JP7752515B2 - Catalyst for olefin polymerization and method for producing olefin polymer - Google Patents
Catalyst for olefin polymerization and method for producing olefin polymerInfo
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Description
本発明は、オレフィン重合用触媒および該オレフィン重合用触媒を用いたオレフィン重合体の製造方法に関する。 The present invention relates to an olefin polymerization catalyst and a method for producing an olefin polymer using the olefin polymerization catalyst.
グラファイト、グラフェン、カーボンナノチューブ(CNT)などのカーボン材料(炭素材料)をポリオレフィンに配合することで、 ポリオレフィンに高い熱導電性、電気伝導性および耐候性を付与することができる(例えば、特許文献1参照)。しかしながら、これらのカーボン材料をポリオレフィン中に分散させることは難しいという問題がある。 By blending carbon materials such as graphite, graphene, and carbon nanotubes (CNTs) into polyolefins, it is possible to impart high thermal conductivity, electrical conductivity, and weather resistance to the polyolefins (see, for example, Patent Document 1). However, there is a problem in that it is difficult to disperse these carbon materials in polyolefins.
ポリオレフィン中へのカーボン材料の分散性を向上させるために、カーボン材料に金属錯体を担持または含侵させた重合触媒を用いて重合することにより、カーボン材料とポリオレフィンの複合体を製造する方法が提案されている(例えば、特許文献2~4参照)。しかしながら、オレフィン重合活性や炭素材料の分散性の観点から、さらなる改善の余地があった。また、これらの方法では、いずれも高価なメチルアルミノキサン(MAO)等の有機アルミニウムオキシ化合物を助触媒として用いており、製造コストの低減も求められている。 In order to improve the dispersibility of carbon materials in polyolefins, methods have been proposed for producing composites of carbon materials and polyolefins by polymerizing using a polymerization catalyst in which a metal complex is supported or impregnated on the carbon material (see, for example, Patent Documents 2 to 4). However, there is room for further improvement in terms of olefin polymerization activity and dispersibility of the carbon material. Furthermore, all of these methods use expensive organoaluminum oxy compounds such as methylaluminoxane (MAO) as co-catalysts, and there is also a need to reduce production costs.
本発明は、高い重合活性を示し、かつ、カーボン材料を効率的に分散させたオレフィン重合体を製造することができるオレフィン重合用触媒および該オレフィン重合用触媒を用いたオレフィン重合体の製造方法を提供することを課題とする。 The objective of the present invention is to provide an olefin polymerization catalyst that exhibits high polymerization activity and is capable of producing olefin polymers in which carbon materials are efficiently dispersed, and a method for producing olefin polymers using the olefin polymerization catalyst.
また、本発明は、高価な有機アルミニウムオキシ化合物を従来よりも少ない量で用いても、高い重合活性を示し、かつ、カーボン材料を効率的に分散させたオレフィン重合体を製造することができるオレフィン重合用触媒および該オレフィン重合用触媒を用いたオレフィン重合体の製造方法を提供することも課題とする。 Another objective of the present invention is to provide an olefin polymerization catalyst that exhibits high polymerization activity even when using an expensive organoaluminum oxy-compound in a smaller amount than conventionally used, and that can produce an olefin polymer in which a carbon material is efficiently dispersed, and a method for producing an olefin polymer using the olefin polymerization catalyst.
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意研究を行った。その結果、特定のカーボン材料を用いることで上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 The inventors conducted extensive research to solve the above problems. As a result, they discovered that the above problems could be solved by using a specific carbon material, leading to the completion of the present invention.
