專利名稱:烯烴聚合用固體催化劑成分、烯烴聚合用催化劑及烯烴聚合物的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及用于制造α-烯烴均聚物或共聚物的烯烴聚合用固體催化劑成分、烯烴聚合用催化劑及烯烴聚合物的制造方法。
背景技術(shù):
一般地烯烴聚合物是采用鈦化合物和有機鋁化合物構(gòu)成的齊格勒·納塔催化劑進(jìn)行聚合。例如,在烯烴聚合物之一的聚丙烯制造中,主要采用含有由鈦、鎂、氯及給電子性化合物組成的固體催化劑成分;作為助催化劑成分的有機鋁化合物;以及作為立規(guī)性提高劑的具有烷氧基的有機硅化合物的催化劑,制得等規(guī)聚丙烯,但目前,為了提高聚合時的催化劑活性、提高烯烴聚合物的立規(guī)性、以及烯烴聚合物的穩(wěn)定生產(chǎn)而企圖對粉末形態(tài)進(jìn)行改良等。
例如,為了改良烯烴聚合物的粒徑及形狀等形態(tài),在特開昭63-280707號公報等中公開了采用在硅石等無機氧化物上負(fù)載鎂化合物的方法,在特開昭58-000811號公報等中公開了把鎂化合物一次溶解在醇等溶劑中后,再次使其析出的方法。
然而,由于這些方法必須進(jìn)行鎂化合物的負(fù)載、溶解及析出等處理,工序極為煩瑣。另外,這些方法由于僅在聚合初期催化劑活性高,其缺點是催化劑的性能穩(wěn)定性差,以及聚合時的催化劑活性及烯烴聚合物的立規(guī)性方面不能發(fā)揮充分的性能。
因此,作為改良這些缺點的方法,特開平2-413883號公報等公開了采用金屬鎂、醇及特定量的鹵素的反應(yīng)生成物作為催化劑載體的方法,特開平7-025822號公報公開了往烷氧基鎂、鹵化劑及烷氧基鈦的反應(yīng)生成物中添加有機酸酯,再使與鹵化鈦反應(yīng),得到固體催化劑,采用含有該固體催化劑成分的齊格勒·納塔催化劑的烯烴聚合物的制造方法。但是,這些方法聚合時的催化劑活性以及烯烴聚合物的立規(guī)性仍然不足。
另外,在特開平11-269218號公報中公開了把鎂化合物及鈦化合物在給電子性化合物存在下,在120℃~150℃的溫度接觸后,在100℃~150℃的溫度用惰性溶劑洗滌,制到烯烴聚合用固體催化劑成分,可以得到聚合時催化劑活性經(jīng)時降低被抑制及烯烴聚合物立規(guī)性提高的效果。
然而,該催化劑的聚合活性未必是充分的,還必須對其再進(jìn)行改良。
另一方面,在特開平4-96910號公報中公開了使烷氧基鎂化合物、聚醚化合物及鈦化合物接觸而制得的固體催化劑成分。然而,采用含該固體催化劑成分的催化劑而得到的烯烴聚合物,聚合物粉末的形態(tài)、聚合活性、立規(guī)性不充分。
另外,在特表2000-516987號公報及特表2000-516989號公報中公開了與本發(fā)明中使用的給電子性化合物重復(fù)的丙二酸酯。然而,在這些公報中,未公開本發(fā)明中使用的含有特定烷氧基的鎂化合物,關(guān)于催化劑的聚合活性,也不能說一定是充分的。
本發(fā)明的目的是提供一種聚合活性高、可以得到立規(guī)性及粉末形態(tài)優(yōu)良的烯烴聚合物的烯烴聚合用固體催化劑成分、烯烴聚合用催化劑及烯烴聚合物的制造方法。
本發(fā)明人為了達(dá)到前述目的而進(jìn)行反復(fù)悉心研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn),使含鹵的鈦化合物、含特定烷氧基的鎂化合物、及特定給電子性化合物反應(yīng),而制得烯烴聚合用固體催化劑成分,通過采用該成分可以解決前述課題,進(jìn)而完成本發(fā)明。
發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明,提供下列烯烴聚合用固體催化劑成分等。
使下列化合物(a)、(b)及(d),或下列化合物(a)、(b)、(c)及(d)反應(yīng)而制得烯烴聚合用固體催化劑成分。
(a)含鹵素的鈦化合物;(b)相對于金屬鎂化合物、醇、及對前述金屬鎂化合物1摩爾,含有0.0001克原子以上的鹵原子的鹵素及/或含鹵化合物反應(yīng)而得到的含烷氧基的鎂化合物;(c)含鹵素的硅化合物;(d)用下列通式(I)及/或通式(II)表示的給電子性化合物 [式中,n為2~10的整數(shù),R1~R8互相獨立,表示含有選自碳、氫、氧、鹵素、氮、硫、磷、硼及硅的至少1種元素的取代基,任意的R1~R8既可以共同形成苯環(huán)以外的環(huán),亦可以在主鏈中含有碳原子以外的原子]; [式中,R9~R12互相獨立,表示碳原子數(shù)1~20(式中R9及R10的碳原子數(shù)之和為3~40)的直鏈狀、支鏈狀或環(huán)狀烷基或芳烷基]。
前述[1]中所述的烯烴聚合用固體催化劑成分,其中鹵素為碘。
前述[1]或[2]中所述的烯烴聚合用固體催化劑成分,其中前述含鹵素的化合物是氯化鎂。
前述[1]~[3]中任何一項所述的烯烴聚合用固體催化劑成分,其中,前述金屬鎂、醇、以及鹵素及/或含鹵素的化合物的反應(yīng)溫度為30~90℃。
前述[4]中所述的烯烴聚合用固體催化劑成分,其中,前述金屬鎂、醇、以及鹵素及/或含鹵素的化合物的反應(yīng)溫度為30~60℃。
前述[1]~[5]中任何一項所述的烯烴聚合用固體催化劑成分,其中,前述含鹵素的硅化合物(c)是四氯化硅。
前述[1]~[6]中任何一項所述的烯烴聚合用固體催化劑成分,其中,前述用通式(I)表示的化合物是1,3-二醚化合物。
前述[1]~[7]中任何一項所述的烯烴聚合用固體催化劑成分,其中,前述用通式(II)表示的化合物是用下列通式(III)表示的化合物 [式中,R11及R12與前述通式(II)相同,R13為碳原子數(shù)2~20個的直鏈狀、支鏈狀或環(huán)狀的烷基]。
前述[1]~[8]中任何一項所述的烯烴聚合用固體催化劑成分,其中,使前述化合物(a)、(b)及(d)反應(yīng)時,先使前述化合物(b)和前述化合物(d)接觸后再與化合物(a)接觸。
前述[1]~[8]中任何一項所述的烯烴聚合用固體催化劑成分,其中,使前述化合物(a)、(b)、(c)及(d)反應(yīng)時,先使前述化合物(b)和前述化合物(c)接觸后再與化合物(d)接觸,然后與前述化合物(a)接觸。
一種含下列成分[A]、[B]或下列成分[A]、[B]、[C]的烯烴聚合用固體催化劑成分[A][1]~[10]中的任何一項所述的烯烴聚合用固體催化劑成分;[B]有機鋁化合物;[C]給電子性化合物。
一種烯烴聚合用固體催化劑成分的制造方法,其采用[11]中所述的烯烴聚合用固體催化劑聚合烯烴。
圖1是表示本發(fā)明的烯烴聚合用固體催化劑及烯烴聚合物制造方法的模式圖。
具體實施例方式
下面對本發(fā)明的各種催化劑成分、制造方法、聚合方法等進(jìn)行說明。下面舉出的合適的例子,本發(fā)明并不受這些限定。
