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KR101265418B1 - A preparation method of catalyst for ethylene (co)polymerization - Google Patents

A preparation method of catalyst for ethylene (co)polymerization Download PDF

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KR101265418B1
KR101265418B1 KR1020090097846A KR20090097846A KR101265418B1 KR 101265418 B1 KR101265418 B1 KR 101265418B1 KR 1020090097846 A KR1020090097846 A KR 1020090097846A KR 20090097846 A KR20090097846 A KR 20090097846A KR 101265418 B1 KR101265418 B1 KR 101265418B1
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Abstract

본 발명에 따른 에틸렌 중합 및 공중합용 촉매의 제조방법은, 할로겐화 마그네슘 화합물을 환상 에테르 및 1종 이상의 알코올의 혼합용매에 용해하여 마그네슘 화합물 용액을 제조하는 단계; (2) 상기 마그네슘 화합물 용액에 티타늄 화합물을 반응시켜 담체를 제조하는 단계; (3) 상기 담체를 유기보론 화합물과 반응시키는 단계; (4) 수득된 담체를 티타늄 화합물과 반응시켜 티타늄을 담지시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.The method for preparing a catalyst for ethylene polymerization and copolymerization according to the present invention comprises the steps of dissolving a magnesium halide compound in a mixed solvent of a cyclic ether and at least one alcohol to prepare a magnesium compound solution; (2) preparing a carrier by reacting the titanium compound with the magnesium compound solution; (3) reacting the carrier with an organoboron compound; (4) characterized in that it comprises the step of supporting the titanium by reacting the obtained carrier with a titanium compound.

본 발명의 촉매 제조방법에 의해 제조된 촉매는 제어된 입자모양을 갖고, 입자 크기를 용이하게 조절할 수 있고, 이 촉매를 이용하여 높은 겉보기 밀도와 넓은 분자량분포를 갖는 중합체를 제조할 수 있다.The catalyst prepared by the catalyst production method of the present invention has a controlled particle shape, can easily control the particle size, and can be used to prepare a polymer having a high apparent density and a wide molecular weight distribution.

에틸렌중합, 환상 에테르, 알코올, 금속할라이드화합물, 트리알킬보란, 고체 티타늄촉매, 분자량 분포 Ethylene Polymerization, Cyclic Ether, Alcohol, Metal Halide Compound, Trialkyl Borane, Solid Titanium Catalyst, Molecular Weight Distribution

Description

에틸렌 중합 및 공중합용 촉매의 제조방법{A PREPARATION METHOD OF CATALYST FOR ETHYLENE (CO)POLYMERIZATION} Process for producing catalyst for ethylene polymerization and copolymerization {A PREPARATION METHOD OF CATALYST FOR ETHYLENE (CO) POLYMERIZATION}

본 발명은 에틸렌 중합 및 공중합용 촉매의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 할로겐화 마그네슘 화합물을 환상 에테르 및 1종 이상의 알코올의 혼합용매에 용해하여 마그네슘 화합물 용액을 제조하는 단계; (2) 상기 마그네슘 화합물 용액에 티타늄 화합물을 반응시켜 담체를 제조하는 단계; (3) 상기 담체를 유기보론 화합물과 반응시키는 단계; (4) 수득된 담체를 티타늄 화합물과 반응시켜 티타늄을 담지시키는 단계를 포함하여 이루어지는 에틸렌 중합 및 공중합용 촉매의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for preparing a catalyst for ethylene polymerization and copolymerization, and more particularly, dissolving a magnesium halide compound in a mixed solvent of a cyclic ether and at least one alcohol to prepare a magnesium compound solution; (2) preparing a carrier by reacting the titanium compound with the magnesium compound solution; (3) reacting the carrier with an organoboron compound; (4) a method for producing a catalyst for ethylene polymerization and copolymerization comprising reacting the obtained carrier with a titanium compound to support titanium.

마그네슘을 포함하는 에틸렌 중합 및 공중합용 촉매는 매우 높은 촉매활성과 높은 겉보기 밀도를 갖는 중합체를 제공하는 것으로 알려져 있으며, 액상 및 기상 중합용으로도 적합한 것으로 알려져 있다. 에틸렌 액상 중합은 벌크 에틸렌이나 이소펜탄, 헥산과 같은 미디엄(medium) 내에서 이루어지는 중합 공정을 일컫으며, 이에 사용되는 촉매에 있어서, 고활성, 촉매 형상, 크기, 크기분포, 겉보기 밀도, 미디엄에 녹는 저분자량 함량 등이 공정 적용성을 고려시에 촉매의 중요한 특성들이 다. Catalysts for ethylene polymerization and copolymerization containing magnesium are known to provide polymers with very high catalytic activity and high apparent density, and are also suitable for liquid and gas phase polymerization. Ethylene liquid polymerization refers to a polymerization process performed in medium such as bulk ethylene, isopentane and hexane, and in the catalyst used therein, high activity, catalyst shape, size, size distribution, apparent density, and soluble in medium Low molecular weight content is an important characteristic of catalysts when considering process applicability.

본 발명이 속하는 기술분야에는 마그네슘을 포함하고 티타늄에 기초를 둔 많은 올레핀 중합 촉매 및 촉매 제조 공정이 보고되어 있다. 특히 위에서 언급한 겉보기 밀도가 높은 올레핀 중합촉매를 얻기 위해 마그네슘 용액을 이용한 방법이 많이 알려져 있다. 탄화수소 용매 존재하에서 마그네슘 화합물을 알코올, 아민, 환상 에테르, 유기 카르복시산 등과 같은 전자공여체와 반응시켜 마그네슘 용액을 얻는 방법이 있는데, 미국특허 제3,642,746호, 제4,336,360호, 제4,330,649호, 및 제5,106,807호에 알코올을 사용하는 방법이 언급되어 있다. 그리고 상기 액상 마그네슘 용액을 사염화티탄과 같은 할로겐 화합물과 반응시켜 마그네슘 담지 촉매를 제조하는 방법이 잘 알려져 있다. 이와 같은 촉매는 높은 겉보기 밀도를 제공하나, 촉매의 활성면이나 수소 반응성면에서 개선되어야 할 점이 있다. 환상 에테르인 테트라하이드로퓨란은 마그네슘 화합물의 용매로서 미국특허 제4,477,639호 및 제4,518,706호에서 이용되고 있다.Many olefin polymerization catalysts and catalyst preparation processes are reported in the art, including magnesium and based on titanium. In particular, many methods using magnesium solution are known to obtain the above-mentioned apparent density olefin polymerization catalyst. There is a method of obtaining a magnesium solution by reacting a magnesium compound with an electron donor such as an alcohol, an amine, a cyclic ether, an organic carboxylic acid in the presence of a hydrocarbon solvent, and US Pat. Mention is made of the use of alcohols. In addition, a method of preparing a magnesium supported catalyst by reacting the liquid magnesium solution with a halogen compound such as titanium tetrachloride is well known. Such catalysts provide a high apparent density, but there is a need to be improved in terms of the active or hydrogen reactivity of the catalyst. Tetrahydrofuran, a cyclic ether, is used in US Pat. Nos. 4,477,639 and 4,518,706 as solvents of magnesium compounds.

미국특허 제4,847,227호, 제4,816,433호, 제4,829,037호, 제4,970,186호 및 제5,130,284호에는, 마그네슘 알콕사이드, 디알킬프탈레이트, 프탈로일클로라이드 등과 같은 전자공여체, 그리고 염화티타늄 화합물을 반응시켜 중합활성이 우수하며, 겉보기 밀도가 향상된 중합체를 제공할 수 있는 올레핀 중합용 촉매를 제조하는 발명이 보고되어 있다.U.S. Patent Nos. 4,847,227, 4,816,433, 4,829,037, 4,970,186, and 5,130,284 have excellent polymerization activity by reacting electron donors such as magnesium alkoxides, dialkylphthalates, phthaloyl chlorides, and titanium chloride compounds. In addition, there has been reported an invention for producing a catalyst for olefin polymerization capable of providing a polymer having an improved apparent density.

