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KR101631702B1 - Catalyst for olefin polymerization and preparation method of polyolefin by using the same - Google Patents

Catalyst for olefin polymerization and preparation method of polyolefin by using the same Download PDF

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KR101631702B1
KR101631702B1 KR1020130053404A KR20130053404A KR101631702B1 KR 101631702 B1 KR101631702 B1 KR 101631702B1 KR 1020130053404 A KR1020130053404 A KR 1020130053404A KR 20130053404 A KR20130053404 A KR 20130053404A KR 101631702 B1 KR101631702 B1 KR 101631702B1
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배효진
이혜경
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Abstract

본 발명은 폴리올레핀 공중합체에 대하여 다양한 선택성과 높은 활성을 제공할 수 있는 올레핀 중합용 촉매에 관한 것으로, 새로운 구조의 안사-메탈로센 화합물을 알킬알루미녹산계 조촉매 및 보론계 조촉매와 함께 담지시킨 올레핀 중합용 촉매 및 이를 이용한 폴리올레핀의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 올레핀 중합용 촉매는 담체의 종류와 상태, 메탈로센 화합물의 담지량, 담지 반응중의 온도 및 시간에 상관없이 언제나 높은 활성을 나타낸다.
The present invention relates to a catalyst for olefin polymerization capable of providing various selectivity and high activity for a polyolefin copolymer, and is characterized in that an anisometallocene compound having a novel structure is supported together with an alkyl aluminoxane promoter and a boron promoter And a process for producing a polyolefin using the same.
The catalyst for olefin polymerization of the present invention always exhibits high activity irrespective of the kind and state of the carrier, the amount of supported metallocene compound, and the temperature and time during the supporting reaction.

Description

올레핀 중합용 촉매 및 이를 이용한 폴리올레핀의 제조방법 {CATALYST FOR OLEFIN POLYMERIZATION AND PREPARATION METHOD OF POLYOLEFIN BY USING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a catalyst for olefin polymerization and a process for producing polyolefin using the same. BACKGROUND ART < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 폴리올레핀 공중합체에 대하여 다양한 선택성과 높은 활성을 제공할 수 있는 올레핀 중합용 촉매에 관한 것이다. The present invention relates to a catalyst for olefin polymerization capable of providing various selectivity and high activity for a polyolefin copolymer.

안사-메탈로센(ansa-metallocene) 화합물은 브릿지 그룹에 의해 서로 연결된 두 개의 리간드를 포함하는 유기금속 화합물로서, 상기 브릿지 그룹(bridge group)에 의해 리간드의 회전이 방지되고, 메탈 센터의 활성 및 구조가 결정된다.The ansa-metallocene compound is an organometallic compound containing two ligands connected to each other by a bridge group, in which the rotation of the ligand is prevented by the bridge group, The structure is determined.

이와 같은 안사-메탈로센 화합물은 올레핀계 호모폴리머 또는 코폴리머의 제조에 촉매로 사용되고 있다. 특히 사이클로펜타디에닐(cyclopentadienyl)-플루오레닐(fluorenyl) 리간드를 포함하는 안사-메탈로센 화합물은 고분자량의 폴리에틸렌을 제조할 수 있으며, 이를 통해 폴리프로필렌의 미세 구조를 제어할 수 있음이 알려져 있다. 또한, 인데닐(indenyl) 리간드를 포함하는 안사-메탈로센 화합물은 활성이 우수하고, 입체 규칙성이 향상된 폴리올레핀을 제조할 수 있는 것으로 알려져 있다. These anisometallocene compounds are used as catalysts in the production of olefinic homopolymers or copolymers. In particular, it is known that an anisometallocene compound containing a cyclopentadienyl-fluorenyl ligand can produce a high molecular weight polyethylene, thereby controlling the microstructure of the polypropylene have. It is also known that an anhydride-metallocene compound containing an indenyl ligand can produce a polyolefin having excellent activity and improved stereoregularity.

이처럼, 보다 높은 활성과 올레핀계 고분자의 미세구조를 제어할 수 있는 안사-메탈로센 화합물을 실제 상용화된 기상 및 슬러리 공장에 적용함에 있어서, 담지체에 담지를 실시하게 된다. 담지를 함에 있어서 조촉매를 동시에 담지하여, 중합과정중에 추가적인 조촉매를 투입하지 않아도 활성이 나타나도록 하는 연구가 이루어지고 있으나, 기본적으로 담지를 실시하여 비균일계 촉매를 만들면, 담지를 실시하지 않는 균일계 촉매에 비해 활성이 낮아지는 단점이 있다. In this way, when the anthra-metallocene compound capable of controlling the microstructure of the olefin polymer is used in a practical commercialized gas phase and slurry plant, the carrier is supported. Studies have been made to carry out co-catalysis at the same time to carry out the catalytic reaction and to exhibit activity without addition of additional co-catalyst during the polymerization process. However, if a non-homogeneous catalyst is prepared by carrying out basically, The activity becomes lower than that of the homogeneous catalyst.

이를 극복하고자, 활성을 향상하기 위한 담지 방법에 관한 여러 시도가 진행되고 있으나, 그 정도가 아직 미흡한 실정이다. In order to overcome this problem, various attempts have been made to carry out a method for improving the activity, but the degree of the method is still insufficient.

본 발명은 담지 촉매로서의 활성을 향상시키기 위해, 새로운 구조의 안사-메탈로센 화합물을 최적의 조촉매 2종과 함께 담지시켜 높은 활성을 나타낼 수 있는 우수한 올레핀 중합용 촉매를 제공하고자 한다. In order to improve the activity as a supported catalyst, the present invention aims to provide a catalyst for olefin polymerization which can exhibit high activity by supporting an anisometallocene compound having a novel structure together with two kinds of optimal promoters.

본 발명은 또한, 상기 담지 촉매를 사용하는 폴리올레핀의 제조 방법을 제공하고자 한다.The present invention also provides a process for producing a polyolefin using the supported catalyst.

본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 안사-메탈로센 화합물, 알킬알루미녹산계 조촉매, 및 보론계 조촉매가 담지된 올레핀 중합용 촉매를 제공하고자 한다.The present invention is to provide an olefin polymerization catalyst comprising an anhydride-metallocene compound represented by the following formula (1), an alkylaluminoxane-based promoter, and a boron-based promoter.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112013041628481-pat00001
Figure 112013041628481-pat00001

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

M1은 3족 전이금속, 4족 전이금속, 5족 전이금속, 란타나이드 계열의 전이금속 또는 악타나이드 계열의 전이금속이고;M 1 is a Group 3 transition metal, a Group 4 transition metal, a Group 5 transition metal, a lanthanide series transition metal or an ethanide series transition metal;

X는 서로 동일하거나 상이한 할로겐이며;X is the same or different halogen;

A는 14족의 원소로서 인데닐기를 연결하는 브릿지 그룹(bridge group)이고;A is a bridge group connecting an indenyl group as an element of Group 14;

R1은 탄소수 1 내지 20의 알킬, 알케닐, 알킬아릴, 아릴알킬 또는 아릴이고;R 1 is alkyl, alkenyl, alkylaryl, arylalkyl or aryl of 1 to 20 carbon atoms;

R2는 수소, 탄소수 1 내지 20의 알킬, 알케닐, 알킬아릴, 아릴알킬 또는 아릴이며;R 2 is hydrogen, alkyl of 1 to 20 carbon atoms, alkenyl, alkylaryl, arylalkyl or aryl;

R3, R3', R4, 및 R4'은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 탄소수 1 내지 20의 알킬, 알케닐, 알킬아릴, 아릴알킬 또는 아릴이며;R 3 , R 3 ' , R 4 , and R 4' are the same or different from each other and are each an alkyl, alkenyl, alkylaryl, arylalkyl, or aryl having 1 to 20 carbon atoms;

n은 1 내지 20의 정수이다. n is an integer of 1 to 20;

본 발명은 또한, 상기 담지 촉매를 사용하는 폴리올레핀의 제조 방법을 제공하고자 한다.
The present invention also provides a process for producing a polyolefin using the supported catalyst.

이하, 발명의 구체적인 구현예에 따른 올레핀 중합용 촉매 및 이를 이용한 폴리올레핀의 제조방법을 보다 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 발명의 하나의 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니며, 발명의 권리범위 내에서 구현예에 대한 다양한 변형이 가능함은 당업자에게 자명하다. Hereinafter, a catalyst for olefin polymerization according to a specific embodiment of the present invention and a method for producing a polyolefin using the same will be described in detail. It is to be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

추가적으로, 본 명세서 전체에서 특별한 언급이 없는 한 "포함" 또는 "함유"라 함은 어떤 구성 요소(또는 구성 성분)를 별다른 제한 없이 포함함을 지칭하며, 다른 구성 요소(또는 구성 성분)의 부가를 제외하는 것으로 해석될 수 없다.In addition, throughout this specification, "comprising" or "containing ", unless specifically stated, refers to including any and all components (or components) Can not be interpreted as excluding.

본 발명자들은 메탈로센 화합물에 대한 연구를 거듭하는 과정에서, 2번 위치 및 4번 위치에 모두 수소 이외의 치환기가 도입된 인데닐기(indenyl group)를 리간드로 하고, 상기 리간드를 연결하는 브릿지 그룹(bridge group)에 산소-주게(oxygen-donor)로서 루이스 염기의 역할을 할 수 있는 작용기가 치환되어 있는 안사-메탈로센 화합물을 제조하였고, 상기 화합물을 촉매 전구체로 사용하여 담지체에 담지한 촉매의 경우, 한 종의 조촉매를 담지 하는 것 보다 2종의 조촉매를 동시에 담지 했을때, 그리고 최적 사용량을 담지했을 때 보다 높은 활성을 갖는 폴리프로필렌을 제조할 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.The present inventors have repeatedly studied metallocene compounds. In the process of repeatedly studying metallocene compounds, the present inventors have found that when an indenyl group in which substituents other than hydrogen are introduced at positions 2 and 4 are used as ligands and a bridge group an anthra-metallocene compound having a functional group capable of acting as a Lewis base was substituted for an oxygen-donor in a bridge group was prepared. The compound was supported on a carrier using the catalyst precursor as a catalyst precursor It has been confirmed that polypropylene having higher activity can be produced when two kinds of co-catalysts are carried simultaneously and when the optimum amount of used catalyst is carried, than that of carrying one kind of co-catalyst, Completed.

이에 발명의 일 구현예에 따르면, 하기 화학식 1로 표시되는 안사-메탈로센 화합물, 알킬알루미녹산계 조촉매, 및 보론계 조촉매가 담지된 올레핀 중합용 촉매가 제공된다. According to one embodiment of the present invention, there is provided an olefin polymerization catalyst comprising an anhydride-metallocene compound represented by the following formula (1), an alkylaluminoxane-based promoter, and a boron-based promoter.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure 112013041628481-pat00002
Figure 112013041628481-pat00002

상기 화학식 1에서, In Formula 1,

M1은 3족 전이금속, 4족 전이금속, 5족 전이금속, 란타나이드 계열의 전이금속 또는 악타나이드 계열의 전이금속이고;M 1 is a Group 3 transition metal, a Group 4 transition metal, a Group 5 transition metal, a lanthanide series transition metal or an ethanide series transition metal;

X는 서로 동일하거나 상이한 할로겐이며;X is the same or different halogen;

A는 14족의 원소로서 인데닐기를 연결하는 브릿지 그룹(bridge group)이고;A is a bridge group connecting an indenyl group as an element of Group 14;

R1은 탄소수 1 내지 20의 알킬, 알케닐, 알킬아릴, 아릴알킬 또는 아릴이고;R 1 is alkyl, alkenyl, alkylaryl, arylalkyl or aryl of 1 to 20 carbon atoms;

R2는 수소, 탄소수 1 내지 20의 알킬, 알케닐, 알킬아릴, 아릴알킬 또는 아릴이며;R 2 is hydrogen, alkyl of 1 to 20 carbon atoms, alkenyl, alkylaryl, arylalkyl or aryl;

R3, R3', R4, 및 R4'은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 탄소수 1 내지 20의 알킬, 알케닐, 알킬아릴, 아릴알킬 또는 아릴이며;R 3 , R 3 ' , R 4 , and R 4' are the same or different from each other and are each an alkyl, alkenyl, alkylaryl, arylalkyl, or aryl having 1 to 20 carbon atoms;

n은 1 내지 20의 정수일 수 있다. and n may be an integer of 1 to 20.

