(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】P2024062413
(43)【公開日】2024-05-09
(54)【発明の名称】プロピレン系重合用固体触媒及びこれを用いたプロピレン系重合体の製造方法
(51)【国際特許分類】
C08F 4/654 20060101AFI20240430BHJP
【FI】
C08F4/654
【審査請求】有
【請求項の数】12
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023182013
(22)【出願日】2023-10-23
(31)【優先権主張番号】10-2022-0137154
(32)【優先日】2022-10-24
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(71)【出願人】
【識別番号】522318173
【氏名又は名称】ハンファ トータルエナジーズ ペトロケミカル カンパニー リミテッド
【氏名又は名称原語表記】HANWHA TOTALENERGIES PETROCHEMICAL CO., LTD.
【住所又は居所原語表記】103,Dokgot-2-ro, Daesan-eup, Seosan-si, Chungcheongnam-do 31900, Republic of Korea
(74)【代理人】
【識別番号】110001416
【氏名又は名称】弁理士法人信栄事務所
(72)【発明者】
【氏名】イ,ヨンジュ
(72)【発明者】
【氏名】パク,ソンジェ
(72)【発明者】
【氏名】イ,ソンチョル
【テーマコード(参考)】
4J128
【Fターム(参考)】
4J128AA02
4J128AB02
4J128AC04
4J128AC05
4J128AC06
4J128BA02A
4J128BB01A
4J128BC04A
4J128BC15B
4J128BC35B
4J128BC36B
4J128CA15A
4J128CA16A
4J128CB22A
4J128CB26A
4J128CB27A
4J128CB30A
4J128CB35A
4J128CB42A
4J128CB45A
4J128CB67A
4J128CB72A
4J128EA01
4J128EA02
4J128EB01
4J128EB02
4J128EB03
4J128EB04
4J128EB05
4J128EB06
4J128EB07
4J128EB08
4J128EC01
4J128EC02
4J128EC04
4J128FA01
4J128FA09
4J128GA05
4J128GA19
4J128GA21
4J128GA26
4J128GB01
(57)【要約】 (修正有)
【課題】立体規則性が高く、溶融流れ性に優れたポリプロピレンを高い収率で製造できるだけでなく、アルファオレフィンとの共重合を通じて高いコモノマー含量の共重合体が製造でき、さらに、共重合体の製造時のポリマー粒子の固まり現象を画期的に改善することができるプロピレン系共重合用固体触媒の製造方法及びこれを用いたプロピレン系重合体の製造方法を提供する。
【解決手段】ジアルコキシマグネシウムを有機溶媒の存在下で金属ハライド化合物と反応させる(1)段階;(1)段階の反応生成物に反応温度を昇温しながら1種または2種以上の内部電子供与体と反応させる(2)段階;及び前記(2)段階の反応生成物とチタンハライドとを反応させる(3)段階を含むプロピレン系重合用固体触媒の製造方法とする。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ジアルコキシマグネシウムを有機溶媒の存在下で金属ハライド化合物と反応させる(1)段階;
前記(1)段階の反応生成物に反応温度を昇温しながら1種または2種以上の内部電子供与体と反応させる(2)段階;及び
前記(2)段階の反応生成物とチタンハライドとを反応させる(3)段階を含み、
前記(1)段階において、前記ジアルコキシマグネシウムは、金属マグネシウム、アルコール及び反応開始剤を反応させる反応段階を通じて製造され、
前記金属マグネシウムはn個の分割物に分けて分割注入され、総分割物の数をn(nは2より大きい整数)とすると、最初からn-1回まで注入される前記金属マグネシウムの量の合計をN(Nは正の整数)と表示し、最後に注入されるn回の金属マグネシウムの量(モル数)をW(Wは正の整数)とすると、下記式1の数式を満たすように前記金属マグネシウムの注入量を調節するプロピレン系重合用固体触媒の製造方法。
0.1≦N/W(α)≦1.2 ・・・式1
【請求項2】
前記反応段階において、前記nは3以上であり、最初反応開始の際に前記反応開始剤を反応系内部へ注入される請求項1に記載のプロピレン系重合用固体触媒の製造方法。
【請求項3】
前記ジアルコキシマグネシウムの生成のための前記金属マグネシウムに対する前記アルコールの使用割合は、金属マグネシウム重量:アルコールの体積基準で1:5~1:100の割合であり、
前記金属マグネシウムと前記アルコールの反応温度は、25~110℃である請求項1に記載のプロピレン系重合用固体触媒の製造方法。
【請求項4】
前記金属マグネシウム5~40重量%、前記チタン0.5~10重量%、前記ハロゲン50~85重量%、前記内部電子供与体0.01~20重量%を含む請求項1に記載のプロピレン系重合用固体触媒の製造方法。
【請求項5】
前記反応開始剤は窒素ハロゲン化合物、ハロゲン化合物、またはマグネシウムハライドの少なくとも一つを用いる請求項1に記載のプロピレン系重合用固体触媒の製造方法。
【請求項6】
前記窒素ハロゲン化合物は、下記化式1ないし4からなる群から選択されるいずれかである請求項5に記載のプロピレン系重合用固体触媒の製造方法。
【化1】
前記化式1において、Xはハロゲンであり、R
1、R
2、R
3及びR
4はそれぞれ独立に水素またはC1~C12のアルキルまたはC6~C20のアリールであり、
【化2】
前記化式2において、Xはそれぞれ独立してハロゲンであり、
【化3】
前記化式3において、Xはハロゲンであり、R
1、R
2、R
3及びR
4はそれぞれ独立に水素またはC1~C12のアルキルまたはC6~C20のアリールであり、
【化4】
前記化式4において、Xはそれぞれ独立にハロゲンであり、R
1及びR
2はそれぞれ独立に水素またはC1~C12のアルキルまたはC6~C20のアリールである。
【請求項7】
前記ハロゲン化合物はBr2またはI2の一つであり、前記マグネシウムハライドは塩化マグネシウム(MgCl2)、臭化マグネシウム(MgBr2)、ヨウ化マグネシウム(MgI2)の少なくとも一つである請求項5に記載のプロピレン系重合用固体触媒の製造方法。
【請求項8】
前記内部電子供与体は芳香族ジエステル類、環状ジエステル類のようなジエステル類、1,3-ジエーテルの形態を含む請求項2に記載のプロピレン系重合用固体触媒の製造方法。
【請求項9】
前記固体触媒は内部電子供与体0.01~20重量%を含む請求項2に記載のプロピレン系重合用固体触媒の製造方法。
【請求項10】
請求項1ないし請求項9のいずれか一項のプロピレン系重合用固体触媒の製造方法によって製造された固体触媒。
【請求項11】
請求項1ないし請求項9のいずれか一項のプロピレン系重合用固体触媒の製造方法によって製造された固体触媒、助触媒としてアルキルアルミニウム化合物、及び外部電子供与体としてR1mR2nSi(OR3)(4-m-n)(R1とR2は同一であるか相異であってもよく、それぞれ独立に炭素数1~12個の線状または分岐状または環状アルキル基、またはアリール基であり、R3は炭素数1~6個の線状または分岐状アルキル基であり、m、nはそれぞれ0または1であり、m+nは1または2である)の存在下でポリプロピレンを重合したり、プロピレンと他のアルファオレフィンを共重合させたり、三元共重合させてプロピレン共重合体を重合するプロピレン系重合体の製造方法。
【請求項12】
前記アルキルアルミニウム化合物は、
AlR3(ここで、Rは炭素数1~6個のアルキル基である)で表される請求項11に記載のプロピレン系重合体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プロピレン系重合用固体触媒及びこれを用いたプロピレン系重合体の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ポリプロピレンは、実生活や商業的に非常に有用な素材物質であって、特に食品容器などの生活用品から自動車及び電子製品などに広く使われている。このようなポリプロピレンの様々な製品性能のためには、高い結晶化度による剛性を改善することが重要である。
一方、これに併せて自動車の内外装材などで要求される衝撃強度をプロピレン系のゴム含量の高いブロック共重合体を製造することで充たすことができるが、そのためには重合触媒の役割が何よりも切実に要求される。すなわち、生成される高分子の立体規則性を向上し、アルファオレフィンとの高い共重合性を充たすように触媒システムのデザインが伴わなければならない。併せて、高分子製造における経済性のためには、触媒の重合活性が高いほどより有利である。
【0003】
一方、ポリプロピレンの気相重合、スラリー重合及びバルク重合に用いられる触媒系はチーグラー・ナッタ系触媒成分、アルキルアルミニウム及び外部電子供与体から構成されているのが一般的である。特にこのような触媒成分は、マグネシウム、チタン、内部電子供与体及びハロゲンを必須成分として含有する固体触媒として知られている。特に内部電子供与体は、分子構造によって触媒の活性及び立体規則性などに相当な影響を及ぼしているものと知られている。
【0004】
触媒の活性増加を通じてコストを下げ、立体規則性などの触媒性能を向上させて重合体の物性を改善するために、内部電子供与体として芳香族ジカルボン酸のジエステルを用いることは普遍的に広く知られた方法(例:米国特許第4,562,173号、米国特許第4,981,930号、韓国特許第72844号など)である。これらの方法は、芳香族ジアルキルジエステルまたは芳香族モノアルキルモノエステルを用いて高活性、高立体規則性を発現する触媒製造方法を紹介している。ただ、この方法は高立体規則性の重合体を高い収率で得るには十分に満足できるものではなく、改善が必要である。
【0005】
一方、韓国特許第491387号には非芳香族であるジエーテル物質を、韓国特許第0572616号には非芳香族でありながらケトンとエーテル官能基を同時に有する物質を内部電子供与体として用いた触媒製造方法を紹介している。しかしながら、これらの方法とも活性と立体規則性の側面の両方で大きく改善しなければならない余地がある。
【0006】