미국특허 제4,347,158호, 제4,422,957호, 제4,425,257호, 제4,618,661호 및 제4,680,381호에서는 지지체인 마그네슘 클로라이드에 알루미늄클로라이드와 같은 루이스산 화합물을 첨가하여 분쇄한 다음 촉매를 제조하는 방법을 제안하고 있다. 그러나, 상기 특허들에서 촉매활성은 보완되었으나, 촉매의 형태, 크기, 크기 분포도와 같은 촉매 형상면에서 불규칙한 면이 있고, 입체 규칙성이 보완되어야 하는 단점이 있었다.U.S. Patent Nos. 4,347,158, 4,422,957, 4,425,257, 4,618,661 and 4,680,381 propose methods for preparing a catalyst after pulverizing Lewis acid compounds such as aluminum chloride to magnesium chloride as a support. However, although the catalytic activity is complemented in the above patents, there are disadvantages in that the shape of the catalyst is irregular in terms of the shape of the catalyst, such as the size, size distribution, and stereoregularity.

미국특허 제5,459,116호에서는 적어도 하나의 히드록시기를 가지는 에스테르류를 전자공여체로 포함하는 마그네슘 화합물 용액과 티타늄 화합물을 접촉 반응시켜 담지 티타늄 고체 촉매를 제조하는 방법을 보고하고 있다. 그러나, 이 방법을 이용하여 중합 활성과 겉보기 밀도가 우수한 중합체를 제공하는 촉매를 얻을 수 있지만, 입자 형상면에서는 개선해야 할 여지가 있다.U.S. Patent No. 5,459,116 reports a method of preparing a supported titanium solid catalyst by bringing a magnesium compound solution and a titanium compound into contact with each other containing an ester having at least one hydroxyl group as an electron donor. However, this method can provide a catalyst that provides a polymer having excellent polymerization activity and apparent density, but there is room for improvement in terms of particle shape.

상기에서 살펴본 바와 같이, 제조 공정이 간단하면서도, 높은 중합 활성과, 촉매 입자의 형상, 크기 등이 조절되어 높은 폴리머 겉보기 밀도를 줄 수 있는 새로운 에틸렌 중합 및 공중합용 촉매의 개발이 요구되고 있다. As described above, while the manufacturing process is simple, it is required to develop a new catalyst for ethylene polymerization and copolymerization, which can give high polymer apparent density by controlling high polymerization activity and shape and size of catalyst particles.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래기술들의 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 촉매활성과 입자크기가 조절되어, 겉보기 밀도가 높고, 분자량 분포가 넓은 에틸렌 (공)중합체를 제조할 수 있는 에틸렌 중합 및 공중합용 촉매를 간단한 제조공정을 통하여 효율적으로 제조할 수 있는 촉매 제조방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, by controlling the catalytic activity and particle size, ethylene polymerization and copolymerization capable of producing an ethylene (co) polymer having a high apparent density and a wide molecular weight distribution It is to provide a catalyst production method that can be efficiently prepared for the catalyst for a simple process.

본 발명의 에틸렌 중합 및 공중합용 촉매의 제조방법은 다음의 단계들을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다:The process for preparing the catalyst for ethylene polymerization and copolymerization of the present invention is characterized by comprising the following steps:

(1) 할로겐화 마그네슘 화합물을 환상 에테르 및 1종 이상의 알코올의 혼합용매에 용해하여 마그네슘 화합물 용액을 제조하는 단계;(1) dissolving a magnesium halide compound in a mixed solvent of a cyclic ether and at least one alcohol to prepare a magnesium compound solution;

(2) 상기 마그네슘 화합물 용액에 하기 일반식 (I)로 표시되는 티타늄 화합물을 반응시켜 담체를 제조하는 단계; (2) preparing a carrier by reacting the magnesium compound solution with a titanium compound represented by the following general formula (I);

Ti(OR)aX(4-a) ‥‥‥ (I)Ti (OR) a X (4-a) ‥‥‥ (I)

[여기에서 R은 탄소원자 1~10개의 알킬기, X는 할로겐 원자, a는 0~4의 정수][Where R is an alkyl group of 1 to 10 carbon atoms, X is a halogen atom and a is an integer of 0 to 4]

(3) 상기 담체를 하기 일반식 (II)로 표시되는 유기보론 화합물과 반응시키는 단계; (3) reacting the carrier with an organoboron compound represented by the following general formula (II);

                             RaBXb  ‥‥‥ (II)R a BX b ‥‥‥ (II)

[여기에서 R은 수소, 또는 탄소수 1~10개를 갖는 알킬, 알콕시, 할로알킬 또는 아릴기, X는 염소, 브롬, 요오드, 플루오르 등의 할로겐 원자, a 및 b는 0~3의 정수, a + b = 3][Where R is hydrogen or an alkyl, alkoxy, haloalkyl or aryl group having 1 to 10 carbon atoms, X is a halogen atom such as chlorine, bromine, iodine, fluorine, a and b are integers of 0 to 3, a + b = 3]

(4) 수득된 담체를 티타늄 화합물과 반응시켜 티타늄을 담지시키는 단계.(4) reacting the obtained carrier with a titanium compound to support titanium.

상기 마그네슘 화합물 용액을 제조하는 단계 (1)에 있어서, 할로겐화 마그네슘 화합물로서는 염화마그네슘, 요오드화마그네슘, 불화마그네슘 및 브롬화마그네슘과 같은 디할로겐화마그네슘; 메틸마그네슘 할라이드, 에틸마그네슘 할라이드, 프로필마그네슘 할라이드, 부틸마그네슘 할라이드, 이소부틸마그네슘 할라이드, 헥실마그네슘 할라이드 및 아밀마그네슘 할라이드 등과 같은 알킬마그네슘 할라이드; 메톡시마그네슘 할라이드, 에톡시마그네슘 할라이드, 이소프로폭시마그네슘 할라이드, 부톡시마그네슘 할라이드 및 옥톡시마그네슘 할라이드와 같은 알콕시마그네슘 할라이드; 페녹시마그네슘 할라이드 및 메틸페녹시마그네슘 할라이드와 같은 아릴옥시마그네슘 할라이드로 예시되는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물 또는 다른 금속과의 착화합물 형태가 사용될 수 있다.In the step (1) of preparing the magnesium compound solution, as the magnesium halide compound, dihalogenated magnesium such as magnesium chloride, magnesium iodide, magnesium fluoride and magnesium bromide; Alkylmagnesium halides such as methylmagnesium halide, ethylmagnesium halide, propylmagnesium halide, butylmagnesium halide, isobutylmagnesium halide, hexylmagnesium halide, amylmagnesium halide and the like; Alkoxymagnesium halides such as methoxymagnesium halide, ethoxymagnesium halide, isopropoxymagnesium halide, butoxymagnesium halide and octoxymagnesium halide; One or two or more mixtures selected from the group exemplified by aryloxymagnesium halides, such as phenoxymagnesium halides and methylphenoxymagnesium halides, or complexed forms with other metals can be used.