本発明に係るオレフィン重合用触媒は、
下記要件(A-I)および(A-II)を満たすカーボン材料(A)と、
下記(B-I)および(B-II)からなる群より選ばれる少なくとも1種の成分(B)と、
下記一般式(C-I)で表される遷移金属化合物(C)とを含む。
(A-I)X線光電子分光法(XPS)における酸素原子/炭素原子モル比が0.018以上0.400以下である;
(A-II)BET多点法における比表面積が100m2/g以上5000m2/g以下である;
(B-I)有機アルミニウムオキシ化合物;
(B-II)遷移金属化合物(C)と反応してイオン対を形成する化合物;
LmMXn・・・(C-I)
[一般式(C-I)中、Mは周期表第3族、第4族、第5族、第6族、第7族、第8族、第9族、第10族、第11族原子、およびランタニド原子からなる群より選択される原子であり、
Lは、η結合性環状アニオン配位子、σ結合性アニオン配位子、およびπ結合性中性配位子からなる群より選ばれ、複数のLは互いに同一でも異なっていてもよく、L中の置換基により複数のLが繋がっていてもよく、
mは0以上の整数であり、
nは、Mの価数を満たす1以上6以下の整数であり、
Xは、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、ハロゲン含有基、ケイ素含有基、酸素含有基、硫黄含有基、窒素含有基、リン含有基、およびジエン系誘導体基から選ばれ、nが2以上の場合は、複数のXは互いに同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成してもよい。]
The olefin polymerization catalyst according to the present invention comprises:
A carbon material (A) that satisfies the following requirements (AI) and (A-II);
At least one component (B) selected from the group consisting of the following (BI) and (B-II):
and a transition metal compound (C) represented by the following general formula (CI):
(A-I) The oxygen atom/carbon atom molar ratio measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) is 0.018 or more and 0.400 or less;
(A-II) The specific surface area measured by the BET multipoint method is 100 m 2 /g or more and 5000 m 2 /g or less;
(B-I) Organoaluminum oxy compounds;
(B-II) a compound that reacts with the transition metal compound (C) to form an ion pair;
L m MX n ... (C-I)
[In general formula (C-I), M is an atom selected from the group consisting of atoms of Groups 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, and 11 of the periodic table, and lanthanide atoms;
L is selected from the group consisting of η-bonding cyclic anionic ligands, σ-bonding anionic ligands, and π-bonding neutral ligands, and multiple Ls may be the same or different, and multiple Ls may be connected via a substituent in L;
m is an integer of 0 or greater,
n is an integer of 1 to 6 that satisfies the valence of M;
X is selected from a hydrogen atom, a halogen atom, a hydrocarbon group, a halogen-containing group, a silicon-containing group, an oxygen-containing group, a sulfur-containing group, a nitrogen-containing group, a phosphorus-containing group, and a diene derivative group, and when n is 2 or more, multiple Xs may be the same or different and may be bonded to each other to form a ring.
本発明によれば、高い重合活性を示し、かつ、カーボン材料を効率的に分散させたオレフィン重合体を製造することができるオレフィン重合用触媒および該オレフィン重合用触媒を用いたオレフィン重合体の製造方法を提供することできる。 The present invention provides an olefin polymerization catalyst that exhibits high polymerization activity and is capable of producing olefin polymers in which carbon materials are efficiently dispersed, as well as a method for producing olefin polymers using the olefin polymerization catalyst.
また、本発明は、高価な有機アルミニウムオキシ化合物を従来よりも少ない量で用いても、高い重合活性を示し、かつ、カーボン材料を効率的に分散させたオレフィン重合体を製造することができるオレフィン重合用触媒および該オレフィン重合用触媒を用いたオレフィン重合体の製造方法を提供することもできる。 The present invention also provides an olefin polymerization catalyst that exhibits high polymerization activity even when using an expensive organoaluminum oxy-compound in a smaller amount than conventionally used, and that can produce an olefin polymer in which a carbon material is efficiently dispersed, as well as a method for producing an olefin polymer using the olefin polymerization catalyst.
以下、本発明について詳細に説明する。
[オレフィン重合用触媒]
本発明のオレフィン重合用触媒は、
下記要件(A-I)および(A-II)を満たすカーボン材料(A)と、
下記(B-I)および(B-II)からなる群より選ばれる少なくとも1種の成分(B)と、
下記一般式(C-I)で表される遷移金属化合物(C)とを含むことを特徴とする。
The present invention will be described in detail below.
[Olefin polymerization catalyst]
The olefin polymerization catalyst of the present invention comprises
A carbon material (A) that satisfies the following requirements (AI) and (A-II);
At least one component (B) selected from the group consisting of the following (BI) and (B-II):
and a transition metal compound (C) represented by the following general formula (CI):
(A-I)X線光電子分光法(XPS)における酸素原子/炭素原子モル比が0.018以上0.400以下である。
(A-II)BET多点法における比表面積が100m2/g以上5000m2/g以下である。
(AI) The molar ratio of oxygen atoms to carbon atoms measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) is 0.018 or more and 0.400 or less.
(A-II) The specific surface area measured by the BET multipoint method is 100 m 2 /g or more and 5000 m 2 /g or less.
(B-I)有機アルミニウムオキシ化合物;
(B-II)遷移金属化合物(C)と反応してイオン対を形成する化合物;
(B-I) Organoaluminum oxy compounds;
(B-II) a compound that reacts with the transition metal compound (C) to form an ion pair;
LmMXn・・・(C-I)
前記一般式(C-I)中、Mは周期表第3族、第4族、第5族、第6族、第7族、第8族、第9族、第10族、第11族原子、およびランタニド原子からなる群より選択される原子であり、Lは、η結合性環状アニオン配位子、σ結合性アニオン配位子、およびπ結合性中性配位子からなる群より選ばれ、複数のLは互いに同一でも異なっていてもよく、L中の置換基により複数のLが繋がっていてもよく、mは0以上の整数であり、nは、Mの価数を満たす1以上6以下の整数であり、Xは、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、ハロゲン含有基、ケイ素含有基、酸素含有基、硫黄含有基、窒素含有基、リン含有基、およびジエン系誘導体基から選ばれ、nが2以上の場合は、複数のXは互いに同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成してもよい。
L m MX n ... (C-I)
In the general formula (C-I), M is an atom selected from the group consisting of atoms of Groups 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, and 11 in the periodic table, and lanthanide atoms; L is selected from the group consisting of η-bonding cyclic anionic ligands, σ-bonding anionic ligands, and π-bonding neutral ligands; multiple Ls may be the same or different from one another, or multiple Ls may be connected via a substituent within L; m is an integer of 0 or greater; n is an integer of 1 to 6 that satisfies the valence of M; X is selected from a hydrogen atom, a halogen atom, a hydrocarbon group, a halogen-containing group, a silicon-containing group, an oxygen-containing group, a sulfur-containing group, a nitrogen-containing group, a phosphorus-containing group, and a diene derivative group; when n is 2 or greater, multiple Xs may be the same or different from one another, or may be bonded to each other to form a ring.