また、米国特許出願第2011/0040051号には、ジエチル-2,3-ジイソプロピル-2-シアノコハク酸と9,9-ビスメトキシフルオレンの混合物を内部電子供与体として用いて触媒を製造する方法を提案しているが、活性と立体規則性の側面の両方で非常に劣っていて改善が要求される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の一実施例は立体規則性が高く、溶融流れ性に優れたポリプロピレンを高い収率で製造できるだけでなく、アルファオレフィンとの共重合を通じて高いコモノマー含量の共重合体が製造でき、さらに、共重合体の製造時のポリマー粒子の固まり現象を画期的に改善することができるプロピレン系共重合用固体触媒の製造方法及びこれを用いたプロピレン系重合体の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一実施例は、ジアルコキシマグネシウムを有機溶媒の存在下で金属ハライド化合物と反応させる(1)段階;
前記(1)段階の反応生成物に反応温度を昇温しながら1種または2種以上の内部電子供与体と反応させる(2)段階;及び
前記(2)段階の反応生成物とチタンハライドとを反応させる(3)段階を含み、
前記(1)段階において、前記ジアルコキシマグネシウムは、金属マグネシウム、アルコール及び反応開始剤を反応させる反応段階を通じて製造され、
前記金属マグネシウムはn個の分割物に分けて分割注入され、総分割物の数をn(nは2より大きい整数)とすると、最初からn-1回まで注入される前記金属マグネシウムの量の合計をN(Nは正の整数)と表示し、最後に注入されるn回の金属マグネシウムの量(モル数)をW(Wは正の整数)とすると、下記式1の数式を満たすように前記金属マグネシウムの注入量を調節するプロピレン系重合用固体触媒の製造方法及びそのプロピレン系重合用固体触媒を提供する。
0.1≦N/W(α)≦1.2 ・・・式1
【0009】
本発明の他の実施例は、製造されたプロピレン系重合用固体触媒、助触媒としてアルキルアルミニウム化合物及び1種以上のアルコキシシラン系化合物からなる外部電子供与体の存在下でポリプロピレンを重合したり、プロピレンと他のアルファオレフィンとを共重合したり、三元共重合してプロピレン共重合体を重合するプロピレン系重合体の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【0010】
本発明の一実施例にプロピレン系重合用固体触媒の製造方法及びこれを用いたプロピレン系重合体の製造方法を通じて、立体規則性が高く、溶融流れ性に優れたポリプロピレンを高い収率で製造することができるだけでなく、共重合体の製造時のポリマー粒子の固まり現象を画期的に改善するし、さらに、高いコモノマー含量を有するプロピレン系共重合体を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【
図1】
図1は比較例によるプロピレン-エチレン-1-ブテン三元共重合体の写真である。
【
図2】
図2は実施例1によるプロピレン-エチレン-1-ブテン三元共重合体の写真である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本開示の一部実施例を例示的な図面を参照して詳細に説明する。各図面の構成要素に参照符号を付加するにあたり、同一の構成要素についてはたとえ異なる図面に表示されても、できる限り同一の符号を有することができる。また、本実施例を説明にあたり、関連する公知の構成または機能に対する具体的な説明が本技術思想の要旨をぼかすことができると判断される場合には、その詳細な説明は省略することができる。本明細書に言及された「含む」、「有する」、「からなる」などが用いられる場合、「~のみ」を用いない限り、他の部分が追加され得る。構成要素を単数で表現した場合に、特別な明示的な記載事項がない限り、複数を含む場合が含まれ得る。
【0013】
また、本開示の構成要素を説明するにあたり、第1、第2、A、B、(a)、(b)などの用語を用いることができる。このような用語は、その構成要素を他の構成要素と区別するためのものであり、その用語によって当該構成要素の本質、順番、順序、または個数などが限定されない。
【0014】
構成要素の位置関係についての説明において、2つ以上の構成要素が「連結」、「結合」または「接続」などされると記載された場合、2つ以上の構成要素が直接的に「連結」、「結合」または「接続」することもできるが、2つ以上の構成要素と他の構成要素とがさらに「介在」して「連結」、「結合」または「接続」することもできると理解すべきである。ここで、他の構成要素は、互いに「連結」、「結合」または「接続」される2つ以上の構成要素のうちの1つ以上に含まれてもよい。
【0015】
構成要素や、動作方法や作製方法などに関連する時間的流れ関係についての説明において、例えば、「~後に」、「~に次いで」、「~次に」、「~前に」などで時間的先後関係あるいは流れの先後関係が説明される場合、「直ちに」または「直接」が用いられない限り、連続的ではない場合も含まれ得る。
【0016】
一方、構成要素に対する数値またはその対応情報(例えば、レベルなど)が言及された場合、別途の明示的な記載がなくても、数値またはその対応情報は各種要因(例えば、工程上の要因、内部または外部衝撃、ノイズなど)によって発生できる誤差範囲を含むものと解釈され得る。
【0017】
本明細書において、プロピレン系重合体は、ポリプロピレンまたはプロピレン共重合体、これらの組み合わせを含むことができる。
【0018】
本発明の一実施例は、主触媒成分としてプロピレン系重合用固体触媒の製造方法で製造される固体触媒;助触媒成分としてアルキルアルミニウム化合物;及び外部電子供与体として1種のジアルコキシシラン系化合物及び互いに異なる2種のトリアルコキシシラン系化合物を含んでなるプロピレン系重合用固体触媒を用いてポリプロピレンを製造する方法が提供される。このとき、固体触媒はチーグラー系触媒であり得る。
【0019】
プロピレン系重合用固体触媒の製造方法は、次の段階を含むことができる。
(1)ジアルコキシマグネシウムを有機溶媒の存在下で金属ハライド化合物と反応させる(1)段階;
(2)(1)段階の反応生成物に反応温度を昇温しながら1種または2種以上の内部電子供与体と反応させる(2)段階;及び
(3)(2)段階の反応生成物とチタンハライドとを反応させる(3)段階。
このとき、(1)段階は(3)段階より相対的に比較的低い温度で反応させ、(3)段階は(1)段階より高い温度で反応させる。
【0020】
前述の固体触媒の製造方法において、(1)段階において用いられたジエトキシマグネシウムは、金属マグネシウム、アルコール及び反応開始剤を反応させて生成される。このとき、用いる金属マグネシウムの総モル数:アルコールの総モル数で1:4~1:20の量で金属マグネシウム及びアルコールを2回以上分割して添加し、反応開始剤を反応系内部へ最初反応開始の際に注入した後、反応中に必要に応じて1回以上に分割して添加することができる。
【0021】
前述の固体触媒の製造方法において、用いられる金属マグネシウム粒子の形態には大きく制限がないが、その大きさにおいては平均粒径が10~500μmの粉末状であることが好ましく、50~300μmの粉末状がより好ましい。金属マグネシウムの平均粒径が10μm未満であれば生成物である担体の平均粒子サイズが微細になりすぎ、500μmを超えると担体の平均粒子サイズが大きくなりすぎ、担体の形状が均一な球状の形態になりにくくなって、この後、触媒の製造時に均一な粒子形状を有し難い。
【0022】
アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、ノマルプロパノール、イソプロパノール、ノマルブタノール、イソブタノール、ノマルペンタノール、イソペンタノール、ネオペンタノール、シクロペンタノール、シクロヘキサノールなどのように一般式ROH(ここで、Rは炭素数1~6のアルキル基である)で表される脂肪族アルコールまたはフェノールなどの芳香族アルコールから選択される1種または2種以上のアルコールを単独または混合して用いるのが好ましく、メタノール、エタノール、プロパノールまたはブタノールから選択される1種または2種以上のアルコールを単独または混合して用いるのがより好ましく、エタノールを用いるのが最も好ましい。
【0023】
一方、金属マグネシウムに対するアルコールの使用割合は、各段階別に金属マグネシウムモル数:アルコールモル数で1:4~1:50であることが好ましく、1:10~1:40であることがより好ましい。使用割合が1:10未満であればスラリーの粘度が急激に増加し、均一な攪拌が難しくなり、微細粒子が多量に生成され、1:50を超えると生成する担体の粒子表面が粗くなったり、粒子の形成が行われなくなる問題が生じる。
【0024】
金属マグネシウムとアルコールの反応に用いられる反応開始剤としては、窒素ハロゲン化合物を用いることができる。
【0025】
反応開始剤として用いられる窒素ハロゲン化合物は特に限定されないが、下記化式1~4で表される化合物からなる群から選択される1つ以上の化合物を用いることができる。
【化1】
化式1で表される化合物はN-ハライドスクシンイミド系化合物であって、Xはハロゲンであり、R
1、R
2、R
3及びR
4はそれぞれ独立に水素、C1~C12のアルキルまたはC6~C20のアリールである。
【0026】
【化2】
化式2はトリハロイソシアヌル酸系化合物であり、Xはそれぞれ独立してハロゲンである。
【0027】
【化3】
化式3はN-ハロフタルイミド系化合物であって、Xはハロゲンであり、R
1、R
2、R
3及びR
4はそれぞれ独立に水素、C1~C12のアルキルまたはC6~C20のアリールである。
【0028】
【化4】
化式4はヒダントイン系化合物であり、Xはそれぞれ独立にハロゲンであり、R
1及びR
2はそれぞれ独立に水素、C1~C12のアルキルまたはC6~C20のアリールである。
【0029】
一方、反応開始剤としてはハロゲン化合物またはマグネシウムハライド化合物を用いることができる。具体的な例としては、ハロゲン化合物としてはBr2またはI2などを含む化合物であり、マグネシウムハライド化合物としてはMgCl2、MgBr2、MgI2などを用いることができる。
【0030】
反応開始剤の量は、全使用した金属マグネシウム1重量部に対して0.05~0.5モルの量で用いるのが好ましい。反応開始剤の使用量が0.05モル未満であると反応速度が遅くなりすぎ、0.5モルを超えると生成物の粒子サイズが大きくなりすぎたり、微細粒子が多量に生成されることがある。
【0031】
本発明の一実施例のプロピレン重合用固体触媒の製造方法において、前述の(1)段階において、金属マグネシウムとアルコールとの反応において、金属マグネシウムとアルコールは3~7個の分割物に分けて添加することができ、反応開始剤は、最初の反応開始時に注入した後、反応中に必要に応じて2~7回に分割して分割物として添加するのが好ましい。金属マグネシウム及びアルコールの分割物の個数及び反応開始剤の注入回数を2回以下とする場合、粒子サイズを調節するのに限界があり、球状の粒子形状を形成しにくく、微細粒子の生成が増加する短所がある。
【0032】