위에서 열거한 화합물들은 간단한 화학식으로 나타낼 수 있으나, 어떤 경우에는 마그네슘 화합물의 제조방법에 따라 간단한 식으로 나타낼 수 없는 경우가 있다. 이런 경우에는 일반적으로 열거한 마그네슘 화합물의 혼합물로 간주할 수 있다. 예를 들어, 마그네슘 화합물을 폴리실록산 화합물, 할로겐 함유 실란 화합물, 에스테르, 알코올 등과 반응시켜 얻은 화합물; 마그네슘 금속을 할로 실란, 또는 염화티오닐 존재하에서 알코올, 페놀, 또는 에테르와 반응시켜 얻은 화합물들도 본 발명에 사용될 수 있다. 바람직한 마그네슘 화합물은 할로겐화 마그네슘, 특히 염 화마그네슘, 알킬 마그네슘 클로라이드, 바람직하게는 C1~C10 알킬기를 갖는 것, 알콕시 마그네슘 클로라이드, 바람직하게는 C1~C10 알콕시를 갖는 것, 그리고 아릴옥시 마그네슘 클로라이드, 바람직하게는 C6~C20 아릴옥시를 갖는 것이 바람직하다.The compounds listed above may be represented by simple chemical formulas, but in some cases, they may not be represented by simple formulas depending on the method of preparing magnesium compounds. In this case, it can be regarded as a mixture of magnesium compounds listed generally. For example, a compound obtained by reacting a magnesium compound with a polysiloxane compound, a halogen-containing silane compound, an ester, an alcohol, or the like; Compounds obtained by reacting magnesium metal with alcohol, phenol, or ether in the presence of halo silane or thionyl chloride can also be used in the present invention. Preferred magnesium compounds are magnesium halides, in particular magnesium chloride, alkyl magnesium chlorides, preferably having C 1 to C 10 alkyl groups, alkoxy magnesium chlorides, preferably having C 1 to C 10 alkoxy, and aryloxy magnesium It is preferred to have chlorides, preferably C 6 -C 20 aryloxy.

상기 마그네슘 화합물 용액을 제조하는 단계 (1)에 있어서, 할로겐화 마그네슘 화합물을 마그네슘 화합물 용액으로 전환할 때에는 환상 에테르 및 1종 이상의 알코올의 혼합용매를 사용하는 것이 바람직하다. 사용되는 환상 에테르는 고리에 포함된 탄소의 수가 3~6개인 환상 에테르와 이의 유도체로서, 특히 테트라하이드로퓨란, 2-메틸테트라하이드로퓨란 등이 바람직하고, 특히 테트라하이드로퓨란인 것이 가장 바람직하다. 사용되는 알코올은 탄소수 1~20개의 1가 또는 다가 알코올을 들 수 있고, 바람직하게는 2~12개의 탄소원자를 포함하는 알코올을 들 수 있다. 상기 환상 에테르와 1종 이상의 알코올의 혼합비에는 특별한 제한이 없다.In the step (1) of preparing the magnesium compound solution, it is preferable to use a mixed solvent of a cyclic ether and at least one alcohol when converting the magnesium halide compound into a magnesium compound solution. The cyclic ether to be used is a cyclic ether having 3 to 6 carbons in the ring and derivatives thereof, particularly preferably tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran and the like, and most preferably tetrahydrofuran. The alcohol to be used includes monohydric or polyhydric alcohols having 1 to 20 carbon atoms, preferably alcohols containing 2 to 12 carbon atoms. There is no particular limitation on the mixing ratio of the cyclic ether and at least one alcohol.

마그네슘 화합물 용액 제조시 환상 에테르 및 1종 이상의 알코올의 혼합용매의 사용량은 할로겐화 마그네슘 화합물 1몰 당 1~20몰인 것이 바람직하고, 약 2~10몰인 것이 더욱 바람직하다. 사용량이 1몰 미만인 경우에는 마그네슘 화합물의 용해가 어려워서 바람직하지 않고, 20몰을 초과하는 경우에는 촉매 제조과정에서 촉매입자를 얻기 위해서 투입되는 티타늄 화합물의 양이 지나치게 많아져서, 입자의 조절이 어려워져서 바람직하지 않다.The amount of the mixed solvent of the cyclic ether and the at least one alcohol in the preparation of the magnesium compound solution is preferably 1 to 20 mol, more preferably about 2 to 10 mol per mol of the magnesium halide compound. If the amount used is less than 1 mole, dissolution of the magnesium compound is not preferable. If the amount is more than 20 mole, the amount of the titanium compound to be added to obtain the catalyst particles during the catalyst preparation process becomes too large, making it difficult to control the particles. Not desirable

상기 마그네슘 화합물 용액을 제조하는 단계 (1)에 있어서, 할로겐화 마그네슘 화합물을 환상 에테르 및 1종 이상의 알코올의 혼합용매와 접촉 반응시켜 마그 네슘 화합물 용액을 제조하는 것은 탄화수소 용매의 존재 또는 부재하에서 수행할 수 있다. 여기에 사용되는 탄화수소 용매는 펜탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 데칸 및 케로센과 같은 지방족 탄화수소; 시클로벤젠, 메틸시클로벤젠, 시클로헥산 및 메틸시클로헥산과 같은 지환족 탄화수소; 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 에틸벤젠, 큐멘 및 시멘과 같은 방향족 탄화수소; 또는 디클로로프로판, 디클로로에틸렌, 트리클로로에틸렌, 사염화탄소 및 클로로벤젠과 같은 할로겐화 탄화수소가 사용될 수 있다.In step (1) of preparing the magnesium compound solution, the magnesium compound solution may be prepared by contacting a magnesium halide compound with a mixed solvent of a cyclic ether and at least one alcohol in the presence or absence of a hydrocarbon solvent. have. Hydrocarbon solvents used herein include aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, heptane, octane, decane and kerosene; Alicyclic hydrocarbons such as cyclobenzene, methylcyclobenzene, cyclohexane and methylcyclohexane; Aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, cumene and cymene; Or halogenated hydrocarbons such as dichloropropane, dichloroethylene, trichloroethylene, carbon tetrachloride and chlorobenzene can be used.

상기 마그네슘 화합물 용액을 제조하는 단계 (1)에 있어서, 마그네슘 화합물 용액의 제조시의 용해온도는 환상 에테르와 알코올의 종류 및 양에 따라 다르지만, 상온~200℃, 바람직하게는 약 50℃~150℃의 온도에서 용해시키는 것이 바람직하다.In the step (1) of preparing the magnesium compound solution, the dissolution temperature at the time of preparation of the magnesium compound solution varies depending on the type and amount of the cyclic ether and the alcohol, but is from room temperature to 200 ° C, preferably about 50 ° C to 150 ° C. It is preferable to dissolve at a temperature of.

담체를 제조하는 단계 (2)에 있어서, 상기 단계 (1)의 결과물인 마그네슘 화합물 용액에 하기 일반식 (I)로 표시되는 티타늄 화합물을 반응시킴으로써 담체로 사용되는 고체입자를 얻는다:In the step (2) of preparing the carrier, a solid particle used as the carrier is obtained by reacting the resultant magnesium compound solution with the titanium compound represented by the following general formula (I):

Ti(OR)aX(4-a) ‥‥‥ (I)Ti (OR) a X (4-a) ‥‥‥ (I)

[여기에서 R은 탄소수 1~10의 알킬기, X는 할로겐 원자, a는 0~4의 정수].[Where R is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, X is a halogen atom and a is an integer of 0 to 4].