1.催化劑成分[A]烯烴聚合用固體催化劑成分(a)含鹵素的鈦化合物作為含鹵素的鈦化合物,優(yōu)選的可以采用以下列通式(IV)表示的化合物TiX1p(OR14)4-p(IV)在前述通式(IV)中,X1表示鹵原子,其中氯原子及溴原子是優(yōu)選的,氯原子是特別優(yōu)選的。R14為烴基,既可以是飽和基或不飽和基,又可以是具有直鏈或支鏈的或環(huán)狀的烴基,還可以是含硫、氮、氧、硅、磷等雜元素的烴基。其中,碳原子數(shù)1~10個的烴基,特別是烷基、鏈烯基、環(huán)鏈烯基、芳基及芳烷基等是優(yōu)選的,直鏈或支鏈烷基是特別優(yōu)選的。在存在多個OR14時,它們互相既可以相同也可以相異。作為R14的具體例子,可以舉出甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、異丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正癸基、烯丙基、丁烯基、環(huán)戊基、環(huán)己基、環(huán)己烯基、苯基、甲苯基、芐基、苯乙基等。p表示1~4的整數(shù)。
作為用前述通式(IV)表示的含鹵素的鈦化合物的具體例子,可以舉出四氯化鈦、四溴化鈦、四碘化鈦等四鹵化鈦;甲氧基三氯化鈦、乙氧基三氯化鈦、丙氧基三氯化鈦、正丁氧基三氯化鈦、乙氧基三溴化鈦等三鹵化烷氧基鈦;二甲氧基二氯化鈦、二乙氧基二氯化鈦、二異丙氧基二氯化鈦、二正丙氧基二氯化鈦、二乙氧基二溴化鈦等二鹵化二烷氧基鈦;三甲氧基氯化鈦、三乙氧基氯化鈦、三異丙氧基氯化鈦、三正丙氧基氯化鈦、三正丁氧基溴化鈦等一鹵化三烷氧基鈦。其中,從聚合活性考慮,含高鹵的鈦化合物,特別是四氯化鈦是優(yōu)選的。這些含鹵的鈦化合物既可以分別單獨使用,也可以2種以上組合使用。
(b)含烷氧基的鎂化合物本發(fā)明中作為含烷氧基的鎂化合物(b),從烯烴聚合物的粉末形態(tài)、催化劑的聚合活性及立規(guī)性考慮,采用金屬鎂化合物、醇、及對金屬鎂化合物1摩爾含有0.0001克原子以上鹵原子的鹵素及/或含鹵化合物,通常在30~90℃,優(yōu)選30~60℃反應(yīng)而得到的化合物。
還有,對反應(yīng)溫度未作特別限定,但當(dāng)在前述溫度范圍內(nèi)進(jìn)行時,由于烯烴聚合物的粉末形態(tài)、催化劑的聚合活性往往得到改良,故是優(yōu)選的。
對金屬鎂化合物的形狀等未作特別限定。因此,任意粒徑的金屬鎂,例如,顆粒狀、帶狀、粉末狀等金屬鎂均可以采用。另外,對金屬鎂的表面形態(tài)也未作特別限定,但表面未生成氫氧化鎂等被膜是優(yōu)選的。
醇,采用碳原子數(shù)1~6個的低級醇是優(yōu)選的。尤其是當(dāng)采用醇時,由于可以得到催化劑性能顯著提高的固體生成物,故是優(yōu)選的。對醇的純度及含水量未作特別限定,但當(dāng)用含水量多的醇時,由于在金屬鎂表面生成氫氧化鎂被膜,所以,采用含水量1%以下,特別是2000ppm以下的醇是優(yōu)選的。另外,為了得到更優(yōu)良的形態(tài),水分愈少愈好,一般希望在200ppm以下。
鹵素可以使用氯、溴或碘,使用碘是特別合適的。
另外,含鹵化合物的鹵原子,氯、溴或碘是優(yōu)選的。另外,在含鹵化合物中,含鹵金屬化合物是特別優(yōu)選的。作為含鹵化合物,具體的使用MgCl2、MgI2、Mg(OEt)Cl、Mg(OEt)I、MgBr2、CaCl2、NaCl、KBr等是合適的。這些化合物中,MgCl2是特別優(yōu)選的。對這些的形態(tài)、形狀、粒度等未作特別限定,可以是任意的,例如,可以使用醇系溶劑(例如乙醇)中的溶液。
醇的用量,對金屬鎂1摩爾優(yōu)選2~100摩爾,特別優(yōu)選5~50摩爾。當(dāng)醇的用量過多時,形態(tài)良好的含烷氧基的鎂化合物(b)的收率有時下降,當(dāng)過少時,在反應(yīng)槽內(nèi)攪拌往往不能平穩(wěn)進(jìn)行。然而,對其摩爾比未作限定。
鹵素或含鹵化合物的用量,對金屬鎂1摩爾,鹵素或含鹵化合物的鹵原子達(dá)到0.0001克原子以上,優(yōu)選0.0005克原子以上,更優(yōu)選0.001克原子以上的量。當(dāng)?shù)陀?.0001克原子時,所得到的含烷氧基的鎂化合物(b)作為催化劑載體時,催化劑活性及烯烴聚合物的形態(tài)等變得不良。
在本發(fā)明中,鹵素或含鹵化合物,既可以分別單獨使用,也可以2種以上組合使用。另外,也可以組合2種以上使用。當(dāng)鹵素和含鹵化合物組合使用時,鹵素及含鹵化合物中的全部鹵原子量,對金屬鎂1摩爾達(dá)到0.0001克原子以上,優(yōu)選0.0005克原子以上,更優(yōu)選0.001克原子以上。
還有,關(guān)于鹵素及/或含鹵化合物用量的上限未作特別限定,但只要在可以得到本發(fā)明中使用的含有烷氧基的鎂化合物(b)的范圍內(nèi)適當(dāng)選擇即可,一般低于0.06克原子是優(yōu)選的。
在本發(fā)明中,通過適當(dāng)選擇鹵素及/或含鹵化合物用量,在含有烷氧基的鎂化合物(b)制造時,其粒徑可能自由地進(jìn)行控制。
含有烷氧基的鎂化合物(b)的制造,進(jìn)行到確認(rèn)氫氣不發(fā)生為止(通常1~30小時)。具體的方法可以采用,當(dāng)用碘作為鹵素時,把固態(tài)碘投入到金屬鎂的醇溶液中后,加熱使其反應(yīng)的方法;往金屬鎂的醇溶液中滴加碘的醇溶液后,加熱使其反應(yīng)的方法;以及,邊加熱金屬鎂的醇溶液邊滴加碘的醇溶液使其反應(yīng)的方法等進(jìn)行制造。
還有,任何一種方法在惰性氣體(例如,氮氣、氬氣)氛圍氣中,視場合采用惰性有機溶劑(例如,正己烷等飽和烴)來進(jìn)行是優(yōu)選的。
另外,關(guān)于金屬鎂、醇及鹵素的投加,可不必一開始投加各自的全部量,分開來投加也可。特別優(yōu)選的形態(tài)是采用一開始投加全部的醇,而金屬鎂分?jǐn)?shù)次添加的方法。此時,可以防止氫氣一時的大量發(fā)生,從安全性方面考慮是非常希望的。另外,反應(yīng)槽的小型化也成為可能。另外,還可以防止由于氫氣一時的大量發(fā)生所引起的醇及鹵素的同時飛沫。分開來添加的次數(shù),可根據(jù)反應(yīng)槽大小決定即可而未作特別限定,但考慮到操作的煩瑣,通常5~10次是合適的。
另外,反應(yīng)本身,間歇式、連續(xù)式的任何一種均可。另外,作為改進(jìn)的方法,也可以在最初全量投入的醇中先逐漸少量投加金屬鎂,在另外的槽中分離反應(yīng)生成的產(chǎn)物加以去除后,再少量添加金屬鎂的操作反復(fù)進(jìn)行。
配制固體催化劑成分[A]時,含有烷氧基的鎂化合物(b)既可以采用干燥過的,另外,也可以采用過濾后用庚烷等惰性溶劑洗滌過的。在任何一種情況下,含有烷氧基的鎂化合物(b),不必采用粉碎或使粒徑分布整齊的分級操作,就可以在以下的工序使用。另外,含有烷氧基的鎂化合物(b)是近似球狀,粒徑分布尖銳。另外,對一個一個粒子來說,球形度的偏差要小。
另外,這些含有烷氧基的鎂化合物(b),既可以單獨使用也可以2種以上組合使用。另外,既可以負(fù)載在硅石、氧化鋁、聚苯乙烯等支撐體上,也可以作為與鹵素等的混合物使用。
作為這種含有烷氧基的鎂化合物(b),采用以下列通式(V)表示的化合物是優(yōu)選的Mg(OR15)qR162-q(V)在前述通式(V)中,R15表示烴基,R16表示鹵原子。在這里,作為R15的烴基,可以舉出碳原子數(shù)1~12個的烷基、環(huán)烷基、芳基、芳烷基等,作為R16的鹵原子,可以舉出氯、溴、碘、氟等。OR15或R16存在多個時,它們既可以相同也可以相異。q表示1~2的整數(shù)。
