(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022074027
(43)【公開日】2022-05-17
(54)【発明の名称】オレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法、オレフィン類重合用触媒の製造方法及びオレフィン類重合体の製造方法
(51)【国際特許分類】
C08F 4/654 20060101AFI20220510BHJP
C08F 10/00 20060101ALI20220510BHJP
【FI】
C08F4/654
C08F10/00 510
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021170797
(22)【出願日】2021-10-19
(31)【優先権主張番号】P 2020181200
(32)【優先日】2020-10-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】596133485
【氏名又は名称】日本ポリプロ株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】390007227
【氏名又は名称】東邦チタニウム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002538
【氏名又は名称】特許業務法人あしたば国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】大西 陸夫
(72)【発明者】
【氏名】上村 渉
(72)【発明者】
【氏名】谷池 俊明
(72)【発明者】
【氏名】寺野 稔
(72)【発明者】
【氏名】中山 浩二
(72)【発明者】
【氏名】田谷野 孝夫
(72)【発明者】
【氏名】片岡 拓雄
(72)【発明者】
【氏名】河野 浩之
(72)【発明者】
【氏名】ミンコワン ワンナボワオン
【テーマコード(参考)】
4J128
【Fターム(参考)】
4J128AA01
4J128AB01
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4J128FA02
4J128FA09
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4J128GB01
4J128GB02
(57)【要約】
【解決課題】本発明は、チタン、ハロゲン、マグネシウム、内部電子供与性化合物及びアルコキシ基を含む固体触媒成分であり、該固体触媒成分を用いる触媒によるオレフィン類の重合時に、触媒活性が低くなり過ぎず、且つ、立体規則性に優れたオレフィン類重合体を製造し得る触媒を与えるオレフィン類重合用固体触媒成分を製造する方法を提供すること。
【解決手段】四塩化チタンと、マグネシウム化合物と、内部電子供与性化合物と、不活性有機溶媒と、を相互に接触させて接触生成物を得る第1の生成工程と、前記第1の生成工程で得られた接触生成物を不活性有機溶媒で洗浄して洗浄物を得る洗浄工程と、前記洗浄工程で得られた洗浄物と、四塩化ケイ素、有機酸クロライド又は金属クロライドと、不活性有機溶媒と、を相互に接触させて固体触媒成分を得る第2の生成工程と、を有することを特徴とするオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
四塩化チタンと、マグネシウム化合物と、内部電子供与性化合物と、不活性有機溶媒と、を相互に接触させて接触生成物を得る第1の生成工程と、
前記第1の生成工程で得られた接触生成物を不活性有機溶媒で洗浄して洗浄物を得る洗浄工程と、
前記洗浄工程で得られた洗浄物と、塩素含有化合物と、不活性有機溶媒と、を相互に接触させて固体触媒成分を得る第2の生成工程と、
を有し、
該塩素含有化合物が、四塩化ケイ素、有機酸クロライド又は金属クロライドであること、
を特徴とするオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法。
【請求項2】
前記第1の生成工程において、四塩化チタンと、四塩化ケイ素と、マグネシウム化合物と、内部電子供与性化合物と、不活性有機溶媒と、を相互に接触させて接触生成物を得ることを特徴とする請求項1記載のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法。
【請求項3】
前記塩素含有化合物が四塩化ケイ素であり、
前記第1の生成工程において使用する前記マグネシウム化合物中の原子換算のマグネシウムのモル数に対する、前記第2の生成工程において使用する該四塩化ケイ素中の原子換算のケイ素のモル数の比(Si/Mg)が、1.5~30.0であること、
を特徴とする請求項1又は2記載のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法。
【請求項4】
前記第2の生成工程において、前記洗浄工程で得られた洗浄物と、前記四塩化ケイ素と、前記不活性有機溶媒と、を95℃以上で相互に接触させることを特徴とする請求項3記載のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法。
【請求項5】
前記塩素含有化合物がフタル酸ジクロライドであり、
前記第1の生成工程において使用する前記マグネシウム化合物中の原子換算のマグネシウムのモル数に対する、前記第2の生成工程において使用する該フタル酸ジクロライド中の原子換算の塩素原子のモル数の比(Cl/Mg)が、0.1~5.0であること、
を特徴とする請求項1又は2記載のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法。
【請求項6】
前記塩素含有化合物が、Li、Na、K、Ca、Zn、Bi及びCuのうちの1種以上の金属のクロライドであること、
を特徴とする請求項1又は2記載のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法。
【請求項7】
請求項1~6の何れか一項に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法により得られたオレフィン類重合用固体触媒成分と、有機アルミニウム化合物と、を相互に接触させてオレフィン類重合用触媒を得ることを特徴とするオレフィン類重合用触媒の製造方法。
【請求項8】
請求項1~6の何れか一項に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法により得られたオレフィン類重合用固体触媒成分と、有機アルミニウム化合物と、外部電子供与性化合物と、を相互に接触させてオレフィン類重合用触媒を得ることを特徴とするオレフィン類重合用触媒の製造方法。
【請求項9】
請求項7又は8に記載のオレフィン類重合用触媒の製造方法により得られたオレフィン類重合用触媒を用いてオレフィン類の重合を行うことを特徴とするオレフィン類重合体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、オレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法、オレフィン類重合用触媒の製造方法及びオレフィン類重合体の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
エチレン、プロピレン等のオレフィンの重合体の製造方法としては、所謂、チーグラー-ナッタ触媒を用いる製造方法がよく知られている。該製造方法においては、工業的に利用価値の高い立体規則性オレフィン重合体の他に、該重合体の機械的物性を低下させる無定形重合体が副生する。無定形重合体の副生はまた、原料モノマーの損失でもあり、それを除去するための工程が製造設備に必要となるため、工業的には極めて大きな不利益をもたらす。従って、オレフィン重合体の重合用触媒は、無定形重合体の副生がまったく無いか極めて僅かであるものが望ましい。
【0003】
例えば、特許文献1には、マグネシウム、チタン、ハロゲン、電子供与体及びアルコキシシラン化合物を含み、前記電子供与体が、有機酸及び無機酸並びにそれらの誘導体化合物、エーテル化合物、並びにケトン化合物からなる群より選ばれる1種類又は2種類以上の混合物であり、前記電子供与体の含量が5~40μmol/gであるα-オレフィン重合用固体触媒成分が記載されている。
【0004】
特許文献1によれば、可溶分が少なく、立体規則性が高いオレフィン重合体を高収率で得られる、電子供与体の量が極めて少なく、且つ、アルコキシシラン化合物を含むα-オレフィン重合用固体触媒成分を含むα-オレフィン重合用触媒を提供することができる。
【0005】
例えば、特許文献2には、アルコキシ基含有マグネシウム化合物、又はハロゲン含有マグネシウム化合物のアルコール錯体を担持させたII~IV族元素の酸化物(化合物(a))及び酸化物(a)に対してハロゲン/マグネシウムのモル比で0.20以上のハロゲン含有ケイ素化合物(化合物(b-1))を反応させ、これらと電子供与性化合物(化合物(c))及びハロゲン含有チタン化合物(化合物(d))を120℃以上150℃以下の温度で反応させ、不活性溶媒で洗浄した後、再度、化合物(d)を120℃以上150℃以下の温度で反応させ、不活性溶媒で洗浄して、アルコキシ基残量(RO)/チタン担持量(Ti)のモル比が0.70以下であるオレフィン重合用固体触媒成分が記載されている。
【0006】
特許文献2によれば、重合活性が高く、残留Clの少ない、立体規則性及びパウダー形態に優れたオレフィン重合体が得られるオレフィン重合用固体触媒成分を提供することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2019-151680号公報