一方、マグネシウムの総分割物の個数をnとすると、最初からn-1回までのマグネシウム量の合計Nと表示し、最後の分割注入マグネシウム量(モル数)をWとすれば、次の式1を満たすようにマグネシウムの注入量を調整するのが好ましい。
0.1≦N/W(α)≦1.2 ・・・式1
【0033】
もし、この値の範囲から外れることになると粒子の調整が難しいだけでなく、触媒重合時に生成されるポリマーの微細粒子の生成の増加により重合工程が不安定で、工程トラブルを引き起こす可能性がある。
【0034】
また、反応時の攪拌速度は50~300rpmが好ましく、70~250rpmがより好ましい。攪拌速度が遅すぎたり速すぎたりすると、粒子が均一でない短所がある。また、金属マグネシウムとアルコールとの反応は、反応開始剤の存在下で25~110℃の温度で行われるのが好ましく、50~100℃の温度で行われるのがより好ましい。この後、熟成処理は60~110℃の温度で行われるのが好ましい。反応は、アルコールの沸点温度で冷却還流しながら行われることもある。反応温度及び熟成処理温度が温度範囲から外れる場合、50℃以下では反応速度が非常に遅くなり、110℃を超えると反応が非常に急激に行われるため、微細粒子の生成及び粒子間の固まり現象が生じ得るので好ましくない。
【0035】
一方、(1)段階で製造されたジアルコキシマグネシウムのバルクの比重は0.20~0.40g/ml、より好ましくは0.20~0.30g/mlのものを用いるのが好ましい。このバルク比重が0.20g/ml未満であると、粒子形成が困難であったり微分含量が増加し、高立体規則性ポリオレフィンを高収率で得ることが不可能となる。一方、バルクの比重が0.40g/mlを超えると、生成するポリオレフィンの粒子性状に好ましくない影響を与える。また、ジアルコキシマグネシウムの細孔容積は0.01~0.2ml/gのものが好ましく、0.06~0.1ml/gのものがより好ましい。このように比較的小さい特定範囲の細孔容積を有する多孔質ジアルコキシマグネシウムを用いて製造した固体触媒成分をオレフィン類の重合に用いた場合、高立体規則性と優れた粒子性状を有する重合体が高収率で得られ、また、高い共重合体含量を有し、且つゴム状重合体の生成割合が低い優れた粒子性状の共重合体を高収率で得ることが可能となる。
【0036】
(1)段階において用いられる有機溶媒としては、その種類に特に制限はなく、炭素数6~12個の脂肪族炭化水素または芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素などが用いられ、より好ましくは炭素数7~10個の飽和脂肪族炭化水素、あるいは芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素が用いられ、その具体的な例としては、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、トルエン、キシレン、クロロヘキサン、またはクロロヘプタンなどから選択される1種以上を混合して用いることができる。
【0037】
また、ジエトキシマグネシウムに対する有機溶媒の使用割合は、ジエトキシマグネシウム重量:有機溶媒体積で1:5~1:50であることが好ましく、1:7~1:20であることがより好ましいが、使用割合が1:5未満であるとスラリーの粘度が急激に増加して均一な攪拌が難しく、1:50を超えると生成する担体の見掛け密度が急激に減少したり、粒子表面が粗くなる問題が生じて好ましくない。
【0038】
前述の固体触媒の製造方法において用いられるチタンハライドは、下記化式5で表される。
Ti(OR)nX(4-n) (化式5)
(ここで、Rは炭素原子1~10個のアルキル基であり、Xはハロゲン元素を示し、nは一般式の原子価を合わせるためのものであって0~3の整数である。)
【0039】
具体的な例としては、TiCl4、Ti(OCH3)Cl3、Ti(OC2H5)Cl3、Ti(OC3H7)Cl3、Ti(O(n-C4H9))Cl3、Ti(OCH3)2Cl2、Ti(OC2H5)2C12、Ti(OC3H7)2C12、Ti(O(n-C4H9))2C12、Ti(OCH3)3Cl、Ti(OC2H5)3Cl、Ti(OC3H7)3Cl、Ti(O(n-C4H9))3Clなどであり、これらのうちTiCl4が好ましく用いられる。また、これらの4価のチタンハライド化合物は、1種単独または2種以上組み合わせて用いることもできる。(1)段階の反応温度は-10~60℃である。
【0040】
前記の(2)段階において示す1種または1種以上の内部電子供与体としては、ジエステル類、特に芳香族ジエステル類、より具体的にはフタル酸ジエステル類が好ましい。フタル酸ジエステル類の適当な例としては、ジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ジノルマルプロピルフタレート、ジイソプロピルフタレート、ジノルマルブチルフタレート、ジイソブチルフタレート、ジノルマルペンチルフタレート、ジ(2-メチルブチル)フタレート、ジ(3-メチルブチル)フタレート、ジネオペンチルフタレート、ジノルマルヘキシルフタレート、ジ(2-メチルペンチル)フタレート、ジ(3-メチルペンチル)フタレート、ジイソヘキシルフタレート、ジネオヘキシルフタレート、ジ(2,3-ジメチルブチル)フタレート、ジノルマルヘプチルフタレート、ジ(2-メチルヘキシル)フタレート、ジ(2-エチルペンチル)フタレート、ジイソヘプチルフタレート、ジネオヘプチルフタレート、ジノルマルオクチルフタレート、ジ(2-メチルヘプチル)フタレート、ジイソオクチルフタレート、ジ(3-エチルヘキシル)フタレート、ジネオヘキシルフタレート、ジノルマルヘプチルフタレート、ジイソヘプチルフタレート、ジネオヘプチルフタレート、ジノルマルオクチルフタレート、ジイソオクチルフタレート、ジネオオクチルフタレート、ジノルマルノニルフタレート、ジイソノニルフタレート、ジノルマルデシルフタレート、またはジイソデシルフタレートなどのように、下記の化式6で表される化合物から選択される1種または2種以上を混合して用いることができる。
【化5】
化式6においてRはそれぞれ独立に炭素数1~10のアルキル基である。
【0041】
一方、内部電子供与体としては、1,3-ジエーテル類の使用も非常に好ましく、下記の化式7のような構造で表される化合物が非常に好ましい。
R6R7C(CH2OR8)(CH2OR9) (化式7)
化式7において、R6及びR7は同一または相異であり、それぞれ独立にC1~C18のアルキル、C3~C18のシクロアルキル、またはC7~C18のアリールラジカルであり;R8及びR9は同一または相異であり、それぞれ独立にC1~C4のアルキルラジカルであるか;位置2の炭素原子は、2または3個の不飽和を含み、炭素数5、6または7からなる環状または多環式に属する1,3-ジエーテル類である。
【0042】
内部電子供与体である1,3-ジエーテル系化合物の具体的な例としては、2-(2-エチルヘキシル)-1,3-ジメトキシプロパン、2-イソプロピル-1,3-ジメトキシプロパン、2-ブチル-1,3-ジメトキシプロパン、2-sec-ブチル-1,3-ジメトキシプロパン、2-シクロヘキシル-1,3-ジメトキシプロパン、2-フェニル-1,3-ジメトキシプロパン、2-t-ブチル-1,3-ジメトキシプロパン、2-クミル-1,3-ジメトキシプロパン、2-(2-フェニルエチル)-1,3-ジメトキシプロパン、2-(2-シクロヘキシルエチル)-1,3-ジメトキシプロパン、2-(p-クロロフェニル)-1,3-ジメトキシプロパン、2-(ジフェニルメチル)-1,3-ジメトキシプロパン、2-(1-ナフチル)-1,3-ジメトキシプロパン、2-(p-フルオロフェニル)-1,3-ジメトキシプロパン、2-(1-デカヒドロナフチル)-1,3-ジメトキシプロパン、2-(p-ブチルフェニル)-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジシクロヘキシル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジエチル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジプロピル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジブチル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジエチル-1,3-ジエトキシプロパン、2,2-ジシクロペンチル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジプロピル-1,3-ジエトキシプロパン、2,2-ジブチル-1,3-ジエトキシプロパン、2-メチル-2-エチル-1,3-ジメトキシプロパン、2-メチル-2-プロピル-1,3-ジメトキシプロパン、2-メチル-2-ベンジル-1,3-ジメトキシプロパン、2-メチル-2-フェニル-1,3-ジメトキシプロパン、2-メチル-2-シクロヘキシル-1,3-ジメトキシプロパン、2-メチル-2-メチルシクロヘキシル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ビス(p-クロロフェニル)-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ビス(2-フェニルエチル)-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ビス(2-シクロヘキシルエチル)-1,3-ジメトキシプロパン、2-メチル-2-イソブチル-1,3-ジメトキシプロパン、2-メチル-2-(2-エチルヘキシル)-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ビス(2-エチルヘキシル)-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ビス(p-メチルフェニル)-1,3-ジメトキシプロパン、2-メチル-2-イソプロピル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジイソブチル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジフェニル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジベンジル-1,3-ジメトキシプロパン、2-イソプロピル-2-シクロペンチル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ビス(シクロヘキシルメチル)-1,3-ジメトキシプロピル、2,2-ジイソブチル-1,3-ジエトキシプロパン、2,2-ジイソブチル-1,3-ジブトキシプロパン、2-イソブチル-2-イソプロピル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジ-sec-ブチル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジ-t-ブチル-1,3-ジメトキシプロパン、2,2-ジネオペンチル-1,3-ジメトキシプロパン、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、2-フェニル-2-ベンジル-1,3-ジメトキシプロパン、2-シクロヘキシル-2-シクロヘキシルメチル-1,3-ジメトキシプロパン、9,9-ビス(メトキシメチル)フルオレン、9,9-ビス(メトキシメチル)-2,3,6,7-テトラメチルフルオレン、9,9-ビス(メトキシメチル)-2,3,4,5,6,7-ヘキサフルオロフルオレン、9,9-ビス(メトキシメチル)-2,3-ベンゾフルオレン、9,9-ビス(メトキシメチル)-2,3,6,7-ジベンゾフルオレン、9,9-ビス(メトキシメチル)-2,7-ジイソプロピルフルオレン、9,9-ビス(メトキシメチル)-1,8-ジクロロフルオレン、9,9-ビス(メトキシメチル)-2,7-ジシクロペンチルフルオレン、9,9-ビス(メトキシメチル)-1,8-ジフルオロフルオレン、9,9-ビス(メトキシメチル)-1,2,3,4-テトラヒドロフルオレン、9,9-ビス(メトキシメチル)-1,2,3,4,5,6,7,8-オクタヒドロフルオレン、または9,9-ビス(メトキシメチル)-4-t-ブチルフルオレンなどがある。