作為用前述通式(V)表示的含有烷氧基的鎂化合物的具體例子,可以舉出二甲氧基鎂、二乙氧基鎂、二丙氧基鎂、二丁氧基鎂、二己氧基鎂、二辛氧基鎂、二苯氧基鎂、二環(huán)己氧基鎂等二烷氧基鎂及二芳氧基鎂;丁氧基氯化鎂、環(huán)己氧基氯化鎂、苯氧基氯化鎂、乙氧基氯化鎂、乙氧基溴化鎂、丁氧基溴化鎂、乙氧基碘化鎂等烷氧基鹵化鎂及芳氧基鹵化鎂等。其中,從聚合活性及立規(guī)性方面考慮,二烷氧基鎂是優(yōu)選的,二乙氧基鎂是特別優(yōu)選的。
(c)含鹵素的硅化合物在本發(fā)明的烯烴聚合用固體催化劑成分中,可根據(jù)需要采用含鹵素的硅化合物(c)。作為這些含鹵素的硅化合物(c),可采用以下列通式(VI)表示的化合物Si(OR17)rX24-r(VI)通過采用含鹵素的硅化合物(c),存在可以提高聚合時的催化劑活性、立規(guī)性,以及降低烯烴聚合物中所含的細(xì)粉量的情況。
在前述通式(VI)中,X2表示鹵原子,其中,氯原子及溴原子是優(yōu)選的,氯原子是特別優(yōu)選的。R17是烴基,既可以是飽和的或不飽和的基團,也可以是具有直鏈或支鏈的基團或環(huán)狀基團,另外,還可以是含有硫、氮、氧、硅、磷等雜元素的基團。其中,碳原子數(shù)1~10個的烴基,特別是烷基、鏈烯基、環(huán)狀鏈烯基、芳基及芳烷基是優(yōu)選的。OR17多個存在時,它們彼此可以相同也可以相異。作為R17的具體例子,可以舉出甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、異丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正癸基、烯丙基、丁烯基、環(huán)戊基、環(huán)己基、環(huán)己烯基、苯基、甲苯基、芐基、苯乙基等。r表示0~3的整數(shù)。
作為以通式(VI)表示的含鹵素的硅化合物具體例子,可以舉出四氯化硅、甲氧基三氯硅烷、二甲氧基二氯硅烷、三甲氧基氯硅烷、乙氧基三氯硅烷、二乙氧基二氯硅烷、三乙氧基氯硅烷、丙氧基三氯硅烷、二丙氧基二氯硅烷、三丙氧基氯硅烷等。其中,四氯化硅是特別優(yōu)選的。這些含鹵素的硅化合物既可以分別單獨使用,也可以2種以上組合使用。
(d)給電子性化合物在本發(fā)明中,作為給電子性化合物,可以采用以下列通式(I)表示的二醚化合物,及/或以下列通式(II)、優(yōu)選以下列通式(III)表示的丙二酸二酯 [式中,n為2~10的整數(shù),R1~R8互相獨立,具有選自碳、氫、氧、鹵素、氮、硫、磷、硼及硅的至少1種元素的取代基,任意的R1~R8可以共同形成苯環(huán)以外的環(huán),主鏈中還可以含有碳原子以外的原子]。
[式中,R9~R12互相獨立,表示碳原子數(shù)1~20個(例如,R9及R10的碳原子數(shù)之和為3~40)的直鏈狀、支鏈狀或環(huán)狀烷基或芳烷基]。
[式中,R11及R12與通式(II)相同,R13表示碳原子數(shù)2~20個的直鏈狀、支鏈狀或環(huán)狀烷基]。
在前述通式(I)中,n優(yōu)選2~5。R1~R8優(yōu)選的是具有選自碳、氫、硅、鹵素、氧的至少1種元素的取代基。
作為用通式(I)表示的二醚化合物,具體的可以舉出2-(2-乙基己基)-1,3-二甲氧基丙烷、2-異丙基-1,3-二甲氧基丙烷、2-丁基-1,3-二甲氧基丙烷、2-仲丁基-1,3-二甲氧基丙烷、2-環(huán)己基-1,3-二甲氧基丙烷、2-苯基-1,3-二甲氧基丙烷、2-戊基-1,3-二甲氧基丙烷、2-(2-苯基乙基)-1,3-二甲氧基丙烷、2-(2-環(huán)己基乙基)-1,3-二甲氧基丙烷、2-(對-氯苯基)-1,3-二甲氧基丙烷、2-(二苯基甲基)-1,3-二甲氧基丙烷、2-(1-萘基)-1,3-二甲氧基丙烷、2-(2-氟苯基)-1,3-二甲氧基丙烷、2-(1-十氫萘基)-1,3-二甲氧基丙烷、2-(對叔丁基苯基)-1,3-二甲氧基丙烷、2,2-二環(huán)己基-1,3-二甲氧基丙烷、2,2-二環(huán)戊基-1,3-二甲氧基丙烷、2,2-二乙基-1,3-二甲氧基丙烷、2,2-二丙基-1,3-二甲氧基丙烷、2,2-二異丙基-1,3-二甲氧基丙烷、2,2-二丁基-1,3-二甲氧基丙烷、2-甲基-2-丙基-1,3-二甲氧基丙烷、2-甲基-2-芐基-1,3-二甲氧基丙烷、2-甲基-2-乙基-1,3-二甲氧基丙烷、2-甲基-2-異丙基-1,3-二甲氧基丙烷、2-甲基-2-苯基-1,3-二甲氧基丙烷、2-甲基-2-環(huán)己基-1,3-二甲氧基丙烷、2,2-二(對氯苯基)-1,3-二甲氧基丙烷、2,2-二(2-環(huán)己基乙基)-1,3-二甲氧基丙烷、2-甲基-2-異丁基-1,3-二甲氧基丙烷、2-甲基-2-(2-乙基己基)-1,3-二甲氧基丙烷、2,2-二異丁基-1,3-二甲氧基丙烷、2,2-二苯基-1,3-二甲氧基丙烷、2,2-二芐基-1,3-二甲氧基丙烷、2,2-二(環(huán)己基甲基)-1,3-二甲氧基丙烷、2,2-二異丁基-1,3-二乙氧基丙烷、2,2-二異丁基-1,3-二丁氧基丙烷、2-異丁基-2-異丙基-1,3-二甲氧基丙烷、2-(1-甲基丁基)-2-異丙基-1,3-二甲氧基丙烷、2-(1-甲基丁基)-2-仲丁基-1,3-二甲氧基丙烷、2,2-二仲丁基-1,3-二甲氧基丙烷、2,2-二叔丁基-1,3-二甲氧基丙烷、2,2-二新戊基-1,3-二甲氧基丙烷、2-異丙基-2-異戊基-1,3-二甲氧基丙烷、2-苯基-2-異丙基-1,3-二甲氧基丙烷、2-苯基-2-仲丁基-1,3-二甲氧基丙烷、2-芐基-2-異丙基-1,3-二甲氧基丙烷、2-芐基-2-仲丁基-1,3-二甲氧基丙烷、2-苯基-2-芐基-1,3-二甲氧基丙烷、2-環(huán)戊基-2-異丙基-1,3-二甲氧基丙烷、2-環(huán)戊基-2-仲丁基-1,3-二甲氧基丙烷、2-環(huán)己基-2-異丙基-1,3-二甲氧基丙烷、2-環(huán)己基-2-仲丁基-1,3-二甲氧基丙烷、2-異丙基-2-仲丁基-1,3-二甲氧基丙烷、2-環(huán)己基-2-環(huán)己基甲基-1,3-二甲氧基丙烷、2,3-二苯基-1,4-二乙氧基丁烷、2,3-二環(huán)己基-1,4-二乙氧基丁烷、2,2-二芐基-1,4-二乙氧基丁烷、2,3-二環(huán)己基-1,4-二乙氧基丁烷、2,3-二異丙基-1,4-二乙氧基丁烷、2,2-二(對甲基苯基)-1,4-二甲氧基丁烷、2,3-二(對氯苯基)-1,4-二甲氧基丁烷、2,3-二(對氟苯基)-1,4-二甲氧基丁烷、2,4-二苯基-1,5-二甲氧基戊烷、2,5-二苯基-1,5-二甲氧基己烷、2,4-二異丙基-1,5-二甲氧基戊烷、2,4-二異丁基-1,5-二甲氧基戊烷、2,4-二異戊基-1,5-二甲氧基戊烷、3-甲氧基甲基四氫呋喃、3-甲氧基甲基二噁烷、1,3-二異丁氧基丙烷、1,2-二異丁氧基丙烷、1,2-二異丁氧基乙烷、1,3-二異戊氧基丙烷、1,3-二異新戊氧基乙烷、1,3-二新戊氧基丙烷、2,2-四亞甲基-1,3-二甲氧基丙烷、2,2-五亞甲基-1,3-二甲氧基丙烷、2,2-六亞甲基-1,3-二甲氧基丙烷、1,2-二(甲氧基甲基)環(huán)己烷、2,8-二氧螺[5,5]十一烷、3,7-二氧二環(huán)[3,3,1]壬烷、3,7-二氧二環(huán)[3,3,0]辛烷、3,3-二異丁基-1,5-氧代壬烷、6,6-二異丁基二氧庚烷、1,1-二甲氧基甲基環(huán)戊烷、1,1-二(二甲氧基甲基)環(huán)己烷、1,1-二(甲氧基甲基)二環(huán)[2,2,1]庚烷、1,1-二甲氧基甲基環(huán)庚烷、2-甲基-2-甲氧基甲基-1,3-二甲氧基丙烷、2-環(huán)己基-2-乙氧基甲基-1,3-二乙氧基丙烷、2-環(huán)己基-2-甲氧基甲基-1,3-二甲氧基丙烷、2,2-二異丁基-1,3-二甲氧基環(huán)己烷、2-異丙基-2-異戊基-1,3-二甲氧基環(huán)己烷、2-環(huán)己基-2-甲氧基甲基-1,3-二甲氧基環(huán)己烷、2-異丙基-2-甲氧基甲基-1,3-二甲氧基環(huán)己烷、2-異丁基-2-甲氧基甲基-1,3-二甲氧基環(huán)己烷、2-環(huán)己基-2-乙氧基甲基-1,3-二乙氧基環(huán)己烷、2-環(huán)己基-2-乙氧基甲基-1,3-二甲氧基環(huán)己烷、2-異丙基-2-乙氧基甲基-1,3-二乙氧基環(huán)己烷、2-異丙基-2-乙氧基甲基-1,3-二甲氧基環(huán)己烷、2-異丁基-2-乙氧基甲基-1,3-二乙氧基環(huán)己烷、2-異丁基-2-乙氧基甲基-1,3-二甲氧基環(huán)己烷、9,9-二(甲氧基甲基)芴、三(對甲氧基苯基)膦、甲基苯基二(甲氧基甲基)硅烷、二苯基二(甲氧基甲基)硅烷、甲基環(huán)己基二(甲氧基甲基)硅烷、二叔丁基二(甲氧基甲基)硅烷、環(huán)己基-叔丁基二(甲氧基甲基)硅烷、異丙基-叔丁基二(甲氧基甲基)硅烷等。
其中,采用1,3-二醚化合物是優(yōu)選的,特別優(yōu)選的是采用2-異丁基-2-異丙基-1,3-二甲氧基丙烷、9,9-二(甲氧基甲基)芴、2,2-二環(huán)戊基-1,3-二甲氧基丙烷、2,2-二異丁基-1,3-二甲氧基丙烷、2-異丙基-2-異戊基-1,3-二甲氧基丙烷、2,2-二環(huán)己基-1,3-二甲氧基丙烷、2,2-二(環(huán)己基甲基)-1,3-二甲氧基丙烷、2-環(huán)己基-2-異丙基-1,3-二甲氧基丙烷、2-異丙基-2-仲丁基-1,3-二甲氧基丙烷、2,2-二苯基-1,3-二甲氧基丙烷、2-環(huán)戊基-2-異丙基-1,3-二甲氧基丙烷。
另外,這些化合物既可以分別單獨使用,也可以2種以上混合使用。
作為前述通式(II)及(III)中的R9~R12,例如,可以舉出甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、異丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正癸基、環(huán)戊基、環(huán)己基、芐基、苯乙基等。其中,優(yōu)選的是甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、異丁基、叔丁基。
另外,作為通式(III)中的R13,可以舉出乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、異丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正癸基、環(huán)戊基、環(huán)己基等。其中,優(yōu)選的是乙基、正丙基、異丙基、正丁基、仲丁基、異丁基、叔丁基。
作為丙二酸二酯化合物,具體的可以舉出2,2-二乙基丙二酸、2-甲基-2-異丙基丙二酸、2-甲基-2-丁基丙二酸、2-乙基-2-仲丁基丙二酸、2-正丁基-2-異丁基丙二酸、2-正丁基-2-異丙基丙二酸、2-異丁基-2-芐基丙二酸、2,2-二芐基丙二酸等二甲酯、二乙酯、二正丙酯、二異丙酯、二正丁酯、二異丁酯、二叔丁酯、二正戊酯、二正庚酯、二正辛酯、二新戊酯等。
其中,與前述通式(III)相對應(yīng)的2-甲基-2-異丙基丙二酸或2-甲基-2-異丙基丙二酸的二甲酯、二乙酯、二正丙酯、二異丙酯、二正丁酯、二異丁酯、二叔丁酯、二正戊酯、二正庚酯、二正辛酯、二新戊酯,從聚合活性及烯烴聚合物立規(guī)性方面考察是優(yōu)選的。這些化合物既可以分別單獨使用,又可以2種以上組合使用。
有機鋁化合物作為本發(fā)明中使用的有機鋁化合物[B],未作特別限定,但優(yōu)選的是采用具有烷基、鹵原子、氫原子、烷氧基的有機鋁化合物、鋁氧烷及這些的混合物。具體的可以舉出三甲基鋁、三乙基鋁、三異丙基鋁、三異丁基鋁、三辛基鋁等三烷基鋁;二乙基一氯化鋁、二異丙基一氯化鋁、二異丁基一氯化鋁、二辛基一氯化鋁等二烷基一氯化鋁;乙基倍半氯化鋁等烷基倍半鹵化鋁;甲基鋁氧烷等鏈狀鋁氧烷等。在這些有機鋁化合物中,具有碳原子數(shù)1~5個的低級烷基的三烷基鋁,特別是三甲基鋁、三乙基鋁、三丙基鋁、三異丁基鋁是優(yōu)選的,這些有機鋁化合物既可以分別單獨使用,又可以2種以上組合使用。
給電子性化合物在本發(fā)明的烯烴聚合用催化劑中,可根據(jù)需要采用給電子性化合物[C]。作為這種給電子性化合物[C],可以采用具有烷氧基的有機硅化合物、含氮化合物、含磷化合物及含氧化合物。其中,特別是采用具有烷氧基的有機硅化合物是優(yōu)選的。
作為具有烷氧基的有機硅化合物的具體例子,可以舉出三甲基甲氧基硅烷、三甲基乙氧基硅烷、三乙基甲氧基硅烷、三乙基乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、乙基異丙基二甲氧基硅烷、丙基異丙基二甲氧基硅烷、二異丙基二甲氧基硅烷、二異丁基二甲氧基硅烷、異丙基異丁基二甲氧基硅烷、二叔丁基二甲氧基硅烷、叔丁基甲基二甲氧基硅烷、叔丁基乙基二甲氧基硅烷、叔丁基丙基二甲氧基硅烷、叔丁基異丙基二甲氧基硅烷、叔丁基丁基二甲氧基硅烷、叔丁基異丁基二甲氧基硅烷、叔丁基(仲丁基)二甲氧基硅烷、叔丁基戊基二甲氧基硅烷、叔丁基己基二甲氧基硅烷、叔丁基庚基二甲氧基硅烷、叔丁基辛基二甲氧基硅烷、叔丁基壬基二甲氧基硅烷、叔丁基癸基二甲氧基硅烷、叔丁基(3,3,3-三氟甲基丙基)二甲氧基硅烷、環(huán)己基甲基二甲氧基硅烷、環(huán)己基乙基二甲氧基硅烷、環(huán)己基丙基二甲氧基硅烷、環(huán)己基異丁基二甲氧基硅烷、二環(huán)己基二甲氧基硅烷、環(huán)己基叔丁基二甲氧基硅烷、環(huán)戊基甲基二甲氧基硅烷、環(huán)戊基乙基二甲氧基硅烷、環(huán)戊基丙基二甲氧基硅烷、環(huán)戊基叔丁基二甲氧基硅烷、二環(huán)戊基二甲氧基硅烷、環(huán)戊基環(huán)己基二甲氧基硅烷、二(2-甲基環(huán)戊基)二甲氧基硅烷、二(2,3-二甲基環(huán)戊基)二甲氧基硅烷、α-萘基-1,1,2-三甲基丙基二甲氧基硅烷、正十四烯基-1,1,2-三甲基丙基二甲氧基硅烷、1,1,2-三甲基丙基甲基二甲氧基硅烷、1,1,2-三甲基丙基乙基二甲氧基硅烷、1,1,2-三甲基丙基異丙基二甲氧基硅烷、1,1,2-三甲基丙基環(huán)戊基二甲氧基硅烷、1,1,2-三甲基丙基環(huán)己基二甲氧基硅烷、1,1,2-三甲基丙基十四烷基二甲氧基硅烷、二苯基二甲氧基硅烷、二苯基二乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、丙基三甲氧基硅烷、異丙基三甲氧基硅烷、丁基三甲氧基硅烷、丁基三乙氧基硅烷、異丁基三甲氧基硅烷、叔丁基三甲氧基硅烷、仲丁基三甲氧基硅烷、戊基三甲氧基硅烷、異戊基三甲氧基硅烷、環(huán)戊基三甲氧基硅烷、環(huán)己基三甲氧基硅烷、降冰片烷三甲氧基硅烷、茚基三甲氧基硅烷、2-甲基環(huán)戊基三甲氧基硅烷、乙基三異丙氧基硅烷、甲基環(huán)戊基(叔丁氧基)二甲氧基硅烷、異丙基(叔丁氧基)二甲氧基硅烷、叔丁基(叔丁氧基)二甲氧基硅烷、(異丁氧基)二甲氧基硅烷、叔丁基(叔丁氧基)二甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三丁氧基硅烷、氯代三丁氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷、1,1,2-三乙基丙基三甲氧基硅烷、1,1,2-三甲基丙基異丙氧基二甲氧基硅烷、1,1,2-三甲基丙基(叔丁氧基)二甲氧基硅烷、四甲氧基硅烷、四乙氧基硅烷、四丁氧基硅烷、四異丁氧基硅烷、硅酸甲酯、硅酸丁酯、三甲基苯氧基硅烷、甲基三烯丙氧基硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、二甲基四乙氧基二硅氧烷等。