바람직하게는, 상기 화학식 1에서 R1 및 R2는 각각 탄소수 1 내지 4의 알킬이고; R3 및 R3'는 각각 탄소수 1 내지 20의 알킬, 알케닐, 또는 아릴알킬이며; R4 및 R4'는 각각 탄소수 1 내지 20의 아릴, 또는 알킬아릴이고; n은 1 내지 6의 정수이며; A는 규소(Si)일 수 있다.Preferably, R 1 and R 2 in the general formula (1) are each alkyl having 1 to 4 carbon atoms; R 3 and R 3 ' are each alkyl, alkenyl, or arylalkyl having 1 to 20 carbon atoms; R 4 and R 4 ' are each aryl or alkylaryl of 1 to 20 carbon atoms; n is an integer from 1 to 6; A may be silicon (Si).

상기 화학식 1의 안사-메탈로센 화합물은 리간드로 두 개의 인데닐기(indenyl group)를 포함하며, 특히 상기 리간드를 연결하는 브릿지 그룹(bridge group)에 산소-주게(oxygen-donor)로써 루이스 염기의 역할을 할 수 있는 작용기가 치환되어 있어 촉매로서의 활성을 극대화할 수 있는 장점이 있다. 그에 따라 상기 화학식 1의 화합물을 그 자체 또는 담체에 담지하여 폴리올레핀의 제조에 촉매로써 사용할 경우 원하는 물성을 갖는 폴리올레핀을 보다 용이하게 제조할 수 있다. The anthese-metallocene compound of Formula 1 includes two indenyl groups as a ligand, and in particular, an oxygen-donor is added to a bridge group connecting the ligand to form an Lewis base Functional group capable of acting as a substituent is substituted, thereby maximizing the activity as a catalyst. Accordingly, when the compound of Formula 1 is supported on its own or on a carrier and used as a catalyst in the production of polyolefins, a polyolefin having desired physical properties can be more easily produced.

또한, 본 발명에 따른 올레핀 중합용 촉매는 상기 안사-메탈로센 화합물, 알킬알루미녹산계 조촉매, 및 보론계 조촉매가 담체에 담지된 촉매가 된다. 상기 담체는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 것이 사용될 수 있으므로 특별히 한정되지 않으나, 바람직하게는 실리카, 실리카-알루미나 및 실리카-마그네시아로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상의 담체가 사용될 수 있다. 한편, 실리카와 같은 담체에 담지될 때에는 실리카 담체와 상기 안사-메탈로센 화합물의 작용기가 화학적으로 결합하여 담지되므로, 올레핀 중합공정에서 담체표면으로부터 유리되어 나오는 촉매가 거의 없어서 슬러리 또는 기상 중합으로 폴리올레핀을 제조할 때 반응기 벽면이나 중합체 입자끼리 엉겨 붙는 파울링이 발생하지 않는다. The catalyst for olefin polymerization according to the present invention is a catalyst in which the anisometallocene compound, the alkylaluminoxane-based co-catalyst, and the boron-based co-catalyst are supported on a carrier. The carrier may be any of those generally used in the technical field to which the present invention belongs, so that it is not particularly limited, but preferably at least one carrier selected from the group consisting of silica, silica-alumina and silica-magnesia may be used. On the other hand, when supported on a support such as silica, since the silica carrier and the functional groups of the anisole-metallocene compound are chemically bonded and supported, there is almost no catalyst liberated from the surface of the support in the olefin polymerization process, There is no fouling that is entangled in the reactor wall surface or the polymer particles.

또한, 이와 같은 실리카 담체를 포함하는 촉매의 존재 하에 제조되는 폴리올레핀은 폴리머의 입자 형태 및 겉보기 밀도가 우수하여 종래의 슬러리 중합 또는 벌크 중합, 기상 중합 공정에 적합하게 사용 가능하다.In addition, the polyolefin produced in the presence of such a silica carrier-containing catalyst is excellent in the particle shape and bulk density of the polymer, and can be suitably used in conventional slurry polymerization, bulk polymerization and gas phase polymerization processes.

따라서, 바람직하게는 고온에서 건조되어 표면에 반응성이 큰 실록산기를 가지고 있는 담체를 사용할 수 있다. 구체적으로는 고온에서 건조된 실리카, 실리카-알루미나 등이 사용될 수 있고, 이들은 통상적으로 Na2O, K2CO3, BaSO4, Mg(NO3)2 등의 산화물, 탄산염, 황산염, 질산염 성분이 함유될 수 있다.Therefore, it is preferable to use a carrier which is dried at a high temperature and has a siloxane group having high reactivity on the surface. Specifically, silica, silica was dried at high temperature - can be used are alumina and the like, which are typically Na 2 O, K 2 CO 3 , BaSO 4, Mg (NO 3) an oxide of 2, such as carbonate, sulfate, nitrate component .

본 발명에서 상기 안사-메탈로센 화합물은 촉매 전구체로 알킬알루미녹산계 조촉매 및 보론계 조촉매 등과 함께, 올레핀 중합용 촉매로 사용되는 것이다. In the present invention, the anisometallocene compound is used as a catalyst precursor, together with an alkylaluminoxane-based promoter and a boron-based promoter, as a catalyst for olefin polymerization.

상기 올레핀 중합용 촉매에서, 알킬알루미녹산으로 구성된 조촉매는 하기 화학식 2로 표시되는 것일 수 있다. In the catalyst for olefin polymerization, the promoter composed of alkylaluminoxane may be represented by the following formula (2).

[화학식 2](2)

Figure 112013041628481-pat00003
Figure 112013041628481-pat00003

상기 화학식 2에서, In Formula 2,

M2은 13족 금속 원소이고;M 2 is a Group 13 metal element;

R5는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 탄소수 1 내지 20의 알킬, 알케닐, 알킬아릴, 아릴알킬 또는 아릴이며;R 5 are the same or different and are each an alkyl, alkenyl, alkylaryl, arylalkyl or aryl having 1 to 20 carbon atoms;

m은 2 이상의 정수일 수 있다. m may be an integer of 2 or more.

상기 알킬알루미녹산계 조촉매는 바람직하게는, 상기 화학식 2에서 R5가 각각 메틸(methyl), 에틸(ethyl), 프로필(propyl), 이소프로필(isopropyl), 이소프로펜일(isopropenyl), n-부틸(n-butyl), sec-부틸(sec-butyl), tert-부틸(tert-butyl), 펜틸(pentyl), 헥실(hexyl), 옥틸(octyl), 데실(decyl), 도데실(dodecyl), 트리데실(tridecyl), 테트라데실(tetradecyl), 펜타데실(pentadecyl), 헥사데실(hexadecyl), 옥타데실(Octadecyl), 에이코실(eikosyl), 도코실(dokosyl), 테트라코실(tetrakosyl), 시클로헥실(cyclohexyl), 시클로옥틸(cyclooctyl), 페닐(phenyl), 톨릴(tolyl), 또는 에틸페닐(ethylphenyl)이며; M2은 알루미늄일 수 있다. The alkylaluminoxane-based promoter is preferably a compound wherein R 5 in the above formula 2 is methyl, ethyl, propyl, isopropyl, isopropenyl, n- butyl (n-butyl), sec- butyl (sec -butyl), tert- butyl (tert -butyl), pentyl (pentyl), hexyl (hexyl), octyl (octyl), decyl (decyl), dodecyl (dodecyl) Tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, hexadecyl, octadecyl, eikosyl, dokosyl, tetrakosyl, cyclododecyl, cyclohexyl, Cyclohexyl, cyclooctyl, phenyl, tolyl, or ethylphenyl; M 2 may be aluminum.

또한, 상기 화학식 2에서 m은 2 이상 또는 2 내지 500의 정수가 될 수 있으며, 바람직하게는 6 이상 또는 6 내지 300의 정수, 좀더 바람직하게는 10 이상 또는 10 내지 100의 정수가 될 수 있다. In Formula 2, m may be an integer of 2 or more, or an integer of 2 to 500, preferably 6 or more, or an integer of 6 to 300, more preferably 10 or more, or an integer of 10 to 100.

상기 알킬알루미녹산계 조촉매는 상기 화학식 1의 메탈로센 화합물의 브릿지 그룹(bridge group)에 도입된 작용기와 루이스 산-염기 상호 작용을 통한 결합을 형성할 수 있는 루이스 산의 역할을 할 수 있는 금속 원소를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 화학식 2의 조촉매 화합물은 선형, 원형 또는 망상형으로 존재가 가능하며, 이러한 조촉매 화합물의 예는 메틸알루미녹산, 에틸알루미녹산, 프로필알루미녹산, 부틸알루미녹산 등의 1종 이상이 될 수 있다.The alkylaluminoxane-based co-catalyst may be a compound capable of acting as a Lewis acid capable of forming a bond through a Lewis acid-base interaction with a functional group introduced into a bridge group of the metallocene compound of Formula 1 And a metal element. The promoter compound of Formula 2 may exist in a linear, circular or network form. Examples of the promoter compound include at least one of methyl aluminoxane, ethyl aluminoxane, propyl aluminoxane and butyl aluminoxane. have.

또한, 본 발명의 올레핀 중합용 촉매는 상기 알킬알루미녹산계 조촉매와 더불어 비알킬알루미녹산계로서 비배위성 음이온을 포함한 조촉매를 사용할 수 있다. 특히, 본 발명에서는 이러한 비알킬알루미녹산계 조촉매로서 보론계 조촉매를 사용할 수 있다. 상기 보론계 조촉매는 디메틸아닐리니윰테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, (Dimethylanilinium tetakis(pentafluorophenyl)borate, [HN(CH3)2C6H5][B(C6F5)4]), 트리틸테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트(Trityl tetakis(pentafluorophenyl)borate, [(C6H5)3C][B(C6F5)4]), 및 메틸아닐리니윰테트라키스(펜타플루오로디페닐)보레이트(Methylanilinium tetakis(pentafluorodiphenyl)borate, [HN(CH3)(C6H5)2][B(C6F5)4])로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상을 사용할 수 있다. In the catalyst for olefin polymerization of the present invention, a co-catalyst containing a non-conjugated anion as a non-alkylaluminoxane-based catalyst may be used together with the alkylaluminoxane-based co-catalyst. In particular, in the present invention, a boron-based promoter may be used as the non-alkylaluminoxane-based co-catalyst. The boron-based promoter may be selected from the group consisting of dimethylanilinium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, [HN (CH 3 ) 2 C 6 H 5 ] [B (C 6 F 5 ) 4 ] ), Trityl tetakis (pentafluorophenyl) borate, [(C 6 H 5 ) 3 C] [B (C 6 F 5 ) 4 ]), and methyl anilinium tetrakis (Pentafluorodiphenyl) borate, [HN (CH 3 ) (C 6 H 5 ) 2 ] [B (C 6 F 5 ) 4 ] Can be used.