【0043】
また、下記化式8ないし11のような構造で表される環状エステル化合物が非常に好ましい。
【化6】
【化7】
【化8】
【化9】
【0044】
化式8ないし11において、Rはそれぞれ独立して炭素原子1~10個の線状、分岐状または環状アルキル基である。
【0045】
内部電子供与体の例としては、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3-ジカルボン酸ジイソブチルエステル、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3-ジカルボン酸ジブチルエステル、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3-ジカルボン酸ジイソプロピルエステル、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3-ジカルボン酸ジプロピルエステル、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3-ジカルボン酸ジエチルエステル、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3-ジカルボン酸ジメチルエステル、ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボン酸ジイソブチルエステル、ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボン酸ジブチルエステル、ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボン酸ジイソプロピルエステル、ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボン酸ジプロピルエステル、ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボン酸ジエチルエステル、ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボン酸ジメチルエステル、ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン-2,3-ジカルボン酸ジイソブチルエステル、ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン-2,3-ジカルボン酸ジブチルエステル、ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン-2,3-ジカルボン酸ジイソプロピルエステル、ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン-2,3-ジカルボン酸ジプロピルエステル、ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン-2,3-ジカルボン酸ジエチルエステル、ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2-エン-2,3-ジカルボン酸ジメチルエステル、ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2,5-ジエン-2,3-ジカルボン酸ジイソブチルエステル、ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2,5-ジエン-2,3-ジカルボン酸ジブチルエステル、ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2,5-ジエン-2,3-ジカルボン酸ジイソプロピルエステル、ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2,5-ジエン-2,3-ジカルボン酸ジプロピルエステル、ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2,5-ジエン-2,3-ジカルボン酸ジエチルエステル、ビシクロ[2.2.1]ヘプト-2,5-ジエン-2,3-ジカルボン酸ジメチルエステルなどがあり、その中で1種または2種以上を混合して使用可能である。また、内部電子供与体の他の例としては、環状アルキルジエステルも使用可能である。
【0046】
内部電子供与体の具体的な例としては、下記化式12ないし19で表される化合物が挙げられる。
【0047】
化式12ないし19において、R1及びR2は互いに同一または相異であり、それぞれ独立に炭素原子1~20個の線状、分岐状または環状アルキル基、アルケニル基、アリール基、アリールアルキル基またはアルキルアリール基であり、R3~R12は、互いに同一または相異であり、それぞれ独立に水素、炭素原子1~20個の線状、分岐状または環状アルキル基、アルケニル基、アリール基、アリールアルキル基またはアルキルアリール基である。
【0048】
【化10】
化式12の具体的な例としては、ジメチルシクロヘキサ-1-エン-1,2-ジカルボキシラート(dimethyl cyclohex-1-ene-1,2-dicarboxylate)、ジエチルシクロヘキサ-1-エン-1,2-ジカルボキシラート(diethyl cyclohex-1-ene-1,2-dicarboxylate)、1-エチル2-メチルシクロヘキサ-1-エン-1,2-ジカルボキシラート(1-ethyl 2-methyl cyclohex-1-ene-1,2-dicarboxylate)、1-エチル2プロピルシクロヘキサ-1-エン-1,2-ジカルボキシラート(1-ethyl 2-propyl cyclohex-1-ene-1,2-dicarboxylate)、ジプロピルシクロヘキサ-1-エン-1,2-ジカルボキシラート(dipropyl cyclohex-1-ene-1,2-dicarboxylate)、ジイソプロピルシクロヘキサ-1-エン-1,2-ジカルボキシラート(diisopropyl cyclohex-1-ene-1,2-dicarboxylate)、ジエチル3メチルシクロヘキサ-1-エン-1,2-ジカルボキシラート(diethyl 3-methylcyclohex-1-ene-1,2-dicarboxylate)、ジエチル3,3ジメチルシクロヘキサ-1-エン-1,2-ジカルボキシラート(diethyl3,3-dimethylcyclohex-1-ene-1,2-dicarboxylate)、ジエチル3,3,4,4,-テトラメチルシクロヘキサ-1-エン-1,2-ジカルボキシラート(diethyl3,3,4,4-tetramethylcyclohex-1-ene-1,2-dicarboxylate)、ジエチル3,3,4,4,6-ペンタメチルシクロヘキサ-1-エン-1,2-ジカルボキシラート(diethyl 3,3,4,4,6-pentamethylcyclohex-1-ene-1,2-dicarboxylate)、ジブチル4,5-ジメチルシクロヘキサ-1-エン-1,2-ジカルボキシラート(dibutyl 4,5-dimethylcyclohex-1-ene-1,2-dicarboxylate)、2-エチル1-プロピル5-エチル-3,3,4-トライメチルシクロヘキサ-1-エン-1,2-ジカルボキシラート(2-ethyl1-propyl5-ethyl-3,3,4-trimethylcyclohex-1-ene-1,2-dicarboxylate)などがある。
【0049】
【化11】
化式13の具体的な例としては、ジメチルシクロヘキサ-1,4ジエン-1,2-ジカルボキシラート(dimethylcyclohexa-1,4-diene-1,2-dicarboxylate)、ジエチルシクロヘキサ-1,4ジエン-1,2-ジカルボキシラート(diethylcyclohexa-1,4-diene-1,2-dicarboxylate)、ジプロピルシクロヘキサ-1,4ジエン-1,2-ジカルボキシラート(dipropylcyclohexa-1,4-diene-1,2-dicarboxylate)、ジイソプロピルシクロヘキサ-1,4ジエン-1,2-ジカルボキシラート(diisopropylcyclohexa-1,4-diene-1,2-dicarboxylate)、ジエチル3-メチルシクロヘキサ-1,4ジエン-1,2-ジカルボキシラート(diethyl3-methylcyclohexa-1,4-diene-1,2-dicarboxylate)、ジエチル3,3-ジメチルシクロヘキサ-1,4ジエン-1,2-ジカルボキシラート(diethyl3,3-dimethylcyclohexa-1,4-diene-1,2-dicarboxylate)、ジエチル3,3,6トリメチルシクロヘキサ-1,4ジエン-1,2-ジカルボキシラート(diethyl3,3,6-trimethylcyclohexa-1,4-diene-1,2-dicarboxylate)、ジエチル3,3,6,6テトラメチルシクロヘキサ-1,4ジエン-1,2-ジカルボキシラート(diethyl3,3,6,6tetramethylcyclohexa-1,4-diene-1,2-dicarboxylate)、ジエチル3,3,4,5,6,6-ヘキサメチルシクロヘキサ-1,4ジエン-1,2-ジカルボキシラート(diethyl 3,3,4,5,6,6,-hexamethylcyclohexa-1,4-diene-1,2-dicarboxylate)、1-エチル2-プロピル4-エチル-3,5,6-トリメチルシクロヘキサ-1,4ジエン-1,2-ジカルボキシラート(1-ethyl2-propyl4-ethyl-3,5,6-trimethylcyclohexa-1,4-diene-1,2-dicarboxylate)、2-エチル1-プロピル5-エチル-3,3,4,6テトラメチルシクロヘキサ-1,4ジエン-1,2-ジカルボキシラート(2-ethyl1-propyl5-ethyl-3,3,4,6-tetramethylcyclohexa-1,4-diene-1,2 dicarboxylate)などがある。