這些有機硅化合物既可以分別單獨使用,也可以2種以上組合使用。
另外,作為這種有機硅化合物,還可以舉出無Si-O-C鍵的硅化合物和有O-C鍵的有機化合物預(yù)先進(jìn)行反應(yīng),或在α-烯烴聚合時進(jìn)行反應(yīng)所得到的化合物。具體的可以舉出四氯化硅和醇反應(yīng)得到的化合物等。
作為含氮化合物的具體例子,可以舉出2,6-二異丙基哌啶、2,6-二異丙基-4-甲基哌啶、N-甲基-2,2,6,6-四甲基哌啶等2,6-取代哌啶類;2,5-異丙基吡咯烷(azolidine)、N-甲基-2,2,5,5-四甲基吡咯烷等2,5-取代吡咯烷類;N,N,N’,N’,-四甲基亞甲基二胺類、N,N,N’,N’,-四乙基亞甲基二胺等取代的亞甲基二胺;1,3-二芐基咪唑烷、1,3-二芐基-2-苯基咪唑烷等取代的咪唑烷類等。
作為含磷化合物的具體例子,可以舉出磷酸三乙酯、磷酸三正丙酯、磷酸三異丙酯、磷酸三正丁酯、磷酸三異丁酯、磷酸二乙基正丁酯、磷酸二乙基苯酯等亞磷酸酯類。
作為含氧化合物的具體例子,可以舉出2,2,5,5-四甲基四氫呋喃、2,2,5,5-四乙基四氫呋喃等2,5-取代四氫呋喃類;1,1-二甲氧基-2,3,4,5-四氯環(huán)戊二烯、9,9-二甲氧基芴、二苯基二甲氧基甲烷等二甲氧基甲烷衍生物等。
另外,作為含氧化合物,還可以使用前述給電子性化合物(d)的二醚化合物。其中,特別優(yōu)選的是2-異丁基-2-異丙基-1,3-二甲氧基丙烷、2-異丙基-2-異戊基-1,3-二甲氧基丙烷、9,9-二(甲氧基甲基)芴、2,2-二環(huán)戊基-1,3-二甲氧基丙烷、2,2-二環(huán)戊基-1,3-二甲氧基丙烷。
2.[A]固體催化劑成分的配制方法作為固體催化劑成分[A]的配制方法,例如,可以舉出使前述含鹵素的鈦化合物(a)、含烷氧基的鎂化合物(b)、給電子性化合物(d)以及根據(jù)需要的含鹵素的硅化合物(c)進(jìn)行接觸、反應(yīng)后,優(yōu)選再次(1次以上)與含鹵素的鈦化合物(a)進(jìn)行接觸、反應(yīng)的方法。另外,對接觸順序未作特別限定。
這些成分既可以在烴等惰性溶劑存在下使其接觸,也可以預(yù)先用烴等惰性溶劑稀釋各種成分后使其接觸。作為這些惰性溶劑,可以舉出,例如辛烷、癸烷、乙基環(huán)己烷等脂肪烴或脂環(huán)式烴;甲苯、乙苯、二甲苯等芳香烴;以及氯苯、四氯乙烷、氯氟烴等鹵代烴或這些的混合物。其中,脂肪烴及芳香烴是優(yōu)選的,使用脂肪烴是特別優(yōu)選的。
在這里,含鹵素的鈦化合物(a),對含烷氧基的鎂化合物(b)的鎂1摩爾通常達(dá)到0.5~100摩爾,優(yōu)選使用1~50摩爾。當(dāng)此比例偏離前述范圍時,催化活性往往變得不充分。
另外,給電子性化合物(d),對含烷氧基的鎂化合物(b)的鎂1摩爾通常達(dá)到0.01~10摩爾,優(yōu)選使用0.05~1.0摩爾。當(dāng)?shù)陀?.01摩爾時,聚合物的立規(guī)性往往下降。另一方面,當(dāng)大于10摩爾時,單位鈦的聚合活性往下降。
另外,在采用含鹵素的硅化合物(c)時,對含烷氧基的鎂化合物(b)的鎂1摩爾通常達(dá)到0.005~100摩爾。當(dāng)?shù)陀?.005摩爾時,單位鈦的聚合活性及聚合物的立規(guī)性往往下降。另一方面,當(dāng)大于100摩爾時,單位催化劑成分的聚合活性往往下降。
另外,前述化合物(a)、(b)及(d),或化合物(a)、(b)、(c)及(d)的接觸反應(yīng),在它們?nèi)刻砑雍?,通常?0~150℃,優(yōu)選125~140℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。當(dāng)該接觸溫度處于前述范圍外時,往往不能充分發(fā)揮催化劑活性及立規(guī)性的提高效果。另外,催化通常進(jìn)行1分~24小時,優(yōu)選10分~6小時。此時的壓力,使用溶劑時根據(jù)其種類、接觸溫度而變化,但通常在0~5MPa,優(yōu)選0~1MPa的范圍內(nèi)進(jìn)行。另外,接觸操作中,從接觸的均勻性及接觸效率方面考慮進(jìn)行攪拌是優(yōu)選的。另外,這些接觸條件,對第2次以后的含鹵素鈦化合物(a)的接觸反應(yīng)也同樣。
還有,關(guān)于化合物(a)~(d)的接觸順序未作特別限定,但在化合物(a)、(b)及(d)接觸時,首先,使化合物(a)及化合物(b)接觸后再與化合物(d)接觸時,聚合活性往往增高。另外,在化合物(a)、(b)、(c)及(d)接觸時,使化合物(b)和化合物(c)接觸,然后與化合物(d)接觸,最后與化合物(a)接觸,聚合活性往往增高。還有,化合物(d)和化合物(a)的接觸順序反過來也可。
在含鹵素的鈦化合物(a)的接觸操作中,使用溶劑時,對含鹵素的鈦化合物(a)1摩爾,通常使用5000毫升以下,優(yōu)選10~1000毫升的溶劑。當(dāng)該比例偏離此范圍時,接觸均勻性及接觸效率惡化。
另外,化合物(a)、(b)及(d),或化合物(a)、(b)、(c)及(d)第1次接觸、反應(yīng)后,通常在90~150℃,優(yōu)選120~140℃溫度下的惰性溶劑洗滌。當(dāng)洗滌溫度在前述范圍外時,往往不能充分發(fā)揮催化活性及立規(guī)性的提高效果。作為該惰性溶劑,例如,可以舉出辛烷、癸烷等脂肪烴;甲基環(huán)己烷、乙基環(huán)己烷等脂環(huán)烴;甲苯、二甲苯、乙苯等芳香烴;氯苯、四氯乙烷、氯氟烴類等鹵代烴或這些的混合物。其中,使用脂肪烴、芳香烴是優(yōu)選的。
還有,關(guān)于第2次以后的含鹵素的鈦化合物(a)的接觸、反應(yīng)后的洗滌溫度未作特別限定,但從立規(guī)性方面考慮,也有時使用90~150℃,特別優(yōu)選的在120~140℃的溫度用惰性溶劑進(jìn)行洗滌。
作為洗滌方法,傾析、過濾等方式是優(yōu)選的。對惰性溶劑的用量、洗滌時間、洗滌次數(shù)未作特別限定,但對鎂化合物1摩爾使用的溶劑通常為100~100000毫升,優(yōu)選1000~50000毫升,洗滌時間通常進(jìn)行1分~24小時,優(yōu)選10分~6小時。當(dāng)該比例偏離前述范圍時,洗滌往往不完全。