【特許文献2】特開2003-137919号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
しかしながら、特許文献1及び特許文献2に記載の製造方法によっても、オレフィン重合体を射出成形体に加工して使用する分野においては、成形体のさらなる高剛性化が望まれており、より高立体規則性のオレフィン重合体が得られる製造方法が求められていた。
【0009】
一方で、オレフィン重合体の製造においては、得られるオレフィン重合体の立体規則性が、例え高くなっても、重合活性が低過ぎると、生産性に影響を与える。
【0010】
従って、本発明は、チタン、ハロゲン、マグネシウム、内部電子供与性化合物及びアルコキシ基を含む固体触媒成分であり、該固体触媒成分を用いる触媒によるオレフィン類の重合時に、触媒活性が低くなり過ぎず、且つ、立体規則性に優れたオレフィン類重合体を製造し得る触媒を与えるオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法を提供すること、並びに該固体触媒成分を用いるオレフィン類重合用触媒の製造方法及びオレフィン類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】
【0011】
上記技術課題を解決すべく、本発明者等が鋭意検討を重ねたところ、オレフィン類重合用固体触媒成分の製造において、四塩化チタン、マグネシウム化合物、内部電子供与性化合物及び不活性有機溶媒を相互に接触させて、接触生成物を得た後、洗浄し、その後に、塩素含有化合物を接触させることにより、上記技術課題を解決し得ることを見出し、本知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【0012】
すなわち、本発明は、
(1)四塩化チタンと、マグネシウム化合物と、内部電子供与性化合物と、不活性有機溶媒と、を相互に接触させて接触生成物を得る第1の生成工程と、
前記第1の生成工程で得られた接触生成物を不活性有機溶媒で洗浄して洗浄物を得る洗浄工程と、
前記洗浄工程で得られた洗浄物と、塩素含有化合物と、不活性有機溶媒と、を相互に接触させて固体触媒成分を得る第2の生成工程と、
を有し、
該塩素含有化合物が、四塩化ケイ素、有機酸クロライド又は金属クロライドであること、
を特徴とするオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法。
(2)前記第1の生成工程において、四塩化チタンと、四塩化ケイ素と、マグネシウム化合物と、内部電子供与性化合物と、不活性有機溶媒と、を相互に接触させて接触生成物を得ることを特徴とする(1)のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法、
(3)前記塩素含有化合物が四塩化ケイ素であり、
前記第1の生成工程において使用する前記マグネシウム化合物中の原子換算のマグネシウムのモル数に対する、前記第2の生成工程において使用する該四塩化ケイ素中の原子換算のケイ素のモル数の比(Si/Mg)が、1.5~30.0であること、
を特徴とする(1)又は(2)のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法、
(4)前記第2の生成工程において、前記洗浄工程で得られた洗浄物と、前記四塩化ケイ素と、前記不活性有機溶媒と、を95℃以上で相互に接触させることを特徴とする(3)のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法、
(5)前記塩素含有化合物がフタル酸ジクロライドであり、
前記第1の生成工程において使用する前記マグネシウム化合物中の原子換算のマグネシウムのモル数に対する、前記第2の生成工程において使用する該フタル酸ジクロライド中の原子換算の塩素原子のモル数の比(Cl/Mg)が、0.1~5.0であること、
を特徴とする(1)又は(2)のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法、
(6)前記塩素含有化合物が、Li、Na、K、Ca、Zn、Bi及びCuのうちの1種以上の金属のクロライドであること、
を特徴とする(1)又は(2)のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法、
(7)(1)~(6)の何れか一項に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法により得られたオレフィン類重合用固体触媒成分と、有機アルミニウム化合物と、を相互に接触させてオレフィン類重合用触媒を得ることを特徴とするオレフィン類重合用触媒の製造方法、
(8)(1)~(6)の何れか一項に記載のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法により得られたオレフィン類重合用固体触媒成分と、有機アルミニウム化合物と、外部電子供与性化合物と、を相互に接触させてオレフィン類重合用触媒を得ることを特徴とするオレフィン類重合用触媒の製造方法、
(9)(7)又は(8)に記載のオレフィン類重合用触媒の製造方法により得られたオレフィン類重合用触媒を用いてオレフィン類の重合を行うことを特徴とするオレフィン類重合体の製造方法、
を提供するものである。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、チタン、ハロゲン、マグネシウム、内部電子供与性化合物及びアルコキシ基を含む固体触媒成分であり、該固体触媒成分を用いる触媒によるオレフィン類の重合時に、触媒活性が低くなり過ぎず、且つ、立体規則性に優れたオレフィン類重合体を製造し得る触媒を与えるオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法を提供すること、並びに該固体触媒成分を用いるオレフィン類重合用触媒の製造方法及びオレフィン類重合体の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
<オレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法>
本発明に係るオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法は、四塩化チタンと、マグネシウム化合物と、内部電子供与性化合物と、不活性有機溶媒と、を相互に接触させて接触生成物を得る第1の生成工程と、
前記第1の生成工程で得られた接触生成物を不活性有機溶媒で洗浄して洗浄物を得る洗浄工程と、
前記洗浄工程で得られた洗浄物と、塩素含有化合物と、不活性有機溶媒と、を相互に接触させて固体触媒成分を得る第2の生成工程と、
を有し、
該塩素含有化合物が、四塩化ケイ素、有機酸クロライド又は金属クロライドであること、
を特徴とするものである。
【0015】
以下、本出願書類においては、「オレフィン類重合用固体触媒成分」を「固体触媒成分」と省略する場合がある。
【0016】
本発明に係るオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法は、第1の生成工程と、洗浄工程と、第2の生成工程と、を有する。
【0017】
本発明に係るオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法に用いられるマグネシウム化合物としては、アルコキシ基の供給源であり、本発明の効果を阻害しないものであれば特に限定されない。そのようなマグネシウム化合物としては、ジメトキシマグネシウム、ジエトキシマグネシウム、ジプロポキシマグネシウム、ジブトキシマグネシウム、エトキシメトキシマグネシウム、エトキシプロポキシマグネシウム、ブトキシエトキシマグネシウム等のジアルコキシマグネシウム化合物が挙げられる。
【0018】
上記ジアルコキシマグネシウム化合物の中でも、重合活性及び立体規則性の面から、ジエトキシマグネシウムが好ましい。本発明においては、これらのマグネシウム化合物を単独で適用してもよいし、又は二種以上を併用してもよい。
【0019】
本発明においては、市販のマグネシウム化合物を適用してもよいし、又は合成したマグネシウム化合物を適用してもよい。例えば、金属マグネシウムを、ハロゲン又はハロゲン含有金属化合物等の存在下にアルコールと反応させて得たジアルコキシマグネシウム化合物を用いてもよい。
【0020】
また、上記マグネシウム化合物としては、顆粒状又は粉末状であり、その形状は不定形又は球状のものであってもよい。例えば、球状のジアルコキシマグネシウム化合物を適用した場合、より良好な粒子形状と狭い粒度分布を有する重合体粉末が得られ易く、重合により生成される重合体粉末(生成重合粉末)の取り扱い操作性が向上し、生成重合体粉末に含まれる微粉に起因する重合体の分離装置におけるフィルターの閉塞等の問題が容易に解決される。なお、球状のジアルコキシマグネシウム化合物は、必ずしも真球状である必要はなく、楕円形状又は馬鈴薯形状のものであってもよい。
【0021】
また、上記マグネシウム化合物は、その平均粒子径(D50)は特に限定されないが、1~200μmのものが好ましく、5~150μmのものが更に好ましい。ここで、平均粒子径は、レーザー光散乱回折法粒度測定機を用いて測定したときの、体積積算粒度分布における積算粒度で50%の粒子径を意味するものである。例えば、球状のジアルコキシマグネシウム化合物を適用した場合、その平均粒子径は特に限定されないが、1~100μmのものが好ましく、5~80μmのものが更に好ましく、10~60μmのものが最も好ましい。
【0022】