【0050】
【化12】
化式14の具体的な例としては、トランス-ジメチル-シクロヘキサン-1,2-ジカルボキシラート(trans-dimethyl-cyclohexane-1,2-dicarboxylate)、トランス-1-エチル2-メチル-シクロヘキサン-1,2-ジカルボキシラート(trans-1-ethyl2-methyl cyclohexane-1,2-dicarboxylate)、トランス-ジエチル-シクロヘキサン-1,2-ジカルボキシラート(trans-diethylcyclohexane-1,2-dicarboxylate)、トランス-1-エチル2-プロピル-シクロヘキサン-1,2-ジカルボキシラート(trans-1-ethyl2-propylcyclohexane-1,2-dicarboxylate)、トランス-2-エチル3-プロピル1-メチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボキシラート(trans-2-ethyl1-propyl1-methylcyclohexane-1,2-dicarboxylate)、トランス-1-エチル2-プロピル1,2-ジメチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボキシラート(trans-1-ethyl2-propyl1,2-dimethylcyclohexane-1,2-dicarboxylate)、トランス-1-エチル2-プロピル-1,2,4,4-テトラメチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボキシラート(trans-1-ethyl2-propyl-1,2,4,4-tetramethylcyclohexane-1,2-dicarboxylate)、トランス-1-エチル2-プロピル-1,2,4,4,5,5-ヘキサメチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボキシラート(trans-1-ethyl2-propyl-1,2,4,4,5,5-hexamethylcyclohexane-1,2-dicarboxylate)、トランス-1-ブチル2-エチル-1,4,5,5-テトラメチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボキシラート(trans-1-butyl2-ethyl-1,4,5,5-tetramethylcyclohexane-1,2-dicarboxylate)などがある。
【0051】
【化13】
化式15の具体的な例としては、シス-ジメチル-シクロヘキサン-1,2-ジカルボキシラート(cis-dimethyl-cyclohexane-1,2-dicarboxylate)、シス-1-エチル2-メチル-シクロヘキサン-1,2-ジカルボキシラート(cis-1-ethyl2-methylcyclohexane-1,2-dicarboxylate)、シス-ジエチル-シクロヘキサン-1,2-ジカルボキシラート(cis-diethylcyclohexane-1,2-dicarboxylate)、シス-1-エチル2-プロピル-シクロヘキサン-1,2-ジカルボキシラート(cis-1-ethyl2-propylcyclohexane-1,2-dicarboxylate)、シス-2-エチル3-プロピル1-メチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボキシラート(cis-2-ethyl1-propyl1-methylcyclohexane-1,2-dicarboxylate)、シス-1-エチル2-プロピル1,2-ジメチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボキシラート(cis-1-ethyl2-propyl1,2-dimethylcyclohexane-1,2-dicarboxylate)、シス-1-エチル2-プロピル-1,2,4,4-テトラメチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボキシラート(cis-1-ethyl2-propyl-1,2,4,4-tetramethylcyclohexane-1,2-dicarboxylate)、シス-1-エチル2-プロピル-1,2,4,4,5,5-ヘキサメチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボキシラート(cis-1-ethyl2-propyl-1,2,4,4,5,5-hexamethylcyclohexane-1,2-dicarboxylate)、シス-1-ブチル2-エチル-1,4,5,5-テトラメチルシクロヘキサン-1,2-ジカルボキシラート(cis-1-butyl2-ethyl-1,4,5,5-tetramethylcyclohexane-1,2dicarboxylate)などがある。
【0052】
【化14】
化式16の具体的な例としては、トランス-ジメチルシクロヘキサ-4-エン-1,2ジカルボキシラート(trans-dimethyl cyclohex-4-ene-1,2dicarboxylate)、トランス-ジエチルシクロヘキサ-4-エン-1,2ジカルボキシラート(trans-diethylcyclohex-4-ene-1,2dicarboxylate)、トランス-ジプロピルシクロヘキサ-4-エン-1,2ジカルボキシラート(trans-dipropylcyclohex-4-ene-1,2dicarboxylate)、トランス-ジイソプロピルシクロヘキサ-4-エン-1,2ジカルボキシラート(trans-diisopropylcyclohex-4-ene-1,2dicarboxylate)、トランス-ジブチルシクロヘキサ-4-エン-1,2ジカルボキシラート(trans-dibutylcyclohex-4-ene-1,2dicarboxylate)、トランス-1-エチル-2-メチルシクロヘキサ-4-エン-1,2ジカルボキシラート(trans-1-ethyl-2-methylcyclohex-4-ene-1,2-dicarboxylate)、トランス-1-エチル-2-プロピルシクロヘキサ-4-エン-1,2ジカルボキシラート(trans-1-ethyl-2-propylcyclohex-4-ene-1,2-dicarboxylate)、トランス-1-エチル-2-プロピル3-メチルシクロヘキサ-4-エン-1,2ジカルボキシラート(trans-1-ethyl-2-propyl3-methylcyclohex-4-ene-1,2-dicarboxylate)、トランス-1-エチル-2-プロピル3,6-ジメチルシクロヘキサ-4-エン-1,2ジカルボキシラート(trans-1-ethyl-2-propyl3,6-dimethylcyclohex-4-ene-1,2-dicarboxylate)、トランス-2-エチル-1-プロピル3,4,6-トリメチルシクロヘキサ-4-エン-1,2ジカルボキシラート(trans-2-ethyl-1-propyl3,4,6-trimethylcyclohex-4ene-1,2-dicarboxylate)、トランス-2-エチル-1-プロピル4-エチル3,6-ジメチルシクロヘキサ-4-エン-1,2ジカルボキシラート(trans-2-ethyl-1-propyl 4-ethyl 3,6-dimethylcyclohex-4ene-1,2-dicarboxylate)などがある。
【0053】
【化15】
化式17の具体的な例としては、シス-ジメチルシクロヘキサ-4-エン-1,2ジカルボキシラート(cis-dimethyl cyclohex-4-ene-1,2dicarboxylate)、シス-ジエチルシクロヘキサ-4-エン-1,2ジカルボキシラート(cis-diethylcyclohex-4-ene-1,2dicarboxylate)、シス-ジプロピルシクロヘキサ-4-エン-1,2ジカルボキシラート(cis-dipropylcyclohex-4-ene-1,2dicarboxylate)、シス-ジイソプロピルシクロヘキサ-4-エン-1,2ジカルボキシラート(cis-diisopropylcyclohex-4-ene-1,2dicarboxylate)、シス-ジブチルシクロヘキサ-4-エン-1,2ジカルボキシラート(cis-dibutylcyclohex-4-ene-1,2dicarboxylate)、シス-1-エチル-2-メチルシクロヘキサ-4-エン-1,2ジカルボキシラート(cis-1-ethyl-2-methylcyclohex-4-ene-1,2-dicarboxylate)、シス-1-エチル-2-プロピルシクロヘキサ-4-エン-1,2ジカルボキシラート(cis-1-ethyl-2-propylcyclohex-4-ene-1,2-dicarboxylate)、シス-1-エチル-2-プロピル3-メチルシクロヘキサ-4-エン-1,2ジカルボキシラート(cis-1-ethyl-2-propyl3-methylcyclohex-4-ene-1,2-dicarboxylate)、シス-1-エチル-2-プロピル3,6-ジメチルシクロヘキサ-4-エン-1,2ジカルボキシラート(cis-1-ethyl-2-propyl3,6-dimethylcyclohex-4-ene-1,2-dicarboxylate)、シス-2-エチル-1-プロピル3,4,6-トリメチルシクロヘキサ-4-エン-1,2ジカルボキシラート(cis-2-ethyl-1-propyl3,4,6-trimethylcyclohex-4ene-1,2-dicarboxylate)、シス-2-エチル-1-プロピル4-エチル3,6-ジメチルシクロヘキサ-4-エン-1,2ジカルボキシラート(cis-2-ethyl-1-propyl4-ethyl3,6-dimethylcyclohex-4ene-1,2-dicarboxylate)などがある。
【0054】
【化16】