此時的壓力,依溶劑的種類、洗滌溫度等而變化,但通常在0~5MPa,優(yōu)選0~1MPa的范圍內(nèi)進(jìn)行。另外,洗滌操作中,從洗滌的均勻性及洗滌效率方面考慮,進(jìn)行攪拌是優(yōu)選的。還有,所得到的固體催化劑成分[A],也可在干燥狀態(tài)或烴等惰性溶劑中保存。
3.烯烴聚合物的制造方法關(guān)于本發(fā)明的烯烴聚合用催化劑各種成分的用量未作特別限定,但固體催化劑成分[A]換算成鈦原子,每升反應(yīng)體積通常的用量達(dá)到0.00005~1毫摩爾的范圍。
有機鋁化合物[B]的用量,通常采用的鋁/鈦原子比達(dá)到1~1000,優(yōu)選10~1000的范圍。當(dāng)該原子比偏離前述范圍時,催化活性往往不充分。
另外,采用供電子性化合物[C]時,[C]/[B](摩爾比)通常采用0.001~5.0,優(yōu)選0.01~2.0,更優(yōu)選0.05~1.0范圍的量。當(dāng)該原子比偏離前述范圍時,往往得不到充分的催化活性及立規(guī)性。但是,在進(jìn)行預(yù)聚時,供電子性化合物[C]的用量,可以更加減少。
作為本發(fā)明中使用的烯烴,以通式(VII)表示的α-烯烴是優(yōu)選的R18-CH=CH2...(VII)在前述通式(VII)中,R18是氫原子或烴基,而烴基既可以是飽和基或不飽和基,也可以是直鏈狀烴基,或有支鏈的烴基或環(huán)狀烴基。具體的可以舉出乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-癸烯、3-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、乙烯基環(huán)己烷、丁二烯、異戊二烯、間戊二烯等。這些烯烴既可以單獨使用,也可以2種以上組合使用。在前述烯烴中,乙烯、丙烯是特別合適的。
在本發(fā)明的烯烴聚合中,從聚合時的催化活往、烯烴聚合物的立規(guī)性及粉末形態(tài)方面考慮,根據(jù)需要,先進(jìn)行烯烴預(yù)聚后再進(jìn)行本聚合也可。此時,在由固體催化劑成分[A]、有機鋁化合物[B]及根據(jù)需要添加的供電子性化合物[C]分別以規(guī)定的比例構(gòu)成的催化劑存在下,通常在1~100℃范圍的溫度下,在常壓~5MPa左右的壓力下把烯烴進(jìn)行預(yù)聚,接著,在催化劑和預(yù)聚物存在下使烯烴進(jìn)行本聚合。
對該本聚合中的聚合形式未作特別限定,溶液聚合、漿液聚合、氣相聚合、本體聚合的任何一種均可以采用,另外,間歇聚合及連續(xù)聚合任何一種均可以采用,不同條件下的2步聚合或多步聚合也可以采用。
關(guān)于反應(yīng)條件,對其聚合壓力未作特別限定,從聚合活性方面考慮,通常為大氣壓~8MPa,優(yōu)選0.2~5MPa;聚合溫度通常為0~200℃,優(yōu)選在30~100℃的范圍內(nèi)適當(dāng)選擇。聚合時間,取決于原料烯烴的種類及聚合溫度,但通常為5分~20小時,優(yōu)選10分~10小時左右。
烯烴聚合物的分子量,可通過添加鏈轉(zhuǎn)移劑,優(yōu)選通過加氫來進(jìn)行調(diào)節(jié)。另外,也可以存在氮氣等惰性氣體。另外,關(guān)于本發(fā)明中的催化劑成分,把固體催化劑成分[A]、有機鋁化合物[B]及供電子性化合物[C]以規(guī)定的比例加以混合、接觸后,立即導(dǎo)入烯烴進(jìn)行聚合,也可以在接觸后,熟化0.2~3小時左右后導(dǎo)入烯烴進(jìn)行聚合。另外,該催化劑成分可以在惰性溶劑或烯烴等中懸浮后供給。在本發(fā)明中,聚合后的后處理,可以按常法進(jìn)行。即,在氣相聚合法中,聚合后,從聚合器導(dǎo)出的聚合物粉體,為了除去其中所含的烯烴等,使氮氣流通過即可,或根據(jù)需要用擠出機制成顆粒也可,此時,為了使催化劑完全失活,也可以添加少量的水、醇等。另外,在本體聚合法中,聚合后,從由聚合器導(dǎo)出的聚合物中完全分離單體后進(jìn)行造粒。
實施例下面通過實施例具體地說明本發(fā)明,但本發(fā)明又不受下列實施例的限定。還有,固體催化劑成分Ti的負(fù)載量、聚合物的特性粘度[η]及立規(guī)性[mmmm]、聚合粉末的平均粒徑(D50)、細(xì)粉量、粗粉量及松密度(AD)按下法求出(1)聚合物的特性粘度[η]把聚合物溶解在萘烷中,于135℃進(jìn)行測定。
(2)聚合物的立規(guī)性[mmmm]把聚合物溶解在1,2,4-三氯苯和重苯的90∶10(體積比)混合溶液中,用13C-NMR(日本電子(株)制造,商品名LA-500),于130℃用質(zhì)子完全去耦法,采用測得的甲基信號進(jìn)行定量。
還有,所謂等規(guī)立構(gòu)五聚體分?jǐn)?shù)(isotactic pentad fraction)[mmmm],系指采用A.Zambelli等在Macromolecules雜志、第6卷第925頁(1973)提出的,從13C-NMR光譜求出的聚丙烯分子鏈的五聚體單位中的等規(guī)立構(gòu)分?jǐn)?shù)。
另外,13C-NMR光譜峰的歸屬決定法,可按照A.Zambelli等在Macromolecules雜志、第8卷第687頁(1975)提出的歸屬方法確定。
(3)聚合粉末的平均粒徑(D50)、細(xì)粉量、粗粉量把用篩測得的粒徑分布在對數(shù)正態(tài)概率坐標(biāo)紙上作圖,把50%粒徑作為平均粒徑求出。另外,把網(wǎng)眼尺寸250μm以下的重量分?jǐn)?shù)作為細(xì)粉量,把網(wǎng)眼尺寸2500μm以下的重量分?jǐn)?shù)作為粗粉量加以定義,分別求出。
(4)松密度(AD)按照J(rèn)IS K 6721進(jìn)行測定。
實施例1(1)含烷氧基的鎂化合物的配制在經(jīng)過氮氣置換過的、內(nèi)容積0.5升的、帶攪拌器的三口燒瓶內(nèi),放入經(jīng)過脫水處理的乙醇122g(2.64克原子)、碘0.9g(7.1毫克原子)及金屬鎂8g(0.33克原子),于78℃攪拌(350rpm)使反應(yīng),直至體系內(nèi)達(dá)到不發(fā)生氫氣為止,得到含烷氧基的鎂化合物(二乙氧基鎂)。
(2)固體催化劑成分的配制把內(nèi)容積0.5升的、帶攪拌器的三口燒瓶內(nèi)用氮氣置換后,放入經(jīng)過脫水處理的辛烷80毫升以及作為載體的前述(1)配制的二乙氧基鎂16g(0.140摩爾)。加熱至40℃,添加四氯化硅2.4毫升攪拌20分鐘后,添加作為內(nèi)部給體(供電子性化合物)的2-異丁基-2-異丙基-1,3-二甲氧基丙烷(IPIBMP)2.9毫升。把該溶液升溫至65℃,然后滴加四氯化鈦77毫升,在內(nèi)溫125℃攪拌2小時進(jìn)行接觸操作。然后,用脫水的辛烷進(jìn)行充分洗滌。其后,添加四氯化鈦122毫升,在內(nèi)溫125℃攪拌2小時進(jìn)行接觸操作后,用脫水的辛烷進(jìn)行充分洗滌,得到固體催化劑成分。
(3)丙烯聚合把內(nèi)容積1升、帶攪拌器的不銹鋼制的高壓釜加以充分干燥,在經(jīng)過氮氣置換后,于室溫放入經(jīng)過脫水處理的辛烷400毫升。添加三乙基鋁2.0毫升、前述(2)中配制的固體催化劑成分換算成Ti原子0.0025毫升,導(dǎo)入氫氣0.02MPa,然后,邊導(dǎo)入丙烯邊升溫升壓至80℃、全壓0.8MPa,進(jìn)行1小時聚合。