상기 보론계 조촉매는 본 발명의 안사-메탈로센 화합물을 안정화시켜 중합에서 활성을 유지할 수 있도록 한다. 특히. 본 발명에서 사용한 촉매 전구체는 테더(Tether)가 있으며, 이 작용기 때문에 중합시 침출(leaching) 현상이 발생되지 않아 파울링(fouling)이 발생되지 않고, 우수한 활성을 나타낼 수 있다. 그러나, 만약 기존에 알려진 메탈로센 화합물과 같이 테더(tether)가 없는 구조라면 침출(leaching)된 촉매 전구체와 보론계 조촉매와 반응하여 대부분 파울링(fouling)이 발생하는 문제가 있다. The boron-based promoter enables stabilization of the anisometallocene compound of the present invention to maintain activity in polymerization. Especially. The catalyst precursor used in the present invention is a tether, and leaching phenomenon does not occur during polymerization due to this functional group, so fouling does not occur and excellent activity can be exhibited. However, if there is no tether such as a known metallocene compound, there is a problem that fouling occurs mostly due to reaction with a leached catalyst precursor and a boron-based co-catalyst.

본 발명에서는 알킬알루미녹산계 조촉매와 비알킬알루미녹산계로서 보론계 조촉매의 2종의 조촉매를 동시에 담지하여 활성이 보다 향상된 담지 촉매를 만들 수 있다. 또한, 2종의 조촉매간 서로 역효과가 발생하지 않는 조촉매를 선정했으며, 최적의 담지 비율 또한 실험을 통해 확인하였다.In the present invention, two supported catalysts, that is, an alkylaluminoxane-based promoter and a non-alkylaluminoxane-based boron-based promoter, are simultaneously carried to form a supported catalyst having improved activity. Also, the co-catalysts which did not cause adverse effects between the two co-catalysts were selected, and the optimum supporting ratio was confirmed through experiments.

본 발명의 올레핀 중합용 촉매에서 상기 안사-메탈로센 화합물은 담체 중량당, 예컨대, 실리카 1 g을 기준으로 40 내지 240 umol, 바람직하게는 80 내지 160 umol의 함량 범위로 담지될 수 있다. 또한, 상기 알킬알루미녹산계 조촉매는 담체 중량당, 예컨대, 실리카 1 g을 기준으로 8 내지 25 mmol, 바람직하게는 10 내지 20 mmol의 함량 범위로 담지될 수 있다. 상기 보론계 조촉매는 담체 중량당, 예컨대, 실리카 1g을 기준으로 50 내지 300 umol, 바람직하게는 64 내지 240 umol의 함량 범위로 담지될 수 있다. 한편, 본 발명의 올레핀 중합용 촉매에서 상기 안사-메탈로센 화합물 대비 보론계 조촉매의 몰비는 0.1 내지 3.0이 될 수 있으며, 바람직하게는 0.2 내지 2.0, 좀더 바람직하게는 0.3 내지 1.4, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 1.2가 될 수 있다. In the catalyst for olefin polymerization of the present invention, the anisometallocene compound may be supported in an amount of 40 to 240 μmol, preferably 80 to 160 μmol, based on 1 g of silica per weight of carrier, in terms of 1 g of silica. In addition, the alkylaluminoxane-based co-catalyst may be supported in an amount of 8 to 25 mmol, preferably 10 to 20 mmol, based on 1 g of silica per weight of carrier, for example. The boron-containing promoter may be supported in an amount ranging from 50 to 300 μmol, preferably from 64 to 240 μmol, based on 1 g of silica per weight of carrier, for example, 1 g of silica. On the other hand, in the catalyst for olefin polymerization of the present invention, the molar ratio of the boron-based promoter to the anisometallocene compound may be 0.1 to 3.0, preferably 0.2 to 2.0, more preferably 0.3 to 1.4, Can be from 0.5 to 1.2.

본 발명의 올레핀 중합용 촉매는 기본적으로 1종의 조촉매가 담지된 담지 촉매보다 향상된 촉매 활성을 가지며, 안사-메탈로센 화합물의 담지 조건이 변하더라도, 즉, 반응온도, 반응시간, 실리카 종류, 안사-메탈로센 화합물의 담지량이 바뀌더라도 공히 향상된 활성을 갖는 폴리프로필렌을 제조할 수 있는 담지 촉매를 제조할 수 있는 장점이 있다. The catalyst for olefin polymerization according to the present invention basically has an improved catalytic activity over that of a supported catalyst carrying one kind of promoter, and even if the supporting condition of the anisometallocene compound is changed, that is, the reaction temperature, the reaction time, , It is possible to produce a supported catalyst capable of producing polypropylene having improved activity even when the amount of supported anthese-metallocene compound is changed.

한편, 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 올레핀 중합용 촉매의 존재 하에, 적어도 1 종 이상의 올레핀 단량체를 중합시키는 단계를 포함하는 폴리올레핀의 제조방법이 제공된다. According to another embodiment of the present invention, there is provided a process for producing a polyolefin comprising polymerizing at least one olefin monomer in the presence of the catalyst for olefin polymerization.

상기 올레핀 단량체는 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜테, 1-옥텐, 1-데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센, 1-옥타데센, 1-에이코센 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상일 수 있다.The olefin monomer may be selected from the group consisting of ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, , 1-octadecene, 1-eicosene, and mixtures thereof.

여기서, 상기 폴리올레핀의 중합은 25 내지 500 ℃의 온도 및 1 내지 100 kgf/cm2의 압력 하에서 1 내지 24 시간 동안 반응시켜 수행될 수 있다. 이때, 상기 중합 반응 온도는 25 내지 200 ℃가 바람직하고, 50 내지 100 ℃가 보다 바람직하다. 또한, 상기 중합 반응 압력은 1 내지 70 kgf/cm2가 바람직하고, 5 내지 50 kgf/cm2가 보다 바람직하다. 상기 중합 반응 시간은 1 내지 5 시간이 바람직하다. Here, the polymerization of the polyolefin may be carried out by reacting at a temperature of 25 to 500 ° C and a pressure of 1 to 100 kgf / cm 2 for 1 to 24 hours. At this time, the polymerization reaction temperature is preferably 25 to 200 ° C, more preferably 50 to 100 ° C. The polymerization reaction pressure is preferably 1 to 70 kgf / cm 2 , more preferably 5 to 50 kgf / cm 2 . The polymerization reaction time is preferably 1 to 5 hours.

상술한 바에 따라 본 발명의 2종의 조촉매를 포함하는 올레핀 중합용 촉매는 단위 시간(h)을 기준으로 사용된 촉매 단위 중량(g)당 생성된 중합체의 중량(kg)의 비로 계산하였을 때, 1종의 조촉매만을 갖는 담지 촉매 대비 40% 이상 활성이 향상 될 수 있다. 좀더 바람직하게는 45% 이상 향상될 수 있다. As described above, when the catalyst for olefin polymerization comprising the two promoters of the present invention is calculated by the ratio of the weight (kg) of the polymer produced per unit weight (g) of the catalyst unit used based on the unit time (h) , The activity of the supported catalyst having only one kind of cocatalyst can be improved by more than 40%. And more preferably by 45% or more.

본 발명에 따른 올레핀 중합용 촉매는 상기 안사-메탈로센 화합물을 사용함으로써, 기존의 메탈로센 화합물을 사용하였을 경우에 비해 높은 분자량을 갖는 폴리올레핀을 제조할 수 있다. 특히, 본 발명에 따라 상기 안사-메탈로센 화합물을 사용하여 수소를 첨가하지 않는 조건 하에서 중합 공정을 수행하였을 때, 생성된 폴리올레핀은 중량평균분자량(Mw)이 200,000 이상 또는 200,000 내지 600,000, 바람직하게는 250,000 이상, 좀더 바람직하게는 300,000 이상이 될 수 있다. 이와 더불어, 본 발명에 따라 상기 안사-메탈로센 화합물을 사용하여 수소를 첨가하는 조건 하에서 중합 공정을 수행하였을 때, 예컨대, 반응기 조건 1 기압 하에서 0.37 L의 수소를 첨가하는 조건 하에서 중합 공정을 수행하였을 때, 생성된 폴리올레핀은 중량평균분자량(Mw)이 90,000 이하 또는 55,000 내지 90,000, 바람직하게는 85,000 이하, 좀더 바람직하게는 80,000 이하가 될 수 있다.The catalyst for olefin polymerization according to the present invention can produce a polyolefin having a higher molecular weight than that of the conventional metallocene compound by using the anisometallocene compound. In particular, when the polymerization process is carried out under the condition that hydrogen is not added using the anisotropic metallocene compound according to the present invention, the resulting polyolefin has a weight average molecular weight (Mw) of 200,000 or more, or 200,000 to 600,000, May be at least 250,000, and more preferably at least 300,000. In addition, according to the present invention, when the polymerization process is carried out under the condition of adding hydrogen using the anthra-metallocene compound according to the present invention, the polymerization process is performed under the condition of, for example, adding 0.37 L of hydrogen under 1 atm of the reactor condition , The resulting polyolefin may have a weight average molecular weight (Mw) of 90,000 or less, or 55,000 to 90,000, preferably 85,000 or less, more preferably 80,000 or less.

이와 같이, 본 발명에 따른 올레핀 중합용 촉매는 상기 안사-메탈로센 화합물을 사용하여 중합 공정의 수소 첨가량을 조절함으로써, 저분자량이나 고분자량의 폴리올레핀을 효과적으로 선택하여 제조할 수 있다. As described above, the catalyst for olefin polymerization according to the present invention can be produced by effectively selecting a low molecular weight or high molecular weight polyolefin by controlling the hydrogenation amount of the polymerization process using the anisometallocene compound.

또한, 이렇게 제조된 상기 폴리올레핀은 분자량 분포(Mw/Mn)가 3.5 이하 또는 1 내지 3.5, 바람직하게는 3.0 이하, 예컨대, 1.5 내지 3.0 또는 2.0 내지 3.0이 될 수 있다. The polyolefin thus prepared may have a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 3.5 or less, or 1 to 3.5, preferably 3.0 or less, such as 1.5 to 3.0 or 2.0 to 3.0.

상술한 바에 따라 본 발명의 올레핀 중합용 촉매는 단위 시간(h)을 기준으로 사용된 촉매 단위 몰 함량(mmol)당 생성된 중합체의 중량(kg)의 비로 계산한 촉매 활성이 20 kg/mmolㆍhr 이상 또는 20 내지 160 kg/mmolㆍhr, 바람직하게는 50 kg/mmolㆍhr 이상, 좀더 바람직하게는 70 kg/mmolㆍhr 이상, 또는 92 kg/mmolㆍhr 이상이 될 수 있다. 또한, 상기 촉매의 활성은 단위 시간(h)을 기준으로 사용된 촉매 단위 중량 함량(g)당 생성된 중합체의 중량(kg)의 비로 계산하였을 때, 1.0 kg/gCatㆍhr 이상 또는 1.0 내지 10 kg/gCatㆍhr, 바람직하게는 2.0 kg/gCatㆍhr 이상, 좀더 바람직하게는 3.0 kg/gCatㆍhr 이상, 또는 4.7 kg/gCatㆍhr 이상이 될 수 있다.As described above, the catalyst for olefin polymerization according to the present invention has a catalyst activity of 20 kg / mmol ㆍ calculated by the ratio of the weight (kg) of the produced polymer per mol of catalyst unit (mmol) hr or 20 to 160 kg / mmol · hr, preferably 50 kg / mmol · hr or more, more preferably 70 kg / mmol · hr or more, or 92 kg / mmol · hr or more. Further, the activity of the catalyst is preferably 1.0 kg / gCat 占 이상 r or more, or 1.0 to 10 占 폚, when calculated as a ratio of the weight (kg) of the polymer produced per gram of the catalyst unit weight used per unit time (h) kg / g Cat.hr, preferably 2.0 kg / g Cat.hr or higher, more preferably 3.0 kg / g Cat.hr or higher, or 4.7 kg / g Cat.hr or higher.

또한, 상기 폴리올레핀의 입체규칙도(XI)가 90% 이상, 바람직하게는 92% 이상, 좀더 바람직하게는 95% 이상이 될 수 있다. 이때, 폴리올레핀의 입체규칙도(XI)는 하기의 계산식 1에 따라 계산된 값이다. The stereoregularity (XI) of the polyolefin may be 90% or more, preferably 92% or more, more preferably 95% or more. At this time, the stereoregularity (XI) of the polyolefin is a value calculated according to the following expression (1).