상기 일반식 (I)을 만족시키는 티타늄 화합물로는, TiCl4, TiBr4 및 TiI4와 같은 사할로겐화 티타늄; Ti(OCH3)Cl3, Ti(OC2H5)Cl3, Ti(OC2H5)Br3 및 Ti(O(i-C4H9))Br3과 같은 삼할로겐화 알콕시티타늄; Ti(OCH3)2Cl2, Ti(OC2H5)2Cl2, Ti(O(i-C4H9))2Cl2 및 Ti(OC2H5)2Br2와 같은 이할로겐화 알콕시티타늄; Ti(OCH3)4, Ti(OC2H5)4  및 Ti(OC4H9)4와 같은 테트라알콕시티타늄; 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 바람직한 티타늄 화합물은 할로겐 함유 티타늄 화합물이며, 더욱 바람직한 티타늄 화합물은 사염화티타늄이다.Examples of the titanium compound that satisfies the general formula (I) include titanium tetrahalides such as TiCl 4 , TiBr 4 and TiI 4 ; Trihalogenated alkoxytitanium such as Ti (OCH 3 ) Cl 3 , Ti (OC 2 H 5 ) Cl 3 , Ti (OC 2 H 5 ) Br 3 and Ti (O (iC 4 H 9 )) Br 3 ; Dihalogenated alkoxytitanium such as Ti (OCH 3 ) 2 Cl 2 , Ti (OC 2 H 5 ) 2 Cl 2 , Ti (O (iC 4 H 9 )) 2 Cl 2 and Ti (OC 2 H 5 ) 2 Br 2 ; Tetraalkoxytitanium such as Ti (OCH 3 ) 4 , Ti (OC 2 H 5 ) 4 and Ti (OC 4 H 9 ) 4 ; Or a mixture thereof. The preferred titanium compound is a halogen-containing titanium compound, and the more preferred titanium compound is titanium tetrachloride.

담체를 제조하는 단계 (2)에서 사용하는 티타늄 화합물의 양은 할로겐화 마그네슘 화합물 1몰당 0.1~500몰이 바람직하고, 0.1몰~300몰이 더욱 바람직하고, 0.2몰~200몰이 가장 바람직하다. 마그네슘 화합물 용액과 티타늄 화합물을 반응시킬때 반응조건에 따라 재결정된 고체 성분의 모양, 크기는 많이 변화한다. 따라서 마그네슘 화합물 용액과 티타늄 화합물과의 반응은 적당한 온도에서 행하여, 고체 성분을 생성시키는 것이 바람직하다. 10℃~70℃에서 접촉반응을 실시하는 것이 바람직하고, 20℃~50℃에서 실시하는 것이 더욱 바람직하다. 접촉 반응 후 서서히 반응 온도를 올려서 50℃~150℃에서 0.5시간~5시간 동안 충분히 반응시켜 숙성시킨다.The amount of the titanium compound used in the step (2) of preparing the carrier is preferably 0.1 to 500 mol, more preferably 0.1 to 300 mol, and most preferably 0.2 to 200 mol per mol of the magnesium halide compound. When the magnesium compound solution and the titanium compound are reacted, the shape and size of the solid component recrystallized by the reaction conditions vary greatly. Therefore, it is preferable that reaction of a magnesium compound solution and a titanium compound is performed at a suitable temperature, and produces | generates a solid component. It is preferable to perform a contact reaction at 10 to 70 degreeC, and it is more preferable to carry out at 20 to 50 degreeC. After the contact reaction, the reaction temperature is gradually raised, and then sufficiently reacted at 50 ° C. to 150 ° C. for 0.5 hours to 5 hours for aging.

상기 단계 (3)에서는, 상기의 단계 (2)에서 얻어진 담체를 하기 일반식 (II)로 표시되는 유기보론 화합물과 반응시킨다:In step (3), the carrier obtained in step (2) is reacted with an organoboron compound represented by the following general formula (II):

                             RaBXb  ‥‥‥ (II)R a BX b ‥‥‥ (II)

[여기에서 R은 수소, 또는 탄소수 1~10개를 갖는 알킬, 알콕시, 할로알킬, 또는 아릴기, X는 염소, 브롬, 요오드, 플루오르 등의 할로겐 원자, a 및 b는 0~3의 정수, a + b = 3].[Where R is hydrogen or an alkyl, alkoxy, haloalkyl or aryl group having 1 to 10 carbon atoms, X is a halogen atom such as chlorine, bromine, iodine or fluorine, a and b are integers of 0 to 3, a + b = 3].

상기 일반식 (II)를 만족시키는 유기보론 화합물로는 트리에틸보란, 트리부 틸보란, 트리에틸보레이트, 트리이소프로필보레이트, 트리부틸보레이트, 클로로디에틸보론, 브로모디에틸보론, 디클로로에틸보론, 디브로모에틸보론, 클로로디부틸보론, 브로모부틸보론, 디클로로부틸보론, 디브로모부틸보론, 트리클로로보론 및 트리브로모보론 등을 들 수 있다. Examples of the organic boron compound that satisfies the general formula (II) include triethyl borane, tributyl borane, triethyl borate, triisopropylborate, tributyl borate, chlorodiethyl boron, bromodiethyl boron, dichloroethyl boron, Dibromoethyl boron, chlorodibutyl boron, bromobutyl boron, dichlorobutyl boron, dibromobutyl boron, trichloroboron, tribromoboron and the like.

담체와 반응시키는 유기보론 화합물의 양은 할로겐화 마그네슘 화합물 1몰당 0.01~30몰이 바람직하고, 0.05몰~20몰이 더욱 바람직하다. 유기보론 화합물의 사용량이 0.01몰 미만인 경우에는 촉매의 활성을 급격히 떨어뜨려서 바람직하지 않고, 유기보론 화합물의 사용량이 30몰을 초과하는 경우에는 촉매의 형상을 파괴시켜 바람직하지 않다. The amount of the organoboron compound to be reacted with the carrier is preferably 0.01 to 30 mol, more preferably 0.05 to 20 mol per mol of the magnesium halide compound. If the amount of the organoboron compound is less than 0.01 mole, the activity of the catalyst is drastically decreased, and if the amount of the organoboron compound is more than 30 moles, the shape of the catalyst is destroyed, which is not preferable.

또한, 담체와 유기보론 화합물을 반응시킬 때 반응 온도에 따라서도 촉매의 형태가 크게 변하기 때문에 충분히 낮은 온도에서 수행하는 것이 바람직하다. -50℃~80℃의 온도에서 반응을 실시하는 것이 바람직하고, -20℃~50℃에서 실시하는 것이 더욱 바람직하다. 접촉 반응 후 서서히 반응 온도를 올려서 40℃~150℃에서 0.5시간~5시간 동안 반응시킨다.In addition, when the carrier and the organic boron compound are reacted, the form of the catalyst is greatly changed depending on the reaction temperature, so it is preferable to carry out at a sufficiently low temperature. It is preferable to perform reaction at the temperature of -50 degreeC-80 degreeC, and it is more preferable to carry out at -20 degreeC-50 degreeC. After the contact reaction, the reaction temperature was gradually raised and reacted at 40 ° C. to 150 ° C. for 0.5 hours to 5 hours.

상기 단계 (4)에서는, 상기 단계 (3)에서 수득된 담체를 티타늄 화합물과 더 반응시켜 티타늄을 담지시키는데, 이때 티타늄 화합물로서는 상기 일반식 (I)의 Ti(OR)aX4-a(R은 탄화수소기, X는 할로겐 원자, a는 0~4의 정수)로 표시되는 티타늄 화합물을 사용할 수 있고, 티타늄 화합물의 예들 중에서 사염화티타늄을 사용하는 것이 가장 바람직하다. In the step (4), the carrier obtained in the step (3) is further reacted with a titanium compound to support titanium, wherein as the titanium compound, Ti (OR) a X 4-a (R) of the general formula (I) Silver hydrocarbon group, X is a halogen atom, a is an integer of 0-4), The titanium compound can be used, It is most preferable to use titanium tetrachloride among the examples of a titanium compound.