また、上記マグネシウム化合物は、微粉及び粗粉が少なく、且つ粒度分布の狭いものが好ましい。そのようなマグネシウム化合物としては、例えば、レーザー光散乱回折法粒度測定機を用いて測定したときに、粒子径5μm以下の粒子(微粉)の割合が、マグネシウム化合物量の全量の20%以下であるものが好ましく、10%以下であるものが更に好ましい。一方、同様にレーザー光散乱回折法粒度測定機を用いて測定したときに、粒子径100μm以上の粒子(粗粉)の割合が、マグネシウム化合物量の全量の10%以下であるものが好ましく、5%以下であるものが更に好ましい。
【0023】
また、上記マグネシウム化合物は、その粒度分布をD90/D10で表したときに、D90/D10が3以下であるものが好ましく、2以下であるものが更に好ましい。ここで、D90は、レーザー光散乱回折法粒度測定機を用いて測定したときの、体積積算粒度分布における積算粒度で90%の粒子径を意味するものである。また、D10は、レーザー光散乱回折法粒度測定機を用いて測定したときの、体積積算粒度分布における積算粒度で10%の粒子径を意味するものである。
【0024】
なお、球状のジアルコキシマグネシウム化合物としては、例えば、特開昭58-4132号公報、特開昭62-51633号公報、特開平3-74341号公報、特開平4-368391号公報、特開平8-73388号公報等に例示された方法により製造されたものを適用してもよい。
【0025】
本発明に係るオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法に用いられる内部電子供与性化合物としては、固体触媒成分の形成時、電子対を供与できる有機化合物であれば特に制限されない。内部電子供与性化合物としては、電子対を供与する官能基が酸素原子又は窒素原子を含有する有機化合物であればよく、例えば、アルコール類、フェノール類、エーテル類、エステル類、ケトン類、酸ハライド類、アルデヒト類、アミン類、アミド類、ニトリル類、イソシアネート類、Si-O-C結合又はSi-N-C結合を含む有機ケイ素化合物等が挙げられる。本発明においては、固体触媒成分中に、これらの内部電子供与性化合物が単独で含まれていてもよいし、又は二種以上が含まれていてもよい。
【0026】
上記内部電子供与性化合物の中でも、モノエーテル類、ジエーテル類、エーテルカーボネート類等のエーテル類、モノカルボン酸エステル類、ポリカルボン酸エステル類等のエステル類が好ましく;ジエーテル類、エーテルカーボネート類、芳香族ジカルボン酸ジエステル等の芳香族ポリカルボン酸エステル類、脂肪族ポリカルボン酸エステル類、脂環式ポリカルボン酸エステル類等のポリカルボン酸エステル類が更に好ましく;2,2-ジアルキル-1,3―ジメトキシプロパン、9,9-ビス(アルコキシメチル)フルオレン等のジエーテル類、(2-アルコキシアルキル)アルキルカーボネート、(2-アルコキシアルキル)フェニルカーボネート等のエーテルカーボネート類、フタル酸ジエステル、アルキル置換フタル酸ジエステル、ハロゲン置換フタル酸ジエステル等の芳香族ジカルボン酸ジエステル類、マロン酸ジエステル、アルキル置換マロン酸ジエステル、コハク酸ジエステル、アルキル置換コハク酸ジエステル、マレイン酸ジエステル、アルキル置換マレイン酸ジエステル等の脂肪族ジカルボン酸エステル類、シクロアルカン-1,2-ジカルボン酸ジエステル、1-シクロアルケン-1,2-ジカルボン酸ジエステル、4-シクロアルケン-1,2-ジカルボン酸ジエステル等の脂環族ジカルボン酸エステル類が最も好ましい。
【0027】
本発明に係るオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法に用いられる不活性有機溶媒としては、上記各生成工程において溶媒又は洗浄溶媒として機能すればよく、本発明の効果を阻害しないものであれば特に限定されない。そのような不活性有機溶媒としては、ヘキサン、ヘプタン、デカン等の直鎖脂肪族炭化水素化合物、メチルヘプタン等の分岐状脂肪族炭化水素化合物、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素化合物、トルエン、キシレン、エチルベンゼンなどの芳香族炭化水素化合物等が挙げられる。
【0028】
上記不活性有機溶媒の中でも、重合活性及び立体規則性の面から、常温下で液体、且つ沸点が50~150℃である芳香族炭化水素化合物が好ましい。本発明においては、これらの不活性有機溶媒を単独で適用してもよいし、又は二種以上を併用してもよい。
【0029】
本発明に係るオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法は、第1の生成工程と、洗浄工程と、第2の生成工程と、を有する。
【0030】
第1の生成工程は、少なくとも、四塩化チタン、マグネシウム化合物、内部電子供与性化合物及び不活性有機溶媒を、相互に接触させることにより、接触生成物を得る工程である。
【0031】
第1の生成工程における四塩化チタンの使用量は、チタン原子換算で、マグネシウム化合物のマグネシウム原子換算の使用量に対するモル比(Tiモル数/Mgモル数)が、好ましくは1.0~30.0、より好ましくは1.0~10.0、更に好ましくは1.0~3.0である。
【0032】
第1の生成工程における内部電子供与性化合物の使用量は、マグネシウム化合物のマグネシウム原子換算の使用量に対するモル比(内部電子供与性化合物のモル数/Mgのモル数)が、好ましくは0.05~0.25、より好ましくは0.10~0.20、更に好ましくは0.12~0.18である。
【0033】
第1の生成工程における不活性有機溶媒の使用量は、特に制限されず、各原料の使用量に応じて適宜選択される。
【0034】
第1の生成工程では、四塩化チタン、マグネシウム化合物、内部電子供与性化合物及び不活性有機溶媒に加え、四塩化ケイ素も接触させることができる。つまり、第1の生成工程では、四塩化チタンと、四塩化ケイ素と、マグネシウム化合物と、内部電子供与性化合物と、不活性有機溶媒と、を相互に接触させて接触生成物を得ることができる。
【0035】
第1の生成工程において四塩化ケイ素を使用する場合、第1の生成工程における四塩化ケイ素の使用量は、ケイ素原子換算で、マグネシウム化合物のマグネシウム原子換算の使用量に対するモル比(Siモル数/Mgモル数)が、好ましくは0.1~5.0、より好ましくは0.2~3.0、更に好ましくは0.3~2.0である。
【0036】
第1の生成工程において、四塩化チタン、マグネシウム化合物、内部電子供与性化合物及び不活性有機溶媒を接触させるときの接触温度は、好ましくは50~160℃、より好ましくは80~130℃、更に好ましくは95~115℃である。第1生成工程での接触温度が上記範囲にあることにより、重合活性が低くなり過ぎず、且つ立体規則性が高いオレフィン類重合体を製造することができる固体触媒成分を得ることができる。
【0037】
洗浄工程は、第1の生成工程を行い得られた接触生成物を、不活性有機溶媒で洗浄して、洗浄物を得る工程である。
【0038】
洗浄工程では、接触生成物に、不活性有機溶媒を接触させることにより、接触生成物の洗浄を行う。洗浄工程における不活性有機溶媒の使用量は、特に制限されず、各原料の使用量に応じて適宜選択される。洗浄工程(1)において、接触生成物(1)の洗浄を行うときの洗浄温度は、特に制限されず、適宜選択されるが、例えば、25~100℃である。
【0039】
第2の生成工程は、洗浄工程を行い得られた洗浄物と、塩素含有化合物と、不活性有機溶媒と、を相互に接触させることにより、固体触媒成分を得る工程である。
【0040】
第2の生成工程に係る塩素含有化合物は、四塩化ケイ素(第一の形態)、有機酸クロライド(第二の形態)又は金属クロライド(第三の形態)である。
【0041】
本発明の第一の形態のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法は、第2の生成工程において、塩素含有化合物として、四塩化ケイ素を用いる形態である。
【0042】
つまり、本発明の第一の形態のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法に係る第2の生成工程(以下、第2の生成工程(1)とも記載する。)は、洗浄工程を行い得られた洗浄物と、四塩化ケイ素と、不活性有機溶媒と、を相互に接触させることにより、固体触媒成分を得る工程である。
【0043】
第2の生成工程(1)における四塩化ケイ素の使用量は、第1の生成工程において使用するマグネシウム化合物中の原子換算のマグネシウムのモル数に対する、第2の生成工程において使用する四塩化ケイ素中の原子換算のケイ素のモル数の比(Si/Mg)が、1.5~30.0、より好ましくは2.0~20.0、更に好ましくは2.0~11.0となる量である。第2の生成工程における四塩化ケイ素の使用量が上記範囲にあることにより、重合活性が低くなり過ぎず、且つ立体規則性が高いオレフィン類重合体を製造することができる固体触媒成分を得ることができる。
【0044】
第2の生成工程(1)における不活性有機溶媒の使用量は、特に制限されず、各原料の使用量に応じて適宜選択される。
【0045】
第2の生成工程(1)において、洗浄物、四塩化ケイ素及び不活性有機溶媒を接触させるときの接触温度は、好ましくは95℃以上、より好ましくは95~135℃、更に好ましくは95~115℃である。第2生成工程での接触温度が上記範囲にあることにより、重合活性が低くなり過ぎず、且つ立体規則性が高いオレフィン類重合体を製造することができる固体触媒成分を得ることができる。
【0046】
本発明の第二の形態のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法は、第2の生成工程において、塩素含有化合物として、有機酸クロライドを用いる形態である。
【0047】