[계산식 1][Equation 1]

입체 규칙도(XI) = 100 - XsThe stereoregularity diagram (XI) = 100 - Xs

Figure 112013041628481-pat00004
Figure 112013041628481-pat00004

상기 계산식 1에서, In the above equation 1,

Xs = 중합체 중 o-자일렌에 녹은 부분(중량%), Xs = fraction (wt%) of o -xylene in the polymer,

Vb0 = 초기 o-자일렌의 부피(mL), Vb0 = volume of initial o -xylene (mL),

Vb1 = o-자일렌에 녹은 중합체 중 채취한 부피(mL),Vb1 = volume (mL) of polymer dissolved in o -xylene,

Vb2 = 공 테스트시 사용한 채취한 o-자일렌의 부피(mL),Vb2 = volume (mL) of o-xylene collected during the blank test,

W2 = 알루미늄팬과 o-자일렌을 증발시킨 후 알루미늄 팬에 남은 중합체 무게의 합(g), W2 = sum of polymer weight remaining in aluminum pan (g) after evaporation of aluminum pan and o -xylene,

W1 = 알루미늄팬의 무게(g), W1 = weight of aluminum pan (g),

W0 = 초기 중합체의 무게(g),W0 = weight of initial polymer (g),

B = 공 테스트시 알루미늄팬에 남은 잔분의 평균값(g).B = mean value (g) of the residue remaining in the aluminum pan during ball testing.

본 발명에 따라 벌크 중합을 통해 제조된 폴리올레핀은 상술한 바와 같은 입체규칙도(XI) 향상과 함께, 중합체 녹는점(Tm) 또한 현저히 향상시킬 수 있다. 상기 폴리올레핀의 녹는점은 140 도 이상 또는 140 도 내지 180 도, 바람직하게는 143 도 이상, 좀더 바람직하게는 145 도 이상이 될 수 있다. The polyolefin prepared through bulk polymerization according to the present invention can remarkably improve the polymer melting point (Tm) as well as the stereoregularity (XI) as described above. The melting point of the polyolefin may be at least 140 degrees or from 140 degrees to 180 degrees, preferably at least 143 degrees, more preferably at least 145 degrees.

본 발명에 있어서 상기 기재된 내용 이외의 사항은 필요에 따라 가감이 가능한 것이므로, 본 발명에서는 특별히 한정하지 아니한다.In the present invention, matters other than those described above can be added or subtracted as required, and therefore, the present invention is not particularly limited thereto.

본 발명에 따른 올레핀 중합용 촉매는 신규의 안사-메탈로센 화합물과 2종의 조촉매 화합물을 담지시킴으로써, 고분자의 미세 구조를 쉽게 제어할 수 있으며 매우 우수한 촉매 활성을 얻을 수 있다. The catalyst for olefin polymerization according to the present invention can easily control the microstructure of the polymer and can achieve very excellent catalytic activity by supporting a novel anisometallocene compound and two kinds of promoter compounds.

특히, 본 발명의 담지 촉매는 안사-메탈로센 화합물의 다양한 담지 반응 조건이 변하더라도 모든 경우에 보다 향상된 활성을 나타낸다. 본 발명의 담지 촉매를 사용하여 폴리올레핀을 제조할 경우 파울링이 없는 높은 활성의 폴리올레핀 폴리머를 용이하게 제조할 수 있다.In particular, the supported catalyst of the present invention exhibits improved activity in all cases even if the various supporting reaction conditions of the anisometallocene compound are changed. When the polyolefin is produced using the supported catalyst of the present invention, a highly active polyolefin polymer free of fouling can be easily produced.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the scope of the present invention is not limited to the following examples.

[실시예 1][Example 1]

하기 표 1에 기재된 바와 같은 조건 하에서, 다음과 같은 방법으로 화학식 2의 안사-메탈로센 화합물을 만들고, 실리카에 메틸알루미녹산을 담지한 이후에 상기 메탈로센 화합물을 담지하였으며, 추가로 보론계 조촉매를 담지하여 올레핀 중합용 담지 촉매를 제조하였다.Under the conditions shown in the following Table 1, the anisometallocene compound of Formula 2 was prepared in the following manner, the above metallocene compound was carried on silica supported on methylaluminoxane, Supported catalyst to prepare a supported catalyst for olefin polymerization.

[화학식 3](3)

Figure 112013041628481-pat00005
Figure 112013041628481-pat00005

메탈로센 화합물의 제조Preparation of metallocene compounds

1 단계: (6-t-부톡시헥실)디클로로메틸실란의 제조Step 1: Preparation of (6-t-butoxyhexyl) dichloromethylsilane

100 mL의 트리클로로메틸실란 용액(약 0.21 mol, 헥산)에 100 mL의 t-부톡시헥실 마그네슘 클로라이드 용액(약 0.14 mol, 에테르)을 -100 ℃ 하에서 3 시간에 걸쳐 천천히 적가한 후, 상온에서 3 시간 동안 교반하였다.100 mL of a solution of t-butoxyhexyl magnesium chloride (about 0.14 mol, ether) was added dropwise to 100 mL of a trichloromethylsilane solution (about 0.21 mol, hexane) at -100 ° C over 3 hours, And stirred for 3 hours.

상기 혼합 용액에서 투명한 유기층을 분리한 후, 분리된 투명 유기층을 진공 건조하여 과량의 트리클로로메틸실란을 제거하였다. 이로써, 투명한 액상의 (6-t-부톡시헥실)디클로로메틸실란을 얻었다(수율 84 %).After separating the transparent organic layer from the mixed solution, the separated transparent organic layer was vacuum dried to remove excess trichloromethylsilane. Thus, a transparent liquid (6-t-butoxyhexyl) dichloromethylsilane was obtained (yield: 84%).

1H NMR(500 MHz, CDCl3, 7.24 ppm): 0.76(3H, s), 1.11(2H, t), 1.18(9H,s), 1.32~1.55(8H, m), 3.33(2H, t) 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3, 7.24 ppm): 0.76 (3H, s), 1.11 (2H, t), 1.18 (9H, s), 1.32 ~ 1.55 (8H, m), 3.33 (2H, t)

2 단계: (6-t-부톡시헥실)(메틸)-비스(2-메틸-4-페닐인데닐)실란의 제조Step 2: Preparation of (6-t-butoxyhexyl) (methyl) -bis (2-methyl-4-phenylindenyl) silane

77 mL의 2-메틸-4-페닐인덴 톨루엔/THF=10/1 용액(34.9 mmol)에 n-부틸리튬 용액(2.5 M, 헥산 용매) 15.4 mL를 0 ℃에서 천천히 적가하였고, 80 ℃에서 1시간 동안 교반한 뒤 상온에서 하루 동안 교반하였다. 그 후, -78 ℃에서 상기 혼합 용액에 앞서 제조한 (6-t-부톡시헥실)디클로로메틸실란 5 g을 천천히 적가하였고, 약 10 분 동안 교반한 뒤 80 ℃에서 1 시간 동안 교반하였다. 그 뒤 물을 가하여 유기층을 분리한 뒤 실리카 컬럼 정제하고 진공 건조하여 끈끈한 노란색 오일을 78%의 수율로 얻었다(racemic:meso = 1:1)15.4 mL of n-butyllithium solution (2.5 M, hexane solvent) was slowly added dropwise to 77 mL of 2-methyl-4-phenylindene toluene / THF = 10/1 solution (34.9 mmol) The mixture was stirred for 1 hour and then at room temperature for one day. Subsequently, 5 g of the (6-t-butoxyhexyl) dichloromethylsilane prepared previously was slowly added dropwise to the mixed solution at -78 ° C, and the mixture was stirred for about 10 minutes and then at 80 ° C for 1 hour. Then, the organic layer was separated by adding water, and the silica column was purified and vacuum dried to obtain a sticky yellow oil in a yield of 78% (racemic: meso = 1: 1)

1H NMR(500 MHz, CDCl3, 7.24 ppm): 0.10(3H, s), 0.98(2H, t), 1.25(9H, s), 1.36~1.50(8H, m), 1.62(8H, m), 2.26(6H, s), 3.34(2H, t), 3.81(2H, s), 6.87(2H, s), 7.25(2H, t), 7.35(2H, t), 7.45(4H, d), 7.53(4H, t), 7.61(4H, d) 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 , 7.24 ppm): 0.10 (3H, s), 0.98 (2H, t), 1.25 (9H, s), 1.36-1.50 , 2.26 (6H, s), 3.34 (2H, t), 3.81 (2H, s), 6.87 7.53 (4 H, t), 7.61 (4 H, d)

3 단계: [(6-t-부톡시헥실메틸실란-디일)-비스(2-메틸-4-페닐인데닐)] 지르코늄 디클로라이드의 제조Step 3: Preparation of [(6-t-butoxyhexylmethylsilane-diyl) -bis (2-methyl-4-phenylindenyl)] zirconium dichloride

앞서 제조한 (6-t-부톡시헥실)(메틸)비스(2-메틸-4-페닐)인데닐실란 에테르/헥산=1/1 용액(3.37 mmol) 50 mL에 n-부틸리튬 용액(2.5 M in 헥산) 3.0 mL를 -78 ℃에서 천천히 적가한 후, 상온에서 약 2 시간 동안 교반한 뒤 진공 건조하였다. 그 뒤, 헥산으로 염을 세척한 후 여과 및 진공 건조하여 노란색의 고체를 얻었다. 글로브 박스(glove box) 내에서 합성한 리간드 염(ligand salt)와 비스(N,N'-디페닐-1,3-프로판디아미도)디클로로지르코늄 비스(테트라하이드로퓨란) [Zr(C5H6NCH2CH2CH2NC5H6)Cl2(C4H8O)2]을 쉬링크 플라스크(schlenk flask)에 칭량(weighing)한 후, -78 ℃에서 에테르를 천천히 적가한 뒤 상온에서 하루 동안 교반하였다. 이후에, 붉은색 반응 용액을 여과 분리한 후 HCl 에테르 용액(1M) 4 당량을 -78 ℃에서 천천히 적가한 후 상온에서 3 시간 동안 교반하였다. 이후 여과하고 진공 건조하여 오렌지색 고체 성분의 안사-메탈로센 화합물을 85%의 수율로 얻었다(racemic:meso = 10:1).To a solution of the above-prepared (6-t-butoxyhexyl) (methyl) bis (2-methyl-4-phenyl) indenylsilane ether / hexane = 1/1 solution (3.37 mmol) in n-butyl lithium M in hexane) was slowly added dropwise at -78 ° C, stirred at room temperature for about 2 hours, and then vacuum-dried. Then, the salt was washed with hexane, followed by filtration and vacuum drying to obtain a yellow solid. The ligand salt synthesized in a glove box and bis (N, N'-diphenyl-1,3-propanediamido) dichlorozirconium bis (tetrahydrofuran) [Zr (C 5 H 6 NCH 2 CH 2 CH 2 NC 5 H 6 ) Cl 2 (C 4 H 8 O) 2 ] was weighed in a Schlenk flask, ether was slowly added dropwise at -78 ° C., And stirred for one day. Thereafter, the red reaction solution was separated by filtration, 4 equivalents of an HCl ether solution (1M) was slowly added dropwise at -78 ° C, and the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. Filtration and vacuum drying afforded the anthra-metallocene compound as an orange solid in 85% yield (racemic: meso = 10: 1).