티타늄을 담지시키는 단계 (4)에서 사용되는 티타늄 화합물의 양은 할로겐화 마그네슘 화합물 1몰당 0.5~30몰이 바람직하고, 1~20몰이 더욱 바람직하며, 반응은 40℃~150℃에서 0.5시간~5시간 동안 수행하는 것이 바람직하다. 상기 단계 (4)에서 사용되는 티타늄 화합물의 양이 0.5몰 미만인 경우에는 활성화가 잘 되지 않아서 바람직하지 않고, 30몰을 초과하는 경우에는 담체의 형상에 영향을 줄 수 있어 바람직하지 않으며, 반응온도나 시간이 상기 범위를 벗어나는 경우에는 담체의 형상에 영향을 줄 수 있어 바람직하지 않다.The amount of the titanium compound used in the step (4) of supporting titanium is preferably 0.5 to 30 moles, more preferably 1 to 20 moles per mol of the magnesium halide compound, and the reaction is performed at 40 ° C. to 150 ° C. for 0.5 to 5 hours. It is desirable to. If the amount of the titanium compound used in the step (4) is less than 0.5 mole is not activated because it is not good, if it exceeds 30 moles may affect the shape of the carrier is not preferred, the reaction temperature or If the time is outside the above range may affect the shape of the carrier is not preferred.

상기 단계 (4)에서, 티타늄 화합물의 반응은 1회의 반응으로 완성될 수도 있고, 2회 또는 3회 이상의 반응으로 완성될 수 있으나, 촉매의 성능과 재료 투입, 반응의 경제성을 고려하여 결정하는 것이 좋다. In the step (4), the reaction of the titanium compound may be completed in one reaction, or may be completed in two or three or more reactions, but it is determined in consideration of the performance of the catalyst, the material input, and the economics of the reaction. good.

상기 단계 (4)에서 반응을 완료 후에는, 고상의 촉매를 분리한 후 헥산과 같은 유기용매로 세척한 후 건조시켜 최종의 촉매를 얻는다.After completion of the reaction in the step (4), the solid catalyst is separated and washed with an organic solvent such as hexane and dried to obtain the final catalyst.

본 발명에 따른 방법에 의해 제조되는 촉매는 에틸렌의 중합 및 공중합에 유익하게 사용된다. 특히 상기 촉매는 에틸렌의 단독중합 및 에틸렌과 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-헥센과 같은 탄소수 3개 이상의 α-올레핀과의 공중합에 사용될 수 있다. The catalyst produced by the process according to the invention is advantageously used for the polymerization and copolymerization of ethylene. In particular, the catalyst can be used for homopolymerization of ethylene and copolymerization of ethylene with 3 or more carbon atoms α-olefins such as propylene, 1-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene.

본 발명의 방법에 의해 제조되는 촉매의 존재하에서의 중합 반응은 (i) 마그네슘, 티타늄, 할로겐 및 보론 화합물로 이루어진 본 발명에 의한 상기 방법에 의해 제조되는 고체 착물 티타늄 촉매, 및 (ii) 주기율표 제 Ⅱ족 또는 제 ⅢA족 유기금속 화합물을 포함하는 촉매계를 사용하여 수행될 수 있다.The polymerization reaction in the presence of the catalyst produced by the process of the invention comprises (i) a solid complex titanium catalyst prepared by the process according to the invention consisting of magnesium, titanium, halogen and boron compounds, and (ii) Periodic Table II. It can be carried out using a catalyst system comprising a group or group IIIA organometallic compound.

본 발명의 방법에 의해 제조되는 상기 고체 착물 티타늄 촉매(i)는 중합 반응에 성분으로 사용되기 전에 에틸렌 또는 α-올레핀으로 전중합하여 사용할 수 있다. 전중합은 촉매 입자를 폴리머로 둘러싸서 촉매 형상을 유지시켜 중합 후에 폴리머의 형상을 좋게하는데 도움을 준다. 전중합은 헥산과 같은 탄화수소 용매 존재하에서, 충분히 낮은 온도 및 에틸렌 또는 α-올레핀 압력 조건하에서, 상기 촉매 성분과 트리에틸알루미늄과 같은 유기알루미늄 화합물의 존재하에 행할 수 있다. 전중합 후의 폴리머:촉매의 무게비는 대개 0.1:1~60:1이다.The solid complex titanium catalyst (i) prepared by the process of the present invention may be prepolymerized with ethylene or α-olefin before being used as a component in the polymerization reaction. Prepolymerization helps to improve the shape of the polymer after polymerization by surrounding the catalyst particles with a polymer to maintain the catalyst shape. Prepolymerization can be carried out in the presence of a hydrocarbon solvent such as hexane, at sufficiently low temperatures and under ethylene or α-olefin pressure conditions, in the presence of the catalyst component and an organoaluminum compound such as triethylaluminum. The weight ratio of polymer to catalyst after prepolymerization is usually from 0.1: 1 to 60: 1.

상기 (ii)의 유기금속 화합물로는 MRn으로 표시되는 화합물을 들 수 있는데, 여기에서 M은 마그네슘, 칼슘, 아연, 붕소, 알루미늄 및 갈륨과 같은 주기율표 Ⅱ족 또는 ⅢA족 금속 성분이며, R은 메틸, 에틸, 부틸, 헥실, 옥틸, 데실과 같은 탄소수 1~20개의 알킬기를 나타내며, n은 금속 성분의 원자가를 표시한다. 상기 유기금속 화합물의 바람직한 예로는 트리에틸알루미늄 및 트리이소부틸알루미늄과 같은 탄소수 1개~6개의 알킬기를 가진 트리알킬알루미늄과 이들의 혼합물이 유익하다. 경우에 따라서는, 에틸알루미늄 디클로라이드, 디에틸알루미늄 클로라이드, 에틸알루미늄 세스퀴클로라이드 또는 디이소부틸알루미늄히드리드와 같은 한개 이상의 할로겐 또는 히드리드기를 갖는 유기알루미늄 화합물이 사용될 수 있다.Examples of the organometallic compound of (ii) include a compound represented by MR n , wherein M is a periodic table group II or IIIA metal component such as magnesium, calcium, zinc, boron, aluminum and gallium, and R is C1-C20 alkyl groups, such as methyl, ethyl, butyl, hexyl, octyl and decyl, n represents the valence of a metal component. Preferred examples of the organometallic compound include trialkylaluminum having 1 to 6 carbon atoms, such as triethylaluminum and triisobutylaluminum, and mixtures thereof. In some cases, organoaluminum compounds having one or more halogen or hydride groups such as ethylaluminum dichloride, diethylaluminum chloride, ethylaluminum sesquichloride or diisobutylaluminum hydride may be used.

