施例3
実施例1の(触媒1の調製)において、予備重合の温度条件を30℃から60℃に変更した以外は実施例1と同様にしてプロピレン重合体を得た。触媒調製条件と重合体の評価結果を表1に示す。
【0055】
実施例4
実施例1の(触媒1の調製)において、消費したプロピレン流量を8.7リットルから4.4リットルに変更した以外は実施例1と同様にしてプロピレン重合体を得た。触媒調製条件と重合体の評価結果を表1に示す。
【0056】
比較例1
実施例1の(触媒1の調製)において、予備重合の温度条件を30℃から20℃に変更した以外は実施例1と同様にしてプロピレン重合体を得た。触媒調製条件と重合体の評価結果を表2に示す。
【0057】
比較例2
実施例1の(触媒1の調製)において、予備重合の温度条件を30℃から80℃に変更した以外は実施例1と同様にしてプロピレン重合体を得た。触媒調製条件と重合体の評価結果を表2に示す。
【0058】
比較例3
実施例1の(触媒1の調製)において、トルエンの使用量を196ミリリットルから212ミリリットルに、ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートのヘプタンスラリーの使用量を(60ミリリットル、1800μmol,30μmol/ミリリットル)から(44ミリリットル、1320μmol,30μmol/ミリリットル)に変更した以外は実施例1と同様にしてプロピレン重合体を得た。触媒調製条件と重合体の評価結果を表2に示す。
【0059】
比較例4
実施例1の(触媒1の調製)において、トルエンの使用量を196ミリリットルから200ミリリットルに、トリイソブチルアルミニウムの使用量を(4.5ミリリットル、9mmol,2M)から(1.2ミリリットル、2.4mmol,2M)に変更した以外は実施例1と同様にしてプロピレン重合体を得た。触媒調製条件と重合体の評価結果を表2に示す。
【0060】
実施例5
(触媒2の調製)
攪拌装置付50ミリリットルのシュレンクに60℃、窒素気流下、十分に窒素バブリングしたトルエン(13ミリリットル)および出光興産株式会社製リニアレン18(1−オクタデセン)(2ミリリットル、1.5g)を加えた。その後、攪拌しながらトリイソブチルアルミニウム(0.2ミリリットル、0.4mmol,2M)、Strem社製エチレンビスインデニルジルコニウムジクロリド(2ミリリットル、40μmol,20μmol/ミリリットル)、ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートのヘプタンスラリー(3ミリリットル、60μmol,20μmol/ミリリットル)を順に加えた。6時間攪拌することにより、溶液状の触媒2を得た(触媒濃度:2mmol/リットル)。
(重合)
1リットルのオートクレーブに、85℃で、窒素気流下、出光興産株式会社製リニアレン18(1−オクタデセン)(400ミリリットル)を加え、トリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液(2M、1mmol、0.5ミリリットル)を投入した。1分間攪拌した後、触媒2(1ミリリットル、2μmol)投入した。次に、水素を0.15MPa投入した後、攪拌しながら90℃まで1分程度かけて昇温した。60分後、エタノール(5ミリリットル)を投入した。50℃まで降温後、アセトン400ミリリットル中に重合溶液を投入後、上澄みを廃棄し、さらにアセトン400ミリリットルを投入し、攪拌静置後、上澄みを廃棄した。得られた重合体を減圧下140℃で乾燥することにより、目的の重合体を得た。
得られた重合体について、実施例1と同様にして重合活性と粘度に基づく扱い性を評価した。触媒調製条件と重合体の評価結果を表1に示す。
【0061】
実施例6
実施例5の(触媒2の調製)において、トルエンの使用量を13ミリリットルから11ミリリットルに、出光興産株式会社製リニアレン18(1−オクタデセン)の使用量を(2ミリリットル、1.5g)から(4ミリリットル、3.0g)に変更した以外は実施例5と同様にして重合体を得た。触媒調製条件と重合体の評価結果を表1に示す。
【0062】
比較例5
実施例5の(触媒2の調製)において、予備重合の温度条件を60℃から20℃に変更した以外は実施例5と同様にして重合体を得た。触媒調製条件と重合体の評価結果を表2に示す。
【0063】
比較例6
実施例5の(触媒2の調製)において、トルエンの使用量を13ミリリットルから9ミリリットルに、出光興産株式会社製リニアレン18(1−オクタデセン)の使用量を(2ミリリットル、1.5g)から(6ミリリットル、4.5g)に変更した以外は実施例5と同様にして重合体を得た。触媒調製条件と重合体の評価結果を表2に示す。
【0064】
実施例7
(触媒3の調製)
攪拌装置付50ミリリットルのシュレンクに30℃、窒素気流下、十分に窒素バブリングしたトルエン(13ミリリットル)および出光興産株式会社製リニアレン18(1−オクタデセン)(2ミリリットル、1.5g)を加えた。その後、攪拌しながらトリイソブチルアルミニウム(0.2ミリリットル、0.4mmol,2M)、Strem社製ビス(テトラメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド(2ミリリットル、40μmol,20μmol/ミリリットル)、ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートのヘプタンスラリー(3ミリリットル、60μmol,20μmol/ミリリットル)を順に加えた。6時間攪拌することにより、溶液状の触媒3を得た(触媒濃度:2mmol/リットル)。
【0065】
(重合)
1リットルのオートクレーブに、85℃で、窒素気流下、出光興産株式会社製リニアレン18(1−オクタデセン)(400ミリリットル)を加え、トリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液(2M、1mmol、0.5ミリリットル)を投入した。1分間攪拌した後、触媒3(0.5ミリリットル、1μmol)投入した。次に、水素を0.15MPa投入した後、攪拌しながら90℃まで1分程度かけて昇温した。60分後、エタノール(5ミリリットル)を投入した。50℃まで降温後、アセトン400ミリリットル中に重合溶液を投入後、上澄みを廃棄し、さらにアセトン400ミリリットルを投入し、攪拌静置後、上澄みを廃棄した。得られた重合体を減圧下140℃で乾燥することにより、目的の重合体を得た。
得られた重合体について、実施例1と同様にして重合活性と粘度に基づく扱い性を評価した。触媒調製条件と重合体の評価結果を表1に示す。
【0066】
比較例7
実施例7の(触媒3の調製)において、予備重合の温度条件を30℃から0℃に変更した以外は実施例7と同様にして重合体を得た。触媒調製条件と重合体の評価結果を表2に示す。
【0067】
【表1】