1H NMR(500 MHz, C6D6, 7.24 ppm): 1.19(9H, s), 1.32(3H, s), 1.48~1.86(10H, m), 2.25(6H, s), 3.37(2H, t), 6.95(2H, s), 7.13(2H, t), 7.36(2H, d), 7.43(6H, t), 7.62(4H, d), 7.67(2H, d) 1 H NMR (500 MHz, C 6 D 6, 7.24 ppm): 1.19 (9H, s), 1.32 (3H, s), 1.48 ~ 1.86 (10H, m), 2.25 (6H, s), 3.37 (2H, d), 7.67 (2H, d), 7.63 (2H, d), 6.95

담지된 촉매의 제조Preparation of Supported Catalyst

실리카 XPO 2212, 3 g을 쉬링크 플라스크에 미리 칭량한 후 메틸알루미녹산(MAO) 52 mmol을 넣어 95 ℃에서 24 시간 동안 반응시켰다. 침전후 상층부는 제거하고 톨루엔으로 2회에 걸쳐 세척하였다. 상기에서 합성한 안사-메탈로센 화합물 240 μmol을 톨루엔에 녹인 후, 48 ℃에서 5 시간 동안 반응시켰다. 반응 종료 후 침전이 끝나면, 상층부 용액은 제거하고 남은 반응 생성물을 톨루엔으로 세척하였다. 트리틸테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 240 μmol를 77 ℃에서 5 시간 동안 반응시켰다. 반응을 종료한 후 톨루엔으로 세척하였고, 헥산으로 재차 세척한 후 진공 건조하여 고체 입자 형태의 실리카 담지 메탈로센 촉매 5 g을 얻었다.
Silica XPO 2212, 3 g, was preliminarily weighed into a shrinking flask, and then 52 mmol of methylaluminoxane (MAO) was added thereto, followed by reaction at 95 ° C for 24 hours. After precipitation, the upper layer was removed and washed twice with toluene. 240 占 퐉 ol of the synthesized anthra-metallocene compound was dissolved in toluene and reacted at 48 占 폚 for 5 hours. After the completion of the reaction, the upper layer solution was removed and the remaining reaction product was washed with toluene. 240 ol ol of trityl tetrakis (pentafluorophenyl) borate was reacted at 77 캜 for 5 hours. After completion of the reaction, the reaction mixture was washed with toluene, washed again with hexane, and vacuum-dried to obtain 5 g of silica-supported metallocene catalyst in the form of solid particles.

[실시예 2][Example 2]

하기 표 1에 기재된 바와 같은 조건 하에서, 상기와 같이 화학식 3의 안사-메탈로센 화합물을 만들고, 실리카에 메틸알루미녹산을 담지한 이후에 상기 메탈로센 화합물을 담지하였으며, 이후 추가로 보론계 조촉매를 담지하여 올레핀 중합용 담지 촉매를 제조하였다. Under the conditions shown in Table 1 below, the anthra-metallocene compound of Formula 3 was prepared as described above, and the metallocene compound was supported on the silica after supporting methylaluminoxane. Then, the boron- Supported catalyst to prepare an olefin polymerization supported catalyst.

담지된 촉매의 제조Preparation of Supported Catalyst

실리카 XPO 2410, 3 g을 쉬링크 플라스크에 미리 칭량한 후 메틸알루미녹산(MAO) 40 mmol을 넣어 95 ℃에서 24 시간 동안 반응시켰다. 침전후 상층부는 제거하고 톨루엔으로 2 회에 걸쳐 세척하였다. 상기에서 합성한 안사-메탈로센 화합물 360 μmol을 톨루엔에 녹인 후, 75 ℃에서 5 시간 동안 반응시켰다. 반응 종료 후 침전이 끝나면, 상층부 용액은 제거하고 남은 반응 생성물을 톨루엔으로 세척하였다. 디메틸아닐리니윰테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 252 μmol를 75 ℃에서 5 시간 동안 반응시켰다. 반응을 종료한 후 톨루엔으로 세척하였고, 헥산으로 재차 세척한 후 진공 건조하여 고체 입자 형태의 실리카 담지 메탈로센 촉매를 얻었다.
Silica XPO 2410 (3 g) was preliminarily weighed into a shrinkage flask, and 40 mmol of methylaluminoxane (MAO) was added thereto, followed by reaction at 95 ° C for 24 hours. After precipitation, the upper layer was removed and washed twice with toluene. After dissolving 360 μmol of the synthesized anthra-metallocene compound in toluene, the mixture was reacted at 75 ° C. for 5 hours. After the completion of the reaction, the upper layer solution was removed and the remaining reaction product was washed with toluene. And 252 μmol of dimethylanilinium tetrakis (pentafluorophenyl) borate were reacted at 75 ° C for 5 hours. After completion of the reaction, the reaction mixture was washed with toluene, washed again with hexane, and vacuum dried to obtain a silica-supported metallocene catalyst in the form of solid particles.

[실시예 3][Example 3]

하기 표 1에 기재된 바와 같은 조건 하에서, 상기와 같이 화학식 3의 안사-메탈로센 화합물을 만들고, 실리카에 메틸알루미녹산을 담지한 이후에 상기 메탈로센 화합물을 담지하였으며, 이후 추가로 보론계 조촉매를 담지하여 올레핀 중합용 담지 촉매를 제조하였다. Under the conditions shown in Table 1 below, the anthra-metallocene compound of Formula 3 was prepared as described above, and the metallocene compound was supported on the silica after supporting methylaluminoxane. Then, the boron- Supported catalyst to prepare an olefin polymerization supported catalyst.

담지된 촉매의 제조Preparation of Supported Catalyst

실리카 L203F, 3 g을 쉬링크 플라스크에 미리 칭량한 후 메틸알루미녹산(MAO) 40 mmol을 넣어 95 ℃에서 24 시간 동안 반응시켰다. 침전후 상층부는 제거하고 톨루엔으로 2회에 걸쳐 세척하였다. 상기에서 합성한 안사-메탈로센 화합물 360 μmol을 톨루엔에 녹인 후, 75 ℃에서 5 시간 동안 반응시켰다. 반응 종료 후 침전이 끝나면, 상층부 용액은 제거하고 남은 반응 생성물을 톨루엔으로 세척하였다. 디메틸아닐리니윰테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 252 μmol를 75 ℃에서 5 시간 동안 반응시켰다. 반응 종료한 후 톨루엔으로 세척하였고, 헥산으로 재차 세척한 후 진공 건조하여 고체 입자 형태의 실리카 담지 메탈로센 촉매를 얻었다.
3 g of silica L203F was preliminarily weighed in a shrinking flask, and 40 mmol of methylaluminoxane (MAO) was added thereto, followed by reaction at 95 ° C. for 24 hours. After precipitation, the upper layer was removed and washed twice with toluene. After dissolving 360 μmol of the synthesized anthra-metallocene compound in toluene, the mixture was reacted at 75 ° C. for 5 hours. After the completion of the reaction, the upper layer solution was removed and the remaining reaction product was washed with toluene. And 252 μmol of dimethylanilinium tetrakis (pentafluorophenyl) borate were reacted at 75 ° C for 5 hours. After completion of the reaction, the reaction product was washed with toluene, washed again with hexane, and vacuum dried to obtain a silica-supported metallocene catalyst in the form of solid particles.

[실시예 4][Example 4]

하기 표 1에 기재된 바와 같은 조건 하에서, 상기와 같이 화학식 3의 안사-메탈로센 화합물을 만들고, 실리카에 메틸알루미녹산을 담지한 이후에 상기 메탈로센 화합물을 담지하였으며, 이후 추가로 보론계 조촉매를 담지하여 올레핀 중합용 담지 촉매를 제조하였다. Under the conditions shown in Table 1 below, the anthra-metallocene compound of Formula 3 was prepared as described above, and the metallocene compound was supported on the silica after supporting methylaluminoxane. Then, the boron- Supported catalyst to prepare an olefin polymerization supported catalyst.

담지된 촉매의 제조Preparation of Supported Catalyst

실리카 L203F, 3 g을 쉬링크 플라스크에 미리 칭량한 후 메틸알루미녹산(MAO) 40 mmol을 넣어 95 ℃에서 24 시간 동안 반응시켰다. 침전후 상층부는 제거하고 톨루엔으로 2회에 걸쳐 세척하였다. 상기에서 합성한 안사-메탈로센 화합물480 μmol을 톨루엔에 녹인 후, 75 ℃에서 5 시간 동안 반응시켰다. 반응 종료 후 침전이 끝나면, 상층부 용액은 제거하고 남은 반응 생성물을 톨루엔으로 세척하였다. 디메틸아닐리니윰테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 192 μmol를 75 ℃에서 5 시간 동안 반응시켰다. 반응 종료한 후 톨루엔으로 세척하였고, 헥산으로 재차 세척한 후 진공 건조하여 고체 입자 형태의 실리카 담지 메탈로센 촉매를 얻었다.
3 g of silica L203F was preliminarily weighed in a shrinking flask, and 40 mmol of methylaluminoxane (MAO) was added thereto, followed by reaction at 95 ° C. for 24 hours. After precipitation, the upper layer was removed and washed twice with toluene. The synthesized anthra-metallocene compound (480 μmol) was dissolved in toluene and reacted at 75 ° C. for 5 hours. After the completion of the reaction, the upper layer solution was removed and the remaining reaction product was washed with toluene. Dimethylanilinium tetrakis (pentafluorophenyl) borate (192 μmol) were reacted at 75 ° C. for 5 hours. After completion of the reaction, the reaction product was washed with toluene, washed again with hexane, and vacuum dried to obtain a silica-supported metallocene catalyst in the form of solid particles.

[실시예 5][Example 5]

하기 표 1에 기재된 바와 같은 조건 하에서, 상기와 같이 화학식 3의 안사-메탈로센 화합물을 만들고, 실리카에 메틸알루미녹산을 담지한 이후에 상기 메탈로센 화합물을 담지하였으며, 이후 추가로 보론계 조촉매를 담지하여 올레핀 중합용 담지 촉매를 제조하였다. Under the conditions shown in Table 1 below, the anthra-metallocene compound of Formula 3 was prepared as described above, and the metallocene compound was supported on the silica after supporting methylaluminoxane. Then, the boron- Supported catalyst to prepare an olefin polymerization supported catalyst.

담지된 촉매의 제조Preparation of Supported Catalyst

실리카 L203F, 3 g을 쉬링크 플라스크에 미리 칭량한 후 메틸알루미녹산(MAO) 40 mmol을 넣어 95 ℃에서 24 시간 동안 반응시켰다. 침전후 상층부는 제거하고 톨루엔으로 2회에 걸쳐 세척하였다. 상기에서 합성한 안사-메탈로센 화합물 480 μmol을 톨루엔에 녹인 후, 75 ℃에서 5 시간 동안 반응시켰다. 반응 종료 후 침전이 끝나면, 상층부 용액은 제거하고 남은 반응 생성물을 톨루엔으로 세척하였다. 디메틸아닐리니윰테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 336 μmol를 75 ℃에서 5 시간 동안 반응시켰다. 반응 종료한 후 톨루엔으로 세척하였고, 헥산으로 재차 세척한 후 진공 건조하여 고체 입자 형태의 실리카 담지 메탈로센 촉매를 얻었다.
3 g of silica L203F was preliminarily weighed in a shrinking flask, and 40 mmol of methylaluminoxane (MAO) was added thereto, followed by reaction at 95 ° C. for 24 hours. After precipitation, the upper layer was removed and washed twice with toluene. The synthesized anthra-metallocene compound (480 μmol) was dissolved in toluene and reacted at 75 ° C. for 5 hours. After the completion of the reaction, the upper layer solution was removed and the remaining reaction product was washed with toluene. 336 占 퐉 ol of dimethylanilinium tetrakis (pentafluorophenyl) borate was reacted at 75 占 폚 for 5 hours. After completion of the reaction, the reaction product was washed with toluene, washed again with hexane, and vacuum dried to obtain a silica-supported metallocene catalyst in the form of solid particles.