以下、本発明のオレフィン重合用触媒を構成する各成分について説明する。
<カーボン材料(A)>
本発明に用いられるカーボン材料(A)は、下記要件(A-I)および(A-II)を満たす。
Each component constituting the olefin polymerization catalyst of the present invention will be described below.
<Carbon material (A)>
The carbon material (A) used in the present invention satisfies the following requirements (AI) and (A-II).
(A-I)X線光電子分光法(XPS)における酸素原子/炭素原子モル比が0.018以上0.400以下、好ましくは0.020以上0.250以下、より好ましくは0.022以上0.200以下である。 (A-I) The oxygen atom/carbon atom molar ratio measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) is 0.018 or more and 0.400 or less, preferably 0.020 or more and 0.250 or less, and more preferably 0.022 or more and 0.200 or less.
酸素原子/炭素原子モル比は、X線光電子分光法(XPS)測定により得られる値であり、具体的には、カーボン材料(A)から得られるスペクトルの酸素原子および炭素原子のピーク面積より、酸素原子/炭素原子モル比を算出して得られる。 The oxygen atom/carbon atom molar ratio is a value obtained by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) measurement, and specifically, the oxygen atom/carbon atom molar ratio is calculated from the peak areas of oxygen atoms and carbon atoms in the spectrum obtained from the carbon material (A).
酸素原子/炭素原子モル比が高いほど、後述する成分(B)と接触可能な酸素原子の量が増えるため好ましいが、酸素原子/炭素原子モル比が高くなり過ぎると、カーボン材料(A)中のsp2結合炭素による二次元シート構造が減少する傾向にある。 A higher oxygen atom/carbon atom molar ratio is preferable because it increases the amount of oxygen atoms that can come into contact with component (B), which will be described later. However, if the oxygen atom/carbon atom molar ratio is too high, the two-dimensional sheet structure of sp2 - bonded carbon in the carbon material (A) tends to decrease.
前記カーボン材料(A)中の酸素原子は、炭素材料中の炭素原子の一部が酸素原子に置き換わったものでもよく、炭素材料上の置換基内に含まれていてもよく、炭素材料の表面もしくは細孔に配位もしくは吸着した化合物中に含まれていてもよいが、炭素材料上の置換基内に酸素原子含有官能基として存在していることが好ましい。酸素原子含有官能基として、具体的にはヒドロキシル基、エーテル基、エポキシ基、カルボニル基、カルボキシル基などが挙げられる。 The oxygen atoms in the carbon material (A) may be formed by substituting some of the carbon atoms in the carbon material with oxygen atoms, may be contained within a substituent on the carbon material, or may be contained in a compound coordinated to or adsorbed on the surface or pores of the carbon material. However, it is preferable that the oxygen atoms are present as oxygen-atom-containing functional groups within a substituent on the carbon material. Specific examples of oxygen-atom-containing functional groups include hydroxyl groups, ether groups, epoxy groups, carbonyl groups, and carboxyl groups.
前記カーボン材料(A)中の酸素原子の量は、炭素材料の製造条件、熱処理(例えば、乾燥、焼成)、吸水処理、表面改質または修飾処理(例えば、官能基導入、酸化処理、還元処理)などにより制御することができる。 The amount of oxygen atoms in the carbon material (A) can be controlled by the production conditions of the carbon material, heat treatment (e.g., drying, calcination), water absorption treatment, surface modification or modification treatment (e.g., functional group introduction, oxidation treatment, reduction treatment), etc.
(A-II)BET多点法における比表面積が100m2/g以上5000m2/g以下、好ましくは150m2/g以上3000m2/g以下、より好ましくは200m2/g以上2000m2/g以下である。 (A-II) The specific surface area measured by the BET multipoint method is 100 m 2 /g or more and 5000 m 2 /g or less, preferably 150 m 2 /g or more and 3000 m 2 /g or less, more preferably 200 m 2 /g or more and 2000 m 2 /g or less.