본 발명의 방법에 의해 제조되는 촉매의 존재하에서의 중합 반응은 유기용매 부재하에서 기상 또는 벌크 중합방법, 또는 유기용매 존재하에서 액상 슬러리 중합 방법으로 수행 가능하다. 이들 중합법들은 산소, 물, 그리고 촉매독으로 작용할 수 있는 기타 화합물의 부재하에서 수행될 수 있다. 액상 슬러리 중합의 경우에, 상기 고체 착물 티타늄 촉매(i)의 바람직한 중합 반응계상의 농도는 용제 1리터에 대하여 촉매의 티타늄 원자로 약 0.001~5밀리몰, 바람직하게는 약 0.001~0.5밀리몰이다. 용제로는 펜탄, 헥산, 헵탄, n-옥탄 및 이소옥탄과 같은 알칸; 시클로헥산 및 메틸시클로헥산과 같은 시클로알칸; 톨루엔, 자이렌, 에틸벤젠, 이소프로필벤젠, 에틸톨루엔, n-프로필벤젠 및 디에틸벤젠과 같은 알킬아로마틱; 클로로벤젠, 클로로나프탈렌, 오소-디클로로벤젠과 같은 할로겐화 아로마틱; 및 이들의 혼합물이 바람직하다. 기상중합의 경우에 있어서, 상기 고체 착물 티타늄 촉매(i)의 바람직한 양은, 중합대역 1리터에 대하여 촉매의 티타늄 원자로 약 0.001~5밀리몰, 바람직하게는 약 0.001~1.0밀리몰, 가장 바람직하게는 약 0.01~0.5밀리몰이다. 상기 중합반응에 있어서, 유기금속 화합물(ii)의 바람직한 농도는 금속 원자로 계산하여 상기 고체 착물 티타늄 촉매(i) 중 티타늄 원자의 몰당 약 1~2000몰이며, 더욱 바람직하게는 약 5~500몰이다.The polymerization reaction in the presence of the catalyst produced by the process of the present invention can be carried out by gas phase or bulk polymerization in the absence of an organic solvent, or by liquid phase slurry polymerization in the presence of an organic solvent. These polymerization methods can be carried out in the absence of oxygen, water and other compounds that can act as catalyst poisons. In the case of liquid phase slurry polymerization, the preferred concentration of the solid complex titanium catalyst (i) on the polymerization reaction system is about 0.001 to 5 millimoles, preferably about 0.001 to 0.5 millimoles of titanium atoms of the catalyst per liter of solvent. Solvents include alkanes such as pentane, hexane, heptane, n-octane and isooctane; Cycloalkanes such as cyclohexane and methylcyclohexane; Alkylaromatics such as toluene, xylene, ethylbenzene, isopropylbenzene, ethyltoluene, n-propylbenzene and diethylbenzene; Halogenated aromatics such as chlorobenzene, chloronaphthalene, ortho-dichlorobenzene; And mixtures thereof. In the case of gas phase polymerization, the preferred amount of the solid complex titanium catalyst (i) is about 0.001 to 5 mmol, preferably about 0.001 to 1.0 mmol, most preferably about 0.01 titanium atom of the catalyst per liter of the polymerization zone. ˜0.5 mmol. In the polymerization reaction, the preferred concentration of the organometallic compound (ii) is about 1 to 2000 moles per mole of titanium atoms in the solid complex titanium catalyst (i), more preferably about 5 to 500 moles, calculated in terms of metal atoms. .

높은 중합속도를 얻기 위해, 중합 반응은 중합 공정의 종류에 상관 없이 충분히 높은 온도에서 수행하는 것이 바람직한데, 일반적으로 약 20~200℃에서, 더욱 바람직하게는 20~95℃에서 중합한다. 상기 중합시에 있어서, 단량체의 압력은 대기압~100기압이 바람직하고, 2~50기압이 더욱 바람직하다. In order to obtain a high polymerization rate, the polymerization reaction is preferably carried out at a sufficiently high temperature irrespective of the type of polymerization process, and is generally polymerized at about 20 to 200 ° C, more preferably at 20 to 95 ° C. At the time of the said superposition | polymerization, atmospheric pressure-100 atmospheres are preferable, and, as for the pressure of a monomer, 2-50 atmospheres are more preferable.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예들은 예시적인 목적일 뿐 본 발명이 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, these embodiments are for illustrative purposes only, and the present invention is not limited to these embodiments.

본 발명의 촉매 제조방법에 의하여 제조된 촉매를 이용하여 중합할 경우, 높은 촉매 수율로 고활성의 촉매를 제조할 수 있고, 이 촉매를 이용하여 높은 겉보기 밀도와 넓은 분자량 분포를 갖는 에틸렌 단독중합체 또는 에틸렌과 α-올레핀과의 공중합체를 높은 수율로 얻을 수 있다.When the polymerization is carried out using the catalyst prepared by the method for preparing a catalyst of the present invention, a high activity catalyst can be prepared with a high catalyst yield, and the catalyst can be used as an ethylene homopolymer having a high apparent density and a wide molecular weight distribution. Copolymers of ethylene and α-olefins can be obtained in high yields.

실시예 및 비교예Examples and Comparative Examples

촉매의 입자크기 분포도는 레이저 입자 분석기(Mastersizer X, Malvern Instruments)를 이용하여 측정하였고, 결과는 평균크기 D(v,0.5)로 나타내었고, 여기에서 D(v,0.5)는 샘플의 50%가 나타내는 입자크기를 나타내며, 촉매의 조성은 ICP로 분석하였다.The particle size distribution of the catalyst was measured using a laser particle analyzer (Mastersizer X, Malvern Instruments), and the results were expressed as average size D (v, 0.5), where D (v, 0.5) was 50% of the sample. The particle size indicated is shown and the composition of the catalyst was analyzed by ICP.

실시예 1Example 1

[에틸렌 중합 및 공중합용 고체 촉매의 제조][Preparation of solid catalyst for ethylene polymerization and copolymerization]

(1)단계: 마그네슘 화합물 용액의 제조단계(1) step: preparing a magnesium compound solution

질소 분위기로 치환된, 기계식 교반기가 설치된 10L 반응기에 MgCl2 230g, 톨루엔 2800mL, 테트라하이드로퓨란 220mL, 부탄올 730mL를 투입하고, 520rpm으로 교반하면서 110℃로 승온 후, 3시간 동안 유지하여 균일용액을 얻었다.230 g of MgCl 2 , 2800 mL of toluene, 220 mL of tetrahydrofuran, and 730 mL of butanol were added to a 10 L reactor equipped with a mechanical stirrer, which was replaced with a nitrogen atmosphere. .

(2)단계: 고체 담체의 제조단계(2) step: preparing a solid carrier

상기 단계 (1)에서 얻어진 용액의 온도를 35℃로 냉각하고, TiCl4 415mL를 80분에 걸쳐 투입한 후, 반응기의 온도를 60℃로 1시간에 걸쳐 승온하고, 1시간 동 안 숙성시켰다. 반응후 30분 동안 정치시켜 담체를 가라앉히고, 상부의 용액을 제거하였다. 반응기 안에 남은 슬러리는 3000mL의 헥산을 투입하고, 교반, 정치, 상등액 제거과정을 3회 반복하여 세척하였다.The temperature of the solution obtained in the above step (1) was cooled to 35 ° C., 415 mL of TiCl 4 was charged over 80 minutes, the temperature of the reactor was raised to 60 ° C. over 1 hour, and aged for 1 hour. The reaction was allowed to stand for 30 minutes after the reaction to settle the carrier, and the upper solution was removed. 3000 mL of hexane was added to the slurry remaining in the reactor, and the mixture was washed three times by stirring, standing, and removing the supernatant.

(3)단계: 유기보론 화합물과의 반응단계(3) step: reaction step with organoboron compound

상기 단계 (2)에서 얻어진 슬러리에 0℃의 온도에서 트리에틸보론 1몰 용액 750ml를 주입하였다. 주입 완료 후, 반응기 온도를 50℃로 상승시키고, 2시간 동안 이 온도를 유지하였다. 2시간 경과 후, 반응기를 실온으로 냉각하고, 헵탄 400ml를 주입하여 세척한 후, 질소 분위기에서 건조하였다. Into the slurry obtained in the step (2) was injected 750 ml of a 1 molar solution of triethylboron at a temperature of 0 ° C. After completion of the injection, the reactor temperature was raised to 50 ° C. and maintained at this temperature for 2 hours. After 2 hours, the reactor was cooled to room temperature, 400 ml of heptane was injected and washed, and then dried in a nitrogen atmosphere.