化式18の具体的な例としては、トランス-ジメチルシクロヘキサ-3,5-ジエン-1,2-ジカルボキシラート(trans-dimethylcyclohexa-3,5-diene-1,2-dicarboxylate)、トランス-ジエチルシクロヘキサ-3,5-ジエン-1,2-ジカルボキシラート(trans-diethylcyclohexa-3,5-diene-1,2-dicarboxylate)、トランス-ジプロピルシクロヘキサ-3,5-ジエン-1,2-ジカルボキシラート(trans-dipropyl cyclohexa-3,5-diene-1,2-dicarboxylate)、トランス-ジブチルシクロヘキサ-3,5-ジエン-1,2-ジカルボキシラート(trans-dibutylcyclohexa-3,5-diene-1,2-dicarboxylate)、トランス-ジメチル1-メチルシクロヘキサ-3,5-ジエン-1,2-ジカルボキシラート(trans-dimethyl1-methylcyclohexa-3,5-diene-1,2-dicarboxylate)、トランス-ジメチル1,2-ジメチルシクロヘキサ-3,5-ジエン-1,2-ジカルボキシラート(trans-dimethyl1,2-dimethylcyclohexa-3,5-diene-1,2-dicarboxylate)、トランス-1-エチル2-プロピル1,2-ジメチルシクロヘキサ-3,5-ジエン-1,2-ジカルボキシラート(trans-1-ethyl2-propyl1,2-dimethylcyclohexa-3,5-diene-1,2-dicarboxylate)、トランス-ジエチル4-メチルシクロヘキサ-3,5-ジエン-1,2-ジカルボキシラート(trans-diethyl4-methylcyclohexa-3,5-diene-1,2-dicarboxylate)、トランス-ジエチル4,5-ジメチルシクロヘキサ-3,5-ジエン-1,2-ジカルボキシラート(trans-diethyl4,5-dimethylcyclohexa-3,5-diene-1,2-dicarboxylate)、トランス-ジエチル4-エチル-3,5,6-トリメチルシクロヘキサ-3,5-ジエン-1,2-ジカルボキシラート(trans-diethyl4-ethyl-3,5,6-trimethylcyclohexa-3,5-diene-1,2-dicarboxylate)などがある。
【0055】
【化17】
化式19の具体的な例としては、シス-ジメチルシクロヘキサ-3,5-ジエン-1,2-ジカルボキシラート(cis-dimethylcyclohexa-3,5-diene-1,2-dicarboxylate)、シス-ジエチルシクロヘキサ-3,5-ジエン-1,2-ジカルボキシラート(cis-diethylcyclohexa-3,5-diene-1,2-dicarboxylate)、シス-ジプロピルシクロヘキサ-3,5-ジエン-1,2-ジカルボキシラート(cis-dipropylcyclohexa-3,5-diene-1,2-dicarboxylate)、シス-ジブチルシクロヘキサ-3,5-ジエン-1,2-ジカルボキシラート(cis-dibutylcyclohexa-3,5-diene-1,2-dicarboxylate)、シス-ジメチル1-メチルシクロヘキサ-3,5-ジエン-1,2-ジカルボキシラート(cis-dimethyl1-methylcyclohexa-3,5-diene-1,2-dicarboxylate)、シス-ジメチル1,2-ジメチルシクロヘキサ-3,5-ジエン-1,2-ジカルボキシラート(cis-dimethyl1,2-dimethylcyclohexa-3,5-diene-1,2-dicarboxylate)、シス-1-エチル2-プロピル1,2-ジメチルシクロヘキサ-3,5-ジエン-1,2-ジカルボキシラート(cis-1-ethyl2-propyl1,2-dimethylcyclohexa-3,5-diene-1,2-dicarboxylate)、シス-ジエチル4-メチルシクロヘキサ-3,5-ジエン-1,2-ジカルボキシラート(cis-diethyl4-methyl cyclohexa-3,5-diene-1,2-dicarboxylate)、シス-ジエチル4,5-ジメチルシクロヘキサ-3,5-ジエン-1,2-ジカルボキシラート(cis-diethyl4,5-dimethylcyclohexa-3,5-diene-1,2-dicarboxylate)、シス-ジエチル4-エチル-3,5,6-トリメチルシクロヘキサ-3,5-ジエン-1,2-ジカルボキシラート(cis-diethyl4-ethyl-3,5,6-trimethylcyclohexa-3,5-diene-1,2-dicarboxylate)などがある。
【0056】
(2)段階は(1)段階の結果物の温度を60~150℃、好ましくは80~130℃まで徐々に昇温しながら、昇温過程中に内部電子供与体を投入して1~3時間反応させることで行われるのが好ましい。温度が60℃未満であるか反応時間が1時間未満であると反応が完結しにくく、温度が150℃を超えるか反応時間が3時間を超えると副反応により結果物である触媒の重合活性または重合体の立体規則性が下がることがある。
【0057】
内部電子供与体は、昇温過程中に投入される限り、その投入温度及び投入回数はそれほど制限されず、互いに異なる2つ以上の内部電子供与体を同時に、あるいは異なる温度で注入しても関係ない。2つの内部電子供与体の全使用量においては制限がないが、用いる2つの内部電子供与体の全モル数は用いられたジアルコキシマグネシウム1モルに対して内部電子供与体は0.001~2.0モルを用いるのが好ましいが、範囲から外れると、結果物である触媒の重合活性または重合体の立体規則性が低くなることがあって好ましくない。
【0058】
固体触媒の製造方法のうち(3)段階は、60~150℃、好ましくは80~130℃の温度で(2)段階の結果物とチタンハライドとを2次以上反応させる工程である。このとき用いられるチタンハライドの例としては、前記の式5のチタンハライドが挙げられる。
【0059】
固体触媒の製造方法において、各段階での反応は、窒素ガス雰囲気において、水分などを十分に除去した攪拌機が取り付けられた反応器において行うのが好ましい。
【0060】
前記のような方法で製造される本発明の一実施例の固体触媒は、マグネシウム、チタン、ハロゲン化合物及び内部電子供与体を含んでなり、触媒活性の側面を考慮すると、マグネシウム5~40重量%、チタン0.5~10重量%、ハロゲン50~85重量%、内部電子供与体0.01~20重量%を含んでなるのが好ましい。
【0061】
前述のとおり、本発明の一実施例によりプロピレン系重合用固体触媒の製造方法を通じて、一般的な触媒に比べて高い水素反応性と狭い分子量分布を有しながら高い見掛け密度と活性を同時に有する触媒が得られることを後述する表2を介して確認することができる。
本発明の一実施例の固体触媒の製造方法によって製造される固体触媒は、ポリプロピレン重合またはプロピレン共重合の製造に好適に用いられる。
【0062】
本発明の一実施例により製造される固体触媒を用いたプロピレン系重合体の製造方法は、固体触媒と助触媒及び外部電子供与体の存在下でポリプロピレンを重合したり、プロピレンと他のアルファオレフィンとを共重合または三重合してプロピレン共重合体を重合することができる。
【0063】
本発明の一実施例において共重合に用いるアルファオレフィンとしては、炭素数2~20のアルファオレフィン(炭素数3のポリプロピレンは除く)から選択される少なくとも1種のオレフィンであり、具体的にはエチレン、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などが可能であり、アルファオレフィン類は1種または2種以上用いることができ、中でもエチレン及び1-ブテンが好ましく、特にエチレンが好ましい。
【0064】
固体触媒は、重合反応の成分として用いられる前にエチレンまたはアルファオレフィンで前重合して用いることができる。
【0065】
前重合反応は、炭化水素溶媒(例えば、ヘキサン)、触媒成分及び有機アルミニウム化合物(例えば、トリエチルアルミニウム)の存在下で、十分に低い温度とエチレンまたはアルファオレフィン圧力条件で行うことができる。前重合は触媒粒子を重合体で取り囲んで触媒形状を維持させ、重合後に重合体の形状を良好にするのに役立つ。前重合後の重合体/触媒の重量比は約0.1:1~20:1であることが好ましい。
【0066】
ポリプロピレン重合またはプロピレン共重合するプロピレン系重合体の製造方法において、助触媒成分としては周期表の第II族または第III族の有機金属化合物を用いることができ、その例として、好ましくはアルキルアルミニウム化合物が用いられる。アルキルアルミニウム化合物は、下記化式20で表される。
AlR3 (化式20)
化式20において、Rはそれぞれ独立に炭素数1~6個のアルキル基である。
【0067】
アルキルアルミニウム化合物の具体的な例としては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリプロピルアルミニウム、トリブチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウムまたはトリオクチルアルミニウムなどが挙げられる。
【0068】
固体触媒成分に対する助触媒成分の割合は、重合方法によって多少差があるが、固体触媒成分中のチタン原子に対する助触媒成分中の金属原子のモル比が1~1000の範囲であることが好ましく、より好ましくは10~300の範囲であるのが良い。もし、固体触媒成分中のチタン原子に対する助触媒成分中の金属原子、例えばアルミニウム原子のモル比が1~1000の範囲を外れると、重合活性が大きく低下する問題がある。
【0069】
プロピレン系重合体の製造方法において、外部電子供与体としては次の化式21で表されるアルコキシシラン化合物のうち1種以上を用いることができる。
R1mR2nSi(OR3)(4-m-n) (化式21)
化式21において、R1、R2は同一であるか相異であってもよく、それぞれ独立に炭素数1~12個の線状または分岐状または環状アルキル基、またはアリール基であり、R3は炭素数1~6個の線状または分岐状アルキル基であり、m、nはそれぞれ0または1であり、m+nは1または2である。
【0070】