比表面積は、吸着等温線を用いたBET(Brunauer-Emmett-Teller)多点法により得られる値であり、具体的には、50℃以上300℃以下の真空加熱脱気処理を行ったカーボン材料(A)を、吸着質として窒素ガスを用いて吸着等温線を測定し、吸着等温線からBETプロットを作成し、この勾配と切片から単分子吸着量を求め、比表面積を算出して得られる。 The specific surface area is a value obtained by the BET (Brunauer-Emmett-Teller) multipoint method using an adsorption isotherm. Specifically, the adsorption isotherm of carbon material (A) is measured using nitrogen gas as the adsorbate after vacuum heating and degassing at a temperature of 50°C to 300°C. A BET plot is then created from the adsorption isotherm, and the monomolecular adsorption amount is determined from the slope and intercept of the plot, from which the specific surface area is calculated.
細孔を有するカーボン材料(A)を用いる場合、比表面積が高過ぎると、細孔径が小さくなり(言い換えると、ミクロ孔の割合が増加し)、後述する成分(B)および遷移金属化合物(C)との接触が阻害される。 When using a porous carbon material (A), if the specific surface area is too high, the pore diameter will become smaller (in other words, the proportion of micropores will increase), hindering contact with component (B) and the transition metal compound (C), which will be described later.
細孔を有するカーボン材料(A)の場合、細孔容積は好ましくは0.1cm3/g以上5.0cm3/g以下、より好ましくは0.3cm3/g以上4.0cm3/g以下である。 In the case of the carbon material (A) having pores, the pore volume is preferably 0.1 cm 3 /g or more and 5.0 cm 3 /g or less, more preferably 0.3 cm 3 /g or more and 4.0 cm 3 /g or less.
前記カーボン材料(A)の比表面積は、前記炭素材料の原料、大きさ(ナノサイズ化)、形状ならびに細孔などにより制御することができ、細孔を形成する方法としては、特開2020-093977号公報に例示されている鋳型源を導入する方法、賦活処理による方法などが挙げられる。 The specific surface area of the carbon material (A) can be controlled by the raw material, size (nano-sizing), shape, and pores of the carbon material. Methods for forming pores include the introduction of a template source, as exemplified in JP 2020-093977 A, and activation treatment methods.
本発明で用いられるカーボン材料(A)は、固体状の炭素材料であり、上記要件(A-1)および(A-II)を満たす限り特に限定されず、結晶性、低結晶性、非晶性およびこれらの混合物からなる炭素材料を含む。 The carbon material (A) used in the present invention is a solid carbon material and is not particularly limited as long as it satisfies the above requirements (A-1) and (A-II), and includes crystalline, low-crystalline, amorphous, and mixtures thereof.
前記炭素材料の内、結晶性炭素としては、カーボンナノチューブ(例えば、単層カーボンナノチューブ(SWCNT)、二層カーボンナノチューブ(DWCNT)および多層カーボンナノチューブ(MWCNT))、グラフェン(例えば、単層グラフェン、多層グラフェン)、フラーレン(例えば、バックミンスターフラーレン、高次フラーレン)、グラファイト(例えば、天然黒鉛、人造黒鉛)、ダイヤモンドなどが例示できる。低結晶性および非晶性炭素としては、カーボンブラック、活性炭などが例示できる。 Among the carbon materials, examples of crystalline carbon include carbon nanotubes (e.g., single-walled carbon nanotubes (SWCNT), double-walled carbon nanotubes (DWCNT), and multi-walled carbon nanotubes (MWCNT)), graphene (e.g., single-layer graphene, multi-layer graphene), fullerenes (e.g., buckminsterfullerene, higher fullerenes), graphite (e.g., natural graphite, artificial graphite), and diamond. Examples of low-crystalline and amorphous carbon include carbon black and activated carbon.
前記カーボン材料(A)は、前記炭素材料に表面改質または修飾処理(例えば、官能基導入、酸化処理、還元処理)が施されたものでもよく、金属などが内包されたものでもよく、炭素原子の一部が別の原子に置換されたものでもよい。 The carbon material (A) may be a carbon material that has been subjected to surface modification or modification treatment (for example, functional group introduction, oxidation treatment, or reduction treatment), may contain metals or the like, or may have some of the carbon atoms substituted with other atoms.
本発明に係るカーボン材料(A)は従来公知の方法で製造したものを使用でき、市販品を用いてもよい。 The carbon material (A) used in the present invention can be one produced by a conventionally known method, or a commercially available product can also be used.