(4)단계: 촉매의 제조단계(4) step: preparing the catalyst

상기 단계 (3)에서 제조된 담체를 톨루엔 1600mL로 5℃에 맞춘 반응기에 투입하고, 교반속도 250rpm에서 TiCl4 1400mL를 투입한 후 반응기의 온도를 70℃로 1시간 동안 승온하고, 2시간 동안 숙성시킨 후, 30분간 정치시켜 침전물을 가라앉힌 뒤 상등액을 분리하였다. 제조된 촉매 슬러리를 정제된 헥산 1600mL로 7회 세척하였다.The carrier prepared in step (3) was added to 1600 mL of toluene at 5 ° C., 1400 mL of TiCl 4 was added at a stirring speed of 250 rpm, and the temperature of the reactor was raised to 70 ° C. for 1 hour, and aged for 2 hours. After allowing to stand for 30 minutes, the precipitate was settled and the supernatant was separated. The prepared catalyst slurry was washed 7 times with 1600 mL of purified hexane.

이렇게 제조된 촉매는 평균입자크기가 6.4μm이었고, 티타늄(Ti) 함량은 6.2중량%이었다.The catalyst thus prepared had an average particle size of 6.4 μm and a titanium (Ti) content of 6.2 wt%.

[중합][polymerization]

용량 2리터의 고압 반응기를 오븐에 말린 다음 뜨거운 상태로 조립한 후 질소와 진공을 교대로 3회 조작하여 반응기 안을 질소 분위기로 만들었다. n-헥산 1000mL를 반응기에 주입한 후 트리에틸알루미늄 2밀리몰과 수소를 1000ml를 주입하였다. 교반기로 700rpm으로 교반시키면서 반응기의 온도를 80℃로 올리고, 에틸렌 압력을 120psig로 조정한 다음, 상기에서 제조된 고체 촉매를 티타늄 원자 기준으로 0.03밀리몰을 주입하고, 1시간 동안 중합을 실시하였다. 중합이 끝난후 반응기의 온도를 상온으로 내리고, 중합 내용물에 과량의 에탄올 용액을 가하였다. 생성된 중합체는 분리수집하고, 50℃의 진공오븐에서 최소한 6시간 동안 건조하여 백색 분말의 폴리에틸렌을 얻었다. The high-pressure reactor with a capacity of 2 liters was dried in an oven and then assembled in a hot state, and then nitrogen and vacuum were operated three times in alternation to make the reactor into a nitrogen atmosphere. After 1000 mL of n-hexane was injected into the reactor, 2 mmol of triethylaluminum and 1000 mL of hydrogen were injected. The temperature of the reactor was raised to 80 ° C. while stirring at 700 rpm with a stirrer, and the ethylene pressure was adjusted to 120 psig. Then, 0.03 mmol of the solid catalyst prepared above was injected into the titanium atom, and polymerization was performed for 1 hour. After completion of the polymerization, the temperature of the reactor was lowered to room temperature, and excess ethanol solution was added to the polymerization contents. The resulting polymer was collected separately and dried in a vacuum oven at 50 ° C. for at least 6 hours to obtain a white powder of polyethylene.

중합 활성(kg 폴리에틸렌/g 촉매)은 사용한 촉매량(g)당 생성된 중합체의 무게(kg)비로 계산하였다. 제조된 폴리에틸렌 파우더는 당업계의 통상적인 분석법인 GPC를 이용하여 분자량 분포(Mw/Mn) 분석을 실시하였다. 중합 결과는 중합체의 겉보기 밀도(g/ml)와 함께 표 1에 나타내었다.Polymerization activity (kg polyethylene / g catalyst) was calculated as the weight (kg) ratio of the resulting polymer per gram of catalyst used. The prepared polyethylene powder was subjected to molecular weight distribution (Mw / Mn) analysis using GPC, which is a common method in the art. The polymerization results are shown in Table 1 together with the apparent density (g / ml) of the polymer.

실시예 2Example 2

실시예 1의 단계 (3)에 있어서, 트리에틸보론 1몰 용액 1200ml를 주입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하고, 동일한 방법으로 중합반응을 행하였다. 실시예 2의 결과는 표 1에 나타내었다. 제조된 촉매의 티타늄 함량은 7.9중량%이었다.In the step (3) of Example 1, except that 1200 ml of 1 mol solution of triethylboron was injected, the same process as in Example 1 was carried out, and polymerization was carried out in the same manner. The results of Example 2 are shown in Table 1. The titanium content of the prepared catalyst was 7.9 wt%.

실시예 3Example 3

실시예 1의 단계 (3)에 있어서, 트리부틸보론 1몰 용액 750ml를 주입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하고, 동일한 방법으로 중합반응을 행하였다. 실시예 3의 결과는 표 1에 나타내었다. 제조된 촉매의 티타늄 함량은 6.3 중량%이었다.In the step (3) of Example 1, except that 750 ml of 1 mol solution of tributylboron was injected, the same process as in Example 1 was carried out, and polymerization was carried out in the same manner. The results of Example 3 are shown in Table 1. The titanium content of the prepared catalyst was 6.3 wt%.

실시예 4Example 4

실시예 1의 단계 (3)에 있어서, 트리에틸보레이트 1몰 용액 750ml를 주입한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하고, 동일한 방법으로 중합반응을 행하였다. 실시예 4의 결과는 표 1에 나타내었다. 제조된 촉매의 티타늄 함량은 7.5중량%이었다.In the step (3) of Example 1, except that 750 ml of 1 mol solution of triethylborate was injected, the same process as in Example 1 was carried out, and polymerization was carried out in the same manner. The results of Example 4 are shown in Table 1. The titanium content of the prepared catalyst was 7.5% by weight.

비교예 1Comparative Example 1

실시예 1의 단계 (3)에 있어서, 트리에틸보론을 반응시키지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하고, 동일한 방법으로 중합반응을 행하였다. 비교예 1의 결과는 표 1에 나타내었다. In Step (3) of Example 1, except that triethyl boron was not reacted, the same process as in Example 1 was carried out, and polymerization was carried out in the same manner. The results of Comparative Example 1 are shown in Table 1.

비교예 2Comparative Example 2

실시예 1의 단계 (1)에 있어서, 테트라하이드로퓨란 960mL를 사용하고, 부탄올을 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하고, 동일한 방법으로 중합반응을 행하였다. 비교예 2의 결과는 표 1에 나타내었다. In step (1) of Example 1, tetrahydrofuran was used, and the same procedure as in Example 1 was carried out except that butanol was not used, and polymerization was carried out in the same manner. The results of Comparative Example 2 are shown in Table 1.

비교예 3Comparative Example 3

(1)단계(Stage 1

질소 분위기로 치환된, 기계식 교반기가 설치된 1.0L 반응기에 MgCl2 95g, 톨루엔 4000mL를 투입하고, 300rpm으로 교반시킨 다음, 2-에틸헥산올 620mL를 투입한 후, 온도를 120℃로 승온 후, 3시간 동안 반응시켜 얻어진 균일용액을 70℃로 냉각하였다.95 g of MgCl 2 and 4000 mL of toluene were added to a 1.0 L reactor equipped with a mechanical stirrer, which was replaced with a nitrogen atmosphere, stirred at 300 rpm, and then 620 mL of 2-ethylhexanol was added thereto. The homogeneous solution obtained by reacting for a time was cooled to 70 ° C.

(2)단계(2) Step

상기 단계 (1)에서 얻어진 마그네슘 화합물 용액을 70℃로 식힌 후, 실리콘테트라에톡사이드 100.0mL를 첨가하여 1시간 동안 반응시켰다. The magnesium compound solution obtained in step (1) was cooled to 70 ° C., and then 100.0 mL of silicon tetraethoxide was added to react for 1 hour.

