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JP2837247B2 - シンジオタクチックポリ―α―オレフィンの製造方法 - Google Patents

シンジオタクチックポリ―α―オレフィンの製造方法

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JP2837247B2
JP2837247B2 JP19905690A JP19905690A JP2837247B2 JP 2837247 B2 JP2837247 B2 JP 2837247B2 JP 19905690 A JP19905690 A JP 19905690A JP 19905690 A JP19905690 A JP 19905690A JP 2837247 B2 JP2837247 B2 JP 2837247B2
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哲之助 潮村
政弘 神野
善穂 園部
一美 水谷
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Mitsui Chemicals Inc
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔従来の技術〕 メタロセン化合物を必須成分とするオレフィン重合用
触媒として、アルミノキサンとメタロセン化合物からな
るいわゆるカミンスキー型触媒が知られている。
特開昭58-19309号公報には (シクロペンタジエニル)2MeRHal (ここで、Rはシクロペンタジエニル、C1〜C6のアル
キル、ハロゲンであり、Meは遷移金属化合物であり、Ha
lはハロゲンである)で表わされる遷移化合物とアルミ
ノキサンからなる触媒の存在下エチレンおよび/または
α−オレフィンを重合または共重合させる方法が記載さ
れている。
特開昭60-35008号公報には、少なくとも2種のメタロ
セン化合物とアルミノキサンから成る触媒を用いること
により幅広い分子量分布を有するポリ−α−オレフィン
が製造できることが記載されている。
特開昭61-130314号公報には、立体的に固定したジル
コン−キレート化合物とアルミノキサンからなる触媒の
存在下にプロピレンを重合するとアイソタクチック度の
高いポリプロピレンが得られることが記載されいてる。
特開平1-275609号公報には、ヘテロ原子で架橋けされ
たメタロセン化合物とアルミノキサンからなる触媒の存
在下にプロピレンを重合することによりアイソタクチッ
クなポリプロピレンが得られることが記載されている。
特開平1-301704号公報には、ケイ素、ゲルマニウムま
たはスズで橋架けされたビス置換シクロペンタジエニル
遷移金属化合物とアルミノキサンからなる触媒の存在下
にプロピレンを重合するとアイソタクチックなポリプロ
ピレンが得られることが記載されている。
特表平1-501950号公報、特表平1-502036号公報にはプ
ロトンと反応できる最低一つの置換基を有するメタロセ
ン化合物と特殊なホウ素化合物の置換アンモニウム塩か
らなる触媒の存在下エチレンおよび/またはα−オレフ
ィンを重合または共重合させる方法が記載されている。
特開平2-41303号公報には構造的に架橋された立体的
に異なる置換基を有するメタロセン化合物とアルミノキ
サンからなる触媒の存在下にプロピレンを重合すること
により高度にシンジオタクチックなポリプロピレンが得
られることが記載されている。同公報には上記メタロセ
ン化合物を2種以上使用することにより幅広い分子量を
有するシンジオタクチックポリ−α−オレフィンが製造
できることが記載されている。
しかしながら、オレフィン重合触媒として有用な1分
子中に2個の遷移金属原子を有する遷移金属化合物は今
まで合成されていない。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記特開平2-41303号公報における方法は、遷移金属
当りの活性が良好であり、しかも得られるポリマーのシ
ンジオタクティシティーが高く優れた方法であるが、同
公報の方法により得られるシンジオタクチックポリプロ
ピレンは結晶化速度が遅く、加工・成形が困難であっ
た。
また、特開平2-41303号公報記載のハフニウム化合物
を使用した触媒系は、低温での重合活性が極めて低いた
め、ジルコニウム化合物とハフニウム化合物とを混合し
た触媒を用いて幅広い分子量分布を有するシンジオタク
チックポリ−α−オレフィンを効果的に製造するには高
温で重合する必要があった。そのため得られるポリマー
のシンジオタクティシティーが低下するという問題点が
あった。
本願発明では結晶化速度が速く加工性の良好なシンジ
オタクチックポリプロピレンを製造し、必要によって分
子量分布の広いシンジオタクチックポリ−α−オレフィ
ンを効率よく製造する方法について検討した。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは上記問題を解決して高活性でシンジオタ
クティシティーの高いポリ−α−オレフィンを生産性よ
く製造する方法について鋭意検討した結果、1分子中に
2つの遷移金属原子を有する新規な遷移金属化合物を触
媒の一成分として用いることにより、結晶化速度の速い