例えば、カーボンナノチューブは、特開2009-196873号公報に例示されている、アーク放電、レーザー蒸着、気相化学蒸着などの方法により製造され、特表2014-501689号公報に例示されている方法などにより表面修飾処理を行うことができる。市販品としては、Nanocyl社の「Multi Walled Carbon nanotubes NANOCYL NC7000」、「Multi Walled Carbon nanotubes NANOCYL NC3101」、SkySpring Nanomaterials社の「Single Walled Nanotubes OH Functionalized」、「Multi Walled Nanotubes OH Functionalized」、IoLiTec社の「Multi-Walled Carbon Nanotubes, -OH Functionalized」などが挙げられる。 For example, carbon nanotubes can be produced by methods such as arc discharge, laser deposition, and gas-phase chemical vapor deposition, as exemplified in JP 2009-196873 A, and surface modification treatments can be performed using methods such as those exemplified in JP 2014-501689 A. Commercially available products include Nanocyl's "Multi Walled Carbon Nanotubes NANOCYL NC7000" and "Multi Walled Carbon Nanotubes NANOCYL NC3101," SkySpring Nanomaterials' "Single Walled Nanotubes OH Functionalized" and "Multi Walled Nanotubes OH Functionalized," and IoLiTec's "Multi-Walled Carbon Nanotubes, -OH Functionalized."
グラフェンは、特開2014-152095号公報に例示されている、アーク放電、レーザー蒸着、気相化学蒸着、炭化ケイ素の熱処理、機械的剥離、化学酸化後の超音波剥離などの方法により製造することができる。市販品としては、XG Sciences社の「Graphene Nanoplatelets xGnP」、Graphitene社の「Reduced Graphene Oxide」、「Boron-doped Graphene Powder」、「Phosphorus-doped Graphene Powder」、「Sulfur-doped Graphene Powder」、「Nitrogen-doped Graphene Powder」、「Graphene Film」などが挙げられる。 Graphene can be produced by methods such as arc discharge, laser deposition, gas-phase chemical vapor deposition, heat treatment of silicon carbide, mechanical exfoliation, and ultrasonic exfoliation after chemical oxidation, as exemplified in JP 2014-152095 A. Commercially available products include XG Sciences' "Graphene Nanoplatelets xGnP," and Graphitene's "Reduced Graphene Oxide," "Boron-doped Graphene Powder," "Phosphorus-doped Graphene Powder," "Sulfur-doped Graphene Powder," "Nitrogen-doped Graphene Powder," and "Graphene Film."
フラーレンは、特開2013-241379号公報に例示されている、アーク放電、抵抗加熱、レーザー蒸発、燃焼、熱分解などの方法により製造され、化学処理などによりフラーレンの炭素上にヒドロキシル基やカルボキシル基を導入することができる。市販品としては、IoLiTec社の「C60 PCPA」「C60(OH)22-26」などが挙げられる。 Fullerenes can be produced by methods such as arc discharge, resistance heating, laser evaporation, combustion, and pyrolysis, as exemplified in JP 2013-241379 A, and hydroxyl groups or carboxyl groups can be introduced onto the carbon of the fullerene by chemical treatment, etc. Commercially available products include "C 60 PCPA" and "C 60 (OH) 22-26 " from IoLiTec.
グラファイトは、天然黒鉛と人造黒鉛とに大別でき、天然黒鉛の例としては、鱗片状黒鉛、塊状黒鉛(鱗状黒鉛)、土状黒鉛などが挙げられる。人造黒鉛は、特開平02-083208号公報に例示されている、Fe、Ni/C系溶融体からの析出、Si、Al等の炭化物の分解、高温・高圧下での炭素融液の冷却、炭化水素ガスの高温分解沈積などの方法により製造することができる。市販品としては、日本黒鉛社の「高純度黒鉛粉末 SP-270」、「人造黒鉛粉末 HAG-150」などが挙げられる。 Graphite can be broadly divided into natural graphite and artificial graphite. Examples of natural graphite include flake graphite, lump graphite (flake graphite), and amorphous graphite. Artificial graphite can be produced by methods such as precipitation from Fe, Ni/C melts, decomposition of carbides of Si, Al, etc., cooling of carbon melts under high temperature and pressure, and high-temperature decomposition and deposition of hydrocarbon gases, as exemplified in JP 02-083208 A. Commercially available products include Nippon Graphite's "High Purity Graphite Powder SP-270" and "Artificial Graphite Powder HAG-150."
カーボンブラックは、油や天然ガスなどの炭化水素を原料として、熱分解法や不完全燃焼させることで製造することができる。具体的には、ファーネス法、チャンネル法、アセチレン法、松煙法として知られる方法などが挙げられる。 Carbon black can be produced by pyrolysis or incomplete combustion of hydrocarbons such as oil and natural gas. Specific methods include the furnace process, channel process, acetylene process, and pine soot process.
活性炭は、木材(例えば、木炭、おがくず、樹皮)、果物殻(例えば、ヤシガラ)、穀物殻(例えば、籾殻)、石炭(例えば、草炭、タール、コークス)、石油(例えば、タール、ピッチ)などを高温で炭化および賦活することなどにより製造することができる。市販品としては、東洋炭素社の「多孔質炭素 CNоvel」、ソニー社の「Triporous」などが挙げられる。 Activated carbon can be produced by carbonizing and activating wood (e.g., charcoal, sawdust, bark), fruit shells (e.g., coconut shells), grain husks (e.g., rice husks), coal (e.g., peat, tar, coke), and petroleum (e.g., tar, pitch) at high temperatures. Commercially available products include "Porous Carbon CNovel" from Toyo Tanso Co., Ltd. and "Triporous" from Sony Corporation.