【0068】
【表2】

【0069】
以上の結果より、同様なモノマーを用い、同様な重合条件で比較した場合、本願発明が規定する条件範囲内で予備活性化触媒を調製することにより、高活性の溶液状触媒が得られることがわかる。
【0070】
実施例8
実施例1で得られた溶液状の触媒1を5℃にて1ヶ月保存した後、実施例1記載と同様の方法にて重合活性を評価した。触媒の活性維持率を、(実施例8における重合体の収量)/(実施例1における重合体の収量)として評価した。結果を表3に示す。
【0071】
実施例9〜13及び比較例8〜11
表3に示す溶液状の触媒と保存温度でそれぞれ行った以外は実施例8と同様にして触媒の活性維持率を評価した。結果を表3に示す。
【0072】
【表3】

【0073】
このように、本発明の保存方法によれば、本発明の重合触媒の活性低下を抑制できることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【0074】
以上詳細に説明したように、本発明の重合触媒は重合活性に優れるため、ポリα−オレフィンを容易に高収率で安価に製造することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
(A)遷移金属化合物、(B)該(A)成分とイオン対を形成する固体のホウ素化合物、(C)有機アルミニウム化合物、並びに(D)α−オレフィン、内部オレフィン及びポリエンから選択される一種又は二種以上の不飽和炭化水素化合物を炭化水素溶媒中で接触させてなる重合触媒であって、該(A)成分1モルあたり、該(B)成分1.2〜4.0モルと、該(C)成分5.0〜50.0モルとを使用し、かつ、該(A)〜(D)成分を30〜60℃で接触させて得られる重合触媒。
【請求項2】
前記(D)成分が、炭素数3〜30のα−オレフィンであり、かつ、前記(A)成分1質量部あたり、前記(D)成分1.0〜200質量部を使用して得られる請求項1に記載の重合触媒。
【請求項3】
0〜35℃で保存することを特徴とする請求項1又は2に記載の重合触媒の保存方法。

【公開番号】特開2011−16893(P2011−16893A)
【公開日】平成23年1月27日(2011.1.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−161752(P2009−161752)
【出願日】平成21年7月8日(2009.7.8)
【出願人】(000183646)出光興産株式会社 (2,069)
【Fターム(参考)】