[실시예 6][Example 6]

하기 표 1에 기재된 바와 같은 조건 하에서, 상기와 같이 화학식 3의 안사-메탈로센 화합물을 만들고, 실리카에 메틸알루미녹산을 담지한 이후에 상기 메탈로센 화합물을 담지하였으며, 이후 추가로 보론계 조촉매를 담지하여 올레핀 중합용 담지 촉매를 제조하였다. Under the conditions shown in Table 1 below, the anthra-metallocene compound of Formula 3 was prepared as described above, and the metallocene compound was supported on the silica after supporting methylaluminoxane. Then, the boron- Supported catalyst to prepare an olefin polymerization supported catalyst.

담지된 촉매의 제조Preparation of Supported Catalyst

실리카 XPO 2212, 3 g을 쉬링크 플라스크에 미리 칭량한 후 메틸알루미녹산(MAO) 52 mmol을 넣어 95 ℃에서 24 시간 동안 반응시켰다. 침전 후 상층부는 제거하고 톨루엔으로 2회에 걸쳐 세척하였다. 상기에서 합성한 안사-메탈로센 화합물 240 μmol을 톨루엔에 녹인 후, 40 ℃에서 5 시간 동안 반응시켰다. 반응 종료 후 침전이 끝나면, 상층부 용액은 제거하고 남은 반응 생성물을 톨루엔으로 세척하였다. 디메틸아닐리니윰테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 240 μmol를 70 ℃에서 5 시간 동안 반응시켰다. 반응을 종료한 후 톨루엔으로 세척하였고, 헥산으로 재차 세척한 후 진공 건조하여 고체 입자 형태의 실리카 담지 메탈로센 촉매를 얻었다.
Silica XPO 2212, 3 g, was preliminarily weighed into a shrinking flask, and then 52 mmol of methylaluminoxane (MAO) was added thereto, followed by reaction at 95 ° C for 24 hours. After precipitation, the upper layer was removed and washed twice with toluene. 240 ol mol of the synthesized anthra-metallocene compound was dissolved in toluene and reacted at 40 캜 for 5 hours. After the completion of the reaction, the upper layer solution was removed and the remaining reaction product was washed with toluene. Dimethylanilinium tetrakis (pentafluorophenyl) borate (240 μmol) was reacted at 70 ° C for 5 hours. After completion of the reaction, the reaction mixture was washed with toluene, washed again with hexane, and vacuum dried to obtain a silica-supported metallocene catalyst in the form of solid particles.

[비교예 1][Comparative Example 1]

조촉매로서 메틸알루미녹산만을 담지하고 별도의 보론계 조촉매를 사용하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 안사-메탈로센 화합물을 포함하는 올레핀 중합용 담지 촉매를 제조하였다.
A supported catalyst for olefin polymerization containing an anisometallocene compound was prepared in the same manner as in Example 1 except that only methyl aluminoxane was supported as a cocatalyst and no additional boron cocatalyst was used.

[비교예 2][Comparative Example 2]

조촉매로서 메틸알루미녹산만을 담지하고 별도의 보론계 조촉매를 사용하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방법으로 안사-메탈로센 화합물을 포함하는 올레핀 중합용 담지 촉매를 제조하였다.
A supported catalyst for olefin polymerization containing an anisometallocene compound was prepared in the same manner as in Example 2 except that only methyl aluminoxane was supported as a cocatalyst and no separate boron cocatalyst was used.

[비교예 3][Comparative Example 3]

조촉매로서 메틸알루미녹산만을 담지하고 별도의 보론계 조촉매를 사용하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일한 방법으로 안사-메탈로센 화합물을 포함하는 올레핀 중합용 담지 촉매를 제조하였다.
A supported catalyst for olefin polymerization containing an anisometallocene compound was prepared in the same manner as in Example 3, except that only methyl aluminoxane was supported as a cocatalyst and no additional boron cocatalyst was used.

[비교예 4][Comparative Example 4]

안사-메탈로센 화합물로서 하기의 화학식 4로 표시되는 것을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 6과 동일한 방법으로 올레핀 중합용 담지 촉매를 제조하였다. A supported catalyst for olefin polymerization was prepared in the same manner as in Example 6, except that an anisate-metallocene compound represented by the following formula (4) was used.

특히, 다음과 같은 방법으로 화학식 4의 안사-메탈로센 화합물 및 이를 포함하는 올레핀 중합용 촉매를 제조하였다.In particular, an anisma-metallocene compound of Formula 4 and a catalyst for olefin polymerization comprising the same were prepared in the following manner.

[화학식 4][Chemical Formula 4]

Figure 112013041628481-pat00006
Figure 112013041628481-pat00006

메탈로센 화합물의 제조Preparation of metallocene compounds

1 단계: 디메틸비스(2-메틸-4페닐인데닐)실란의 제조Step 1: Preparation of dimethyl bis (2-methyl-4-phenylindenyl) silane

77 mL의 2-메틸-4-페닐인덴 톨루엔/THF=10/1 용액(49.5 mmol)에 n-부틸리튬 용액(2.5 M, 헥산 용매) 21.8 mL를 0 ℃에서 천천히 적가하고, 80 ℃에서 1 시간 동안 교반한 뒤 상온에서 하루 동안 교반하였다. 그 후, 0 ℃ 이하에서 디클로로메틸실란 2.98 mL를 천천히 적가하고, 약 10 분 동안 교반한 뒤 80 ℃로 온도를 올려 1 시간 동안 교반하였다. 그 뒤 물을 가하여 유기층을 분리한 뒤 실리카 컬럼 정제하고 진공 건조하여 끈끈한 노란색 오일을 61%의 수율로 얻었다(racemic:meso = 1:1).21.8 mL of n-butyllithium solution (2.5 M, hexane solvent) was slowly added dropwise to 77 mL of 2-methyl-4-phenylindene toluene / THF = 10/1 solution (49.5 mmol) at 0 ° C, The mixture was stirred for 1 hour and then at room temperature for one day. Thereafter, 2.98 mL of dichloromethylsilane was slowly added dropwise at 0 DEG C or lower, stirred for about 10 minutes, then heated to 80 DEG C and stirred for 1 hour. The organic layer was separated by adding water, and the silica column was purified and vacuum dried to obtain a sticky yellow oil (yield: racemic: meso = 1: 1).

1H NMR(500 MHz, CDCl3, 7.24 ppm): 0.02(6H, s), 2.37(6H, s), 4.00(2H, s), 6.87(2H, t), 7.38(2H, t), 7.45(2H, t), 7.57(4H, d), 7.65(4H, t), 7.75(4H, d) 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3, 7.24 ppm): 0.02 (6H, s), 2.37 (6H, s), 4.00 (2H, s), 6.87 (2H, t), 7.38 (2H, t), 7.45 (2H, t), 7.57 (4H, d), 7.65 (4H, t), 7.75

2 단계: [디메틸실란디일비스(2-메틸-4-페닐인데닐)] 지르코늄 디클로라이드의 제조Step 2: Preparation of [dimethylsilanediylbis (2-methyl-4-phenylindenyl)] zirconium dichloride

240 mL의 디메틸비스(2-메틸-4-페닐인데닐)실란 에테르/헥산=1/1 용액(12.4 mmol)에 n-부틸리튬 용액(2.5 M in 헥산) 10.9 mL를 -78 ℃에서 천천히 적가하였다. 그 뒤, 상온에서 하루 동안 교반한 뒤 여과하고 진공 건조하여 연한 노란색의 고체를 얻었다. 글로브 박스(glove box) 내에서 합성한 리간드 염(ligand salt)과 비스(N,N'-디페닐-1,3-프로판디아미도)디클로로지르코늄비스(테트라하이드로퓨란)을 쉬링크 플라스크(schlenk flask)에 칭량(weighing)한 후, -78 ℃에서 에테르를 천천히 적가한 뒤 상온에서 하루 동안 교반하였다. 붉은색의 용액을 여과 분리한 후 진공 건조하고 톨루엔/에테르 = 1/2 용액을 가하여 깨끗한 붉은 색 용액을 얻었다. HCl 에테르 용액(1M) 1.5~2 당량을 -78 ℃에서 천천히 적가한 후 상온에서 3시간 동안 교반하였다. 이후 여과하고 진공 건조하여 오렌지색 고체 성분의 촉매를 70%의 수율로 얻었다(racemic only).10.9 mL of a n-butyllithium solution (2.5 M in hexane) was slowly added dropwise to 240 mL of a dimethyl bis (2-methyl-4-phenylindenyl) silane ether / hexane = 1/1 solution (12.4 mmol) Respectively. Thereafter, the mixture was stirred at room temperature for one day, filtered and vacuum dried to obtain a pale yellow solid. The ligand salt synthesized in a glove box and bis (N, N'-diphenyl-1,3-propanediamido) dichloro zirconium bis (tetrahydrofuran) were dissolved in a Schlenk flask ), Ether was slowly added dropwise at -78 ° C, and the mixture was stirred at room temperature for one day. The red solution was separated by filtration, dried in vacuo, and a toluene / ether = 1/2 solution was added to obtain a clear red solution. 1.5-2 equivalent of HCl ether solution (1M) was slowly added dropwise at -78 deg. C, followed by stirring at room temperature for 3 hours. After filtration and vacuum drying, the catalyst of orange solid component was obtained in a yield of 70% (racemic only).

1H NMR(500 MHz, C6D6, 7.24 ppm): 1.32(6H, s), 2.24(6H, s), 6.93(2H, s), 7.10(2H, t), 7.32(2H, t), 7.36(2H, d), 7.43(4H, t), 7.60(4H, d), 7.64(2H, d) 1 H NMR (500 MHz, C 6 D 6, 7.24 ppm): 1.32 (6H, s), 2.24 (6H, s), 6.93 (2H, s), 7.10 (2H, t), 7.32 (2H, t) , 7.36 (2H, d), 7.43 (4H, t), 7.60 (4H, d), 7.64

담지된 촉매의 제조Preparation of Supported Catalyst

실리카 XPO 2212, 3 g을 쉬링크 플라스크에 미리 칭량한 후 메틸알루미녹산(MAO) 52 mmol을 넣어 95 ℃에서 24 시간 동안 반응시켰다. 침전후 상층부는 제거하고 톨루엔으로 2회에 걸쳐 세척하였다. 상기에서 합성한 화학식 4의 안사-메탈로센 화합물, 즉, 디메틸실란디일비스(2-메틸-4-페닐인데닐)] 지르코늄 디클로라이드를 240 μmol을 톨루엔에 녹인 후, 40 ℃에서 5 시간 동안 반응시켰다. 반응 종료 후 침전이 끝나면, 상층부 용액은 제거하고 남은 반응 생성물을 톨루엔으로 세척하였다. 디메틸아닐리니윰테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 240 μmol를 75 ℃에서 5 시간 동안 반응시켰다. 반응 종료한 후 톨루엔으로 세척하였고, 헥산으로 재차 세척한 후 진공 건조하여 고체 입자 형태의 실리카 담지 메탈로센 촉매를 얻었다.
Silica XPO 2212, 3 g, was preliminarily weighed into a shrinking flask, and then 52 mmol of methylaluminoxane (MAO) was added thereto, followed by reaction at 95 ° C for 24 hours. After precipitation, the upper layer was removed and washed twice with toluene. 240 [mu] mol of the anthra-metallocene compound of the formula 4 synthesized above, i.e., dimethylsilanediylbis (2-methyl-4-phenylindenyl)] zirconium dichloride was dissolved in toluene, Lt; / RTI > After the completion of the reaction, the upper layer solution was removed and the remaining reaction product was washed with toluene. Dimethylanilinium tetrakis (pentafluorophenyl) borate (240 μmol) was reacted at 75 ° C for 5 hours. After completion of the reaction, the reaction product was washed with toluene, washed again with hexane, and vacuum dried to obtain a silica-supported metallocene catalyst in the form of solid particles.

[비교예 5][Comparative Example 5]

안사-메탈로센 화합물로서 하기의 화학식 5로 표시되는 것을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 6과 동일한 방법으로 올레핀 중합용 담지 촉매를 제조하였다. A supported catalyst for olefin polymerization was prepared in the same manner as in Example 6 except that an anisate-metallocene compound represented by the following formula (5) was used.

특히, 다음과 같은 방법으로 화학식 5의 안사-메탈로센 화합물 및 이를 포함하는 올레핀 중합용 촉매를 제조하였다. In particular, an anisma-metallocene compound of Formula 5 and a catalyst for olefin polymerization comprising the same were prepared in the following manner.

[화학식 5][Chemical Formula 5]

Figure 112013041628481-pat00007
Figure 112013041628481-pat00007

메탈로센 화합물의 제조Preparation of metallocene compounds

1 단계: 디메틸비스(2-메틸-4,6-디이소프로필인데닐)실란의 제조Step 1: Preparation of dimethyl bis (2-methyl-4,6-diisopropylindenyl) silane

10 mL의 2-메틸-4,6-이소프로필인덴 용액(3.45 mmol in 에테르)에 7.83 mL의 n-부틸리튬 용액(2.5 M in 헥산)을 0 ℃에서 천천히 적가한 후에, 상기 혼합 용액을 상온에서 약 3 시간 동안 교반하였다. 그 후, 0 ℃ 이하에서 디클로로메틸실란 0.2 mL를 천천히 적가하고, 약 10 분 동안 교반한 뒤 상온으로 온돌르 올려 3 시간 동안 교반하였다. 이어서, 상기 반응 생성물을 여과 및 진공 건조하여 7.83 mL of n-butyllithium solution (2.5 M in hexane) was slowly added dropwise to 10 mL of a solution of 2-methyl-4,6-isopropylindene (3.45 mmol in ether) at 0 ° C, The mixture was stirred at room temperature for about 3 hours. Thereafter, 0.2 mL of dichloromethylsilane was slowly added dropwise at 0 占 폚 or lower, and the mixture was stirred for about 10 minutes, and then the mixture was stirred at room temperature for 3 hours. The reaction product was then filtered and vacuum dried to give

1H NMR(500 MHz, CDCl3, 7.24 ppm): 0.39(6H, s), 1.30~1.23(24H, m), 2.25(6H, m), 2.91(2H, q), 3.18(2H, q), 3.53(2H, s), 6.71(2H, s), 6.95(2H, s), 7.14(2H, s) 1 H NMR (500 MHz, CDCl 3, 7.24 ppm): 0.39 (6H, s), 1.30 ~ 1.23 (24H, m), 2.25 (6H, m), 2.91 (2H, q), 3.18 (2H, q) , 3.53 (2H, s), 6.71 (2H, s), 6.95 (2H, s), 7.14

2 단계: [디메틸실란디일비스(2-메틸-4,6-디이소프로필인데닐)] 지르코늄 디클로라이드의 제조Step 2: Preparation of [dimethylsilanediylbis (2-methyl-4,6-diisopropylindenyl)] zirconium dichloride

10 mL의 디메틸비스(2-메틸-4,6-디이소프로필인데닐)실란 용액(2.55 mmol in 에테르)에 n-부틸리튬 용액(2.5 M in 헥산) 2.3 mL를 0 ℃에서 천천히 적가한 후, 상온에서 약 4 시간 동안 교반한 뒤 진공 건조하였다. 그 후에, 헥산으로 염을 세척한 후 여과 및 진공 건조하여 흰색의 고체를 얻었다. 여기에 톨루엔과 디메톡시에탄을 가하여 녹인 뒤, -78 ℃에서 ZrCl4 톨루엔 슬러리를 가하여 상온에서 약 3 시간 동안 교반하였다. 이후 진공 건조하고 헥산을 가한 뒤 저온에서 여과하여 [디메틸실란디일비스(2-메틸-4,6-디이소프로필인데닐)] 지르코늄 디클로라이드를 얻었다(racemic:meso = 1:1). 2.3 mL of a n-butyllithium solution (2.5 M in hexane) was slowly added dropwise to 10 mL of a dimethyl bis (2-methyl-4,6-diisopropylindenyl) silane solution (2.55 mmol in ether) , Stirred at room temperature for about 4 hours, and vacuum dried. Thereafter, the salt was washed with hexane, followed by filtration and vacuum drying to obtain a white solid. After dissolving it in toluene and dimethoxyethane, ZrCl 4 toluene slurry was added thereto at -78 ° C, and the mixture was stirred at room temperature for about 3 hours. After drying in vacuo, hexane was added and the mixture was filtered at a low temperature to obtain [dimethylsilanediylbis (2-methyl-4,6-diisopropylindenyl)] zirconium dichloride (racemic: meso = 1: 1).

1H NMR(500 MHz, C6D6, 7.24 ppm): 1.19~1.34(30H, m), 2.22(6H, s), 2.84(2H, q), 3.03(2H, q), 6.79(2H, s), 7.04(2H, q), 7.27(2H, s) 1 H NMR (500 MHz, C 6 D 6, 7.24 ppm): 1.19 ~ 1.34 (30H, m), 2.22 (6H, s), 2.84 (2H, q), 3.03 (2H, q), 6.79 (2H, s), 7.04 (2H, q), 7.27 (2H, s)

담지된 촉매의 제조Preparation of Supported Catalyst

실리카 XPO 2212, 3 g을 쉬링크 플라스크에 미리 칭량한 후 메틸알루미녹산(MAO) 52 mmol을 넣어 95 ℃에서 24 시간 동안 반응시켰다. 침전후 상층부는 제거하고 톨루엔으로 2회에 걸쳐 세척하였다. 상기에서 합성한 화학식 5의 안사-메탈로센 화합물, 즉, 디메틸실란디일비스(2-메틸-4-페닐인데닐)] 지르코늄 디클로라이드를 240 μmol을 톨루엔에 녹인 후, 40 ℃에서 5 시간 동안 반응시켰다. 반응 종료 후 침전이 끝나면, 상층부 용액은 제거하고 남은 반응 생성물을 톨루엔으로 세척하였다. 디메틸아닐리니윰테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 240 μmol를 75 ℃에서 5 시간 동안 반응시켰다. 반응 종료한 후 톨루엔으로 세척하였고, 헥산으로 재차 세척한 후 진공 건조하여 고체 입자 형태의 실리카 담지 메탈로센 촉매를 얻었다.
Silica XPO 2212, 3 g, was preliminarily weighed into a shrinking flask, and then 52 mmol of methylaluminoxane (MAO) was added thereto, followed by reaction at 95 ° C for 24 hours. After precipitation, the upper layer was removed and washed twice with toluene. After dissolving 240 μmol of the anthra-metallocene compound of the formula 5 synthesized above, ie, dimethylsilanediylbis (2-methyl-4-phenylindenyl)] zirconium dichloride in toluene, Lt; / RTI > After the completion of the reaction, the upper layer solution was removed and the remaining reaction product was washed with toluene. Dimethylanilinium tetrakis (pentafluorophenyl) borate (240 μmol) was reacted at 75 ° C for 5 hours. After completion of the reaction, the reaction product was washed with toluene, washed again with hexane, and vacuum dried to obtain a silica-supported metallocene catalyst in the form of solid particles.

담체
종류
carrier
Kinds
MAO
함량
(mmol)
MAO
content
(mmol)
MAO
담지반응온도
(℃)
MAO
Supported reaction temperature
(° C)
MAO담지
반응시간
(hr)
MAO Carrying
Reaction time
(hr)
메탈로센촉매함량
(umol)
Metallocene catalyst content
(umol)
촉매담지반응온도
(℃)
Catalyst supporting reaction temperature
(° C)
촉매담지반응시간
(hr)
Catalyst supporting reaction time
(hr)
보레
이트
함량
(umol)
Borre
It
content
(umol)
보레이트/촉매
몰비
Borate / catalyst
Mole ratio
보레이트담지반응온도
(℃)
Borate supported reaction temperature
(° C)
보레이트담지반응시간
(hr)
Borate supported reaction time
(hr)
실시예
1
Example
One
XPO 2212XPO 2212 5252 9595 2424 240240 4848 55 TB
240
TB
240
1One 7777 55
실시예
2
Example
2
XPO 2410XPO 2410 4040 9595 2424 360360 7575 55 AB
252
AB
252
0.70.7 7575 55
실시예
3
Example
3
L203FL203F 4040 9595 2424 360360 7575 55 AB
252
AB
252
0.70.7 7575 55
실시예
4
Example
4
L203FL203F 4040 9595 2424 480480 7575 55 AB
192
AB
192
0.40.4 7575 55
실시예
5
Example
5
L203FL203F 4040 9595 2424 480480 7575 55 AB
336
AB
336
0.70.7 7575 55
실시예
6
Example
6
XPO 2212XPO 2212 5252 9595 2424 240240 4040 55 AB
240
AB
240
1One 7070 55
비교예
1
Comparative Example
One
XPO 2212XPO 2212 5252 9595 2424 240240 4848 55 -- -- -- --
비교예
2
Comparative Example
2
XPO 2410XPO 2410 4040 9595 2424 360360 7575 55 -- -- -- --
비교예
3
Comparative Example
3
L203FL203F 3030 9595 2424 240240 7575 55 -- -- -- --
비교예
4
Comparative Example
4
XPO
2212
XPO
2212
5252 9595 2424 240240 4040 55 AB
240
AB
240
1One 7575 55
비교예
5
Comparative Example
5
XPO
2212
XPO
2212
5252 9595 2424 240240 4040 55 AB
240
AB
240
1One 7575 55
TB: 트리틸테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, [Ph3C][B(C6F5)4]
AB:디메틸아닐리니윰테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, [HNMe2Ph][B(C6F5)4]
보레이트/촉매의 몰비는 안사-메탈로센 화합물 대비 보론계 조촉매 몰비임
TB: trityl tetrakis (pentafluorophenyl) borate, [Ph 3 C] [B (C 6 F 5 ) 4 ]
AB: Dimethylanilinium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, [HNMe 2 Ph] [B (C 6 F 5 ) 4 ]
The molar ratio of the borate / catalyst to the boron-based promoter molar ratio

[제조예 1~6 및 비교제조예 1~5][Production Examples 1 to 6 and Comparative Production Examples 1 to 5]

실시예 1~6 및 비교예 1~5를 통해 제조한 메탈로센 담지 촉매를 사용하여, 다음과 같은 방법으로 각각 폴리프로필렌(PP, polypropylene) 중합체를 제조하였다.
Polypropylene (PP) polymers were prepared in the following manner using the metallocene supported catalysts prepared in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 5, respectively.

프로필렌 중합Propylene polymerization

먼저, 2 L 스테인레스 반응기를 65 ℃에서 진공건조한 후 냉각하고, 실온에서 트리에틸알루미늄 1.5 mmol을 넣고, 수소를 0.37 L를 넣고, 1.5 L의 프로필렌을 순차적으로 투입하였다. 이후 10 분 동안 교반한 후, 실시예 1~10 및 비교예 1~3을 통해 제조한 메탈로센 담지촉매를 질소 압력으로 반응기에 투입하였다. 이후 반응기 온도를 70 ℃까지 5분 이내로 승온한 후 1 시간 동안 중합하였다. 반응 종료후 미반응된 프로필렌은 벤트하였다.First, a 2 L stainless steel reactor was vacuum dried at 65 deg. C and then cooled. 1.5 mmol of triethylaluminum was added at room temperature, 0.37 L of hydrogen was added, and 1.5 L of propylene was added sequentially. After stirring for 10 minutes, the supported metallocene catalysts prepared in Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 3 were introduced into the reactor under nitrogen pressure. Thereafter, the temperature of the reactor was elevated to 70 ° C within 5 minutes and then polymerized for 1 hour. After the completion of the reaction, unreacted propylene was bubbled.

이때, 사용된 안사메탈로센 화합물 질량, 담지촉매 질량, 생성된 폴리프로필렌 질량(kg), 및 활성을 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.At this time, the mass of the anammetallocene compound, the supported catalyst mass, the mass (kg) of the produced polypropylene, and the activity were measured and shown in Table 2 below.