然后,降溫、降壓,取出內(nèi)部物,放入2升甲醇中進(jìn)行催化劑失活。過濾物料,真空干燥,得到丙烯聚合物。結(jié)果示于表1。
實施例2除了把實施例1(2)中的2-異丁基-2-異丙基-1,3-二甲氧基丙烷(2.9毫升)改變?yōu)?,9-二(甲氧基甲基)芴(FLUMP)(3.5毫升)以外,與實施例1(2)及(3)同樣操作,配制固體催化劑成分,進(jìn)行丙烯聚合。結(jié)果示于表1。
實施例3除了使用實施例1(2)中的碘用量為0.27g、反應(yīng)溫度40℃配制的二乙氧基鎂以外,與實施例1(2)及(3)同樣操作,配制固體催化劑成分,進(jìn)行丙烯聚合。結(jié)果示于表1。
實施例4除了把實施例3中的2-異丁基-2-異丙基-1,3-二甲氧基丙烷(2.9毫升)改變?yōu)?,9-二(甲氧基甲基)芴(3.5毫升)以外,與實施例3同樣操作,配制固體催化劑成分,進(jìn)行丙烯聚合。結(jié)果示于表1。
比較例1在經(jīng)過氮氣置換過的、內(nèi)容積0.5升的、帶攪拌器的三口燒瓶內(nèi),放入氯化鎂(無水物)13.3g、癸烷70毫升及2-乙基己醇65.5毫升(0.42摩爾),于130℃進(jìn)行2小時加熱反應(yīng),制成均勻的溶液。然后,往該溶液中添加酞酸酐3.12g,于130℃再進(jìn)行1小時攪拌混合,使酞酸酐溶于前述均勻溶液。
把這樣得到的均勻溶液冷卻至室溫后,往保持在-20℃的四氯化鈦373毫升中用1小時全量滴加。滴加后,把得到的均勻溶液的溫度用4小時升溫至110℃,在到達(dá)110℃時添加2-異丁基-2-異丙基-1,3-二甲氧基丙烷3.7毫升,然后,邊保持在110℃邊攪拌2小時。反應(yīng)2小時終止后,熱時過濾,取固體部分,把該固體部分用275毫升四氯化鈦再懸浮后,再度于110℃加熱2小時進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)終止后,再度熱時過濾,取固體部分,采用110℃癸烷及己烷進(jìn)行洗滌。該洗滌直至洗滌液中檢不出鈦化合物為止,得到固體催化劑成分。
然后,采用該固體催化劑成分,與實施例1(3)同樣操作,進(jìn)行丙烯聚合。結(jié)果示于表1。
比較例2除了把比較例1中的2-異丁基-2-異丙基-1,3-二甲氧基丙烷(3.7毫升)改變?yōu)?,9-二(甲氧基甲基)芴(4.4毫升)以外,與比較例1同樣操作,配制固體催化劑成分,進(jìn)行丙烯聚合。結(jié)果示于表1。
比較例3(1)含烷氧基的鎂化合物的配制除了不使用實施例1(1)中的碘以外,把與實施例1(1)同樣反復(fù)操作得到的固體生成物用球磨機進(jìn)行粉碎處理,配制二乙氧基鎂。
(2)固體催化劑成分的配制在帶攪拌器的三口燒瓶用氮氣置換后,放入前述(1)中配制的二乙氧基鎂3g,往其中添加2-異丁基-2-異丙基-1,3-二甲氧基丙烷5.6毫升及四氯化硅37.5毫升,加熱至40℃,保持1小時。在將其過濾后添加四氯化鈦120毫升,加熱至100℃,保持2小時。在100℃將其過濾后,用熱癸烷洗滌2次后,添加四氯化鈦120毫升,加熱至110℃,保持2小時。然后,于110℃過濾,用熱癸烷洗滌2次后,再用正己烷洗滌5次,得到固體催化劑成分。
(3)丙烯聚合在實施例1(3)中,除了采用前述(2)配制的固體催化劑成分以外,與實施例1(3)同樣操作,進(jìn)行丙烯聚合。結(jié)果示于表1。
比較例4在比較例3(2)中,除了把2-異丁基-2-異丙基-1,3-二甲氧基丙烷(5.6毫升)變更為2-異戊基-2-異丙基-1,3-二甲氧基丙烷(IPMP)(6.0毫升)以外,與比較例3(2)及(3)同樣操作,配制固體催化劑成分,進(jìn)行丙烯聚合。結(jié)果示于表1。
比較例5在比較例3(2)中,除了把2-異丁基-2-異丙基-1,3-二甲氧基丙烷(5.6毫升)變更為9-二(甲氧基甲基)芴(6.7毫升)以外,與比較例3(2)及(3)同樣操作,配制固體催化劑成分,進(jìn)行丙烯聚合。結(jié)果示于表1。
表1
Mg(OEt)2二乙氧基鎂IPIBMP2-異丁基-2-異丙基-1,3-二甲氧基丙烷FLUMP9,9-雙(甲氧基甲基)芴IPMP2-異戊基-2-異丙基-1,3-二甲氧基丙烷實施例5(1)含烷氧基的鎂化合物的配制在經(jīng)過氮氣置換過的、內(nèi)容積0.5升的、帶攪拌器的三口燒瓶內(nèi),放入經(jīng)過脫水處理的乙醇122g(2.64克原子)、碘0.9g(7.1毫克原子)及金屬鎂8g(0.33克原子)。將其于78℃攪拌(350rpm)使反應(yīng),達(dá)到體系內(nèi)不發(fā)生氫氣為止,得到含烷氧基的鎂化合物(二乙氧基鎂)。
(2)固體催化劑成分的配制把內(nèi)容積0.5升的、帶攪拌器的三口燒瓶用氮氣置換過后,放入經(jīng)過脫水處理的辛烷80毫升以及作為載體的前述(1)中配制的二乙氧基鎂16g。加熱至40℃,添加四氯化硅2.4毫升,攪拌20分鐘后,添加作為內(nèi)部給體(供電子性化合物)的2-甲基-2-異丙基丙二酸二乙酯(DEMIPM)3.1毫升。把該溶液升溫至65℃,然后,滴加四氯化鈦77毫升,在內(nèi)溫125℃攪拌2小時進(jìn)行接觸操作。然后,用脫水的辛烷進(jìn)行充分洗滌。其后,添加四氯化鈦122毫升,在內(nèi)溫125℃攪拌2小時進(jìn)行接觸操作后,用脫水的辛烷進(jìn)行充分洗滌,得到固體催化劑成分。
(3)丙烯聚合把內(nèi)容積1升、帶攪拌器的不銹鋼制的高壓釜加以充分干燥,在經(jīng)過氮氣置換后,于室溫放入經(jīng)過脫水處理的庚烷400毫升。添加三乙基鋁2.0毫升、作為外部給體(供電子性化合物)的環(huán)己基甲基二甲氧基硅烷(CHMDMS)0.25毫摩爾、前述(2)中配制的固體催化劑成分換算成Ti原子0.0025毫摩爾,導(dǎo)入氫氣0.1MPa,然后邊導(dǎo)入丙烯邊升溫升壓至80℃、全壓0.8MPa,進(jìn)行1小時聚合。
然后,降溫、降壓,取出內(nèi)部物,放入2升甲醇中進(jìn)行催化劑失活。過濾物料,真空干燥,得到丙烯聚合物。結(jié)果示于表2。
實施例6在實施例5(2)中,除了用2-甲基-2-異丙基丙二酸二正丁酯(DBMIPM)3.9毫升代替2-甲基-2-異丙基丙二酸二乙酯3.1毫升以外,與實施例5(2)及(3)同樣操作,配制固體催化劑成分,進(jìn)行丙烯聚合。結(jié)果示于表2。
實施例7在實施例5(2)中,除了用2,2-二乙基丙二酸二乙酯(DEDEM)3.1毫升代替2-甲基-2-異丙基丙二酸二乙酯3.1毫升以外,與實施例5(2)及(3)同樣操作,配制固體催化劑成分,進(jìn)行丙烯聚合。結(jié)果示于表2。
實施例8在實施例5(2)中,除了使用碘的量為0.27g(2.1毫克原子)、反應(yīng)溫度40℃,配制二乙氧基鎂以外,與實施例5(2)及(3)同樣操作,配制固體催化劑成分,進(jìn)行丙烯聚合。結(jié)果示于表2。
實施例9在實施例8中,除了用2-甲基-2-異丙基丙二酸二正丁酯3.9毫升代替2-甲基-2-異丙基丙二酸二乙酯3.1毫升以外,與實施例8同樣操作,配制固體催化劑成分,進(jìn)行丙烯聚合。結(jié)果示于表2。