シンジオタクチックポリプロピレンが得られ、かつ、他
のメタロセン化合物と混合して用いることによりシンジ
オタクティシティーが高く、幅広い分子量分布を有する
ポリ−α−オレフィンが製造できることを見出し、本発
明を完成するに到った。
すなわち、本発明は (1)α−オレフィンを遷移金属化合物とアルミノキサ
ンまたは硼素化合物より選ばれた助触媒よりなる触媒の
存在下で重合してポリ−α−オレフィンを製造する方法
において 一般式(I) (但し、A1はシクロペンタジエニル基、置換シクロペ
ンタジエニル基を示し、A2はフルオレニル基、置換フル
オレニル基を示す。A3は炭素数4〜20のヒドロカーボン
ジイリデン基、R1、R2はハロゲン原子、水素原子、炭素
数1〜10のアリール基、アルキル基をしめす。Mはチタ
ン、ジルコニウム、ハフニウムである) で表わされる新規遷移金属化合物を使用することを特
徴とするシンジオタクチックポリ−α−オレフィンの製
造方法。
更にα−オレフィンを遷移金属化合物とアルミノキサ
ンまたは硼素化合物より選ばれた助触媒よりなる触媒の
存在下で重合してポリ−α−オレフィンを製造する方法
において遷移金属化合物として請求項(1)に記載の遷
移金属化合物及び一般式(II) (但し、A1はシクロペンタジエニル基、置換シクロペ
ンタジエニル基を示し、A2はフルオレニル基、置換フル
オレニル基を示す。A4は炭素数4〜20のアルキリデン
基、シクロアルキリデン基を示すものである。またR1
R2はアリール基、アルキル基、シクロアルキル基、また
はハロゲン原子、水素原子、シリル基である。Mはチタ
ン、ジルコニウム、ハフニウムである)で示される遷移
金属化合物の2種類の遷移金属化合物を使用するシンジ
オタクチックポリ−α−オレフィンの製造方法。
として有用であることが確認され、本願発明に到達し
た。
本発明の方法において使用される新規遷移金属化合物
(I)は、1分子中に2つの遷移金属原子を有する新規
なメタロセン化合物である。
A1は無置換シクロペンタジエニル基から4置換シクロ
ペンタジエニル基までのいずれでもよく、A2は無置換フ
ルオレニル基から8置換フルオレニル基までのいずれで
もよい。
A3は炭素数4〜20のヒドロカーボンジイリデン基を示
す。
A3の具体例としては、例えば、2,3−ブタンジイリデ
ン基、2,4−ペンタンジイリデン基、1,3−シクロペンタ
ンジイリデン基、4−シクロペンテン−1,3−ジイリデ
ン基、2,5−ヘキサンジイリデン基、1,4−シクロヘキサ
ンジイリデン基、6−メチル−2,4−ヘプタンジイリデ
ン基、ビシクロ〔3,3,0〕オクタン−3,7−ジイリデン
基、ビシクロ〔3,3、1〕ノナン−3,7−ジイリデン基、
9,10−アントラセンジイリデン基などを挙げることがで
きる。
R1、R2はフッ素、塩素、臭素、ヨウ素などのハロゲン
原子、水素原子、メチル基、エチル基、イソプロピル
基、t−ブチル基、フェニル基などの炭素数1〜10のア
リール基、アルキル基であり、特に好ましい塩素原子、
メチル基である。
R1、R2は互いに同じでも異なっていてもよい。
Mはチタン、ジルコニウム、ハフニウム、好ましくは
ジルコニウム、ハフニウムであり、同一であっても異な
っていても良い。
本発明の新規遷移金属化合物(I)の合成経路は例え
ば、1,4−シクロヘキサンジイリデンビス〔(シクロペ
ンタジエニル−9−フルオレニル)ジルコニウムジハロ
リド〕の場合には下記のように示される。
C6H8O2+2C5H6→C6H8(=C5H4)2+2H2O C6H8(=C5H4)2+3LiC13H9+2HCl →C6H8〔(C5H5)C13H92+2LiCl C6H8〔(C5H5)C13H92+4nBuLi →C6H8〔(LiC5H4)LiC13H82+4C4H10 C6H8〔(LiC5H4)LiC13H82+2ZrX4 →C6H8〔(C5H5)(C13H8)ZrX22+4LiX (Xはハロゲン原子である) さらに、上記C6H8〔(C5H5)(C13H8)ZrX22は、RLiやR
MgCl(Rは炭素数1〜10のアルキル基)などの周期律表
I A族、周期律表II A族の金属アルキル化合物と反応さ
せることにより、Xの少なくとも1つをRで置換した化
合物を得ることができる。
本発明の新規遷移金属化合物(I)の具体例として
は、例えば、2,3−ブタンジイリデンビス〔(シクロペ
ンタジエニル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロ
リド〕、2,3−ブタンジイリデンビス〔(シクロペンタ
ジエニル−9−フルオレニル)ハフニウムジクロリ
ド〕、2,3−ブタンジイリデンビス〔(シクロペンタジ
エニル−9−フルオレニル)ジルコニウムジメチル〕、
2,3−ブタンジイリデンビス〔(シクロペンタジエニル
−9−フルオレニル)ハフニウムジメチル〕、2,5−ヘ
キサンジイリデンビス〔(シクロペンタジエニル−9−
フルオレニル)ジルコニウムジクロリド〕、2,5−ヘキ
サンジイリデンビス〔(シクロペンタジエニル−9−フ
ルオレニル)ハフニウムジクロリド〕、2,5−ヘキサン
ジイリデンビス〔(シクロペンタジエニル−9−フルオ
レニル)ジルコニウムジメチル〕、2,5−ヘキサンジイ
リデンビス〔(シクロペンタジエニル−9−フルオレニ
ル)ハフニウムジメチル〕、1,4−シクロヘキサンジイ
リデンビス〔(シクロペンタジエニル−9−フルオレニ