前記カーボン材料(A)は、sp2結合炭素による二次元シート構造を有することが好ましく、二次元シートが筒状に巻かれた構造や、球状となった構造も好ましい。具体的には、カーボンナノチューブ、グラフェン、フラーレン、グラファイト、活性炭からなる群より選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましい。 The carbon material (A) preferably has a two-dimensional sheet structure of sp2 - bonded carbon, and preferably has a cylindrically wound or spherical structure of the two-dimensional sheet. Specifically, the carbon material (A) preferably contains at least one selected from the group consisting of carbon nanotubes, graphene, fullerene, graphite, and activated carbon.
前記カーボン材料(A)は、形状および大きさに特に制限はなく、顆粒状、粉末状、繊維状、シート状などの形状でもよいが、顆粒状、粉末状の形状の場合には、メソ孔またはマクロ孔を有することが、後述する成分(B)および遷移金属化合物(C)との接触が促進されるため好ましい。 There are no particular restrictions on the shape or size of the carbon material (A), and it may be in the form of granules, powder, fibers, sheets, etc. However, if it is in the form of granules or powder, it is preferable that it has mesopores or macropores, as this promotes contact with the component (B) and transition metal compound (C), which will be described later.
前記カーボン材料(A)は、必要に応じて0℃以上1000℃以下、好ましくは50℃以上800℃以下で乾燥または焼成して使用してもよい。 The carbon material (A) may be dried or calcined at a temperature of 0°C or higher and 1000°C or lower, preferably 50°C or higher and 800°C or lower, if necessary, before use.
<成分(B)>
本発明で用いられる成分(B)は、有機アルミニウムオキシ化合物(B-I)、および遷移金属化合物(C)と反応してイオン対を形成する化合物(B-II)(以下「イオン性化合物(B-II)」ともいう。)からなる群より選ばれる少なくとも1種の成分である。成分(B)としては、前記カーボン材料(A)中の酸素原子含有官能基と化学結合または電子的な相互作用を形成できる官能基を持つものが好ましい。
<Component (B)>
Component (B) used in the present invention is at least one component selected from the group consisting of organoaluminum oxy compounds (BI) and compounds (B-II) (hereinafter also referred to as "ionic compounds (B-II)") that react with transition metal compounds (C) to form ion pairs. Component (B) preferably has a functional group that can form a chemical bond or electronic interaction with the oxygen atom-containing functional group in the carbon material (A).
≪有機アルミニウムオキシ化合物(B-I)≫
有機アルミニウムオキシ化合物(B-I)としては、下記一般式[b1]で表される化合物および下記一般式[b2]で表される化合物等の従来公知のアルミノキサン、下記一般式[b3]で表される構造を有する修飾メチルアルミノキサン、下記一般式[b4]で表されるボロン含有有機アルミニウムオキシ化合物が例示される。
<Organoaluminum oxy compound (B-I)>
Examples of the organoaluminum oxy compound (B-I) include conventionally known aluminoxanes such as compounds represented by the following general formula [b1] and compounds represented by the following general formula [b2], modified methylaluminoxanes having a structure represented by the following general formula [b3], and boron-containing organoaluminum oxy compounds represented by the following general formula [b4]:
式[b1]および[b2]において、Rは炭素数1以上20以下の炭化水素基、好ましくはメチル基であり、nは2以上、好ましくは3以上、より好ましくは5以上の整数である。式[b1]および[b2]において、Rがメチル基であるメチルアルミノキサンが好適に使用される。 In formulas [b1] and [b2], R is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, preferably a methyl group, and n is an integer of 2 or greater, preferably 3 or greater, and more preferably 5 or greater. In formulas [b1] and [b2], methylaluminoxane, in which R is a methyl group, is preferably used.
式[b3]において、Meはメチル基であり、Rは炭素数2以上20以下の炭化水素基であり、mおよびnはそれぞれ独立に2以上の整数である。複数あるRは相互に同一でも異なっていてもよい。修飾メチルアルミノキサン[b3]は、トリメチルアルミニウムとトリメチルアルミニウム以外のアルキルアルミニウムとを用いて調製することができる。このような修飾メチルアルミノキサン[b3]は、一般にMMAO(modified methyl aluminoxane)と呼ばれている。MMAOは、具体的には米国特許第4960878号および米国特許第5041584号で挙げられる方法で調製することができる。 In formula [b3], Me is a methyl group, R is a hydrocarbon group having from 2 to 20 carbon atoms, and m and n are each independently an integer of 2 or greater. Multiple Rs may be the same or different. Modified methylaluminoxane [b3] can be prepared using trimethylaluminum and an alkylaluminum other than trimethylaluminum. Such modified methylaluminoxane [b3] is generally called MMAO (modified methyl aluminoxane). MMAO can be prepared specifically by the methods described in U.S. Pat. No. 4,960,878 and U.S. Pat. No. 5,041,584.