つまり、本発明の第二の形態のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法に係る第2の生成工程(以下、第2の生成工程(2)とも記載する。)は、洗浄工程を行い得られた洗浄物と、有機酸クロライドと、を相互に接触させることにより、固体触媒成分を得る工程である。
【0048】
第2の生成工程(2)において用いられる有機酸クロライドとしては、例えば、フタル酸ジクロライド、アルキニルハライド、モノカルボン酸ハライドは脂肪族モノカルボン酸ハライド、芳香族モノカルボン酸ハライド、脂肪族多価カルボン酸ハライドまたは芳香族多価カルボン酸ハライドであって、具体的には、エチルクロライド、プロピルクロライド、ブチルクロライド、ペンチルクロライド、ヘキシルクロライドなどのアルキニルハライド、ギ酸クロライド、酢酸クロライド、プロピオン酸クロライド、酪酸クロライド、安息香酸クロライド、p-トルイル酸クロライド、p-メトキシベンゾエートクロライド、アニス酸メクロライド、トリメチル酢酸クロライド(ピバル酸クロライド)、トリエチル酢酸クロライド、トリプロピル酢酸クロライド、トリイソプロピル酢酸クロライド等のモノカルボン酸クロライド、又はマレイン酸ジクロライド、マロン酸ジクロライド、ジイソプロピルマロン酸ジクロライド、ジイソブチルマロン酸ジクロライド、アジピン酸ジクロライド、フタル酸ジクロライド、テレフタル酸ジクロライド、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸ジクロライド、セバシン酸ジクロライド等の多価カルボン酸クロライドが挙げられる。有機酸クロライドとしては、フタル酸ジクロライドが好ましい。
【0049】
第2の生成工程(2)において、有機酸クロライドとしてフタル酸ジクロライドを用いる場合、第2の生成工程(2)におけるフタル酸ジクロライドの使用量は、第1の生成工程において使用するジアルコキシマグネシウム化合物中の原子換算のマグネシウムのモル数に対する、第2の生成工程において使用するフタル酸ジクロライド中の原子換算の塩素のモル数の比(Cl/Mg)が、0.1~5.0、より好ましくは0.2~4.0、更に好ましくは0.3~3.0となる量である。第2の生成工程におけるフタル酸ジクロライドの使用量が上記範囲にあることにより、重合活性が低くなり過ぎず、且つ立体規則性が高いオレフィン類重合体を製造することができる固体触媒成分を得ることができる。
【0050】
第2の生成工程(2)における不活性有機溶媒の使用量は、特に制限されず、各原料の使用量に応じて適宜選択される。
【0051】
第2の生成工程(2)において、フタル酸ジクロライドを用いる場合、第2の生成工程(2)において、洗浄物、フタル酸ジクロライド及び不活性有機溶媒を接触させるときの接触温度は、好ましくは95℃以上、より好ましくは95~135℃、更に好ましくは95~115℃である。第2生成工程での接触温度が上記範囲にあることにより、重合活性が低くなり過ぎず、且つ立体規則性が高いオレフィン類重合体を製造することができる固体触媒成分を得ることができる。
【0052】
本発明の第三の形態のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法は、第2の生成工程において、塩素含有化合物として、金属クロライドを用いる形態である。
【0053】
つまり、本発明の第三の形態のオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法に係る第2の生成工程(以下、第2の生成工程(3)とも記載する。)は、洗浄工程を行い得られた洗浄物と、金属クロライドと、を相互に接触させることにより、固体触媒成分を得る工程である。
【0054】
第2の生成工程(3)において用いられる金属クロライドとしては、例えば、Li、Na、K、Ca、Zn、Bi及びCuのうちの1種以上の金属のクロライドが挙げられ、例えば、LiCl、NaCl、KCl、CaCl2、ZnCl2、BiCl3、CuCl2が挙げられる。
【0055】
第2の生成工程(3)において、金属クロライドの使用量は、第1の生成工程において使用するマグネシウム化合物中の原子換算のマグネシウム(Mg)のモル数に対する、第2の生成工程において使用する金属クロライド中の原子換算の金属(M)のモル数の比(M/Mg)が、0.001~50.0となる量である。第2の生成工程における金属クロライドの使用量が上記範囲にあることにより、重合活性が低くなり過ぎず、且つ立体規則性が高いオレフィン類重合体を製造することができる固体触媒成分を得ることができる。
【0056】
また、第2の生成工程(3)では、Li、Na、K、Ca、Zn、Bi及びCuのうちの1種以上の金属のクロライドと共に、四塩化チタン(TiCl4)を、洗浄工程を行い得られた洗浄物に接触させることができる。その場合、四塩化チタン(TiCl4)のチタン元素(Ti)の原子換算のモル数に対するLi、Na、K、Ca、Zn、Bi及びCuのうちの1種以上の金属のクロライドの金属元素(X)の原子換算のモル数の比(X/Ti)は、好ましくは0.002~0.050、より好ましくは0.004~0.025である。
【0057】
第2の生成工程(3)における不活性有機溶媒の使用量は、特に制限されず、各原料の使用量に応じて適宜選択される。
【0058】
第2の生成工程(3)において、洗浄物、金属クロライド及び不活性有機溶媒を接触させるときの接触温度は、好ましくは95℃以上、より好ましくは95~135℃、更に好ましくは95~115℃である。第2生成工程での接触温度が上記範囲にあることにより、重合活性が低くなり過ぎず、且つ立体規則性が高いオレフィン類重合体を製造することができる固体触媒成分を得ることができる。
【0059】
本発明に係るオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法では、第2の生成工程(第2の生成工程(1)、(2)又は(3))を行った後、必要に応じて、不活性有機溶媒を用いて、第2の生成工程を行い得られる固体触媒成分を洗浄することができる。
【0060】
<本発明に係るオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法を行い得られるオレフィン類重合用固体触媒成分>
本発明に係るオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法を行い得られるオレフィン類重合用固体触媒成分(以下、本発明に係るオレフィン類重合用固体触媒成分とも記載する。)は、チタンと、ハロゲンと、マグネシウムと、内部電子供与性化合物と、アルコキシ基と、を含有し、
オレフィン類重合用固体触媒成分の全量に対するチタンの含有割合が、チタン原子換算で0.10~1.00質量%であり、且つ、
オレフィン類重合用固体触媒成分の全量に対するアルコキシ基の含有割合が、0.150質量%以下であることを特徴とするものである。
【0061】
本発明に係るオレフィン類重合用固体触媒成分中の内部電子供与性化合物としては、固体触媒成分の形成時、電子対を供与できる有機化合物であれば特に制限されない。内部電子供与性化合物としては、電子対を供与する官能基が酸素原子又は窒素原子を含有する有機化合物であればよく、例えば、アルコール類、フェノール類、エーテル類、エステル類、ケトン類、酸ハライド類、アルデヒト類、アミン類、アミド類、ニトリル類、イソシアネート類、Si-O-C結合又はSi-N-C結合を含む有機ケイ素化合物等が挙げられる。本発明においては、固体触媒成分中に、これらの内部電子供与性化合物が単独で含まれていてもよいし、又は二種以上が含まれていてもよい。
【0062】
上記内部電子供与性化合物の中でも、モノエーテル類、ジエーテル類、エーテルカーボネート類等のエーテル類、モノカルボン酸エステル類、ポリカルボン酸エステル類等のエステル類が好ましく;ジエーテル類、エーテルカーボネート類、芳香族ジカルボン酸ジエステル等の芳香族ポリカルボン酸エステル類、脂肪族ポリカルボン酸エステル類、脂環式ポリカルボン酸エステル類等のポリカルボン酸エステル類が更に好ましく;2,2-ジアルキル-1,3―ジメトキシプロパン、9,9-ビス(アルコキシメチル)フルオレン等のジエーテル類、(2-アルコキシアルキル)アルキルカーボネート、(2-アルコキシアルキル)フェニルカーボネート等のエーテルカーボネート類、フタル酸ジエステル、アルキル置換フタル酸ジエステル、ハロゲン置換フタル酸ジエステル等の芳香族ジカルボン酸ジエステル類、マロン酸ジエステル、アルキル置換マロン酸ジエステル、コハク酸ジエステル、アルキル置換コハク酸ジエステル、マレイン酸ジエステル、アルキル置換マレイン酸ジエステル等の脂肪族ジカルボン酸エステル類、シクロアルカン-1,2-ジカルボン酸ジエステル、1-シクロアルケン-1,2-ジカルボン酸ジエステル、4-シクロアルケン-1,2-ジカルボン酸ジエステル等の脂環族ジカルボン酸エステル類が最も好ましい。
【0063】
本発明に係るオレフィン類重合用固体触媒成分中のアルコキシ基としては、構造に特に制限はなく、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基、イソオクトキシ基等が挙げられる。本発明においては、固体触媒成分中に、これらのアルコキシ基が単独で含まれていてもよいし、又は二種以上が含まれていてもよい。
【0064】
本発明に係るオレフィン類重合用固体触媒成分は、該固体触媒成分の全量に対するチタンの含有割合が、チタン原子換算で0.10~1.00質量%であり、0.20~1.00質量%であるものが好ましく、0.40~1.00質量%であるものが更に好ましく、0.50~1.00質量%であるものが最も好ましい。固体触媒成分の全量に対するチタンの含有割合が上記範囲にあることにより、低立体規則性のオレフィン重合体の生成を少なくすることができる。
【0065】
本発明に係るオレフィン類重合用固体触媒成分において、該固体触媒成分を構成するマグネシウム、ハロゲン及び電子供与性化合物の含有量は、本発明の効果を発揮し得る範囲において特に既定されない。