ル)ジルコニウムジクロリド〕、1,4−シクロヘキサン
ジイリデンビス〔(シクロペンタジエニル−9−フルオ
レニル)ハフニウムジクロリド〕、1,4−シクロヘキサ
ンジイリデンビス〔(シクロペンタジエニル−9−フル
オレニル)ジルコニウムジメチル〕、1,4−シクロヘキ
サンジイリデンビス〔(シクロペンタジエニル−9−フ
ルオレニル)ハフニウムジメチル〕、6−メチル−2,4
−ヘプタンジイリデンビス〔(シクロペンタジエニル−
9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド〕、6−メ
チル−2,4−ヘプタンジイリデンビス〔(シクロペンタ
ジエニル−9−フルオレニル)ハフニウムジクロリ
ド〕、6−メチル−2,4−ヘプタンジイリデンビス
〔(シクロペンタジエニル−9−フルオレニル)ジルコ
ニウムジメチル〕、6−メチル−2,4−ヘプタンジイリ
デンビス〔(シクロペンタジエニル−9−フルオレニ
ル)ハフニウムジメチル〕、ビシクロ〔3,3,0〕オクタ
ン−3,7−ジイリデンビス〔(シクロペンタジエニル−
9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド〕、ビシク
ロ〔3,3,0〕オクタン−3,7−ジイリデンビス〔(シクロ
ペンタジエニル−9−フルオレニル)ハフニウムジクロ
リド〕、ビシクロ〔3,3,0〕オクタン−3,7−ジイリデン
ビス〔(シクロペンタジエニル−9−フルオレニル)ジ
ルコニウムジメチル〕、ビシクロ〔3,3,0〕オクタン−
3,7−ジイリデンビス〔(シクロペンタジエニル−9−
フルオレニル)ハフニウムジメチル〕、ビシクロ〔3,3,
0〕ノナン−3,7−ジイリデンビス〔(シクロペンタジエ
ニル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド〕、
ビシクロ〔3,3,1〕ノナン−3,7−ジイリデンビス〔(シ
クロペンタジエニル−9−フルオレニル)ハフニウムジ
クロリド〕、ビシクロ〔3,3,1〕ノナン−3,7−ジイリデ
ンビス〔(シクロペンタジエニル−9−フルオレニル)
ジルコニウムジメチル〕、ビシクロ〔3,3,1〕ノナン−
3,7−ジイリデンビス〔(シクロペンタジエニル−9−
フルオレニル)ハフニウムジメチル〕、9,10−アントラ
センジイリデンビス〔(シクロペンタジエニル−9−フ
ルオレニル)ジルコニウムジクロリド〕、9、10−アン
トラセンジイリデンビス〔(シクロペンタジエニル−9
−フルオレニル)ハフニウムジクロリド〕、9,10−アン
トラセンジイリデンビス〔(シクロペンタジエニル−9
−フルオレニル)ジルコニウムジメチル〕、9,10−アン
トラセンジイリデンビス〔(シクロペンタジエニル−9
−フルオレニル)ハフニウムジメチル〕、1,4−シクロ
ヘキサンジイリデンビス〔(テトラメチルシクロペンタ
ジエニル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリ
ド〕、1,4−シクロヘキサンジイリデンビス〔(テトラ
メチルシクロペンタジエニル−9−フルオレニル)ハフ
ニウムジクロリド〕、1,4−シクロヘキサンジイリデン
ビス〔(テトラメチルシクロペンタジエニル−9−フル
オレニル)ジルコニウムジメチル〕、1,4−シクロヘキ
サンジイリデンビス〔(テトラメチルシクロペンタジエ
ニル−9−フルオレニル)ハフニウムジメチル〕、1,4
−シクロヘキサンジイリデンビス〔(シクロペンタジエ
ニル−2,7−ジ−t−ブチル−9、フルオレニル)ジル
コニウムジクロリド〕、1,4−シクロヘキサンジイリデ
ンビス〔(シクロペンタジエニル−2,7−ジ−t−ブチ
ル−9−フルオレニル)ハフニウムジクロリド〕、1,4
−シクロヘキサンジイリデンビス〔(シクロペンタジエ
ニル−2,7−ジ−t−ブチル−9−フルオレニル)ジル
コニウムジメチル〕、1,4−シクロヘキサンジイリデン
ビス〔(シクロペンタジエニル−2,7−ジ−t−ブチル
−9−フルオレニル)ハフニウムジメチル〕、1,4−シ
クロヘキサンジイリデンビス〔(テトラメチルシクロペ
ンタジエニル−2,7−ジ−t−ブチル−9−フルオレニ
ル)ジルコニウムジクロリド〕、1,4−シクロヘキサン
ジイリデンビス〔(テトラメチルシクロペンタジエニル
−2,7−ジ−t−ブチル−9−フルオレニル)ハフニウ
ムジクロリド〕、1,4−シクロヘキサンジイリデンビス
〔(テトラメチルシクロペンタジエニル−2,7−ジ−t
−ブチル−9−フルオレニル)ジルコニウムジメチ
ル〕、1,4−シクロヘキサンジイリデンビス〔(テトラ
メチルシクロペンタジエニル−2,7−ジ−t−ブチル−
9−フルオレニル)ハフニウムジメチル〕などを挙げる
ことができる。
これ等の化合物は上記反応式によって合成でき、具体
的には本願発明の実施例と類似の方法によって合成する
ことができる。
本願発明の方法で使用される一般式(II)の遷移金属
化合物中のA1、A2、A3、R1、R2、Mは一般式(I)のも
のが例示され、A4は炭素数1〜20のアルキリデン基、シ
クロアルキリデン基、シリレン基、置換シリレン基であ
り、具体例としてはイソプロピリデン基、シクロペンチ
リデン基、シクロヘキシリデン基、ジメチルシリレン基
などをあげることができる。
一般式(II)の具体例としてはイソプロピリデン(シ
クロペンタジエニル−9−フルオレニル)ジルコニウム