また、東ソー・ファインケム社等からも、トリメチルアルミニウムとトリイソブチルアルミニウムとを用いて調製された(すなわち、一般式[b3]においてRがイソブチル基である)修飾メチルアルミノキサンが、MMAOやTMAOという商品名で商業的に生産されている。 Modified methylaluminoxanes prepared using trimethylaluminum and triisobutylaluminum (i.e., R is an isobutyl group in general formula [b3]) are also commercially produced by Tosoh Finechem Corporation and other companies under the trade names MMAO and TMAO.
MMAOは各種溶媒への溶解性および保存安定性が改善されたアルミノキサンである。具体的には一般式[b1]または[b2]で表される化合物等のようなベンゼンに対して不溶性または難溶性の化合物とは異なり、MMAOは脂肪族炭化水素、脂環族炭化水素および芳香族炭化水素に溶解するものである。 MMAO is an aluminoxane with improved solubility in various solvents and improved storage stability. Specifically, unlike compounds that are insoluble or poorly soluble in benzene, such as compounds represented by general formula [b1] or [b2], MMAO is soluble in aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, and aromatic hydrocarbons.
式[b4]において、Rは炭素数1以上20以下の炭化水素基である。複数あるRは相互に同一でも異なっていてもよい。 In formula [b4], R is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms. Multiple Rs may be the same or different.
前記式[b1]、[b2]、[b3]および[b4]における前記炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、1-プロピル基、1-ブチル基、1-ペンチル基、1-ヘキシル基、1-ヘプチル基、1-オクチル基、iso-プロピル基、sec-ブチル基(ブタン-2-イル基)、tert-ブチル基(2-メチルプロパン-2-イル基)、iso-ブチル基(2-メチルプロピル基)、ペンタン-2-イル基、2-メチルブチル基、iso-ペンチル基(3-メチルブチル基)、ネオペンチル基(2,2-ジメチルプロピル基)、シアミル基(1,2-ジメチルプロピル基)、iso-ヘキシル基(4-メチルペンチル基)、2,2-ジメチルブチル基、2,3-ジメチルブチル基、3,3-ジメチルブチル基、テキシル基(2,3-ジメチルブタ-2-イル基)、4,4-ジメチルペンチル基などの直鎖状または分岐状のアルキル基;
ビニル基、アリル基、プロペニル基(プロパ-1-エン-1-イル基)、iso-プロペニル基(プロパ-1-エン-2-イル基)、アレニル基(プロパ-1,2-ジエン-1-イル基)、ブタ-3-エン-1-イル基、クロチル基(ブタ-2-エン-1-イル基)、ブタ-3-エン-2-イル基、メタリル基(2-メチルアリル基)、ブタ-1,3-ジエニル基、ペンタ-4-エン-1-イル基、ペンタ-3-エン-1-イル基、ペンタ-2-エン-1-イル基、iso-ペンテニル基(3-メチルブタ-3-エン-1-イル基)、2-メチルブタ-3-エン-1-イル基、ペンタ-4-エン-2-イル基、プレニル基(3-メチルブタ-2-エン-1-イル基)などの直鎖状または分岐状のアルケニル基もしくは不飽和二重結合含有基;
エチニル基、プロパ-2-イン-1-イル基、プロパルギル基(プロパ-1-イン-1-イル基)などの直鎖状または分岐状のアルキニル基もしくは不飽和三重結合含有基; ベンジル基、2-メチルベンジル基、4-メチルベンジル基、2,4,6-トリメチルベンジル基、3,5-ジメチルベンジル基、クミニル基(4-iso-プロピルベンジル基)、2,4,6-トリ-iso-プロピルベンジル基、4-tert-ブチルベンジル基、3,5-ジ-tert-ブチルベンジル基、1-フェニルエチル基、ベンズヒドリル基(ジフェニルメチル基)、クミル基などの芳香族含有直鎖状または分岐状のアルキル基および不飽和二重結合含有基;
シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロヘプタトリエニル基、ノルボルニル基、ノルボルネニル基、1-アダマンチル基、2-アダマンチル基などの環状飽和炭化水素基;
フェニル基、トリル基(メチルフェニル基)、キシリル基(ジメチルフェニル基)、メシチル基(2,4,6-トリメチルフェニル基)、クメニル基(iso-プロピルフェニル基)、ジュリル基(2,3,5,6-テトラメチルフェニル基)、2,6-ジ-iso-プロピルフェニル基、2,4,6-トリ-iso-プロピルフェニル基、4-tert-ブチルフェニル基、3,5-ジ-tert-ブチルフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基、terフェニル基、ビナフチル基、アセナフタレニル基、フェナントリル基、アントラセニル基、ピレニル基、フェロセニル基などの芳香族置換基(アリール基)などが挙げられる。
Examples of the hydrocarbon group in the formulae [b1], [b2], [b3] and [b4] include a methyl group, an ethyl group, a 1-propyl group, a 1-butyl group, a 1-pentyl group, a 1-hexyl group, a 1-heptyl group, a 1-octyl group, an isopropyl group, a sec-butyl group (butan-2-yl group), a tert-butyl group (2-methylpropan-2-yl group), an isobutyl group (2-methylpropyl group), a pentan-2-yl group, a 2-methylpropyl ... linear or branched alkyl groups such as methylbutyl, isopentyl (3-methylbutyl), neopentyl (2,2-dimethylpropyl), cyamyl (1,2-dimethylpropyl), isohexyl (4-methylpentyl), 2,2-dimethylbutyl, 2,3-dimethylbutyl, 3,3-dimethylbutyl, thexyl (2,3-dimethylbut-2-yl), and 4,4-dimethylpentyl;