【0066】
本発明に係るオレフィン類重合用固体触媒成分は、該固体触媒成分の全量に対するハロゲンの含有割合が、ハロゲン原子換算で20.0~85.0質量%であり、30.0~80.0質量%であるものが好ましく、40.0~75.0質量%であるものが更に好ましく、45.0~70.0質量%であるものが最も好ましい。
【0067】
本発明に係るオレフィン類重合用固体触媒成分は、該固体触媒成分の全量に対するマグネシウムの含有割合が、マグネシウム原子換算で10.0~70.0質量%であり、10.0~50.0質量%であるものが好ましく、15.0~40.0質量%であるものが更に好ましく、15.0~25.0質量%であるものが最も好ましい。
【0068】
本発明に係るオレフィン類重合用固体触媒成分は、該固体触媒成分の全量に対する内部電子供与性化合物の含有割合が、1.0~25.0質量%であり、5.0~25.0質量%であるものが好ましく、10.0~25.0質量%であるものが更に好ましく、10.0~20.0質量%であるものが最も好ましい。
【0069】
本発明に係るオレフィン類重合用固体触媒成分は、該固体触媒成分の全量に対するアルコキシ基の含有割合が、0.150質量%以下であり、0.001~0.150質量%であるものが好ましく、0.001~0.100質量%であるものが更に好ましく、0.001~0.050質量%であるものが最も好ましい。固体触媒成分の全量に対するアルコキシ基の含有割合が上記範囲にあることにより、低立体規則性のオレフィン重合体の生成を少なくすることができる。
【0070】
本発明に係るオレフィン類重合用固体触媒成分は、その総合性能をバランスよく発揮させるために、チタンの含有割合が、チタン原子換算で0.50~1.00質量%、ハロゲンの含有割合が、ハロゲン原子換算で45.0~70.0質量%、マグネシウムの含有割合が、マグネシウム原子換算で15.0~25.0質量%、内部電子供与性化合物の含有割合が10.0~20.0質量%、アルコキシ基の含有割合が0.001~0.050質量%であるものが望ましい。
【0071】
本発明に係るオレフィン類重合用固体触媒成分は、その総合性能をバランスよく発揮させるために、内部電子供与性化合物の含有量は、チタン原子の原子換算の含有量に対して、モル比(内部電子供与性化合物のモル数/チタン原子の原子換算のモル数)で、3.0以上であるものが好ましく、3.0~20.0であるものがより好ましく、3.0~10.0であるものが更に好ましく、3.0~6.0であるものが最も好ましい。
【0072】
本発明に係るオレフィン類重合用固体触媒成分は、その製造方法において、第2の生成工程で四塩化ケイ素を用いる場合、第2の生成工程で四塩化ケイ素を用いているものの、オレフィン類重合用固体触媒成分中のSiが検出されないことがある。即ち、必ずしも詳細は明らかではないが、四塩化ケイ素は沸点が低いため、第2の生成工程を行った後に、固体触媒成分から乾燥により不活性有機溶媒を除去する際に、四塩化ケイ素が不活性有機溶媒と共に蒸発するため、本発明に係るオレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法を行い得られるオレフィン類重合用固体触媒成分中のSi量は、検出限界以下となり、Siが検出されないことがある。
【0073】
本出願書類において、上記固体触媒成分中のチタンの含有割合は、日本工業規格(JIS)「JIS 8311-1997」(チタン鉱石中のチタン定量方法」に記載の方法(酸化還元滴定)に準じて測定した値を意味する。
【0074】
また、本出願書類において、上記固体触媒成分中のマグネシウムの含有割合は、該固体触媒成分を塩酸溶液で溶解し、EDTA溶液で滴定するEDTA滴定方法により測定した値を意味する。
【0075】
また、本出願書類において、上記固体触媒成分中のハロゲンの含有割合は、該固体触媒成分を硫酸と純水の混合溶液で処理して水溶液とし、硝酸銀標準溶液で滴定する硝酸銀滴定法により測定した値を意味する。
【0076】
また、本出願書類において、上記固体触媒成分中の内部電子供与性化合物の含有割合は、ガスクロマトグラフィー(GC-14B、(株)島津製作所製)を用いて下記の条件で測定したときに、予め既知濃度に基づいて測定した検量線を用いて求められる値を意味する。
【0077】
<測定条件>
カラム:パックドカラム(φ2.6×2.1m、Silicone SE-30 10%、Chromosorb WAWDMCS 80/100、ジーエルサイエンス(株)社製)
検出器:水素炎イオン化型検出器(FID:Flame Ionization Detector)
キャリアガス:ヘリウム(流量40mL/分)
測定温度:気化室280℃、カラム225℃、検出器280℃、又は気化室265℃、カラム180℃、検出器265℃
【0078】
また、本出願書類において、上記固体触媒成分中のアルコキシ基の含有割合は、NMR測定装置(AvanceIII400、1H共鳴周波数:400MHz)を用いて下記試料を、積算回数:64回の条件で測定したときに、基準物質として用いたテトラクロロエタン(TCE)のシグナル強度を用いて求められる値を意味する。
【0079】
<試料の調製方法>
窒素雰囲気下で、秤量済みのNMRチューブに約20mgを投入し、密栓した後、全量を秤量する。次いで、窒素雰囲気下で、重水素化ジメチルスルホキシド(重DMSO):800マイクロリットル注入し、密栓した後、全量を秤量する。触媒を重DMSOに溶解した後、窒素雰囲気下で、TCE:30マイクロリットルを注入する。密栓した後、全量を秤量し、さらに、NMRチューブを上下転倒させて内容物を均一にした。
【0080】
<オレフィン類重合用触媒の製造方法>
本発明に係るオレフィン類重合用触媒の製造方法は、上記オレフィン類重合用固体触媒成分の製造方法により得られたオレフィン類重合用固体触媒成分と、有機アルミニウム化合物と、必要に応じて外部電子供与性化合物と、を相互に接触させてオレフィン類重合用触媒を得ることを特徴とするものである。
【0081】
なお、オレフィン類重合用固体触媒成分は、上述したオレフィン類重合用固体触媒成分と同様の固体触媒成分を適用することができるので、説明を省略する。
【0082】
本発明に係るオレフィン類重合用触媒の製造方法において適用される有機アルミニウム化合物としては、本発明の効果を阻害しないものであれば特に限定されない。そのような有機アルミニウム化合物としては、下記一般式(I)
R1
pAlQ3-p (I)
(式中、R1は、炭素数1~6のアルキル基であり、Qは、水素原子又はハロゲン原子であり、pは、0<p≦3の実数である。)
で表される化合物が挙げられる。本発明においては、これらの有機アルミニウム化合物を単独で適用してもよいし、又は二種以上を併用してもよい。
【0083】
上記一般式(I)で表される有機アルミニウム化合物において、R1は、炭素数1~6のアルキル基であり、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、イソヘキシル基等が挙げられる。これらのR1の中でも、エチル基又はイソブチル基が好ましい。
【0084】
また、上記一般式(I)で表される有機アルミニウム化合物において、Qは、水素原子又はハロゲン原子であり、これらのQの中でも、水素原子、塩素原子又は臭素原子が好ましい。
【0085】
また、上記一般式(I)で表される有機アルミニウム化合物において、pは、0<p≦3の実数であり、これらのpの中でも、2~3の実数が好ましく、2、2.5又は3が更に好ましい。
【0086】
このような有機アルミニウム化合物としては、トリエチルアルミニウム、ジエチルアルミニウムクロライド、トリイソブチルアルミニウム、ジエチルアルミニウムブロマイド、ジエチルアルミニウムハイドライド等が挙げられ、これらの有機アルミニウム化合物の中では、トリエチルアルミニウム又はトリイソブチルアルミニウムが好ましい。
【0087】
本発明に係るオレフィン類重合用触媒の製造方法において適用される外部電子供与性化合物としては、本発明の効果を阻害しないものであれば特に限定されない。そのような外部電子供与性化合物としては、上述したオレフィン類重合用固体触媒成分中の内部電子供与性化合物と同様のものを挙げることができ、それらの中でも、カーボネート類、エーテル類、エステル類又は有機ケイ素化合物が好ましい。本発明においては、これらの外部電子供与性化合物を単独で適用してもよいし、又は二種以上を併用してもよい。
【0088】
本発明において、外部電子供与性化合物がカーボネート類である場合、2-エトキシエチルフェニルカーボネート、2-ベンジルオキシエチルフェニルカーボネート又は2-エトキシエチル-1-メチルカーボネートが好ましい。また、エーテル類である場合、1,3-ジエーテルが好ましく、その中では、9,9-ビス(メトキシメチル)フルオレン又は2-イソプロピル-2-イソペンチル-1,3―ジメトキシプロパンが更に好ましい。また、外部電子供与性化合物がエステル類である場合、安息香酸メチル又は安息香酸エチルが好ましい。
【0089】
また、本発明において、外部電子供与性化合物が有機ケイ素化合物である場合、Si-O-C結合を含む有機ケイ素化合物やSi-N-C結合を含む有機ケイ素化合物等が挙げられる。
【0090】
そのような有機ケイ素化合物としては、下記一般式(II)
R3
rSi(NR4R5)s(OR6)4-(r+s)(II)
(式中、rは、0≦r≦4の整数であり、sは、0≦s≦4の整数であり、r+sは、0≦r+s≦4の整数である。R3、R4及びR5は、水素原子、炭素数1~12の直鎖状アルキル基、炭素数3~12の分岐鎖状アルキル基、ビニル基、アリル基、置換又は未置換のシクロアルキル基、フェニル基及びアラルキル基から選ばれる一種である。R3、R4及びR5は、ヘテロ原子を含有していてもよい。R3、R4及びR5は、互いに同一であっても異なっていてもよい。R4とR5は、結合して環形状を成していてもよい。R6は、炭素数1~4のアルキル基、ビニル基、アリル基、炭素数3~12のシクロアルキル基、炭素数6~12のフェニル基及びアラルキル基から選ばれる一種である。R6は、ヘテロ原子を含有してもよい。)で表される化合物が挙げられる。