外部電子供与体の具体例としては、ノルマルプロピルトリメトキシシラン、ジノルマルプロピルジメトキシシラン、イソプロピルトリメトキシシラン、ジイソプロピルジメトキシシラン、ノルマルブチルトリメトキシシラン、ジノルマルブチルジメトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ジイソブチルジメトキシシラン、tert-ブチルトリメトキシシラン、ジ-tert-ブチルジメトキシシラン、ノルマルペンチルトリメトキシシラン、ジノルマルペンチルジメトキシシラン、シクロペンチルトリメトキシシラン、ジシクロペンチルジメトキシシラン、シクロペンチルメチルジメトキシシラン、シクロペンチルエチルジメトキシシラン、シクロペンチルプロピルジメトキシシラン、シクロヘキシルトリメトキシシラン、ジシクロヘキシ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、シクロヘキシルエチルジメトキシシラン、シクロヘキシルプロピルジメトキシシラン、シクロヘプチルトリメトキシシラン、ジシクロヘプチルジメトキシシラン、シクロヘプチルメチルジメトキシシラン、シクロヘプチルエチルジメトキシシラン、シクロヘプチルプロピルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、フェニルメチルジメトキシシラン、フェニルエチルジメトキシシラン、フェニルプロピルジメトキシシラン、ノルマルプロピルトリエトキシシラン、ジノルマルプロピルジエトキシシラン、イソプロピルトリエトキシシラン、ジイソプロピルジエトキシシラン、ノルマルブチルトリエトキシシラン、ジノルマルブチルジエトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、ジイソブチルジエトキシシラン、tert-ブチルトリエトキシシラン、ジ-tert-ブチルジエトキシシラン、ノルマルペンチルトリエトキシシラン、ジノルマルペンチルジエトキシシラン、シクロペンチルトリエトキシシラン、ジシクロペンチルジエトキシシラン、シクロペンチルメチルジエトキシシラン、シクロペンチルエチルジエトキシシラン、シクロペンチルプロピルジエトキシシラン、シクロヘキシルトリエトキシシラン、ジシクロヘキシルジエトキシシラン、シクロヘキシルメチルジエトキシシラン、シクロヘキシルエチルジエトキシシラン、シクロヘキシルプロピルジエトキシシラン、シクロヘプチルトリエトキシシラン、ジシクロヘプチルジエトキシシラン、シクロヘプチルメチルジエトキシシラン、シクロヘプチルエチルジエトキシシラン、シクロヘプチルプロピルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン、フェニルエチルジエトキシシラン及びフェニルプロピルジエトキシシランなどであり、これらのなかで1種以上を単独または混合して用いることができる。
【0071】
固体触媒に対する外部電子供与体の使用量は重合方法によって多少差はあるが、触媒成分中のチタン原子に対する外部電子供与体中のシリコン原子のモル比が0.1~500の範囲であることが好ましく、1~100の範囲であることがより好ましい。もし、固体触媒成分中のチタン原子に対する外部電子供与体中のシリコン原子のモル比が0.1未満であると、生成されるポリプロピレンの立体規則性が著しく低くなって好ましくなく、500を超えると、触媒の重合活性が著しく低下する問題点がある。
【0072】
プロピレン系重合体の製造方法において、重合反応の温度は20~120℃であることが好ましいが、重合反応の温度が20℃未満であると、反応が十分に進まないため好ましくなく、120℃を超えると、活性の低下が激しく、重合体の物性にもよくない影響を及ぼすので好ましくない。
【0073】
特にプロピレンブロック共重合体を製造する場合は、2段階以上の多段重合で行い、通常第1段階において重合用触媒の存在下でプロピレンを重合し、第2段階においてエチレン及びプロピレンを共重合することで得られる。第2段階またはこの段階後の重合時にプロピレン以外のα-オレフィンを共存または単独で重合させることも可能である。α-オレフィンの例としては、エチレン、1-ブテン、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-オクテンなどが挙げられる。
【0074】
特に本発明の一実施例において提示する固体触媒を用いたプロピレン重合体または共重合体の製造方法を通じて、高い活性と立体規則性に優れ、溶融流れ性に優れたポリプロピレンを製造することができるだけでなく、アルファオレフィンとの共重合により、高いコモノマー含量のプロピレン共重合体を工程トラブルなしに、より安定的に生産することができる。
【0075】
以下、実施例及び比較例により本発明を詳細に説明するが、これにより本発明が限定されるものではない。
【0076】
実施例1
[球形担体の製造]
攪拌機とオイルヒーター、冷却還流器が取り付けられた5Lサイズの硝子反応器を窒素で十分に換気した後、N-ブロモスクシンイミド4g、金属マグネシウム(平均粒径100μmの粉末製品)15g、無水エタノール300mlを投入し、撹拌速度を200rpmで作動しながら反応器の温度を60℃に維持した。約10分が経過すると反応が始まりながら水素が発生するので、発生する水素が抜け出るように反応器の出口を開いた状態にして反応器の圧力を大気圧に維持した。
【0077】
水素の発生が終わると反応器の温度を60℃で1時間維持した。1時間経過後、金属マグネシウム(平均粒径が100μmの粉末形製品)20gを無水エタノール400mlと共に反応開始剤3gを反応器に注入し、1時間維持した後、最後に金属マグネシウム(平均粒径が100μmの粉末形製品)60gと無水エタノール900ml、反応開始剤4gを注入後、30分間維持した後、エタノール100mlをさらに注入した後、反応が完了する時点まで3時間熟成させた。熟成処理が終わった後、50℃で1回あたりノルマルヘキサン2,000mlを用いて結果物を3回洗浄した。
【0078】
洗浄した結果物を流れる窒素下で24時間乾燥させ、ジエトキシマグネシウム担体を流れ性の良い白色粉末状の固体生成物として415g(収率92.8%)得た(α=0.6)。
乾燥した生成物の粒子サイズは光透過法によりレーザ粒子分析器(Mastersizer X:Malvern Instruments社製)で測定結果、平均粒子サイズは42.3μmであった。粒度分布指数(P)(P=(D90-D10)/D50、ここでD90は累積重量90%に該当する粒子の大きさであり、D50は累積重量50%に該当する粒子の大きさであり、D10は累積重量10%に該当する粒子の大きさである)は0.43であり、ASTM D1895により測定した見掛け密度は0.26g/ccであった。BET法により測定されたジエトキシマグネシウムの細孔容積は0.061cc/gであった。
【0079】
[固体触媒成分の製造]
窒素で十分に置換された1Lサイズの攪拌機が設けられたガラス反応器にトルエン112mlと前記で製造したジエトキシマグネシウム15gを投入し、10℃に保ちながら四塩化チタン20mlをトルエン30mlに希釈して1時間かけて投入した後、反応器の温度を100℃まで昇温しながら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5gを徐々に注入した。100℃で2時間維持した後、90℃に温度を下げて撹拌を停止し、上澄液を除去し、さらにトルエン200mlを用いて1回洗浄した。
これにトルエン120mlと四塩化チタン20mlを投入して温度を100℃まで上げて2時間維持し、この過程を1回繰り返し行った。熟成過程が終わった前記のスラリー混合物を毎回当たりトルエン200mlで2回洗浄し、40℃でノルマルヘキサンで毎回当たり200mlずつ5回洗浄して薄い黄色の固体触媒成分を得た。流れる窒素で18時間乾燥して得られた固体触媒成分中のチタン含量は2.3重量%であった。
【0080】
[ポリプロピレン重合]
4Lサイズの高圧用ステンレス製反応器内に前記の固体触媒10mgと助触媒成分としてトリエチルアルミニウム10mmolを、外部電子供与体としてジシクロペンチルジメトキシシラン1mmolを投入した。次いで水素5,000mlと液体状態のプロピレン2.4Lを順次投入した後、温度を70℃まで昇温して重合を実施した。重合開始から2時間が経過すると、反応器の温度を常温まで下げながらバルブを開けて反応器内部のポリプロピレンを完全脱気した。
【0081】
その結果得られた重合体を分析し、表1に示す。
ここで、触媒活性、立体規則性は以下のような方法で決定した。
(1)触媒活性(kg-PP/g-cat)=重合体の生成量(kg)÷触媒の量(g)
(2)立体規則性(X.I.):混合キシレン中で結晶化して析出した不溶成分の重量%
(3)溶融流れ性(g/10min):ASTM 1238により、230℃、2.16kg荷重で測定した値
【0082】
実施例2
[球形担体の製造]
攪拌機とオイルヒーター、冷却還流器が取り付けられた10Lサイズの硝子反応器を窒素で十分に換気した後、N-ブロモスクシンイミド4g、金属マグネシウム(平均粒径120μmの粉末製品)20g、無水エタノール400mlを投入し、撹拌速度を250rpmで作動しながら反応器の温度を70℃に維持した。約10分が経過すると反応が始まりながら水素が発生するので、発生する水素が抜け出るように反応器の出口を開いた状態にして反応器の圧力を大気圧に維持した。
【0083】
水素の発生が終わると反応器の温度を70℃で1時間維持した。1時間経過後、金属マグネシウム(平均粒径が120μmの粉末形製品)60gを、無水エタノール1000mlと共に反応開始剤5gを反応器に注入し、1時間維持した後、金属マグネシウム(平均粒径が120μmの粉末形製品)30gを、無水エタノール1000mlと共に反応開始剤1gを反応器に注入し、1時間維持する。最後に、金属マグネシウム(平均粒径が120μmの粉末形製品)100gと無水エタノール1000ml、反応開始剤7gを注入後、30分間維持した後、エタノール400mlをさらに注入した後、反応が完了する時点まで3時間熟成させた。熟成処理が終わった後、50℃で1回あたりノルマルヘキサン3,000mlを用いて結果物を3回洗浄した。
【0084】
洗浄した結果物を流れる窒素下で24時間乾燥させ、ジエトキシマグネシウム担体を流れ性の良い白色粉末状の固体生成物として941g(収率95.5%)得た(α=1.1)。
担体の平均粒子サイズは40.2μm、粒度分布指数は0.56、見掛け密度は0.27g/ccであった。BET法により測定されたジエトキシマグネシウムの細孔容積は0.066cc/gであった。
【0085】
[固体触媒成分の製造]
実施例1の固体触媒の製造と同様に触媒を製造した。固体触媒成分中のチタン含量は2.3重量%であった。次に、実施例1と同様の方法でポリプロピレン重合を行い、結果を表1に示す。
【0086】
実施例3
[球形担体の製造]
攪拌機とオイルヒーター、冷却還流器が取り付けられた10Lサイズの硝子反応器を窒素で十分に換気した後、N-ブロモスクシンイミド3g、金属マグネシウム(平均粒径130μmの粉末製品)40g、無水エタノール800mlを投入し、撹拌速度を250rpmで作動しながら反応器の温度を70℃に維持した。約10分が経過すると反応が始まりながら水素が発生するので、発生する水素が抜け出るように反応器の出口を開いた状態にして反応器の圧力を大気圧に維持した。
【0087】
水素の発生が終わると反応器の温度を70℃で1時間維持した。1時間経過後、金属マグネシウム(平均粒径が130μmの粉末形製品)60gを、無水エタノール1200mlと共に反応開始剤4gを反応器に注入し、1時間維持した後、最後に、金属マグネシウム(平均粒径が130μmの粉末形製品)85gと無水エタノール1300ml、反応開始剤6gを注入後、30分間維持した後、エタノール400mlをさらに注入した後、反応が完了する時点まで3時間熟成させた。熟成処理が終わった後、50℃で1回あたりノルマルヘキサン3,000mlを用いて結果物を3回洗浄した。