ジクロリド、イソプロピリデン(シクロペンタジエニル
−9−フルオレニル)ハフニウムジクロリド、イソプロ
ピリデン(シクロペンタジエニル−9−フルオレニル)
ジルコニウムジメチル、イソプロピリデン(シクロペン
タジエニル−9−フルオレニル)ハフニウムジメチル、
シクリペンチリデン(シクロペンタジエニル−9−フル
オレニル)ジルコニウムジクロリド、シクロペンチリデ
ン(シクロペンタジエニル−9−フルオレニル)ハフニ
ウムジクロリド、シクロペンチリデン(シクロペンタジ
エニル−9−フルオレニル)ジルコニウムジメチル、シ
クロペンチリデン(シクロペンタジエニル−9−フルオ
レニル)ハフニウムジメチル、シクロヘキシリデン(シ
クロペンタジエニル−9−フルオレニル)ジルコニウム
ジクロリド、シクロヘキシリデン(シクロペンタジエニ
ル−9−フルオレニル)ハフニウムジクロリド、シクロ
ヘキシリデン(シクロペンタジエニル−9−フルオレニ
ル)ジルコニウムジメチル、シクロヘキシリデン(シク
ロペンタジエニル−9−フルオレニル)ハフニウムジメ
チル、イソプロピリデン(シクロペンタジエニル−2,7
−ジ−t−ブチル−9−フルオレニル)ジルコニウムジ
クロリド、イソプロピリデン(シクロペンタジエニル−
2,7−ジ−t−ブチル−9−フルオレニル)ハフニウム
ジクロリド、イソプロピリデン(シクロペンタジエニル
−2,7−ジ−t−ブチル−9−フルオレニル)ジルコニ
ウムジメチル、イソプロピリデン(シクロペンタジエニ
ル−2,7−ジ−t−ブチル−9−フルオレニル)ハフニ
ウムジメチル、ジメチルシリレン(シクロペンタジエニ
ル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジメ
チルシリレン(シクロペンタジエニル−9−フルオレニ
ル)ハフニウムジクロリド、ジメチルシリレン(シクロ
ペンタジエニル−9−フルオレニル)ジルコニウムジメ
チル、ジメチルシリレン(シクロペンタジエニル−9−
フルオレニル)ハフニウムジメチルなどが挙げられる。
重合の際、遷移金属化合物とともに使用される助触媒
としては公知のアルミノキサン類の他に、特表平1-5019
50号公報、特表平1-502036号公報に記載されているよう
な硼素化合物を助触媒として使用することもできるが、
活性および入手のし易さからアルミノキサン類が好まし
い。
アルミノキサン類とては一般式 および/または (ここでRは炭素数1〜3の炭化水素基、nは2以上
の整数を示す) で表わされる化合物であり、特にRがメチル基である
メチルアルミノキサンでnが5以上、好ましくは10以上
のものが利用される。上記アルミノキサン類には若干の
アルキルアルミニウム化合物が混入していても差しつか
えない。
上記アルミノキサン類の製造法は公知であり、例えば
結晶水を含む塩類(硫酸銅水和物、塩化マグネシウム水
和物など)に炭化水素溶媒中、トリアルキルアルミニウ
ムを添加して反応させる方法、あるいは有機化合物溶媒
中でトリアルキルアルミニウムと水を直接反応させる方
法などを例示することができる。
また、本願発明の遷移金属化合物と組み合わせて使用
できる助触媒として使用できる硼素化合物は特表平1-50
1950号公報、特表平1-502036号公報に記載の硼素化合物
が使用できる。
特表平1-501950号公報記載の硼素化合物は一般式 〔L′−H〕〔(CX)a(BX′)mX″6c- (ここで、L′−HはH+、アンモニウムまたは3個ま
での水素原子をもち、1〜約20個の炭素原子を含むヒド
ロカルビル基、または1個以上の水素原子がハロゲン原
子によって置換された、1〜約20個までの炭素原子を含
む置換ヒドロカルビル基によって置換された置換アンモ
ニウムカチオン、ホスフォニウム基、3個までの水素原
子が1〜約20個の炭素原子を含むヒドロカルビル基で、
または1個以上の水素原子がハロゲン原子によって置換
された1〜約20個の炭素原子を含む置換ヒドロカルビル
基で置換された置換ホスフォニウム基等のいづれかであ
る。BおよびCはそれぞれ硼素および炭素である;X、
X′およびX″はハイドライド基、ハリド基、1〜約20
個の炭素原子を含むヒドロカルビル基、1個以上の水素
原子がハロゲン原子によって置換された1〜約20個の炭
素原子を含むヒドロカルビル基、有機部分の各ヒドロカ
ルビル置換基が1〜約20個の炭素原子を含み、金属が元
素周期律表の第IV-A族から選ばれる有機メタロイド基等
からなる群から独立的に選択される基等である;aおよび
bは≧0の整数である;cは≧1の整数である;a+b+c
は2から約8までの偶数の整数である;mは5から約22ま
での整数である。) または一般式 〔L′−H〕{〔<(CX3)a′(BX4)m′(X5)b′>c−2
Mn+d- (ここで、L′−HはH+、アンモニウムまたは3個ま
での水素原子と1〜約20個の炭素原子を含むヒドロカル
ビル基、または1個以上の水素原子がハロゲン原子によ
って置換された、1〜約20個までの炭素原子を含む置換
ヒドロカルビル基によって置換された置換アンモニウ
ム、ホスフォニウム基、3個までの水素原子が1〜約20
個の炭素原子を含むヒドロカルビル基で、または1個以
上の水素原子がハロゲン原子によって置換された1〜約
20個の炭素原子を含む置換ヒドロカルビル基で置換され
た置換ホスフォニウム基等のいずれかである;B、C、
M、Hはそれぞれ硼素、炭素、遷移金属および水素であ
る;X3、X4、X5はハイドライド基、ハリド基、1〜約20
個までの炭素原子を有するヒドロカルビル基、1個以上
の水素原子がハロゲン原子によって置換された1〜約20
個の炭素原子を含む置換ヒドロカルビル基、有機メタロ
イドの有機部分の各ヒドロカルビル置換基が1〜約20個
の炭素原子を含み、金属が元素周期律表の第IV-A族から
選ばれる有機メタロイド基等から成る群から独立的に選
択される基である;a′およびb′は≧0の同じか異なる
整数である;c′は≧2の整数;a′+b′+c′は4から
約8までの偶数の整数である;m′は6から約12までの整
数;nは2c′−n=dとなるような整数でdは≧1の整数
である)で表わされる化合物である。
また、特表平1-502036号公報記載の硼素化合物は 一般式 〔L′−H〕+〔BAr1Ar2X3X4 (ここでL′は中性ルイス塩基;Hは水素原子;〔L′
−H〕はブレンステッド酸;Bは原子価の硼素;Ar1およ
びAr2は約6〜20の炭素原子を含む同じかまたは異なる
芳香族または置換芳香族炭化水素基で安全な架橋基によ
って互いに連結されていてもよく、X3およびX4は、ハイ
ドライド基、ハリド基(同時にはX3かX4のどちらかはハ
リドであるという条件つきで)、1〜約20の炭素原子を
含むヒドロカルビル基、1個かそれ以上の水素原子がハ
ロゲン原子によって置換された1〜約20の炭素原子を含
む置換ヒドロカルビル基、各ヒドロカルビル置換基が、
1〜約20の炭素原子を含み、金属が元素周期律表の第IV
-A族から選択されるヒドロカルビル置換金属(有機メタ
ロイド)基等からなる群から独立的に選択される) 特開平1-501950号公報記載の硼素化合物の具体的例示
としては以下の化合物を挙げることができる。
モノヒドロカルビル置換アンモニウム塩、たとえばメ
チルアンモニウム1−カルバドデカボレート、エチルア
ンモニウム1−カルバドデカボレート、プロピルアンモ
ニウム1−カルバドデカボレート、イソプロピルアンモ
ニウム1−カルバドデカボレート、(a−ブチル)アン
モニウム1−カルバドデカボレート、アニリニウム1−
カルバドデカボレート、(p−トリル)アンモニウム1
−カルバドデカボレート等:ジヒドルカルビル置換アン
モニウム塩、たとえばジメチルアンモニウム1−カルバ
ドデカボレート、ジエチルアンモニウム1−カルバドデ
カボレート、ジプロピルアンモニウム1−カルバドデカ
ボレート、ジイソプロピルアンモニウム1−カルバドデ
カボレート、ジ(a−ブチル)アンモニウム1−カルバ
ドデカボレート、ジフェニルアンモニウム1−カルバド
デカボレート、ジ(p−トリル)アンモニウム1−カル
バドデカボレート等:トリヒドロカルビル−置換アンモ
ニウム塩、たとえばトリメチルアンモニウム1−カルバ
ドデカボレート、トリエチルアンモニウム1−カルバド
デカボレート、トリプロピルアンモニウム1−カルバド
デカボレート、トリ(a−ブチル)アンモニウム1−カ
ルバドデカボレート、トリフェニルアンモニウム1−カ
ルバドデカボレート、トリ(p−トリル)アンモニウム
1−カルバドデカボレート、N,N−ジメチルアニリニウ
ム1−カルバドデカボレート、N,N−ジエチルアニリニ
ウム1−カルバドデカボレート等である。
特開平1-502036号公報記載の硼素化合物としてはトリ
アルキル置換アンモニウム塩、たとえばトリエチルアン
モニウムテトラ(フェニル)硼素、トリプロピルアンモ
ニウムテトラ(フェニル)硼素、トリ(a−ブチル)ア
ンモニウムテトラ(フェニル)硼素、トリメチルアンモ
ニウムテトラ(p−トリル)硼素、トリメチルアンモニ
ウムテトラ(o−トリル)硼素、トリブチルアンモニウ
ムテトラ(ペンタフルオロフェニル)硼素、トリプロピ
ルアンモニウムテトラ(O,P−ジメチルフェニル)硼
素、トリブチルアンモニウムテトラ(a,a−ジメチルフ
ェニル)硼素、トリブチルアンモニウムテトラ(p−ト
リフルオロメチルフェニル)硼素、トリブチルアンモニ
ウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)硼素、トリ(n
−ブチル)アンモニウムテトラ(o−トリル)硼素等:
N,N−ジアルキルアニリニウム塩、たとえばN,N−ジメチ
ルアニリニウムテトラ(フェニル)硼素、N,N−ジエチ
ルアニリニウムテトラ(フェニル)硼素、N,N−2,4,6−
ペンタメチルアニリニウムテトラ(フェニル)硼素等:
ジアルキルアンモニウム塩は、たとえばジ(1−プロピ
ル)アンモニウムテトラ(ペンタフルオロフェニル)硼
素、ジシクロヘキシルアンモニウムテトラ(フェニル)
硼素等:およびトリアリールホスフォニウム塩、たとえ
ばトリフェニルホスフォニウムテトラ(フェニル)硼
素、トリ(メチルフェニル)ホスフォニウムテトラ(フ
ェニル)硼素、トリ(ジメチルフェニル)ホスフォニウ
ムテトラ(フェニル)硼素等が挙げられる。
本発明におけるメタロセン化合物及び/または助触媒
は、そのままでもSiO2、Al2O3、MgCl2などのチーグラー
型触媒を担持する公知の担体上に担持して使用してもよ
い。
本発明における遷移金属化合物に対するアルミノキサ
ンの使用割合としては10〜10000モル倍、通常50〜5000
モル倍である。
本発明の方法で行われる重合方法及び重合条件につい
ては特に制限はなくα−オレフィンの重合で行われる公
知の方法が用いられ、不活性炭化水素媒体を用いる溶媒
重合法、または実質的に不活性炭化水素媒体の存在しな
い塊状重合法、気相重合法も利用でき、重合温度として
は−100〜200℃、重合圧力としては常圧〜100kg/cm2
行うのが一般的である。好ましくは−50℃〜100℃、常
圧〜50kg/cm2である。
重合に際し使用される炭化水素媒体としては例えばブ
タン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナ
ン、デカン、シクロペンタン、シクロヘキサンなどの飽
和炭化水素の他に、ベンゼン、トルエン、キシレンなど
の芳香族炭化水素も使用することができる。
重合反応の際に使用されるα−オレフィンとしては、
プロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、
1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセ
ン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン、1−オクタ
デセンなどの炭素数3〜25のα−オレフィンを挙げるこ
とができる。
本発明においては、α−オレフィンの単独重合のみな
らずシンジオタクチック構造を表わす限り、例えばプロ
ピレンとエチンレン、プロピレンと1−ブテンなどの炭
素数2〜25程度のエチレンまたはα−オレフィンの共重
合体を製造する際にも利用できる。
本発明の方法で得られるポリプロピレンは結晶化温度
が高く、また結晶化速度が速いという特徴を有してい
る。
結晶化速度が遅いと樹脂をペレット化する際に結晶化
しにくく、ストランドをペレットに切断しにくかった
り、樹脂を成形する際に金型から取り出しにくかったり
加工する際に問題が発生するが本願発明の方法で得られ
たポリプロピレンは従来の欠点を解消することができ
る。
〔実施例〕
以下に本発明の実施例によって具体的に説明する。
実施例1 メタロセン化合物の合成 〔1,4−ビスシクロペンタジエニリデンシクロヘキサ
ン〕 充分窒素置換した500ml4つ口フラスコに1,4−シクロ
ヘキサンジオン15gとシクロペンタジエン36gをメタノー
ル200mlに溶解した。この溶液にピロリジン34mlを0℃
で30分かけて滴下し、室温に戻して30分攪拌した。酢酸
28mlを加えることにより反応を停止し、固体を濾別し、
さらにメタノールで洗浄.乾燥することにより茶色の1,
4−ビスシクロペンタジエニリデンシクロヘキサン39gを
得た。
〔1,4−ビスシクロペンタジエニル−1,4−ビフルオレ
ニルシクロヘキサン〕 充分窒素置換した500ml4つ口フラスコに、フルオレン
16.6gをテトラヒドロフラン150mlに溶解し、メチルリチ
ウムでリチウム化することによりフルオレニルリチウム
のテロラヒドロフラン溶液を得た。この溶液に上記合成
した1,4−ビスシクロペンタジエニリデンシクロヘキサ
ン1,4gをテトラヒドロフラン200mlで希釈した溶液を−1
0℃で30分かけて滴下した。滴下終了後、反応温度を室
温まで上昇させさらに15時間攪拌を続けた。3.6%塩酸
水200mlを装入することにより反応を停止し、生成した
固体を濾別し、エーテル洗浄.乾燥することにより白色
粉末の1,4−ビスシクロペンタジエニル−1,4−ビフルオ
レニルシクロヘキサン18.5gを得た。
〔1,4−シクロヘキサンジイリデンビス〔(シクロペ
ンタジエニル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロ
リド〕 上記合成した1,4−ビスシクロペンタジエニル−1,4−
ビフルオレニルシクロヘキサンをn−ブチルリチウムで
リチウム化することにより、1,4−ビスシクロペンタジ
エニル−1,4−ビフルオレニルシクロヘキサンのテトラ
リチウム塩を調製した。次に充分窒素置換した500mlガ
ラス製フラスコに四塩化ジルコニウム6.1gを塩化メチレ
ン100mlに懸濁させた。この懸濁液に−78℃で溶解させ
た0.013モルの1,4−ビスシクロペンタジエニル−1,4−
ビフルオレニルシクロヘキサンのテトラリチウム塩の塩
化メチレン溶液300mlを導入した。−78℃で4時間攪拌
した後、室温まで昇温し、その温度でさらに15時間反応
を続けた。塩化リチウムの白色沈澱を含む赤褐色溶液を
濾別、濃縮し、−30℃で24時間冷却することによってオ
レンジ色の1,4−シクロヘキサンジイリデンビス〔(シ
クロペンタジエニル−9−フルオレニル)ジルコニウム
ジクロリド3.1gを得た。
生成物の元素分析値を以下に示す。
C wt% H wt% Clwt% Zr wt% 分析値 58.6 3.72 16.5 21.2 計算値 58.1 3.78 16.7 20.4 又この化合物の1H-NMRスペクトルの測定結果を図1に
示す。
重合方法 2lのSUS製オートレクーブを窒素置換した後トルエン
1装入し、上記調製した1,4−シクロヘキサンジイリ
デンビス〔(シクロペンタジエニル−9−フルオレニ
ル)ジルコニウムジクロリド〕3.0mg、東ソーアクゾ社
製メチルアルミノキサン(重合度17.7)0.4gを加えた。
プロピレンを加えて系内を3kg/cm2Gに保ちながら20℃
で1時間重合を行った。
重合後スラリーを取り出し、濾過.乾燥してシンジオ
タクチックポリプロピレンパウダー100.0gを得た。また
濾液のトルエンを減圧留去してトルエンに可溶な成分1.
1gを得た。
パウダーの135℃のテトラリン溶液で測定した極限粘
度(以下ηと略記する)は0.60dl/g、GPC(ゲル.パー
ミエイションクロマトグラフィー)で測定した分子量分
布指数(Mw/Mn)は2.7であった。13C-NMRを測定し、約2
0.2ppmのメチル基に帰属するピークより求めたシンジオ
タクチックペンタッド分率は0.91であった。また、得ら
れたシンジオタクチックポリプロピレンを230℃で融解
させ、110℃に冷却することにより測定した等温半結晶
化速度(t 1/2)は1分22秒、であった。
実施例2 2lのSUS製オートクレーブを窒素置換した後実施例1
で合成した1,4−シクロヘキサンジイリデンビス〔(シ
クロペンタジエニル−9−フルオレニル)ジルコニウム
ジクロリド〕2.0mg、メチルアルミノキサン0.13gを加え
た。液体プロピレン400gを系内に導入し、50℃で1時間
重合を行った。未反応のプロピレンをパージし、減圧乾
燥することによって197.0gのシンジオタクチックポリプ
ロピレンパウダーを得た。
パウダーのηは0.52dl/g、(Mw/Mn)は2.6、シンジオ
タクチックペンタッド分率は0.83、t 1/2は1分12秒で
あった。
比較例1 常法により合成したイソプロピリデン(シクロペンタ
ジエニル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド
3.0mgをメタロセン化合物成分として用いた以外実施例
1の〔重合方法〕と同様にして重合を行った。得られた
シンジオタクチックポリプロピレンパウダーは126.4g、
トルエン可溶分0.7gであった。パウダーのηは1.39dl/
g、(Mw/Mn)は2.2、シンジオタクチックペンタッド分
率は0.91、t 1/2は3分42秒であった。
実施例3 実施例1で合成した1,4−シクロヘキサンジイリデン
ビス〔(シクロペンタジエニル−9−フルオレニル)ジ
ルコニウムジクロリド〕2.0mgと比較例1で合成したイ
ソプロピリデン(シクロペンタジエニル−9−フルオレ
ニル)ジルコニウムジクロリド1.0mgとの混合物をメタ
ロセン化合物成分として使用した以外実施例1の〔重合
方法〕と同様にして重合を行った。得られたシンジオタ
クチックポリプロピレンパウダーは84.3g、トルエン可
溶分0.3gであった。パウダーのηは0.96dl/g、(Mw/M
n)は6.2、シンジオタクチックペンタッド分率は0.91で
あり、t 1/2は3分42秒であった。
比較例2 比較例1で合成したイソプロピリデン(シクロペンタ
ジエニル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド
1.0mgと、常法により合成したイソプロピリデン(シク
ロペンタジエニル−9−フルオレニル)ハフニウムジク
ロリド3.0mgとの混合物をメタロセン化合物成分として
使用した以外は実施例1の〔重合方法〕と同様にして重
合を行った結果、シンジオタクチックポリプロピレンパ
ウダー39.2g、トルエン可溶分0.4gを得た。パウダーの
ηは1.42dl/g、(Mw/Mn)は2.5、シンジオタクチックペ
ンタッド分率は0.89であり、t 1/2は3分26秒であっ
た。
上記のようにジルコニウム化合物とハフニウム化合物
を混合した公知の触媒を使用して20℃で重合する方法で
は幅広い分子量分布を有するシンジオタクチックポリ−
α−オレフィンを得ることはできなかった。
比較例3 重合温度を50℃とした以外は比較例2と同様にして重
合を行った。得られたシンジオタクチックポリプロピレ
ンパウダーは67.7g、トルエン可溶分1.0gであった。パ
ウダーのηは2.10dl/g、(Mw/Mn)は6.4、シンジオタク
チックペンタッド分率は0.78であり、t 1/2は3分26秒
であった。
上記方法では幅広い分子量分布を有するシンジオタク
チックポリプロピレンを得ることはできたが、シンジオ
タクティシティーが著しく低下した。
実施例4 メタロセン化合物の合成 実施例1で合成した1,4−ビスシクロペンタジエニル
−1,4−ビフルオレニルシクロヘキサン5gをn−ブチル
リチウムを用いリチウム化することにより1,4−ビスシ
クロペンタジエニル−1,4−ビフルオレニルシクロヘキ
サンのテトラリチウム塩を調製した。
次に充分窒素置換した500mlのガラス製フラスコに四
塩化ジルコニウム2.2gと四塩化ハフニウム3.0gとの混合
物を塩化メチレン溶液100mlに懸濁させた。この懸濁液
に上記合成した1,4−ビスシクロペンタジエニル−1,4−
ビフルオレニルシクロヘキサンのテトラリチウム塩の塩
化メチレン溶液300mlを−78℃で装入し、−78℃で4時
間攪拌した後、室温まで昇温し、さらに室温で15時間反
応を続けた。
塩化リチウムの白色沈澱を含む赤褐色溶液を濾過し、
濾液を濃縮し、−30℃で24時間冷却することによって固
体が析出した。濾過、乾燥することによってオレンジ色
の固体2.6gが得られた。
上記オレンジ色の固体の元素分析値は C 52.16%、H 3.21%、Cl 14.33% Zr 9.04%、Hf 20.50% であった。
重合試験結果 2lのSUS製オートクレーブを窒素置換した後、上記で
合成したオレンジ色の固体2.0mg、メチルアルミノキサ
ン0.2gを加えた、次いで液化プロピレン400gをオートレ
クーブに装入し、50℃で1時間重合した。
未反応のプロピレンをパージし、得られた重合体を減
圧乾燥することによって116.2gのシンジオタクチックポ
リプロピレンパウダーを得た。
このパウダーのηは0.93dl/g、(Mw/Mn)は6.8、シン
ジオタクチックペンタッド分率は0.82、t 1/2は1分46
秒であった。
実施例5 メタロセン化合物の合成 2,7−ジ−t−ブチルフルオレンのリチウム塩と6,6−
ジメチルフルベンとを反応させることにより得たイソプ
ロピリデン(シクロペンタジエニン−2,7−ジ−t−ブ
チルフルオレン)をn−ブチルリチウムでリチウム化
し、四塩化ジルコニウムと反応させることにより、イソ
プロピリデン(シクロペンタジエニル−2,7−ジ−t−
ブチルフルオレニル)ジルコニウムジクロライドを得
た。
重合試験結果 2lのSUS製オートクレーブを窒素置換した後、実施例
1で合成した〔1,4−シクロヘキサンジイリデンビス
〔(シクロペンタジエニル−9−フルオレニル)ジルコ
ニウムジクロリド〕2.0mg、と上記で合成したイソプロ
ピリデン(シクロペンタジエン−2,7−ジ−t−ブチル
フルオレニル)ジルコニウムジクロライド1.0mgとの混
合物をメタロセン化合物として使用した以外は実施例1
と同様にして重合した。
得られたシンジオタクチックポリプロピレンパウダー
は84.3g及びトルエン可溶分0.1gを得た。
得られたパウダーの、ηは0.72dl/g、(Mw/Mn)は4.
7、シンジオタクチックペンダッド分率は0.92、t 1/2は
24秒であった。
〔発明の効果〕
本発明の方法を実施することにより、結晶化速度の速
いシンジオタクチックポリプロピレンを高活性で製造す
ることができ、かつ、本発明のメタロセン化合物を従来
のシンジオタクチックポリ−α−オレフィン製造用メタ
ロセン化合物と混合して使用することにより、効果的に
幅広い分子量分布を有するシンジオタクチックポリ−α
−オレフィンを製造することができ、工業的に極めて価
値がある。
【図面の簡単な説明】
図1は本願発明の実施例1で得られた1,4−シクロヘキ
サンジイリデンビス〔(シクロペンタジエニル−9−フ
ルオレニル)ジルコニウムジクロリドの1H-NMRの測定結
果を示す。 図2は本願発明のポリα−オレフィンの製造工程のフロ
ーシートを示す。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C08F 4/60 - 4/70 CAS ONLINE

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】α−オレフィンを遷移金属化合物とアルミ
    ノキサンまたは硼素化合物より選ばれた助触媒よりなる
    触媒の存在下で重合してポリ−α−オレフィンを製造す
    る方法において 一般式(I) (但し、A1はシクロペンタジエニル基、置換シクロペン
    タジエニル基を示し、A2はフルオレニル基、置換フルオ
    レニル基を示す。A3は炭素数4〜20のヒドロカーボンジ
    イリデン基、R1、R2はハロゲン原子、水素原子、炭素数
    1〜10のアリール基、アルキル基を示す。Mはチタン、
    ジルコニウム、ハフニウムである) で表わされる新規遷移金属化合物を使用することを特徴
    とするシンジオタクチックポリ−α−オレフィンの製造
    方法。
  2. 【請求項2】α−オレフィンを遷移金属化合物とアルミ
    ノキサンまたは硼素化合物より選ばれた助触媒よりなる
    触媒の存在下で重合してポリ−α−オレフィンを製造す
    る方法において遷移金属化合物として請求項(1)に記
    載の遷移金属化合物及び一般式(II) (但し、A1はシクロペンタジエニル基、置換シクロペン
    タジエニル基を示し、A2はフルオレニル基、置換フルオ
    レニル基を示す。A4は炭素数1〜20のアルキリデン基、
    シクロアルキリデン基、シリレン基、置換シリレン基を
    示すものである。またR1、R2はハロゲン原子、水素原
    子、炭素数1〜10のアリール基、アルキル基を示す。M
    はチタン、ジルコニウム、ハフニウムである)で示され
    る遷移金属化合物の2種類の遷移金属化合物を使用する
    ことを特徴とするシンジオタクチックポリ−α−オレフ
    ィンの製造方法。
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