(3)단계(3) Step

상기 용액을 실온(25℃)으로 조정하고, 사염화티타늄 600mL를 1시간 동안 적가하였다. 적가가 완료되면 1시간에 걸쳐 반응기의 온도를 70℃로 승온시켜, 1시간 동안 유지하였다. 교반을 정지한 후 상층의 용액을 분리한 다음 제조된 슬러리에 0 ℃의 온도에서 에틸알루미늄디클로라이드 1몰 용액 300ml를 주입하였다. 완료 후, 반응기 온도를 50℃로 상승시키고, 2시간 동안 이 온도를 유지하였다. 2시간 경과 후, 반응기를 실온으로 냉각시키고, 헵탄 400ml를 주입하여 세척한 다음 질소 분위기에서 건조하였다. 수득된 고체 담체에 톨루엔 3000ml와 사염화티타늄 1000mL를 연속으로 주입하고, 온도를 100℃로 상승한 뒤 2시간 유지시켰다. 반응 후 반응기를 실온으로 냉각하여 미반응 유리 사염화타타늄이 제거될 때까지, 헥산 4000ml를 주입하여 세척하였다. 제조된 고체 촉매의 타타늄 함량은 4.9중량%이었다. 얻어진 촉매를 이용하여, 실시예 1과 동일하게 중합을 실시하였다. 비교예 3의 결과는 표 1에 나타내었다.The solution was adjusted to room temperature (25 ° C.) and 600 mL of titanium tetrachloride was added dropwise for 1 hour. When the dropwise addition was completed, the temperature of the reactor was raised to 70 ° C. over 1 hour, and maintained for 1 hour. After stopping the stirring, the solution of the upper layer was separated, and then 300 ml of a 1 mole solution of ethyl aluminum dichloride was injected into the prepared slurry at a temperature of 0 ° C. After completion, the reactor temperature was raised to 50 ° C. and maintained at this temperature for 2 hours. After 2 hours, the reactor was cooled to room temperature, 400 ml of heptane was injected and washed, and then dried in a nitrogen atmosphere. 3000 ml of toluene and 1000 ml of titanium tetrachloride were continuously injected into the obtained solid carrier, and the temperature was raised to 100 ° C. and maintained for 2 hours. After the reaction, the reactor was cooled to room temperature, and washed with 4000 ml of hexane until unreacted free titanium tetrachloride was removed. The titanium content of the prepared solid catalyst was 4.9 wt%. The polymerization was carried out in the same manner as in Example 1 using the obtained catalyst. The results of Comparative Example 3 are shown in Table 1.

비교예 4Comparative Example 4

비교예 3의 단계 (2)에서, 실리콘테트라에톡사이드를 사용하지 않고 1시간 동안 반응시킨 것을 제외하고는 비교예 3과 동일한 방법으로 제조하고, 동일한 방 법으로 중합반응을 행하였다. 비교예 4의 결과는 표 1에 나타내었다. In step (2) of Comparative Example 3, except that the reaction was carried out for 1 hour without using silicon tetraethoxide, was prepared in the same manner as in Comparative Example 3, and the polymerization was carried out in the same manner. The results of Comparative Example 4 are shown in Table 1.

  중합활성
(kgPE/g촉매)
Polymerization activity
(kgPE / g catalyst)
겉보기 밀도
(g/ml)
Apparent density
(g / ml)
분자량 분포 (Mw/Mn)Molecular Weight Distribution (Mw / Mn)
실시예1Example 1 22.222.2 0.370.37 8.48.4 실시예2Example 2 20.920.9 0.360.36 9.29.2 실시예3Example 3 23.723.7 0.350.35 8.78.7 실시예4Example 4 19.219.2 0.360.36 9.29.2 비교예1Comparative Example 1 14.414.4 0.280.28 6.96.9 비교예2Comparative Example 2 12.912.9 0.250.25 6.46.4 비교예3Comparative Example 3 14.314.3 0.290.29 6.36.3 비교예4Comparative Example 4 15.815.8 0.230.23 6.86.8

 

Claims (5)

다음의 단계들을 포함하는 것을 특징으로 하는 에틸렌 중합 또는 공중합용 촉매의 제조방법:A process for preparing a catalyst for ethylene polymerization or copolymerization comprising the following steps: (1) 할로겐화 마그네슘 화합물을 환상 에테르 및 1종 이상의 알코올의 혼합용매에 용해하여 마그네슘 화합물 용액을 제조하는 단계;(1) dissolving a magnesium halide compound in a mixed solvent of a cyclic ether and at least one alcohol to prepare a magnesium compound solution; (2) 상기 마그네슘 화합물 용액에 티타늄 화합물을 반응시켜 담체를 제조하는 단계; (2) preparing a carrier by reacting the magnesium compound with the titanium compound solution; (3) 상기 단계 (2)에서 얻어진 담체를 유기보론 화합물과 반응시키는 단계: 및 (3) 반응 step of reacting the carrier obtained in step (2) with an organoboron compound: and (4) 상기 단계 (3)에서 얻어진 담체를 티타늄 화합물과 반응시켜 티타늄을 담지시키는 단계.(4) reacting the carrier obtained in step (3) with a titanium compound to support titanium. 제 1항에 있어서, 상기 단계 (1)의 환상 에테르는 테트라하이드로퓨란 또는 2-메틸 테트라하이드로퓨란이고, 알코올은 탄소수 1~20개의 1가 또는 다가 알코올인 것을 특징으로 하는 에틸렌 중합 또는 공중합용 촉매의 제조방법.The catalyst for ethylene polymerization or copolymerization according to claim 1, wherein the cyclic ether of step (1) is tetrahydrofuran or 2-methyl tetrahydrofuran, and the alcohol is a monovalent or polyhydric alcohol having 1 to 20 carbon atoms. Manufacturing method. 제 1항에 있어서, 상기 단계 (2)와 단계 (4)의 티타늄 화합물은 하기 일반식 (I)로 표시되는 것을 특징으로 하는 에틸렌 중합 또는 공중합용 촉매의 제조방법:The method of claim 1, wherein the titanium compound of step (2) and step (4) is represented by the following general formula (I): Ti(OR)aX(4-a) ‥‥‥ (I)Ti (OR) a X (4-a) ‥‥‥ (I) [여기에서 R은 탄소원자 1~10개의 알킬기, X는 할로겐 원자, a는 0~4의 정수]. [Where R is an alkyl group of 1 to 10 carbon atoms, X is a halogen atom and a is an integer of 0 to 4]. 제 1항에 있어서, 상기 단계 (3)의 유기보론 화합물은 하기 일반식 (II)로 표시되는 것을 특징으로 하는 에틸렌 중합 또는 공중합용 촉매의 제조방법:The method of claim 1, wherein the organoboron compound of step (3) is represented by the following general formula (II): RaBXb ‥‥‥ (II)R a BX b ‥‥‥ (II) [여기에서, R은 수소, 또는 탄소수 1~10개를 갖는 알킬, 알콕시, 할로알킬 또는 아릴기, X는 할로겐 원자, a와 b는 0~3의 정수, a + b = 3].[Wherein R is hydrogen or an alkyl, alkoxy, haloalkyl or aryl group having 1 to 10 carbon atoms, X is a halogen atom, a and b are integers of 0 to 3, a + b = 3]. 제 4항에 있어서, 상기 유기보론 화합물은 트리에틸보론, 트리부틸보론, 트리에틸보레이트, 트리이소프로필보레이트 또는 트리부틸보레이트인 것을 특징으로 하는 에틸렌 중합 또는 공중합용 촉매의 제조방법.The method of claim 4, wherein the organic boron compound is triethyl boron, tributyl boron, triethyl borate, triisopropyl borate or tributyl borate.
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