實施例10在實施例8中,除了用2,2-二乙基丙二酸二乙酯3.1毫升代替2-甲基-2-異丙基丙二酸二乙酯3.1毫升以外,與實施例8同樣操作,配制固體催化劑成分,進(jìn)行丙烯聚合。結(jié)果示于表2。
比較例6在經(jīng)過氮氣置換過的、內(nèi)容積0.5升的、帶攪拌器的三口燒瓶內(nèi),放入氯化鎂(無水物)13.3g、癸烷70毫升及2-乙基己醇65.5毫升(0.42摩爾),于130℃加熱進(jìn)行反應(yīng)2小時,制成均勻的溶液。然后,往該溶液中添加酞酸酐3.12g,于130℃再進(jìn)行攪拌混合1小時,使酞酸酐溶解在前述均勻的溶液中。把這樣得到的均勻溶液,冷卻至室溫后,用1小時把全量滴加至保持在-20℃的四氯化鈦373毫升中。滴加后,把得到的均勻溶液溫度用4小時升溫至110℃,在到達(dá)110℃時添加2-甲基-2-異丙基丙二酸二乙酯4.0毫升,然后,邊保持在110℃邊攪拌2小時。2小時反應(yīng)終止后,熱時過濾,取固體部分,把該固體部分用275毫升四氯化鈦再懸浮后,再度于110℃加熱2小時進(jìn)行反應(yīng)。反應(yīng)終止后,再度熱時過濾,取固體部分,采用110℃癸烷及己烷進(jìn)行洗滌。該洗滌直至洗滌液中檢不出鈦化合物為止,得到固體催化劑成分。
然后,采用該固體催化劑成分,與實施例5(3)同樣操作,進(jìn)行丙烯聚合。結(jié)果示于表2。
比較例7在比較例6中,除了用2,2-二乙基丙二酸二乙酯4.0毫升代替2-甲基-2-異丙基丙二酸二乙酯4.0毫升以外,與比較例6同樣操作,配制固體催化劑成分,進(jìn)行丙烯聚合。結(jié)果示于表2。
比較例8(1)含烷氧基的鎂化合物的配制在實施例5(1)中,除了不用碘以外,與實施例5(1)同樣反復(fù)進(jìn)行操作,得到固體生成物,把該生成物用球磨機進(jìn)行粉碎處理,配制二乙氧基鎂。
(2)固體催化劑成分的配制把帶攪拌器的三口燒瓶用氮氣置換過后,放入前述(1)中配制的二乙氧基鎂3g,再往其中添加2-甲基-2-異丙基丙二酸二乙酯6.0毫升及四氯化鈦37.5毫升,加熱至40℃,保持1小時。將其過濾后,添加四氯化鈦120毫升,加熱至100℃,保持2小時。將其于100℃進(jìn)行過濾,用熱癸烷洗滌2次后,添加四氯化鈦120毫升,加熱至110℃,保持2小時。然后,于110℃進(jìn)行過濾,用熱癸烷洗滌2次,再用正己烷洗滌5次,得到固體催化劑成分。
(3)丙烯的聚合實施例5(3)中,除了采用前述(2)配制的固體催化劑成分以外,與實施例5(3)同樣操作,進(jìn)行丙烯聚合。結(jié)果示于表2。
比較例9在實施例8(2)中,除了用2-甲基-2-異丙基丙二酸二正丁酯7.5毫升代替2-甲基-2-異丙基丙二酸二乙酯6.0毫升以外,與比較例8(2)及(3)同樣操作,配制固體催化劑成分,進(jìn)行丙烯聚合。結(jié)果示于表2。
比較例10在比較例8(2)中,除了用2,2-二乙基丙二酸二乙酯6.0毫升代替2-甲基-2-異丙基丙二酸二乙酯6.0毫升以外,與比較例8(2)及(3)同樣操作,配制固體催化劑成分,進(jìn)行丙烯聚合。結(jié)果示于表2。
表2
Mg(OEt)2二乙氧基鎂DEMIPM2-乙基-2-異丙基丙二酸二乙酯DBMIPM2-甲基-2-異丙基丙二酸二正丁酯DEDEM2,2-二乙基丙二酸二乙酯CHMDMS環(huán)己基甲基二甲氧基硅烷產(chǎn)業(yè)上利用的可能性按照本發(fā)明,提供一種可以得到聚合活性高、立規(guī)性及粉末形態(tài)優(yōu)良的烯烴聚合物的烯烴聚合用固體催化劑成分、烯烴聚合用催化劑及烯烴聚合物的制造方法。
權(quán)利要求
1.一種烯烴聚合用固體催化劑成分,其通過使下列化合物(a)、(b)及(d),或下列化合物(a)、(b)、(c)及(d)反應(yīng)制得(a)含鹵素的鈦化合物;(b)金屬鎂化合物、醇、及相對前述金屬鎂化合物1摩爾含有0.0001克原子以上的鹵原子的鹵素及/或含鹵化合物反應(yīng)而得到的含烷氧基的鎂化合物;(c)含鹵素的硅化合物;(d)用下列通式(I)及/或通式(II)表示的給電子性化合物 式中,n為2~10的整數(shù),R1~R8互相獨立地表示含有選自碳、氫、氧、鹵素、氮、硫、磷、硼及硅的至少1種元素的取代基,任意的R1~R8既可以共同形成苯環(huán)以外的環(huán),亦可以在主鏈中含有碳原子以外的原子; 式中,R9~R12互相獨立地表示碳原子數(shù)1~20(式中R9及R10的碳原子數(shù)之和為3~40)的直鏈狀、支鏈狀或環(huán)狀烷基或芳烷基。
2.按照權(quán)利要求1中所述的烯烴聚合用固體催化劑成分,其中,前述鹵素為碘。
3.按照權(quán)利要求1中所述的烯烴聚合用固體催化劑成分,其中,前述含鹵素的化合物為氯化鎂。
4.按照權(quán)利要求1中所述的烯烴聚合用固體催化劑成分,其中,前述金屬鎂、醇、及鹵素及/或含鹵素的化合物的反應(yīng)溫度為30~90℃。
5.按照權(quán)利要求4中所述的烯烴聚合用固體催化劑成分,其中,前述金屬鎂、醇、及鹵素及/或含鹵素的化合物的反應(yīng)溫度為30~60℃。
6.按照權(quán)利要求1中所述的烯烴聚合用固體催化劑成分,其中,前述含鹵素的硅化合物(c)為四氯化硅。
7.按照權(quán)利要求1中所述的烯烴聚合用固體催化劑成分,其中,以前述通式(I)表示的化合物為1,3-醚化合物。
8.按照權(quán)利要求1中所述的烯烴聚合用固體催化劑成分,其中,以前述通式(II)表示的化合物為用下述通式(III)表示的化合物 式中,R11及R12與前述通式(II)相同,R13為碳原子數(shù)2~20的直鏈狀、支鏈狀或環(huán)狀的烷基。
9.按照權(quán)利要求1中所述的烯烴聚合用固體催化劑成分,其中,在使前述化合物(a)、(b)及(d)反應(yīng)時,使前述化合物(b)和前述化合物(d)接觸后再與前述化合物(a)接觸。
10.按照權(quán)利要求1中所述的烯烴聚合用固體催化劑成分,其中,在使前述化合物(a)、(b)、(c)及(d)反應(yīng)時,使前述化合物(b)和前述化合物(c)接觸后再與前述化合物(d)接觸,然后,與前述化合物(a)接觸。
11.一種烯烴聚合用催化劑,其含有下列成分[A]、[B],或下列成分[A]、[B]、[C][A]權(quán)利要求1中所述的烯烴聚合用固體催化劑成分[B]有機鋁化合物[C]供電子性化合物。
12.一種烯烴聚合物的制造方法,其中采用權(quán)利要求11中所述的烯烴聚合用催化劑來聚合烯烴。
全文摘要
一種烯烴聚合用固體催化劑成分,其含有使下列化合物(a)、(b)及(d),或下列化合物(a)、(b)、(c)及(d)反應(yīng)制得的烯烴聚合用固體催化劑成分(a)含鹵素的鈦化合物;(b)含烷氧基的鎂化合物;(c)含鹵素的硅化合物;(d)用上列通式(I)及/或通式(II)表示的給電子性化合物,式中,n為2~10的整數(shù),R
文檔編號C08F4/658GK1653092SQ0381056
公開日2005年8月10日 申請日期2003年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月10日
發(fā)明者棚瀨省二朗, 貞島孝典, 藪內(nèi)伸浩, 藏本正彥, 船橋英雄 申請人:出光興產(chǎn)株式會社