<중합체의 물성 측정 방법>&Lt; Measurement method of physical properties of polymer &

촉매 활성: 단위 시간(h)을 기준으로 사용된 담지촉매 질량(g)당 생성된 중합체의 무게(kg PP)의 비 및 담지촉매에 들어있는 메탈로센화합물 함량(umol)당 생성된 중합체의 무게(kg PP)의 비로 계산하였다.
Catalytic activity: The ratio of the weight of the polymer produced per gram of supported catalyst mass (kg PP) to the weight of metallocene compound (umol) contained in the supported catalyst based on the unit time (h) Weight (kg PP).

실시예 1~6 및 비교예 1~5를 통해 제조한 메탈로센 담지촉매를 사용한 제조예 1~6 및 비교제조예 1~5의 중합 공정 조건 및 생성된 폴리프로필렌의 활성 측정 결과는 하기 표 2에 나타낸 바와 같다. The polymerization process conditions of Production Examples 1 to 6 and Comparative Production Examples 1 to 5 using the metallocene supported catalysts prepared through Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 5 and the measurement results of activity of the produced polypropylene are shown in the following Table As shown in Fig.

촉매 종류Catalyst type 액체
프로
필렌
(L)
Liquid
Pro
Filen
(L)
촉매량
(μmol)
Amount of catalyst
(μmol)
담지
촉매량
(g)
Bearing
Amount of catalyst
(g)
중합
방법
polymerization
Way
중합
온도
(℃)
polymerization
Temperature
(° C)
수소
(L)
Hydrogen
(L)
중합체(g)The polymer (g) 활성
(kg/
mmolㆍhr)
activation
(kg /
mmol · hr)
활성
(kg/
gCatㆍhr)
activation
(kg /
gCat 占 hr)
제조예1Production Example 1 실시예
1
Example
One
1.51.5 1.961.96 0.0520.052 벌크
중합
bulk
polymerization
7070 0.370.37 271271 138.5138.5 5.215.21
제조예2Production Example 2 실시예
2
Example
2
1.51.5 3.723.72 0.060.06 벌크
중합
bulk
polymerization
7070 0.370.37 430430 115.7115.7 7.177.17
제조예3Production Example 3 실시예
3
Example
3
1.51.5 3.643.64 0.0590.059 벌크
중합
bulk
polymerization
7070 0.370.37 401401 110110 6.86.8
제조예4Production Example 4 실시예
4
Example
4
1.51.5 2.582.58 0.0310.031 벌크
중합
bulk
polymerization
7070 0.370.37 381381 147.9147.9 12.212.2
제조예5Production Example 5 실시예
5
Example
5
1.51.5 2.52.5 0.030.03 벌크
중합
bulk
polymerization
7070 0.370.37 416416 166.7166.7 13.913.9
제조예6Production Example 6 실시예
6
Example
6
1.51.5 2.32.3 0.0610.061 벌크
중합
bulk
polymerization
7070 0.370.37 402402 175.1175.1 6.596.59
비교
제조예
1
compare
Manufacturing example
One
비교예
1
Comparative Example
One
1.51.5 2.142.14 0.0550.055 벌크
중합
bulk
polymerization
7070 0.370.37 194194 90.790.7 3.533.53
비교
제조예
2
compare
Manufacturing example
2
비교예
2
Comparative Example
2
1.51.5 3.723.72 0.0580.058 벌크
중합
bulk
polymerization
7070 0.370.37 269269 72.272.2 4.634.63
비교
제조예3
compare
Production Example 3
비교예
3
Comparative Example
3
1.51.5 2.762.76 0.0600.060 벌크
중합
bulk
polymerization
7070 0.370.37 137137 49.749.7 2.302.30
비교
제조예
4
compare
Manufacturing example
4
비교예
4
Comparative Example
4
1.51.5 5.505.50 0.1460.146 벌크
중합
bulk
polymerization
7070 0.370.37 8080 14.614.6 0.550.55
비교
제조예
5
compare
Manufacturing example
5
비교예
5
Comparative Example
5
1.51.5 5.505.50 0.1460.146 벌크
중합
bulk
polymerization
7070 0.370.37 -- -- --

상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 신규의 안사-메탈로센 화합물을 특정의 조촉매, 즉, 알킬알루미녹산과 보론계열의 조촉매와 함께 사용하여 제조된 실시예 1~6의 담지 촉매를 사용하여 폴리프로필렌 중합을 수행하였을 경우에, 기존에 알려진 안사-메탈로센 화합물을 사용하거나 기존의 방식으로 조촉매를 사용한 비교예 1~5의 담지 촉매에 비해 월등히 높은 촉매 활성을 나타내는 것을 알 수 있다. 특히, 2종의 조촉매를 사용한 비교 제조예 4와 비교 제조예 5보다도 월등히 우수한 촉매 활성을 나타내었는데, 비교 제조예 5의 경우엔 아예 폴리프로필렌 중합이 일어나지 않았다. As shown in Table 2 above, it was confirmed that the support of Examples 1 to 6, which was prepared by using the novel anisometalloc metallocene compound according to the present invention with a specific promoter, that is, using the alkylaluminoxane and the boron- Metallocene compounds were used as catalysts or polypropylene polymerization was carried out using catalysts or catalysts of comparative examples 1 to 5 which were prepared by conventional methods using conventional catalysts Able to know. Particularly, the catalytic activity was far superior to that of Comparative Production Example 4 and Comparative Production Example 5 using two kinds of promoters, and in Comparative Production Example 5, no polypropylene polymerization occurred.

한편, 보론계 조촉매의 함량이 안사메탈로센 화합물 대비 몰비로 0.7인 제조예 2~3 및 5의 경우가 더욱 우수한 촉매 활성을 나타냄을 알 수 있다. 또한, 보론계 조촉매로서 디메틸아닐리니윰테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트(AB)를 사용한 제조예 2~6에서 좀더 활성 증가에 크게 나타나는 것을 알 수 있다. On the other hand, Examples 2 to 3 and 5, wherein the molar ratio of the boron-containing promoter to the anhydro metallocene compound is 0.7, show better catalytic activity. In addition, it can be seen that activity increases more in Production Examples 2 to 6 using dimethylanilinium tetrakis (pentafluorophenyl) borate (AB) as a boron-based promoter.

이로써, 본 발명의 담지 촉매는 통상적인 알킬아루미녹산이 담지된 메탈로센 담지촉매 대비 높은 활성을 지니는 것을 알 수 있다. 이는 2종 조촉매, 특히 알킬알루미녹산계 조촉매, 및 보론계 조촉매를 담지했기 때문이라 할 수 있다. 이렇게 함으로써, 본 발명의 올레핀 중합용 촉매는 실리카의 상태, 메탈로센화합물의 담지량, 담지 반응중의 온도 및 시간에 상관없이 향상된 활성을 나타낼 수 있다.
As a result, it can be seen that the supported catalyst of the present invention has a higher activity than that of a metallocene supported catalyst which is supported on a common alkylaromatic acid. This can be attributed to the fact that a two-component catalyst, particularly an alkyl aluminoxane-based co-catalyst, and a boron-based co-catalyst were supported. By doing so, the catalyst for olefin polymerization of the present invention can exhibit improved activity irrespective of the state of silica, the amount of supported metallocene compound, and the temperature and time during the supporting reaction.

Claims (8)

하기 화학식 1로 표시되는 안사-메탈로센 화합물, 알킬알루미녹산계 조촉매, 및 보론계 조촉매가 담지된 올레핀 중합용 촉매:
[화학식 1]
Figure 112015124698819-pat00008

상기 화학식 1에서,
M1은 3족 전이금속, 4족 전이금속, 5족 전이금속, 란타나이드 계열의 전이금속 또는 악타나이드 계열의 전이금속이고;
X는 서로 동일하거나 상이한 할로겐이며;
A는 14족의 원소로서 인데닐기를 연결하는 브릿지 그룹(bridge group)이고;
R1은 탄소수 1 내지 4의 알킬이고;
R2는 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬이며;
R3 및 R3'은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 탄소수 1 내지 6의 알킬이며;
R4 및 R4'은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 탄소수 6 내지 20의 아릴이며;
n은 1 내지 6의 정수임.
An olefin polymerization catalyst supported with an anhydride-metallocene compound represented by the following general formula (1), an alkylaluminoxane-based promoter, and a boron-based promoter:
[Chemical Formula 1]
Figure 112015124698819-pat00008

In Formula 1,
M 1 is a Group 3 transition metal, a Group 4 transition metal, a Group 5 transition metal, a lanthanide series transition metal or an ethanide series transition metal;
X is the same or different halogen;
A is a bridge group connecting an indenyl group as an element of Group 14;
R 1 is alkyl having 1 to 4 carbon atoms;
R 2 is hydrogen or alkyl having 1 to 4 carbon atoms;
R 3 and R 3 ' are the same or different from each other and each is alkyl having 1 to 6 carbon atoms;
R 4 and R 4 ' are the same or different and each is aryl having 6 to 20 carbon atoms;
n is an integer of 1 to 6;
제1항에 있어서,
상기 안사-메탈로센 화합물은 하기 화학식 3으로 표시되는 것인 올레핀 중합용 촉매.
[화학식 3]
Figure 112015124698819-pat00009
The method according to claim 1,
Wherein the anisometallocene compound is represented by the following general formula (3).
(3)
Figure 112015124698819-pat00009
제1항에 있어서,
상기 알킬알루미녹산계 조촉매는 메틸알루미녹산, 에틸알루미녹산, 프로필알루미녹산, 및 부틸알루미녹산으로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상인 올레핀 중합용 촉매.
The method according to claim 1,
Wherein the alkylaluminoxane-based co-catalyst is at least one selected from the group consisting of methyl aluminoxane, ethyl aluminoxane, propyl aluminoxane, and butyl aluminoxane.
제1항에 있어서,
상기 보론계 조촉매는 디메틸아닐리니윰테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 트리틸테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 및 메틸아닐리니윰테트라키스(펜타플루오로디페닐)보레이트로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상인 올레핀 중합용 촉매.
The method according to claim 1,
Wherein the boron-based promoter is selected from the group consisting of dimethylanilinium tetrakis (pentafluorophenyl) borate, trityl tetrakis (pentafluorophenyl) borate, and methylanilinium tetrakis (pentafluorodiphenyl) At least one olefin polymerization catalyst selected from the group consisting of:
제1항에 있어서,
실리카, 실리카-알루미나 및 실리카-마그네시아로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상의 담체에 담지된 것인 올레핀 중합용 촉매.
The method according to claim 1,
Wherein the catalyst is supported on at least one carrier selected from the group consisting of silica, silica-alumina, and silica-magnesia.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 촉매의 존재 하에, 적어도 1 종 이상의 올레핀 단량체를 중합시키는 단계를 포함하는 폴리올레핀의 제조방법.A process for producing a polyolefin comprising polymerizing at least one olefin monomer in the presence of the catalyst according to any one of claims 1 to 5. 제6항에 있어서,
상기 폴리올레핀의 중합은 25 내지 500 ℃의 온도 및 1 내지 100 kgf/cm2의 압력 하에서 1 내지 24 시간 동안 반응시켜 수행하는 폴리올레핀의 제조방법.
The method according to claim 6,
Wherein the polymerization of the polyolefin is carried out by reacting for 1 to 24 hours at a temperature of 25 to 500 DEG C and a pressure of 1 to 100 kgf / cm &lt; 2 &gt;.
제6항에 있어서,
상기 올레핀 단량체는 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐, 1-펜텐, 1-헥센, 4-메틸-1-펜텐, 1-옥텐, 1-데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센, 1-옥타데센, 1-에이코센 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상인 폴리올레핀의 제조방법.
The method according to claim 6,
The olefin monomer may be selected from the group consisting of ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, , 1-octadecene, 1-eicosene, and mixtures thereof.
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