【0091】
上記一般式(II)で表される有機ケイ素化合物において、R3は、炭素数1~10の直鎖状アルキル基、炭素数3~10の分岐鎖状アルキル基又は炭素数5~8のシクロアルキル基であり、これらのR3の中でも、炭素数1~8の直鎖状アルキル基、炭素数3~8の分岐鎖状アルキル基又は炭素数5~8のシクロアルキル基が好ましい。
【0092】
また、上記一般式(II)で表される有機ケイ素化合物において、R4及びR5は、炭素数1~10の直鎖状アルキル基、炭素数3~10の分岐鎖状アルキル基又は炭素数5~8のシクロアルキル基であり、これらのR4及びR5の中でも、炭素数1~8の直鎖状アルキル基、炭素数3~8の分岐鎖状のアルキル基、又は炭素数5~7のシクロアルキル基が好ましい。なお、R4とR5は、結合して環形状を形成していてもよく、この場合、環形状を形成する(NR4R5)基としては、パーヒドロキノリノ基やパーヒドロイソキノリノ基等が挙げられる。
【0093】
また、上記一般式(II)で表される有機ケイ素化合物において、R6は、炭素数1~4のアルキル基、シクロアルキル基、フェニル基、ビニル基、アリル基又はアラルキル基であり、これらのR6の中でも、炭素数1~6の直鎖状アルキル基又は炭素数3~6の分岐鎖状アルキル基が好ましく、炭素数1~4の直鎖状アルキル基又は炭素数3~4の分岐鎖状アルキル基が更に好ましい。
【0094】
このような外部電子供与性化合物としては、フェニルアルコキシシラン、アルキルアルコキシシラン、フェニルアルキルアルコキシシラン、シクロアルキルアルコキシシラン、シクロアルキル(アルキル)アルコキシシラン、(アルキルアミノ)アルコキシシラン、アルキル(アルキルアミノ)アルコキシシラン、アルキル(アルキルアミノ)シラン、アルキルアミノシラン等が挙げられ、これらの外部電子供与性化合物の中では、フェニルトリメトキシシラン、t-ブチルメチルジメトキシシラン、t-ブチルエチルジメトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、イソプロピルイソブチルジメトキシシラン、ジイソペンチルジメトキシシラン、ジフェニ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、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、t-ブチルメチルビス(エチルアミノ)シラン、ビス(エチルアミノ)ジシクロヘキシルシラン、ジシクロペンチルビス(エチルアミノ)シラン、ビス(パーヒドロキノリノ)ジメトキシシラン、ビス(パーヒドロイソキノリノ)ジメトキシシラン又はジエチルアミノトリエトキシシランが好ましい。
【0095】
本発明に係るオレフィン類重合用触媒の製造方法において、上記オレフィン類重合用固体触媒成分と有機アルミニウム化合物とを相互に接触させる際に、外部電子供与性化合物の存在下に行ってもよいし、外部電子供与性化合物の非存在下に行ってもよい。本発明においては、該固体触媒成分と有機アルミニウム化合物とを相互に接触させる際に、外部電子供与性化合物の非存在下に行った場合は、固体触媒成分と有機アルミニウム化合物とを相互に接触させた後、これにより得られた接触処理物を、更に外部電子供与性化合物と相互に接触させることが好ましい。
【0096】
<オレフィン類重合体の製造方法>
本発明に係るオレフィン類重合体の製造方法は、上記オレフィン類重合用触媒の製造方法により得られたオレフィン類重合用触媒を用いてオレフィン類の重合を行うことを特徴とするものである。
【0097】
なお、オレフィン類重合用固体触媒成分及びオレフィン類重合用触媒は、上述したオレフィン類重合用固体触媒成分及びオレフィン類重合用触媒と同様の固体触媒成分を適用することができるので、説明を省略する。
【0098】
上記オレフィン類重合用触媒の製造方法により得られたオレフィン類重合用触媒を用いてオレフィン類を重合する場合、上記接触処理後に重合用触媒を単離してオレフィン類と接触させるか、又は上記接触処理後にそのままオレフィン類と接触させることにより重合処理に供することができる。なお、オレフィン類の重合は、オレフィン類の単独重合(ホモ重合)であってもよいし、共重合であってもよい。なお、オレフィン類を共重合する場合、ランダム共重合であってもよいし、ブロック共重合であってもよい。
【0099】
本発明に係るオレフィン類重合体の製造方法において、重合対象となるオレフィン類としては、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、4-メチル-1-ペンテン、ビニルシクロヘキサン、1-ヘキセン、1,5-ヘキサジエン等が挙げられ、これらのオレフィン類の中でも、エチレン、プロピレン、4-メチル-1-ペンテン、1-ヘキセン又は1,5-ヘキサジエンが好ましく、エチレン又はプロピレンが更に好ましい。
【0100】
本発明において、オレフィン類を共重合する場合、例えば、プロピレンとプロピレン以外のオレフィン類とを共重合する場合、プロピレンと共重合されるオレフィン類としては、エチレン、1-ブテン、1-ペンテン、4-メチル-1-ペンテン、ビニルシクロヘキサン等が挙げられ、これらのオレフィンの中でも、エチレン又は1-ブテンが好ましい。
【0101】
例えば、プロピレンとエチレンとを共重合させる場合、プロピレンと少量のエチレンをコモノマーとして1段で重合するランダム共重合や、第一段階(第一重合槽)でプロピレンの単独重合を行い、第二段階(第二重合槽)又はそれ以上の多段階(多段重合槽)でプロピレンとエチレンの共重合を行う、所謂プロピレン-エチレンブロック共重合が挙げられる。
【0102】
オレフィン類の重合温度は、室温以上200℃以下であることが好ましく、室温以上100℃以下であることが更に好ましい。なお、ここでいう室温とは、20℃を意味する。
【0103】
オレフィン類の重合圧力は、10MPa以下であることが好ましく、6MPa以下であることがより好ましい。
【0104】
オレフィン類の重合は、連続重合法で重合してもよいし、バッチ式重合法で重合してもよい。更に、重合反応を1段で行ってもよいし、2段以上の多段で行ってもよい。
【0105】
オレフィン類の重合は、不活性ガス雰囲気で行ってもよいし、上記プロピレン等の重合対象となるオレフィン類のガス雰囲気で行ってもよい。
【実施例0106】
(実施例1)
<固体触媒成分の調製>
1)固体成分Aの調製
攪拌機を具備した容量500mLの丸底フラスコ内部を窒素ガスで置換し、該丸底フラスコ内にジエトキシマグネシウム33.5g、トルエン287mL及びフタル酸ジブチル(DBP)12mL(45ミリモル)を装入し、懸濁状のジエトキシマグネシウム含有液を得た。このジエトキシマグネシウム含有液の液温は5℃に維持した。
次いで、上記丸底フラスコ内に、四塩化チタン65mLを挿入し、5℃から110℃に昇温し、上記懸濁液を撹拌しながら110℃で2時間反応させた。
【0107】
反応終了後、上記懸濁液から上澄みを抜き出して沈澱物を得、該沈澱物を室温(25℃)のトルエン200mLで4回洗浄し(反応後の洗浄)、固体成分Aのトルエンスラリーを得た。
【0108】
2)固体触媒成分の調製
攪拌機を具備した容量300mLの丸底フラスコ内部を窒素ガスで置換し、該丸底フラスコ内にトルエン89mL、固体成分Aを4.8g含むトルエンスラリー61mLを装入し、撹拌後、5分間静置した。次いで、上澄みを除去し、100℃のトルエン100mLで4回洗浄した(反応前の洗浄)。洗浄終了後、液相のトルエンをp-キシレンで置換し、150mLのp-キシレンスラリーにした。
次いで、四塩化ケイ素10mLを加えて室温から110℃まで昇温し、2時間反応させて反応生成物を得た。
得られた反応生成物を室温のn-ヘプタン150mLで8回洗浄し(反応後の洗浄)、固液分離して固体触媒成分(オレフィン類重合用固体触媒成分)を得た。
【0109】
得られた固体触媒成分中のチタン元素とエトキシ基の含有量を測定したところ、各々、0.74質量%、0.017質量%であった。
【0110】
<重合用触媒の形成およびオレフィン重合>
窒素ガスで完全に置換された内容積1.0リットルの攪拌機付オートクレーブに、n-ヘプタン400mL、トリエチルアルミニウム2.0ミリモル、シクロへキシルジメトキシシラン:0.2ミリモルおよび前記固体触媒成分をチタン原子として0.005ミリモル装入し、重合触媒を形成した。その後、水素ガスを0.25atmまで投入し、撹拌下、プロピレンを全圧:6.0atmまで供給しながら70℃まで昇温した。70℃で30分間、重合反応を行った後、冷却しながら、速やかに脱圧した。その後、内容物をステンレス製バットに移し、一晩風乾後、60℃で8時間真空乾燥した。得られた重合体について、下記方法により、触媒活性、沸騰ヘプタン抽出分量(HS)、沸騰ヘプタン抽出残量(HI)を測定した。その結果を表1に示した。
【0111】
<重合活性>
固体触媒成分1g当たり、重合時間30分当たりの重合体生成量(F)gを示す重合活性(g-PP/g-cat)は下式により算出した。
重合活性(g-PP/(g-cat))=(生成重合体量(g)/(固体触媒成分(g)))
【0112】
<沸騰ヘプタン抽出分量(HS)、沸騰ヘプタン抽出残量(HI)の測定>
6.0gの重合体を円筒濾紙に装入し、ソックスレー抽出器を用い、沸騰ヘプタンで6時間抽出した。抽出終了後、抽出残物の入った円筒濾紙を取り出し、風乾後、60℃で8時間真空乾燥して得られた重合体(沸騰ヘプタン抽出残分)の重量の仕込んだ重合体の重量に対する割合を沸騰ヘプタン抽出残量(HI、重量%)で示した。100からHIを引いた値を沸騰ヘプタン抽出分量(HS、重量%)で示した。