【0088】
洗浄した結果物を流れる窒素下で24時間乾燥させ、ジエトキシマグネシウム担体を流れ性の良い白色粉末状の固体生成物として796g(収率91.4%)得た(α=1.2)。
【0089】
担体の平均粒子サイズは39.2μm、粒度分布指数は0.61、見掛け密度は0.28g/ccであった。BET法により測定されたジエトキシマグネシウムの細孔容積は0.068cc/gであった。
【0090】
[固体触媒成分の製造]
実施例1の固体触媒の製造と同様に触媒を製造した。固体触媒成分中のチタン含量は2.2重量%であった。次に、実施例1と同様の方法でポリプロピレン重合を行い、結果を表1に示す。
【0091】
実施例4
[球形担体の製造]
攪拌機とオイルヒーター、冷却還流器が取り付けられた5Lサイズの硝子反応器を窒素で十分に換気した後、N-ブロモスクシンイミド2g、金属マグネシウム(平均粒径110μmの粉末製品)10g、無水エタノール250mlを投入し、撹拌速度を200rpmで作動しながら反応器の温度を65℃に維持した。約10分が経過すると反応が始まりながら水素が発生するので、発生する水素が抜け出るように反応器の出口を開いた状態にして反応器の圧力を大気圧に維持した。
【0092】
水素の発生が終わると反応器の温度を65℃で1時間維持した。1時間経過後、金属マグネシウム(平均粒径が110μmの粉末形製品)20gを、無水エタノール300mlと共に反応開始剤2gを反応器に注入し、1時間維持した後、最後に、金属マグネシウム(平均粒径が110μmの粉末形製品)40gと無水エタノール600ml、反応開始剤2gを注入後、30分間維持した後、エタノール100mlをさらに注入した後、反応が完了する時点まで3時間熟成させた。熟成処理が終わった後、50℃で1回あたりノルマルヘキサン3,000mlを用いて結果物を3回洗浄した。
【0093】
洗浄した結果物を流れる窒素下で24時間乾燥させ、ジエトキシマグネシウム担体を流れ性の良い白色粉末状の固体生成物として312g(収率94.7%)得た(α=0.8)。
【0094】
担体の平均粒子サイズは42.8μm、粒度分布指数は0.47、見掛け密度は0.26g/ccであった。BET法により測定されたジエトキシマグネシウムの細孔容積は0.070cc/gであった。
【0095】
[固体触媒成分の製造]
実施例1の固体触媒の製造と同様に触媒を製造した。固体触媒成分中のチタン含量は2.3重量%であった。次に、実施例1と同様の方法でポリプロピレン重合を行い、結果を表1に示す。
【0096】
比較例1
[球形担体の製造]
攪拌機とオイルヒーター、冷却還流器が取り付けられた5Lサイズの硝子反応器を窒素で十分に換気した後、N-ブロモスクシンイミド2g、金属マグネシウム(平均粒径120μmの粉末製品)10g、無水エタノール150mlを投入し、撹拌速度を250rpmで作動しながら反応器の温度を75℃に維持した。約10分が経過すると反応が始まりながら水素が発生するので、発生する水素が抜け出るように反応器の出口を開いた状態にして反応器の圧力を大気圧に維持した。
【0097】
水素の発生が終わると反応器の温度を75℃で1時間維持した。1時間経過後、金属マグネシウム(平均粒径が120μmの粉末形製品)30gを、無水エタノール400mlと共に反応開始剤4gを反応器に注入し、1時間維持した後、最後に、金属マグネシウム(平均粒径が120μmの粉末形製品)20gと無水エタノール200ml、反応開始剤2gを注入した後、反応が完了する時点まで3時間熟成させた。熟成処理が終わった後、50℃で1回あたりノルマルヘキサン3,000mlを用いて結果物を3回洗浄した。
【0098】
洗浄した結果物を流れる窒素下で24時間乾燥させ、ジエトキシマグネシウム担体を流れ性の良い白色粉末状の固体生成物として256g(収率90.6%)得た(α=2.0)。
【0099】
担体の平均粒子サイズは38.7μm、粒度分布指数は0.76、見掛け密度は0.33g/ccであった。BET法により測定されたジエトキシマグネシウムの細孔容積は0.0085cc/gであった。
【0100】
[固体触媒成分の製造]
実施例1の固体触媒の製造と同様に触媒を製造した。固体触媒成分中のチタン含量は2.3重量%であった。次に、実施例1と同様の方法でポリプロピレン重合を行い、結果を表1に示す。
【0101】
比較例2
[球形担体の製造]
攪拌機とオイルヒーター、冷却還流器が取り付けられた5Lサイズの硝子反応器を窒素で十分に換気した後、N-ブロモスクシンイミド7g、金属マグネシウム(平均粒径120μmの粉末製品)60g、無水エタノール700mlを投入し、撹拌速度を300rpmで作動しながら反応器の温度をエタノール還流状態である70℃に維持した。約5分が経過すると反応が始まりながら水素が発生するので、発生する水素が抜け出るように反応器の出口を開いた状態にして反応器の圧力を大気圧に維持した。
【0102】
水素の発生が終わった後、反応器の温度及び攪拌速度を還流状態で2時間維持して熟成させた。熟成処理が終わった後、50℃で1回あたりノルマルヘキサン2,000mlを用いて結果物を3回洗浄した。
【0103】
洗浄した結果物を流れる窒素下で24時間乾燥させ、ジエトキシマグネシウム担体を流れ性の良い白色粉末状の固体生成物として328g(収率92.8%)得た。
【0104】
実施例1と同様の方法で測定した結果、ノルマルヘキサンに懸濁させた乾燥担体の平均粒子サイズは20.6μm、粒度分布指数は1.37、見掛け密度は0.35g/ccであった。BET法により測定されたジエトキシマグネシウムの細孔容積は0.0078cc/gであった。
【0105】
[固体触媒成分の製造]
実施例1の1.固体触媒の製造において、内部ドナーとしてジイソブチルフタレート4.7gを用いて触媒を製造した。固体触媒成分中のチタン含量は2.2重量%であった。次に、実施例1と同様の方法でポリプロピレン重合を行い、結果を表1に示す。
【0106】
【0107】
[プロピレン-エチレン共重合]
窒素で充填された2.0Lの攪拌機が取り付けられたステンレス製反応器内に前記の固体触媒5mgを入れ、トリエチルアルミニウム3mmol、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン0.3mmolを注入した後、液化プロピレン1.2Lと水素1,000mlを注入後、20℃で5分間予備重合を行った後、70℃で30分間MFCを通じて200、300、400sccmのエチレンを注入しながら重合させ、プロピレン系共重合体を得ることができた。その結果は表2に示す。
表2に示すように、
(1)エチレンプロピレンゴム含量(X/S、wt%):共重合体をキシレンで抽出してキシレンを除去した後、析出した成分の重量%
(2)共重合体内のエチレンの含量(B-C2、B-C4):共重合体をサンプリングして赤外線分光器(FT-IR)により測定されたエチレンの含量(標準サンプルにより作成された検量線に基づいて算出される)
(3)溶融温度(Tm)
示差走査熱量計(Differential Scanning Calorimetry)を用いて試料を200℃で7分間維持した後、10℃/minの速度で40℃まで冷却しながら溶融温度を測定した。
【0108】
【0109】
前述のとおり、本発明の一実施例によりジエーテル化合物を用いる触媒の製造方法を通じて、一般的な触媒に比べて高い水素反応性と狭い分子量分布を有しつつ高い見掛け密度と活性を同時に有する触媒が得られることが表2を通じて確認できる。
【0110】
[プロピレン-エチレン-1-ブテン三元共重合]
窒素で充填された2.0Lの攪拌機付きステンレス製反応器内に前記の固体触媒5mgを入れ、トリエチルアルミニウム3mmol、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン0.3mmolを注入した後、液化プロピレン1.2Lと水素1,000mlを注入後、20℃で5分間予備重合を行った後、1-ブテンを一定量注入した後、70℃で30分間MFCを通じて200、300、400sccmのエチレンを注入しながら重合させ、プロピレン系三元共重合体を得ることができた。その結果を表3に示す。
【0111】
【0112】
表3から分かるように、本発明の実施例によると、ジアルコキシマグネシウムを金属ハライドとの反応を通じて生成された担体とチタンハライド、有機電子供与体などからなるチーグラー・ナッタ触媒を用いてプロピレン共重合体を製造する場合、共重合体の製造時のポリマー粒子の固まり現象を画期的に改善するだけでなく、高いコモノマー含量を有するプロピレン系共重合体を製造することができる。
【0113】
前述の実施例1ないし4において例示的に説明した球形担体の製造工程と固体触媒成分の製造工程、ポリプロピレンの重合工程、プロピレン-エチレンの共重合工程を同様に適用するが出発物質のみを変更して、前述の実施例において言及したプロピレン系重合用固体触媒及びプロピレン系重合体が製造できることは明らかである。
【0114】
例えば、実施例4ではオレフィンの例としてエチレンを例示的に説明したが、オレフィンの代わりに1-ブテンのような他のオレフィンを用いてプロピレン-1-ブテン共重合を合成することができる。
【0115】
前述のとおり、本発明の一実施例ではプロピレン系重合用固体触媒の製造方法は、金属マグネシウム、アルコール、反応開始剤の注入量及び注入回数、反応温度などが調節されたジアルコキシマグネシウムを金属ハライドとの反応を通じて生成された担体とチタンハライド、有機電子供与体などからなるプロピレン系重合用固体触媒の製造方法及びこれを用いたプロピレン系重合体の製造方法を提供する。
【0116】
特に、本発明の一実施例に用いるジアルコキシマグネシウム担体を用いて製造された固体触媒は、スラリー重合法、バルク重合法または気相重合法などの様々な形態のポリプロピレン重合工程に適用が可能であり、高い活性と溶融流れ性に優れており、アルファオレフィンとの共重合を通じて高いコモノマー含量のプロピレン共重合体を安定的に製造することができる。また、本発明の一実施例によって生成されたプロピレン共重合体は、高いコモノマー含量でも粒子間の固まり現象が見当たらず、これを通じて商業工程に適用する際により高いコモノマー含量の製品を工程トラブルなしにより安定的に生産することができる。
【0117】
以上の説明は、本開示の技術思想を例示的に説明したものに過ぎず、本開示が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、本技術思想の本質的な特性から外れない範囲で様々な修正及び変形が可能であろう。また、本実施例は本開示の技術思想を限定するためのものではなく説明するためのものであるため、このような実施例によって本技術思想の範囲が限定されるものではない。本開示の保護範囲は下記の特許請求の範囲によって解釈されるべきであり、それと同等の範囲内にあるすべての技術思想は本開示の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきである。