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JP3443849B2 - プロピレンブロック共重合体の製造方法 - Google Patents

プロピレンブロック共重合体の製造方法

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JP3443849B2
JP3443849B2 JP30245792A JP30245792A JP3443849B2 JP 3443849 B2 JP3443849 B2 JP 3443849B2 JP 30245792 A JP30245792 A JP 30245792A JP 30245792 A JP30245792 A JP 30245792A JP 3443849 B2 JP3443849 B2 JP 3443849B2
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propylene
polymerization
polymer
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守彦 佐藤
達彦 小楠
充博 森
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Tosoh Corp
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Tosoh Corp
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  • Graft Or Block Polymers (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プロピレンブロック共
重合方法に関する。詳しくは、高活性触媒と重合方法の
組み合わせにより、ブロック共重合体の粉体特性を改良
し、剛性,耐衝撃性といった物性バランスの向上したプ
ロピレンブロック共重合体の製造方法である。
【0002】
【従来の技術】ポリプロピレンは、優れた物理的性質の
ため、近年著しく需要が伸びている。この需要の伸びと
相俟ってポリプロピレンの製造技術の進歩も著しく、重
合用触媒に関しては従来の三塩化チタン型触媒に対し、
マグネシウム化合物にチタン化合物を担持した高活性触
媒が開発されたり、プロセスに関しても、より合理化さ
れた塊状重合法や気相重合法が採用されつつある。
【0003】また、結晶性ポリプロピレンは優れた剛性
および耐熱性をもつ汎用樹脂として注目されている。
【0004】しかしながら、結晶性ポリプロピレンは、
低温において脆いという欠点があるため、低温で耐衝撃
性の要求される用途には使用されなかった。
【0005】この点を改良すべく、種々検討がなされ改
良法が提案されている。中でも、工業的に有用な方法と
して、特公昭38−14834号公報、特公昭39−1
836号公報、特公昭39−15535号公報などが提
案され、プロピレンと他のオレフィン、特にエチレンと
ブロック共重合する方法である。
【0006】しかし、これら公知の方法では、ブロック
重合体を複数の段階を経て製造する方法が提案されてお
り、剛性と耐衝撃性のバランス、製品の外観等、諸物性
が充分ではない。
【0007】特開昭56−139520号公報には、プ
ロピレンを懸濁重合する工程とプロピレンと他のα−オ
レフィンを共重合する工程からなり、有機アルミニウム
化合物触媒成分と電子供与体触媒成分を特定の割合で供
給する方法が提案されている。また、特開昭62−11
6618号公報では、チタン含有固体触媒成分(A)と
有機アルミニウム化合物を組み合わせ、溶媒として、不
活性溶媒またはプロピレンを用い、3槽以上の重合槽を
連結して多段重合する方法が提案されている。
【0008】これらの方法では、全重合を気相重合で実
施することについては開示されていない。剛性が高く、
衝撃強度の強いブロック共重合体を得るには、プロピレ
ンの重合工程において結晶性の高い重合体を製造する必
要がある。この目的を達成するには、これらの特許で述
べられているように、懸濁重合が有利である。すなわ
ち、低結晶性成分を溶媒中に抽出することにより高結晶
性の達成が容易である。しかし、プロセス的には、複雑
になるのは避けられないところである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高剛
性かつ耐衝撃性に優れたプロピレンブロック共重合体の
製造方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、かかる従
来技術の問題点を解決するべく鋭意検討を行った結果、
金属マグネシウムにチタン化合物を担持してなる高活性
触媒を用い、プロピレンのブロック共重合を実施するに
あたって、3つの重合工程を結合させ、工程(I)と工
程(II)において結晶性ポリプロピレンを合成し、工
程(III)においてプロピレンと他のオレフィンの共
重合体を気相法で合成することにより、高剛性かつ耐衝
撃性に優れたプロピレンブロック共重合体が製造できる
ことを見い出し、本発明を完成するに至った。
【0011】すなわち、本発明は (A)成分として金属マグネシウムとチタン化合物を必
須とする触媒成分、 (B)成分として周期表の第Ia,IIa,IIb,I
IIbおよびIVb族金属の有機金属化合物から選ばれ
少なくとも1種以上の化合物、 (C)成分として電子供与性化合物とから成る触媒の存
在下、プロピレンをブロック共重合するにあたって、工
程(I)において、プロピレン重合体を製造し、工程
(II)において、プロピレン単独または、他のα−オ
レフィンとプロピレンの反応比が重量比で10/90以
下である共重合体を製造し、かつ、工程(I)および工
程(II)により得られた共重合割合が全重合体の60
〜95重量%となるように行い、工程(I)で得られる
重合体(H)と工程(II)で得られる重合体(L)の
MFRが、 Log(MFR(L)/MFR(H))≧1 の関係を満足し、工程(III)において、他のα−オ
レフィンとプロピレンの反応比が重量比で30/70以
上である共重合割合が、全重合体の5〜40重量%とな
るように連続多段重合を気相法で実施することを特徴と
するブロック共重合体の製造方法に関する。
【0012】本発明で使用される触媒成分(A)は、
属マグネシウムとチタン化合物から構成されるものであ
れば特に限定されない。触媒の一例として、特開昭63
−3007号,特開昭63−314210号,特開昭6
3−317502号,特開昭64−105号,特開平1
−165608号の各公報に記載の方法による調製、お
よび下記の方法による調製が可能である。
【0013】(i)金属マグネシウムと水酸化有機化合
物、 (ii)アルミニウムの酸素含有有機化合物と (iii)チタンのアルコキシド等のチタンの酸素含有
有機化合物を反応させて得られた均一溶液に、 (iv)ハロゲン化アルミニウムを反応させて得られた
固体生成物に、 (v)電子供与性化合物、 (vi)ハロゲン化チタン化合物を反応させて得ること
ができる。
【0014】前記(i)において、金属マグネシウムと
水酸化有機化合物を用いる場合、金属マグネシウムとし
ては各種の形状、すなわち粉末、粒子、箔またはリボン
などいずれの形状のものも使用でき、また水酸化有機化
合物としては、アルコ−ル類、フェノ−ル類、有機シラ
ノ−ル類が適している。
【0015】アルコ−ル類としては、1〜18個の炭素
原子を有する直鎖または分岐鎖脂肪族アルコ−ル、脂環
式アルコ−ルまたは芳香族アルコ−ルが使用できる。
【0016】例としては、メタノ−ル、エタノ−ル、n
−プロパノ−ル、i−プロパノ−ル、n−ブタノ−ル、
n−ヘキサノ−ル、2−エチルヘキサノ−ル、n−オク
タノ−ル、i−オクタノ−ル、n−ステアリルアルコ−
ル、シクロペンタノ−ル、シクロヘキサノ−ル、エチレ
ングリコ−ルなどが挙げられる。さらに、フェノ−ル類
としては、フェノ−ル、クレゾ−ル、キシレノ−ル、ハ
イドロキノンなどが挙げられる。
【0017】また、有機シラノ−ルとしては少なくとも
1個の水酸基を有し、かつ有機基は1〜12個の炭素原
子、好ましくは1〜6個の炭素原子を有するアルキル
基、シクロアルキル基、アリ−ルアルキル基、アリ−ル
基、アルキルアリ−ル基を有する化合物から選ばれる。
【0018】例えば、トリメチルシラノ−ル、トリエチ
ルシラノ−ル、トリフェニルシラノ−ル、t−ブチルジ
メチルシラノ−ルなどを挙げることができる。
【0019】これらの水酸化有機化合物は、単独または
2種以上の混合物として使用される。
【0020】加うるに、金属マグネシウムを使用して本
発明で述べる成分(A)の固体触媒成分を得る場合、反
応を促進する目的から、金属マグネシウムと反応した
り、付加化合物を生成したりするような物質、例えばヨ
ウ素、塩化第2水銀、ハロゲン化アルキルおよび有機酸
などのような極性物質を単独または2種以上添加するこ
とが望ましい。
【0021】
【0022】前記(ii)の反応剤であるアルミニウム
の酸素含有有機化合物としては、一般式 Al(OR1m3-m で表される酸素含有有機化合物が使用される。ただし、
該一般式において、R1は炭素数1〜20、好ましくは
1〜10の炭化水素基を示す。このような炭化水素基と
しては、直鎖または分岐鎖アルキル基、シクロアルキル
基、アリ−ルアルキル基、アリ−ル基およびアルキルア
リ−ル基などを挙げることができる。mは0<m≦3な
る数を表し、Xはハロゲン原子を表す。
【0023】アルミニウムの酸素含有有機化合物の具体
例としては、トリメトキシアルミニウム,トリエトキシ
アルミニウム,トリ−n−プロポキシアルミニウム,ト
リ−i−プロポキシアルミニウム,トリ−n−ブトキシ
アルミニウム,トリ−sec−ブトキシアルミニウム,
トリ−tert−ブトキシアルミニウム,トリ(2−エ
チルヘキソキシ)アルミニウム,トリフェノキシアルミ
ニウム,トリベンジルオキシアルミニウム,ジクロロメ
トキシアルミニウム,クロロジメトキシアルミニウム,
ジクロロ(2−エチルヘキソキシ)アルミニウム,クロ
ロジ(2−エチルヘキソキシ)アルミニウム,ジクロロ
フェノキシアルミニウム,クロロジフェノキシアルミニ
ウムなどがあげられる。いくつかの異なる炭化水素基を
有するアルミニウムの酸素含有有機化合物の使用も本発
明の範囲に入る。これらのアルミニウムの酸素含有有機
化合物は、単独または2種以上の混合物として使用す
る。前記(iii)の反応剤であるチタンの酸素含有有
機化合物としては、一般式 [OpTiu(OR2qn で表される化合物が使用される。ただし、該一般式にお
いて、R2は炭素数1〜20、好ましくは1〜10の炭
化水素基を示す。
【0024】このような炭化水素基としては、直鎖また
は分岐鎖アルキル基、シクロアルキル基、アリ−ルアル
キル基、アリ−ル基およびアルキルアリ−ル基などを挙
げることができる。p,qおよびuはp≧0、q>0、
u≧1で、Tiの原子価と相容れる数を表し、nは整数
を表す。なかんずく、0≦p≦1、1≦u≦2、1≦n
≦6であるようなチタンの酸素含有有機化合物を使用す
ることが望ましい。
【0025】具体例としては、チタンテトラメトキシ
ド,チタンテトラエトキシド,チタンテトラ−n−プロ
ポキシド,チタンテトラ−i−プロポキシド,チタンテ
トラ−n−ブトキシド,チタンテトラ−i−ブトキシ
ド,テトラ(n−ノニル)チタネ−ト,テトラ(2−エ
チルヘキシル)チタネ−ト,テトラクレジルチタネ−
ト,ヘキサ−i−プロポキシジチタネ−トなどが挙げら
れる。いくつかの異なる炭化水素基を有するチタンの酸
素含有有機化合物の使用も本発明の範囲に入る。これら
チタンの酸素含有有機化合物は、単独で用いてもよく、
また2種以上を混合あるいは反応させてから使用するこ
ともできる。
【0026】前記(iv)の反応剤であるハロゲン化ア
ルミニウム化合物としては、一般式 AlR3 r3-r で示されるものが使用される。式中R3は1〜20個の
炭素原子を有する炭化水素基を表し、Xはハロゲン原子
を表し、rは0<r≦2なる数を表す。R3は直鎖また
は分岐鎖アルキル基、アルコキシ基、シクロアルキル
基、アリ−ルアルキル基、アリ−ル基およびアルキルア
リ−ル基から選ばれることが好ましい。上記ハロゲン化
アルミニウム化合物は、単独または2種以上の混合物と
して使用される。
【0027】ハロゲン化アルミニウムの具体例として
は、例えば、エチルアルミニウムジクロライド、n−プ
ロピルアルミニウムジクロライド、n−ブチルアルミニ
ウムジクロライド、i−ブチルアルミニウムジクロライ
ド、セスキエチルアルミニウムクロライド、セスキ−i
−ブチルアルミニウムクロライド、セスキ−i−プロピ
ルアルミニウムクロライド、セスキ−n−プロピルアル
ミニウムクロライド、ジエチルアルミニウムクロライ
ド、ジ−i−プロピルアルミニウムクロライド、ジ−n
−プロピルアルミニウムクロライド、ジ−i−ブチルア
ルミニウムクロライド、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アイオダイドなどが挙げられ
る。
【0028】前記(v)の反応剤である電子供与性化合
物としては、エ−テル、エステル、ケトン、フェノ−
ル、アミン、アミド、イミン、ニトリル、ホスフィン、
ホスファイト、スチビン、アルシン、ホスホリルアミド
およびアルコレ−トが挙げられる。なかでもエステル類
が好ましく、有機酸エステル類が最も好ましい。
【0029】有機酸エステル類としては、芳香族カルボ
ンのモノまたはジエステル、脂肪族カルボン酸のモノま
たはジエステルなどが挙げられる。
【0030】その具体例としては、例えば、ギ酸ブチ
ル、酢酸エチル、酢酸ブチル、イソ酪酸イソブチル、ピ
バリン酸プロピル、ピバリン酸イソブチル、アクリル酸
エチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メ
タクリル酸イソブチル、マロン酸ジエチル、マロン酸ジ
イソブチル、コハク酸ジエチル、コハク酸ジブチル、コ
ハク酸ジイソブチル、グルタル酸ジエチル、グルタル酸
ジブチル、グルタル酸ジイソブチル、アジピン酸ジイソ
ブチル、セバシン酸ジブチル、マレイン酸ジエチル、マ
レイン酸ジブチル、マレイン酸ジイソブチル、フマル酸
モノメチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジイソブチ
ル、酒石酸ジエチル、酒石酸ジブチル、酒石酸ジイソブ
チル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、p−トルイル
酸メチル、p−トルイル酸エチル、p−tert−ブチ
ル安息香酸エチル、p−アニス酸エチル、α−ナフトエ
酸イソブチル、ケイ皮酸エチル、フタル酸モノメチル、
フタル酸ジブチル、フタル酸ジイソブチル、フタル酸ジ
ヘキシル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジ2−エチル
ヘキシル、フタル酸ジアリル、フタル酸ジフェニル、イ
ソフタル酸ジエチル、イソフタル酸ジイソブチル、テレ
フタル酸ジエチル、テレフタル酸ジブチル、ナフタル酸
ジエチル、ナフタル酸ジブチル等が挙げられる。電子供
与性化合物(v)は、単独または2種以上の混合物とし
て使用される。
【0031】前記(vi)の反応剤であるハロゲン化チ
タン化合物としては、一般式 Ti(OR4f4-f で表されるチタン化合物が用いられる。式中R4は、1
〜20個の炭素原子を有する炭化水素基を表し、Xはハ
ロゲン原子を表し、fは0≦f<4なる数を表す。R4
は直鎖または分岐鎖アルキル基、アルコキシ基、シクロ
アルキル基、アリ−ルアルキル基、アリ−ル基およびア
ルキルアリ−ル基から選ばれることが好ましい。上記ハ
ロゲン化チタン化合物は、単独または2種以上の混合物
として使用することができる。
【0032】ハロゲン化チタン化合物の具体例として
は、例えば、四塩化チタン、三塩化エトキシチタン、三
塩化プロポキシチタン、三塩化ブトキシチタン、三塩化
フェノキシチタン、二塩化ジエトキシチタン、塩化トリ
エトキシチタンなどが挙げられる。
【0033】本発明で得られる固体触媒成分は、上記の
反応剤(i),(ii)および(iii)を反応させて
得た均一溶液に、反応剤(iv)を反応させ、得られた
固体生成物に、次いで反応剤(v),(vi)を反応さ
せることにより調製することができる。
【0034】これらの反応は、液体媒体中で行うことが
好ましい。そのため、特にこれらの反応剤自体が操作条
件で液体でない場合、または液状反応剤の量が不十分な
場合には、不活性有機溶媒の存在下で行うべきである。
不活性有機溶媒としては、当該技術分野で通常用いられ
るものはすべて使用できるが、脂肪族、脂環族または芳
香族炭化水素類もしくは、それらのハロゲン誘導体もし
くは、それらの混合物が挙げられる。
【0035】例えばイソブタン、ペンタン、イソペンタ
ン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、ベンゼン、
トルエン、キシレン、クロロベンゼン、1,2−ジクロ
ロベンゼン、1,3−ジクロロベンゼン、塩化ベンジ
ル、二塩化メチレン、1,2−ジクロロエタン、1,3
−ジクロロプロパン、1,4−ジクロロブタン、1,
1,1,−トリクロロエタン、1,1,2−トリクロロ
エタン、1,1,1,2−テトラクロロエタン、1,
1,2,2−テトラクロロエタン、テトラクロロエチレ
ン、四塩化炭素、クロロホルムなどを挙げることができ
る。
【0036】これらの有機溶媒は、単独で使用しても、
混合物として使用してもよい。因みに、ハロゲン誘導体
あるいは、その混合物を使用した場合、重合活性、重合
体の立体規則性に良好な結果をもたらす場合がある。
【0037】本発明で用いられる反応剤(i),(i
i),(iii),(iv),(v),(vi)の使用
量に特に制限はないが、マグネシウム原子(i)とアル
ミニウムの酸素含有有機化合物(ii)のモル比は、
1:0.01〜1:20、なかんずく3000μm以上
のペレット大の重合体粒子を得ることを意図するのであ
れば、1:0.05〜1:10の範囲を選ぶことが望ま
しい。
【0038】また、マグネシウム原子(i)とチタンの
酸素含有有機化合物(iii)のモル比は1:0.01
〜1:20、好ましくは、粉体特性が極めて良好なペレ
ット大の重合体粒子を得るために1:0.1〜1:5に
なるように使用量を選ぶことが好ましい。
【0039】また、マグネシウム原子とハロゲン化アル
ミニウム(iv)中のアルミニウム原子の比は、1:
0.1〜1:100、好ましくは1:0.1〜1:20
の範囲になるように反応剤の使用量を選ぶことが好まし
い。この範囲をはずれてアルミニウム原子の比が大きす
ぎると触媒活性が低くなったり、良好な粉体特性が得ら
れなくなったり、また、小さすぎても良好な粉体特性が
得られなくなる場合がある。
【0040】マグネシウム原子(i)と電子供与性化合
物(v)のモル比は1:0.05〜1:5.0、好まし
くは1:0.1〜1:2.0になるように使用量を選ぶ
ことが好ましい。これらの範囲をはずれた場合、重合活
性が低かったり、重合体の立体規則性が低いといった問
題を生ずる場合がある。さらに、マグネシウム原子
(i)とハロゲン化チタン化合物(vi)のモル比は、
1:1〜1:100、好ましくは1:3〜1:50の範
囲になるように反応剤の使用量を選ぶことが好ましい。
この範囲をはずれた場合、重合活性が低くなったり、製
品が着色するなどの問題を生ずる場合がある。
【0041】反応剤(i),(ii),(iii)によ
り均一溶液を得る際の反応条件は−50〜300℃、好
ましくは0〜200℃なる範囲の温度で、0.5〜50
時間、好ましくは1〜6時間、不活性ガス雰囲気中で常
圧または加圧下で行われる。また、この際、前記化合物
(v)と同様の電子供与性化合物を添加することによ
り、均一化をより短時間のうちに行うことができる。
【0042】さらに、反応剤(iv),(v),(v
i)の反応の際には、−50〜200℃、好ましくは−
30〜150℃なる範囲の温度で、0.2〜50時間、
好ましくは0.5〜10時間、不活性ガス雰囲気中で常
圧または加圧下で行われる。
【0043】反応剤(iv)の反応条件は重要であり、
生成する固体生成物粒子、固体触媒成分粒子、それを用
いて得られる重合体粒子の粒子形状および粒径の制御に
決定的な役割を果たすため極めて重要である。
【0044】また、反応剤(vi)の反応は多段階に分
割して反応させてもよい。さらに、反応剤(vi)の反
応は、一般式 R−CH=CH2 (式中、Rは1〜10個、特に1〜8個の炭素原子を有
する直鎖または分岐鎖の置換・非置換アルキル基または
水素原子を表す)で示されるエチレンおよび/またはα
−オレフィンの共存下、行なってもよい。これらの場
合、結果的に重合活性および重合体の立体規則性の向上
をもたらすなどの効果が認められる場合がある。
【0045】かくして、得られた固体触媒成分(A)
は、そのまま使用してもよいが、一般には濾過または傾
斜法により残存する未反応物および副生成物を除去して
から、不活性有機溶媒で充分な洗浄後、不活性有機溶媒
中に懸濁して使用する。洗浄後単離し、常圧または減圧
下で加熱して不活性有機溶媒を除去したものも使用でき
る。
【0046】(B)成分の有機金属化合物としては、周
期表の第Ia,IIa,IIb,IIIbおよびIVb
族金属の有機金属化合物から選んだ少なくとも1種のも
ので、リチウム,マグネシウム,亜鉛,スズまたはアル
ミニウム等の金属と有機基とからなる有機金属化合物が
挙げられる。
【0047】上記の有機基としては、アルキル基を代表
として挙げることができる。このアルキル基としては、
直鎖または分岐鎖の炭素数1〜20のアルキル基が用い
られる。具体的には、例えば、n−ブチルリチウム、ジ
エチルマグネシウム、トリエチルアルミニウム、トリ−
i−ブチルアルミニウム、ジエチルアルミニウムクロラ
イド、ジイソブチルアルミニウムクロライド等が使用で
きる。
【0048】(C)成分の電子供与性化合物としては、
有機酸エステル、ケイ素の酸素含有有機化合物、窒素含
有有機化合物などが好適である。
【0049】有機酸エステルとしては、芳香族カルボン
酸のモノまたはジエステル、脂肪族カルボン酸のモノま
たはジエステルなどが挙げられる。なかでも好ましく
は、脂肪族カルボン酸エステル、芳香族カルボン酸エス
テルが挙げられる。具体的に、脂肪族カルボン酸エステ
ルとしては、炭素数2〜18を有する、酢酸エチル,酢
酸プロピル,酢酸ブチル,プロピオン酸エチル,プロピ
オン酸ブチルおよび酪酸エチルなどを挙げることができ
る。芳香族カルボン酸エステルとしては、炭素数1〜2
4を有する、安息香酸メチル,安息香酸エチル,トルイ
ル酸メチル,トルイル酸エチル,アニス酸メチル,アニ
ス酸エチルなどを挙げることができる。上記の有機酸エ
ステルは、単独で用いてもよく、また2種以上を混合あ
るいは反応させて使用することもできる。
【0050】ケイ素の酸素含有有機化合物としては、一
般式 R5 sSi(OR6t4-(s+t) で表されるケイ素の酸素含有有機化合物が使用される。
ただし、該一般式において、R5,R6は炭素数1〜2
0、好ましくは1〜10の直鎖または分岐鎖アルキル
基、シクロアルキル基、アリ−ルアルキル基、アリ−ル
基およびアルキルアリ−ル基などの炭化水素基または水
素原子を表し、sおよびtは0≦s≦3、1≦t≦4、
1≦s+t≦4なる数を表し、Xはハロゲン原子を表
す。
【0051】具体例としては、テトラメトキシシラン、
テトラエトキシシラン、テトラ−n−プロポキシシラ
ン、テトラ−i−プロポキシシラン、テトラ−n−ブト
キシシラン、テトラ−i−ペントキシシラン、テトラ−
n−ヘキソキシシラン、テトラフェノキシシラン、テト
ラキス(2−エチルヘキソキシ)シラン、テトラキス
(2−エチルブトキシ)シラン、テトラキス(2−メト
キシエトキシ)シラン、メチルトリメトキシシラン、エ
チルトリメトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシ
ラン、i−プロピルトリメトキシシラン、n−ブチルト
リメトキシシラン、i−ブチルトリメトキシシラン、s
ec−ブチルトリメトキシシラン、t−ブチルトリメト
キシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ビニルトリ
メトキシシラン、ノルボニルトリメトキシシラン、シク
ロヘキシルトリメトキシシラン、クロロメチルトリメト
キシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、
4−クロロトリメトキシシラン、トリエトキシシラン、
メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラ
ン、n−プロピルトリエトキシシラン、n−ブチルトリ
エトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ビニル
トリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシ
シラン、エチルトリ−i−プロポキシシラン、i−ペン
チルトリ−n−ブトキシシラン、メチルトリ−n−ヘキ
ソキシシラン、メチルジメトキシシラン、ジメチルジメ
トキシシラン、n−プロピルメチルジメトキシシラン、
n−プロピルエチルジメトキシシラン、ジ−n−プロピ
ルジメトキシシラン、i−プロピルメチルジメトキシシ
ラン、ジ−i−プロピルジメトキシシラン、n−プロピ
ル−i−プロピルジメトキシシラン、n−ブチルメチル
ジメトキシシラン、n−ブチルエチルジメトキシシラ
ン、n−ブチル−n−プロピルジメトキシシラン、n−
ブチル−i−プロピルジメトキシシラン、ジ−n−ブチ
ルジメトキシシラン、i−ブチルメチルジメトキシシラ
ン、ジ−i−ブチルジメトキシシラン、sec−ブチル
エチルジメトキシシラン、ジ−sec−ブチルジメトキ
シシラン、tert−ブチルメチルジメトキシシラン、
tert−ブチル−n−プロピルジメトキシシラン、ジ
−tert−ブチルジメトキシシラン、tert−ブチ
ル−n−ヘキシルジメトキシシラン、ジイソアミルジメ
トキシシラン、n−ヘキシル−n−プロピルジメトキシ
シラン、n−デシルメチルジメトキシシラン、ノルボニ
ルメ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、メチルフェニ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、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジエトキ
シシラン、ジ−i−プロピルジエトキシシラン、sec
−ブチルメチルジエトキシシラン、tert−ブチルメ
チルジエトキシシラン、ジメチルジ−n−ブトキシシラ
ン、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシ
ラン、トリメチル−i−プロポキシシラン、トリメチル
−n−プロポキシシラン、トリメチル−tert−ブト
キシシラン、トリメチル−i−ブトキシシラン、トリメ
チル−n−ブトキシシラン、トリメチル−n−ペントキ
シシラン、トリメチルフェノキシシランなどのアルコキ
シシランまたはアリ−ロキシシラン、ジクロロジエトキ
シシラン、ジクロロジフェノキシシラン、トリブロモエ
トキシシランなどのハロアルコキシシランまたはハロア
リ−ロキシシランなどが挙げられる。上記ケイ素の酸素
含有有機化合物は、単独で用いてもよく、また2種以上
を混合あるいは反応させて使用することもできる。
【0052】窒素含有有機化合物としては、分子内に窒
素原子を有し、ルイス塩基としての機能をもつ化合物を
挙げることができる。具体的には、酢酸N,N−ジメチ
ルアミド、安息香酸N,N−ジメチルアミド、トルイル
酸N,N−ジメチルアミドなどのアミド系化合物、2,
2,6,6−テトラメチルピペリジン、2,6−ジイソ
プロピルピペリジン、2,6−ジイソブチルピペリジ
ン、2,6−ジイソブチル−4−メチルピペリジン、
2,2,6−トリメチルピペリジン、2,2,6,6−
テトラエチルピペリジン、1,2,2,6,6−ペンタ
メチルピペリジン、2,2,6,6−テトラメチル−4
−ピペリジルベンゾエ−ト、ビス(2,2,6,6−テ
トラメチル−4−ピペリジル)セバケ−トなどのピペリ
ジン系化合物、2,6−ジイソプロピルピリジン、2,
6−ジイソブチルピリジン、2−イソプロピル−6−メ
チルピリジンなどのピリジン系化合物、2,2,5,5
−テトラメチルピロリジン、2,5−ジイソプロピルピ
ロリジン、2,2,5−トリメチルピロリジン、1,
2,2,5,5−ペンタメチルピロリジン、2,5−ジ
イソブチルピロリジンなどのピロリジン系化合物、トリ
メチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、
トリベンジルアミン、テトラメチルエチレンジアミン、
ジイソプロピルエチルアミン、tert−ブチルジメチ
ルアミン、ジフェニルアミン、ジ−o−トリルアミンな
どのアミン系化合物、N,N−ジエチルアニリン、N,
N−ジイソプロピルアニリンなどのアニリン系化合物な
どが挙げられる。上記の窒素含有有機化合物は、単独で
用いてもよく、また2種以上を混合あるいは反応させて
使用することもできる。
【0053】これらの電子供与性化合物は併用してもよ
い。
【0054】成分(B)の有機金属化合物の使用量は、
有機金属化合物/触媒成分(A)中のTiのモル比が
0.1〜1000の範囲が好ましい。
【0055】成分(C)の電子供与性化合物は、電子供
与性化合物/有機金属化合物のモル比が0.001〜1
0の範囲で使用するのが好ましい。
【0056】本発明における触媒成分の重合器内への送
入態様は、特に限定されるものではなく、例えば触媒成
分(A),(B),(C)成分各々別個に重合器へ送入
する方法、あるいは触媒成分(A)と(C)成分を接触
させた後に(B)成分と接触させて重合する方法、
(B)成分と(C)成分を接触させた後に触媒成分
(A)と接触させて重合する方法、予め触媒成分
(A),(B)成分と(C)成分とを接触させて重合す
る方法などを採用することができる。
【0057】重合工程において使用する反応器は、当該
技術分野で通常用いられるものであれば適宜使用するこ
とができる。例えば、撹拌槽型反応器,流動床型反応器
または循環式反応器を用いて、重合操作を連続方式,半
回分方式および回分方式のいずれかの方式で行うことが
できる。
【0058】本発明の重合は、重合体の融点未満の反応
温度で、圧力2〜50kg/cm2・Gの範囲で選ば
れ、気相重合で実施するのが好ましいが、必要であれば
塊状重合、懸濁重合のいづれも採用できる。
【0059】各工程での分子量の調節は、一般に分子量
調節剤(例えば、水素)によりなされる。工程(II)
および工程(III)では、水素による分子量の調節を
行う方が好ましい。ただし、水素濃度で分子量を調節す
る場合において、前段階の水素濃度が後段階よりも高い
場合は、両段階の間に水素パージ工程を設けることが必
要である。
【0060】本重合に先立って、一般式 R7−CH=CH2 (式中、R7は1〜10個、特に1〜8個の炭素原子を
有する直鎖または分岐鎖の置換・非置換アルキル基を表
す)で示されるαーオレフィンおよび/またはエチレン
を予備重合した後、使用することもできる。該予備重合
は、触媒成分(A)を調製後、成分(B),成分(C)
の存在下、回分式の反応器で実施することができる。ま
たは、工程(I)の前に、予備重合反応器を設け連続的
に実施しても良い。塊状重合、懸濁重合のいづれも採用
できるが、該予備重合は50℃以下の温度で実施するの
が好ましい。
【0061】本発明で、プロピレンとブロック共重合す
るα−オレフィンとしては一般式 R8−CH=CH2 (式中、R8は1〜20個、特に1〜8個の炭素原子を
有する直鎖または分岐鎖の置換・非置換アルキル基を表
す)で示されるαーオレフィンが好ましく、2種類以上
併用して用いることもできる。
【0062】工程(I)および工程(II)により得ら
れた共重合体割合が全重合体の60〜95重量%、好ま
しくは70〜90重量%となるよう実施する。工程
(I)および工程(II)により得られた共重合体割合
が60重量%より低いと最終共重合体の剛性が低くなり
すぎ、95重量%より大きいと衝撃強度が不十分となり
好ましくない。
【0063】工程(I)で製造するポリプロピレンのM
FR(以下、MFR(H)という)は、0.03〜50
0であるのが好ましい。工程(II)では、他のα−オ
レフィンとプロピレンの反応比が重量比で10/90以
下、好ましくは5/95以下となるように実施する。他
のα−オレフィンとプロピレンの反応比が10/90よ
り大きくなると最終共重合体の剛性が不十分となり好ま
しくない。工程(II)で製造する重合体のMFR(以
下、MFR(L)という)は、0.05〜1000であ
るのが好ましい。また、MFR(H)とMFR(L)の
関係は、 Log(MFR(L)/MFR(H))≧1 好ましくは、 Log(MFR(L)/MFR(H))≧1.2 を満足する必要がある。MFR(H)とMFR(L)が
この範囲外では、所望の高剛性なプロピレンブロック共
重合体を得られない。
【0064】工程(III)では、他のα−オレフィン
とプロピレンの反応比が重量比で30/70以上、好ま
しくは35/65以上である共重合割合が、全重合体の
5〜40重量%の範囲、好ましくは10〜35%の範囲
となるように重合する。α−オレフィンとプロピレンの
反応比が所定の範囲外になると、剛性と常温時の耐衝撃
性が不十分となり好ましくない。工程(III)ではM
FRが0.001〜100である共重合体を製造するの
が好ましい。
【0065】以上の方法によれば、十分に本発明の目的
を達成することができる。しかし、さらに均質性に優れ
た重合体を得ようとするのならば、工程(I)で得られ
る重合体(H)と工程(II)で得られる重合体(L)
の重合割合比がH/L≧1であることが好ましい。
【0066】工程(I),工程(II)および工程(I
II)は2段階以上の多段重合で実施しても良い。
【0067】
【発明の効果】本発明の方法を用いれば、従来の一般的
プロピレンブロック共重合体に比べて、剛性,耐衝撃性
の非常に良好なポリプロピレンが得られる。すなわち、
マグネシウム化合物にチタン化合物を担持してなる、工
程(I),(II),(III)からなるプロピレンの
ブロック共重合を実施することにより、剛性の高い、耐
衝撃性に優れたプロピレンブロック共重合体が容易に得
られる。
【0068】
【実施例】以下に本発明を実施例により示すが、本発明
はこれらの実施例によってなんら限定されるものではな
い。
【0069】実施例および比較例における重合体の性質
は、下記の方法によって測定した。 MFR:ASTM D−1238条件Eによるメルトイ
ンデックス 重合体のエチレン含量:赤外線吸収スペクトルにて測定
(日本分光(株)FT−IR5M型) 曲げ剛性率:JIS−K7203 アイゾット衝撃強度:JIS−K7110 均一性:キャストフィルムを製膜し、フィッシュアイを
観察した。
【0070】なお、物性測定値は、得られた重合体粒子
に酸化防止剤等公知の添加剤を添加し、50mm押し出
し機にて溶融造粒し、東芝IS−100E射出成型機に
おいて成形した試験片を用いて評価した。
【0071】参考例1 (イ)[触媒成分(A)の調製] 撹拌装置を備えた20lのオ―トクレ―ブに、金属マグ
ネシウム粉末120g(4.9モル)を入れ、これにヨ
ウ素6g,n−ブチルアルコ−ル1450g(19.6
モル),チタンテトラブトキシド1680g(4.9モ
ル)およびフタル酸ジイソブチル470g(1.72モ
ル)を加え、トリ−i−プロポキシアルミニウム992
g(4.9モル)を加え、さらにデカン5lを加えた
後、90℃まで昇温し、発生する水素ガスを排除しなが
ら窒素シ―ル下で1時間撹拌した。引き続き140℃ま
で昇温して2時間反応を行い、マグネシウムとチタンを
含む均一溶液(Mg−Ti溶液)を得た。
【0072】0℃に急冷後、i−ブチルアルミニウムジ
クロライド2294g(7.4モル)をヘキサンにて5
0%に希釈した溶液を2時間かけて加えた。すべてを加
えたのち、2時間かけて70℃まで昇温したところ、白
色の固体生成物を含むスラリ―が得られ、その固体生成
物を濾過分離した後、ヘキサンで洗浄した。
【0073】かくして得られた白色固体生成物を含むス
ラリ―に四塩化チタン5.2lをクロロベンゼン5.2
lで希釈した溶液を全量加え、ついでフタル酸ジイソブ
チル670gを加え、100℃で3時間反応させた。生
成物を濾過することにより、固体部を採取し、再度、四
塩化チタン5.2lをクロロベンゼン5.2lで希釈し
た溶液を加え、100℃で2時間撹拌した。この生成物
にヘキサンを加え、遊離するチタン化合物が検出されな
くなるまで充分に洗浄操作を行い、ヘキサンに懸濁した
触媒成分(A)のスラリ―を得た。一部を抜き出し、上
澄液を除去して窒素雰囲気下で乾燥し、元素分析したと
ころ、Tiは3.0重量%であった。
【0074】(ロ)触媒成分(A)の予備重合 前記20lのオ―トクレ―ブ内を充分窒素で置換し、前
記の(イ)の方法により得た触媒成分(A)100g,
有機金属化合物(B)としてトリエチルアルミニウム6
27ミリモル,電子供与性化合物(C)としてジフェニ
ルジメトキシシラン160ミリモルを順次添加し、ヘキ
サン6lを加えた。オ―トクレ―ブ内圧を0.1kg/
cm2Gに、内温を10℃に調節した後、撹拌を開始
し、10℃に保ったままプロピレン200gを20分間
で供給し、30分間撹拌した。かくして得られた触媒成
分(A)を濾別分離し、ヘキサンで充分洗浄操作を行
い、ヘキサンに懸濁した予備重合触媒のスラリ―を得
た。上澄液を除去して、窒素雰囲気下乾燥した後の収量
は300gであった。
【0075】実施例1 内容積3m3の流動床型重合器3基を直列に連結して気
相連続重合を行った。第1重合器に、参考例1で得られ
た予備重合触媒成分を6g/時間、(B)成分としてト
リエチルアルミニウムを触媒中のTiに対してAl/T
i=50モル/モルとなるように、(C)成分としてジ
フェニルジメトキシシランをSi/Al=0.5モル/
モルとなるように連続的にフィ―ドした。また、プロピ
レン分圧は14.8kg/cm2、水素はプロピレンに
対し0.00016モル/モルとなるようにとなるよう
にプロピレンと水素を連続的にフィ―ドし、80℃にて
プロピレンの重合を実施した。(工程I) 重合されたポリマ―粒子は抜き出しタンクに排出されて
から第2の重合器へ移送した。
【0076】第2重合器では、プロピレン分圧が13.
1kg/cm2、水素はエチレンに対し0.097モル
/モルとなるように各々を連続的にフィ―ドし、80℃
にてプロピレンの重合を実施した。(工程II) 重合されたポリマ―粒子は抜き出しタンクに排出されて
から第3の重合器へ移送した。
【0077】第3重合器へは、プロピレン分圧が4.4
kg/cm2、水素とエチレンがプロピレンに対し0.
0083モル/モル、0.29モル/モルとなるように
各々連続的にフィ―ドし、70℃にてプロピレンとエチ
レンの共重合を実施した。(工程III) 各重合条件を表1に示す。
【0078】各重合器での滞留時間は2時間であり、第
3重合器から毎時20kg重合体が抜き出された。
【0079】各重合器から排出されるポリマ―を少量抜
き出したところ、第1重合器のポリマ―のMFRは0.
22、キシレン可溶分Xyは1.4%、第2重合器のポ
リマ−のMFRは0.8であり、第3重合器のポリマ−
のエチレン含量は7.8%であった。また、各重合器の
重合割合は、44%,41%,15%であることから、
第3重合器で生成した成分中のエチレン含量は52重量
%であった。
【0080】この共重合体に、イルガノックス−101
0,イルガフォス−168,ステアリン酸カルシウムを
それぞれ1000ppm配合し、50mm単軸押し出し
機で造粒した。MFRは0.43であった。造粒した共
重合体を、東芝IS−100E射出成型機で成型し、物
性評価をした。結果を表2に示す。
【0081】比較例1,2 実施例1と同じ予備重合が施された触媒成分(A),
(B)成分,(C)成分を用いて多段重合を実施した
が、比較例1では工程(II)を省略した。重合条件を
表1に示したように変更した以外は実施例1と同様の方
法で重合した。結果を表2に示す。
【0082】実施例2〜5 重合条件を表1に示したように変更した以外は、実施例
1と同様の方法で重合した。また、結果を表2に示す。
【0083】実施例6 内容積100mlの撹拌機付き反応器、内容積5lの予
備重合器1基、3m3の流動床型重合器3基を直列に連
結して連続気相重合を行った。
【0084】撹拌を開始した内容積100mlの反応器
に、参考例(イ)で得られた触媒成分(A)のスラリ−
(触媒成分(A)として2.0g/hr)、および成分
(B)としてヘキサンにて20%に希釈したトリエチル
アルミニウムを触媒中のTiに対してAl/Ti=50
モル/モルとなるように供給を開始し、反応器上部の脱
ガス口から脱ガスしながら反応器を満液状態にした。反
応器の満液状態を確認した後、脱ガス口を閉め、内圧を
40kg/cm2および内温を25℃に保ちながら、触
媒成分(A)および成分(B)を同じ割合で連続的に供
給した。
【0085】内容積5lの反応器に、液状プロピレンを
24kg/時間の割合で供給を開始し、反応器上部の脱
ガス口から脱ガスしながら反応器を満液状態にした。反
応器の満液状態を確認した後、脱ガス口を閉め、撹拌を
開始した。内圧を35kg/cm2および内温を25℃
に保ちながら、液状プロピレン、上記内容積100ml
の反応器からそこに供給される量に見合う量の触媒成分
(A)と成分(B)の混合物、および成分(C)として
ジフェニルジメトキシシランをSi/Al=0.5モル
/モルとなるように連続的にフィ―ドし、予備重合触媒
を形成した。予備重合触媒を抜き出してTi残渣の分析
をしたところ、触媒成分(A)1g当たり、100gの
プロピレンが反応していることがわかった。
【0086】第1重合器に、上記の予備重合触媒のプロ
ピレンスラリ−を連続的に供給した。液状プロピレンは
気化するが、プロピレン分圧が16.0kg/cm2
なるようにプロピレンを連続的に補給しつつ、水素はプ
ロピレンに対し0.0012モル/モルとなるようにし
て、重合温度80℃でプロピレンの重合を行った。(工
程I) 重合されたポリマ―粒子は抜き出しタンクに排出されて
から第2の重合器へ移送した。
【0087】第2重合器では、プロピレン分圧が13.
6kg/cm2、水素がプロピレンに対し0.029モ
ル/モルとなるように連続的にフィ―ドし、重合温度8
0℃でプロピレンの重合を行った。(工程II) 重合されたポリマ―粒子は抜き出しタンクに排出されて
から第3の重合器へ移送した。
【0088】第3重合器へは、プロピレン分圧が2.0
kg/cm2、水素とエチレンがプロピレンに対し0.
032モル/モル、0.76モル/モルとなるように各
々連続的にフィ―ドし、重合温度70℃でプロピレンと
エチレンの重合を行った。(工程III) 各重合器での滞留時間は2時間であり、第3重合器から
毎時20kgの重合体が抜き出された。重合条件を表1
に示す。
【0089】各重合器から排出されるポリマ―を少量抜
き出したところ、第1重合器のポリマ―のMFRは1.
8、キシレン可溶分Xyは1.4%、第2重合器のポリ
マ−のMFRは5.3であり、第3重合器のポリマ−の
エチレン含量は8.8%であった。各重合器の重合割合
は、57%,27%,16%であることから、第3重合
器で生成した成分中のエチレン含量は55重量%であっ
た。
【0090】この共重合体に、イルガノックス−101
0,イルガフォス−168,ステアリン酸カルシウムを
それぞれ1000ppm配合し、25mm単軸押し出し
機で造粒した。MFRは19.2であった。造粒した共
重合体を東芝IS−100E射出成型機で成型し、物性
評価をした。結果を表2に示す。
【0091】
【表1】
【0092】
【表2】

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)成分として金属マグネシウムとチタ
    ン化合物を必須とする触媒成分 (B)成分として周期表の第Ia,IIa,IIb,I
    IIbおよびIVb族金属の有機金属化合物から選ばれ
    た少なくとも1種以上の化合物、 (C)成分として電子供与性化合物とから成る触媒の存
    在下、プロピレンをブロック共重合するにあたって、工
    程(I)において、プロピレン重合体を製造し、工程
    (II)において、プロピレン単独または、プロピレン
    と他のα−オレフィンの反応比が重量比で10/90以
    下である共重合体を製造し、かつ、工程(I)および工
    程(II)により得られた共重合割合が全重合体の60
    〜95重量%となるように行い、工程(I)で得られる
    重合体(H)と工程(II)で得られる重合体(L)の
    MFRが、 Log(MFR(L)/MFR(H))≧1 の関係を満足し、工程(III)において、他のα−オ
    レフィンとプロピレンの反応比が重量比で30/70以
    上である共重合割合が、全重合体の5〜40重量%とな
    るように連続多段重合を気相法で実施することを特徴と
    するブロック共重合体の製造方法。
  2. 【請求項2】工程(I)で得られる重合体(H)と工程
    (II)で得られる重合体(L)の重合割合比が、H/
    L≧1であることを特徴とする請求項1に記載の製造方
    法。
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