【0113】
(実施例2)
実施例1の固体触媒成分の調製において、四塩化ケイ素投入後の反応温度を110℃から120℃に変えた以外は実施例1と同様に行った。
得られた固体触媒成分中のチタン元素とエトキシ基の含有量、得られた重合体より求めた触媒活性、沸騰ヘプタン抽出分量(HS)、沸騰ヘプタン抽出残量(HI)を表1に示す。
【0114】
(実施例3)
実施例1の固体触媒成分の調製において、四塩化ケイ素の投入量を10mLから15mLに変えた以外は実施例1と同様に行った。
得られた固体触媒成分中のチタン元素とエトキシ基の含有量、得られた重合体より求めた触媒活性、沸騰ヘプタン抽出分量(HS)、沸騰ヘプタン抽出残量(HI)を表1に示す。
【0115】
(実施例4)
実施例1の固体成分Aの調製において、四塩化チタン65mLを挿入した後、5℃から110℃に昇温する前に、5℃で1時間撹拌した以外は実施例1と同様に行った。
得られた固体触媒成分中のチタン元素とエトキシ基の含有量、得られた重合体より求めた触媒活性、沸騰ヘプタン抽出分量(HS)、沸騰ヘプタン抽出残量(HI)を表1に示す。
【0116】
(実施例5)
1)固体成分Aの調製
実施例1と同様に行って、固体成分Aのトルエンスラリーを得た。
2)固体触媒成分の調製
攪拌機を具備した容量300mLの丸底フラスコ内部を窒素ガスで置換し、該丸底フラスコ内にトルエン89mL、固体成分Aを4.8g含むトルエンスラリー61mLを装入し、撹拌後、5分間静置した。次いで、液相のトルエンをp-キシレンで置換し、150mLのp-キシレンスラリーにした。
次いで、四塩化ケイ素10mLを加えて室温から110℃まで昇温し、2時間反応させて反応生成物を得た。
得られた反応生成物を室温のn-ヘプタン150mLで8回洗浄し(反応後の洗浄)、固液分離して固体触媒成分(オレフィン類重合用固体触媒成分)を得た。
得られた固体触媒成分中のチタン元素とエトキシ基の含有量、得られた重合体より求めた触媒活性、沸騰ヘプタン抽出分量(HS)、沸騰ヘプタン抽出残量(HI)を表1に示す。
【0117】
(実施例6)
1)固体成分Aの調製
攪拌機を具備した容量500mLの丸底フラスコ内部を窒素ガスで置換し、該丸底フラスコ内にジエトキシマグネシウム33.5g、トルエン287mL及びフタル酸ジブチル(DBP)12mL(45ミリモル)を装入し、懸濁状のジエトキシマグネシウム含有液を得た。このジエトキシマグネシウム含有液の液温は5℃に維持した。
次いで、上記丸底フラスコ内に、四塩化チタン65mLを挿入し、5℃から110℃に昇温し、上記懸濁液を撹拌しながら110℃で2時間反応させた。
【0118】
反応終了後、上記懸濁液から上澄みを抜き出して沈澱物を得、該沈澱物を100℃のトルエン200mLで4回洗浄し(反応後の洗浄)、固体成分Aのトルエンスラリーを得た。
【0119】
2)固体触媒成分の調製
攪拌機を具備した容量300mLの丸底フラスコ内部を窒素ガスで置換し、該丸底フラスコ内にトルエン89mL、固体成分Aを4.8g含むトルエンスラリー61mLを装入し、撹拌後、5分間静置した。次いで、液相のトルエンをp-キシレンで置換し、150mLのp-キシレンスラリーにした。
次いで、四塩化ケイ素10mLを加えて室温から110℃まで昇温し、2時間反応させて反応生成物を得た。
得られた反応生成物を室温のn-ヘプタン150mLで8回洗浄し(反応後の洗浄)、固液分離して固体触媒成分(オレフィン類重合用固体触媒成分)を得た。
得られた固体触媒成分中のチタン元素とエトキシ基の含有量、得られた重合体より求めた触媒活性、沸騰ヘプタン抽出分量(HS)、沸騰ヘプタン抽出残量(HI)を表2に示す。
【0120】
(実施例7)
実施例1の固体成分Aの調製において反応温度を110℃から85℃に変えた以外は実施例1と同様に行った。
得られた固体触媒成分中のチタン元素とエトキシ基の含有量、得られた重合体より求めた触媒活性、沸騰ヘプタン抽出分量(HS)、沸騰ヘプタン抽出残量(HI)を表2に示す。
【0121】
(実施例8)
1)固体成分Aの調製
攪拌機を具備した容量500mLの丸底フラスコ内部を窒素ガスで置換し、該丸底フラスコ内にジエトキシマグネシウム33.5g、トルエン287mL及びフタル酸ジブチル(DBP)12mL(45ミリモル)を装入し、懸濁状のジエトキシマグネシウム含有液を得た。このジエトキシマグネシウム含有液の液温は5℃に維持した。
次いで、上記丸底フラスコ内に、四塩化チタン65mLを挿入し、5℃から85℃に昇温し、上記懸濁液を撹拌しながら85℃で2時間反応させた。
【0122】
反応終了後、上記懸濁液から上澄みを抜き出して沈澱物を得、該沈澱物を室温(25℃)のトルエン200mLで4回洗浄し(反応後の洗浄)、固体成分Aのトルエンスラリーを得た。
【0123】
2)固体触媒成分の調製
攪拌機を具備した容量300mLの丸底フラスコ内部を窒素ガスで置換し、該丸底フラスコ内にトルエン89mL、固体成分Aを4.8g含むトルエンスラリー61mLを装入し、撹拌後、5分間静置した。次いで、液相のトルエンをp-キシレンで置換し、150mLのp-キシレンスラリーにした。
次いで、四塩化ケイ素10mLを加えて室温から110℃まで昇温し、2時間反応させて反応生成物を得た。
得られた反応生成物を室温のn-ヘプタン150mLで8回洗浄し(反応後の洗浄)、固液分離して固体触媒成分(オレフィン類重合用固体触媒成分)を得た。
得られた固体触媒成分中のチタン元素とエトキシ基の含有量、得られた重合体より求めた触媒活性、沸騰ヘプタン抽出分量(HS)、沸騰ヘプタン抽出残量(HI)を表2に示す。
【0124】
(実施例9)
1)固体成分Aの調製
攪拌機を具備した容量500mLの丸底フラスコ内部を窒素ガスで置換し、該丸底フラスコ内にジエトキシマグネシウム33.5g、トルエン287mLを装入し、懸濁状のジエトキシマグネシウム含有液を得た。このジエトキシマグネシウム含有液の液温は5℃に維持した。
次いで、上記丸底フラスコ内に、四塩化チタン45mLを挿入し、5℃から昇温し、90℃に到達した時点でフタル酸ジブチル(DBP)12mL(45ミリモル)を添加し、さらに110℃まで昇温し、上記懸濁液を撹拌しながら110℃で2時間反応させた。
【0125】
反応終了後、上記懸濁液から上澄みを抜き出して沈澱物を得、該沈澱物を室温(25℃)のトルエン200mLで4回洗浄し(反応後の洗浄)、固体成分Aのトルエンスラリーを得た。
【0126】
2)固体触媒成分の調製
実施例1と同様に行った。
得られた固体触媒成分中のチタン元素とエトキシ基の含有量、得られた重合体より求めた触媒活性、沸騰ヘプタン抽出分量(HS)、沸騰ヘプタン抽出残量(HI)を表2に示す。
【0127】
(実施例10)
1)固体成分Aの調製
攪拌機を具備した容量500mLの丸底フラスコ内部を窒素ガスで置換し、該丸底フラスコ内にジエトキシマグネシウム33.5g、トルエン287mLを装入し、懸濁状のジエトキシマグネシウム含有液を得た。このジエトキシマグネシウム含有液の液温は5℃に維持した。
次いで、上記丸底フラスコ内に、四塩化チタン45mLを挿入し、更に四塩化ケイ素21mLを挿入し、5℃から昇温し90℃に到達した時点でフタル酸ジブチル(DBP)12mL(45ミリモル)を添加し、更に110℃まで昇温し、上記懸濁液を撹拌しながら110℃で2時間反応させた。
【0128】
反応終了後、上記懸濁液から上澄みを抜き出して沈澱物を得、該沈澱物を室温(25℃)のトルエン200mLで4回洗浄し(反応後の洗浄)、固体成分Aのトルエンスラリーを得た。
【0129】
2)固体触媒成分の調製
実施例1と同様に行った。
得られた固体触媒成分中のチタン元素とエトキシ基の含有量、得られた重合体より求めた触媒活性、沸騰ヘプタン抽出分量(HS)、沸騰ヘプタン抽出残量(HI)を表2に示す。
【0130】
(実施例11)
1)固体成分Aの調製
攪拌機を具備した容量500mLの丸底フラスコ内部を窒素ガスで置換し、該丸底フラスコ内にジエトキシマグネシウム33.5g、トルエン287mLを装入し、懸濁状のジエトキシマグネシウム含有液を得た。このジエトキシマグネシウム含有液の液温は5℃に維持した。
次いで、上記丸底フラスコ内に、四塩化チタン45mLを挿入し、更に四塩化ケイ素21mLを挿入し、5℃から昇温し90℃に到達した時点でフタル酸ジブチル(DBP)12mL(45ミリモル)を添加し、更に110℃まで昇温し、上記懸濁液を撹拌しながら110℃で2時間反応させた。
【0131】
反応終了後、上記懸濁液から上澄みを抜き出して沈澱物を得、該沈澱物を室温(25℃)のトルエン200mLで4回洗浄し(反応後の洗浄)、固体成分Aのトルエンスラリーを得た。
【0132】
2)固体触媒成分の調製
攪拌機を具備した容量300mLの丸底フラスコ内部を窒素ガスで置換し、該丸底フラスコ内にトルエン89mL、固体成分Aを4.8g含むトルエンスラリー61mLを装入し、撹拌後、5分間静置した。次いで、上澄みを除去し、100℃のトルエン100mLで4回洗浄した(反応前の洗浄)。洗浄終了後、液相のトルエンをp-キシレンで置換し、150mLのp-キシレンスラリーにした。
次いで、四塩化ケイ素36mLを加えて室温から100℃まで昇温し、2時間反応させて反応生成物を得た。
得られた反応生成物を室温のn-ヘプタン150mLで8回洗浄し(反応後の洗浄)、固液分離して固体触媒成分(オレフィン類重合用固体触媒成分)を得た。
得られた固体触媒成分中のチタン元素とエトキシ基の含有量、得られた重合体より求めた触媒活性、沸騰ヘプタン抽出分量(HS)、沸騰ヘプタン抽出残量(HI)を表3に示す。
【0133】
(実施例12)
1)固体成分Aの調製
実施例1と同様に行って、固体成分Aのトルエンスラリーを得た。
【0134】
2)固体触媒成分の調製
攪拌機を具備した容量300mLの丸底フラスコ内部を窒素ガスで置換し、該丸底フラスコ内にトルエン53mL、固体成分Aを15.0g含むトルエンスラリー100mLを装入し、撹拌後、5分間静置した。次いで、フタル酸ジクロライド7mLを加えて室温から110℃まで昇温し、2時間反応させて反応生成物を得た。
得られた反応生成物を室温のn-ヘプタン150mLで8回洗浄し(反応後の洗浄)、固液分離して固体触媒成分(オレフィン類重合用固体触媒成分)を得た。
得られた固体触媒成分中のチタン元素とエトキシ基の含有量、得られた重合体より求めた触媒活性、沸騰ヘプタン抽出分量(HS)、沸騰ヘプタン抽出残量(HI)を表3に示す。
【0135】
(比較例1)
1)固体成分Aの調製
攪拌機を具備した容量500mLの丸底フラスコ内部を窒素ガスで置換し、該丸底フラスコ内にジエトキシマグネシウム33.5g、トルエン287mL及びフタル酸ジブチル(DBP)12mL(45ミリモル)を装入し、懸濁状のジエトキシマグネシウム含有液を得た。このジエトキシマグネシウム含有液の液温は5℃に維持した。
次いで、上記丸底フラスコ内に、四塩化チタン65mLを挿入し、5℃から110℃に昇温し、上記懸濁液を撹拌しながら110℃で2時間反応させ、固体成分Aのトルエンスラリーを得た。
【0136】
2)固体触媒成分の調製
攪拌機を具備した容量300mLの丸底フラスコ内部を窒素ガスで置換し、該丸底フラスコ内にトルエン89mL、固体成分Aを4.8g含むトルエンスラリー61mLを装入し、撹拌後、5分間静置した。次いで、液相のトルエンをp-キシレンで置換し、150mLのp-キシレンスラリーにした。
次いで、四塩化チタン10mLを加えて室温から110℃まで昇温し、2時間反応させて反応生成物を得た。
得られた反応生成物を室温のn-ヘプタン150mLで8回洗浄し(反応後の洗浄)、固液分離して固体触媒成分(オレフィン類重合用固体触媒成分)を得た。
得られた固体触媒成分中のチタン元素とエトキシ基の含有量、得られた重合体より求めた触媒活性、沸騰ヘプタン抽出分量(HS)、沸騰ヘプタン抽出残量(HI)を表3に示す。
【0137】
(比較例2)
実施例1の固体触媒成分の調製において、四塩化ケイ素10mLの代わりに四塩化チタン34mLを用いた以外は実施例1と同様に行った。
得られた固体触媒成分中のチタン元素とエトキシ基の含有量、得られた重合体より求めた触媒活性、沸騰ヘプタン抽出分量(HS)、沸騰ヘプタン抽出残量(HI)を表3に示す。
【0138】
なお、表1~表3中、固体触媒成分の調製の「Si/Mg」は、固体成分Aの調製において使用するマグネシウム化合物中の原子換算のマグネシウムのモル数に対する、固体触媒成分の調製において使用する四塩化ケイ素中の原子換算のケイ素のモル数の比を示す。また、固体触媒成分の調製の「Cl/Mg」は、固体成分Aの調製において使用するマグネシウム化合物中の原子換算のマグネシウムのモル数に対する、固体触媒成分の調製において使用する四塩化ケイ素又はフタル酸ジクロライド中の原子換算の塩素原子のモル数の比を示す。
【0139】
【0140】
【0141】
【0142】
表1~表3の実施例1~実施例12で得られたオレフィン類重合用触媒は、チタン含有量が少なく、チタン原子の原子換算のモル数に対する内部電子供与性化合物のモル数の比が高い。さらに該オレフィン類重合用触媒は、チタンおよびアルコキシ基含有量が低い特徴を有する。
オレフィン類重合用触媒の活性点はチタンにより形成されるが、チタン含有量が多い場合は、担体へのチタンの分散性が悪くなり、チタンの凝集体が生成しやすくなり、立体規則性を低下させる。アルコキシ基含有量が多い場合も凝集体は生成やすくなり、さらに電子供与性化合物が担体に吸着し難くなるなど、立体規則性に悪影響を及ぼす。それゆえ、オレフィン類重合用触媒中のチタンやアルコキシ基含量は少ない方が好ましい。
また、塩化マグネシウム上に存在する内部電子供与性化合物が有機アルミニウム化合物により引き抜かれ、その引き抜かれた箇所に外部電子供与性化合物が吸着することで近傍に存在するチタンから活性点が形成され、高い立体規則性を有するオレフィン類重合用触媒が得られると考えられている。つまり、有機アルミニウム化合物との接触により、内部電子供与性化合物の含量が著しく低下することで、その後の活性点の形成がスムーズに進行し、オレフィン類重合用体において、高い立体規則性を得ることができる。
本発明のオレフィン類重合用固体触媒成分は、立体規則性に悪影響を与えるアルコキシ基及びチタン含有量が低く、さらに内部電子供与性化合物の含量が高いことから、有機アルミニウム化合物との接触後、多くの外部電子供与性化合物と置き換わることで高い立体規則性を得ることができる活性点が多く形成され、立体規則性に優れたオレフィン類重合体を製造し得る。
【0143】
これに対して、表3の比較例1~比較例2で得られたオレフィン類重合用触媒は、チタン含有量が多く、チタン原子の原子換算のモル数に対する内部電子供与性化合物のモル数の比が低く、アルコキシ基含有量が高い。従って、比較例で得られたオレフィン類重合用触媒は、立体規則性に悪影響を与えるアルコキシ基及びチタン含有量が多く、さらに内部電子供与性化合物の含量が少ないため、有機アルミニウム化合物との接触による外部電子供与性化合物の置き換わりは低下する。その結果、比較例1~比較例2で示したオレフィン類重合用触媒で得られるオレフィン類重合体のHSは高く立体規則性に劣ることが分かる。
【0144】
(実施例13)
<固体触媒成分の調製>
窒素ガスで十分に置換され、攪拌機を具備した容量500mLの丸底フラスコにジエトキシマグネシウム20g、トルエン100mLを装入して混濁液を形成した。次いで四塩化チタン60mL、トルエン40mLの混合溶液を、5℃の液温に保持した前記混濁液中に添加した。その後、この温度を1時間保持した後、フタル酸ジブチル(DBP)4mL(15.0ミリモル)を加えて昇温した。昇温途中の60℃でフタル酸ジブチル(DBP)2mL(7.5ミリモル)を加え、さらに90℃まで昇温し、90℃において1時間攪拌しながら反応させた。
【0145】
反応終了後、上記懸濁液から上澄みを抜き出して沈澱物(固体成分A)を得た。
次いで、該沈澱物(固体成分A)を90℃のトルエン200mLで4回洗浄し(反応後の洗浄)、固体成分Aのトルエンスラリーを得た。
【0146】
2)固体触媒成分の調製
次いで、固体成分Aに、新たに常温のトルエン60mL、四塩化チタン60mL、塩化ビスマス(BiCl3)1.4g(4.4ミリモル)を添加し、115℃まで昇温し、1時間攪拌しながら反応させ、反応終了後、上澄みを除去した。その後、40℃のn-ヘプタン150mLで7回洗浄し(反応後の洗浄)、上澄み除去後、乾燥して、粒子状の固体触媒成分(オレフィン類重合用固体触媒成分)を得た。
【0147】
得られた固体触媒成分中のチタン元素の含有率は2.8質量%であった。
【0148】
<重合用触媒の形成およびオレフィン重合>
窒素ガスで完全に置換された内容積2.0リットルの攪拌機付オートクレーブに、トリエチルアルミニウム1.3ミリモル、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン(CMDMS)0.13ミリモルおよび上記固体触媒成分を0.0026ミリモル(チタン原子換算)装入して、オレフィン類重合用触媒を形成した。
その後、水素ガス1.5リットル、液化プロピレン1.4リットルを装入し、20℃で5分間予備重合を行なった後に昇温し、70℃で1時間重合反応を行って、プロピレンホモ重合体を得た。
得られた重合体について、下記方法により、重合活性、重合体のp-キシレン可溶分の割合(XS)を測定した。その結果を表4に示した。
【0149】
<重合活性>
固体触媒成分1g当たりの重合活性については、下記式により求めた。
重合活性(g-pp/g-触媒)=重合体の質量(g)/固体触媒成分の質量(g)
【0150】
<重合体のp-キシレン可溶分の割合(XS)>
攪拌装置を具備したフラスコ内に、4.0gの重合体(ポリプロピレン)と、200mLのp-キシレンを装入し、外部温度をキシレンの沸点以上(約150℃)とすることにより、フラスコ内部のp-キシレンの温度を沸点下(137~138℃)に維持しつつ、2時間かけて重合体を溶解した。その後1時間かけて液温を23℃まで冷却し、不溶解成分と溶解成分とを濾過分別した。上記溶解成分の溶液を採取し、加熱減圧乾燥によりp-キシレンを留去し、得られた残留物の重量を求め、生成した重合体(ポリプロピレン)に対する相対割合(質量%)を算出して、キシレン可溶分(XS)とした。
【0151】
(実施例14)
<固体触媒成分の調製>
実施例13の固体触媒成分の調製において、塩化ビスマス(BiCl3)1.4g(4.4ミリモル)に代えて、塩化亜鉛(ZnCl2)0.6g(4.4ミリモル)とすること以外は、実施例13と同等にして固体触媒成分を得た。
得られた固体触媒成分の成分分析を行った。その結果を表4に示す。
【0152】
<重合用触媒の形成およびオレフィン重合>
得られたプロピレンホモ重合体の重合評価を行った。その結果を表4に示す。
【0153】
(比較例3)
<固体触媒成分の調製>
実施例13の固体触媒成分の調製において、塩化ビスマス(BiCl3)1.4g(4.4ミリモル)を使用しなかったこと以外は、実施例13と同等にして固体触媒成分を得た。
得られた固体触媒成分の成分分析を行った。その結果を表4に示す。
【0154】
<重合用触媒の形成およびオレフィン重合>
得られたプロピレンホモ重合体の重合評価を行った。その結果を表4に示す。
【0155】
本発明によれば、固体触媒成分中のチタン原子の含有量が少なくても、触媒形成後、活性点が早期に失活することによる重合活性低下を抑制してオレフィン類の重合時に触媒活性が低下し過ぎることなく、且つ、立体規則性に優れたオレフィン類重合体を製造し得るオレフィン類重合用触媒の製造方法を提供することができる。