linear or branched alkenyl groups or unsaturated double bond-containing groups such as a vinyl group, an allyl group, a propenyl group (prop-1-en-1-yl group), an iso-propenyl group (prop-1-en-2-yl group), an allenyl group (prop-1,2-dien-1-yl group), a but-3-en-1-yl group, a crotyl group (but-2-en-1-yl group), a but-3-en-2-yl group, a methallyl group (2-methylallyl group), a buta-1,3-dienyl group, a pent-4-en-1-yl group, a pent-3-en-1-yl group, a pent-2-en-1-yl group, an iso-pentenyl group (3-methylbut-3-en-1-yl group), a 2-methylbut-3-en-1-yl group, a pent-4-en-2-yl group, or a prenyl group (3-methylbut-2-en-1-yl group);
linear or branched alkynyl groups or unsaturated triple bond-containing groups such as ethynyl, prop-2-yn-1-yl, and propargyl (prop-1-yn-1-yl); aromatic-containing linear or branched alkyl groups and unsaturated double bond-containing groups such as benzyl, 2-methylbenzyl, 4-methylbenzyl, 2,4,6-trimethylbenzyl, 3,5-dimethylbenzyl, cuminyl (4-isopropylbenzyl), 2,4,6-tri-isopropylbenzyl, 4-tert-butylbenzyl, 3,5-di-tert-butylbenzyl, 1-phenylethyl, benzhydryl (diphenylmethyl), and cumyl;
cyclic saturated hydrocarbon groups such as a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cycloheptatrienyl group, a norbornyl group, a norbornenyl group, a 1-adamantyl group, and a 2-adamantyl group;
Examples of aromatic substituents (aryl groups) include a phenyl group, a tolyl group (methylphenyl group), a xylyl group (dimethylphenyl group), a mesityl group (2,4,6-trimethylphenyl group), a cumenyl group (isopropylphenyl group), a duryl group (2,3,5,6-tetramethylphenyl group), a 2,6-di-isopropylphenyl group, a 2,4,6-tri-isopropylphenyl group, a 4-tert-butylphenyl group, a 3,5-di-tert-butylphenyl group, a naphthyl group, a biphenyl group, a terphenyl group, a binaphthyl group, an acenaphthalenyl group, a phenanthryl group, an anthracenyl group, a pyrenyl group, and a ferrocenyl group.
前記式[b1]、[b2]、[b3]および[b4]において、複数あるRの一部を、水素原子、ハロゲン原子、ハロゲン含有基または酸素含有基に置き換えた化合物も有機アルミニウムオキシ化合物(B-I)として用いることができる。 Compounds in which some of the multiple Rs in the formulas [b1], [b2], [b3], and [b4] are replaced with hydrogen atoms, halogen atoms, halogen-containing groups, or oxygen-containing groups can also be used as the organoaluminum oxy compound (B-I).
前記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などが挙げられる。 Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
前記ハロゲン含有基としては、例えば、前記炭化水素基中の水素原子の一部を前記ハロゲン原子に置換したものなどが挙げられる。 Examples of the halogen-containing group include those in which some of the hydrogen atoms in the hydrocarbon group have been substituted with the halogen atoms.
前記酸素含有基としては、例えば、ヒドロキシル基、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、iso-プロポキシ基、アリルオキシ基、n-ブトキシ基、sec-ブトキシ基、iso-ブトキシ基、tert-ブトキシ基、ベンジルオキシ基、メトキシメトキシ基などのアルコキシ基、フェノキシ基、2,6-ジメチルフェノキシ基、2,6-ジ-iso-プロピルフェノキシ基、2,6-ジ-tert-ブチルフェノキシ基、2,4,6-トリメチルフェノキシ基、2,4,6-トリ-iso-プロピルフェノキシ基などのアリーロキシ基、フリル基、ベンゾフリル基、テトラヒドロフリル基、ピラニル基、テトラヒドロピラニル基、アセトキシ基、ピバロイルオキシ基、ベンゾイルオキシ基、トリフルオロアセトキシ基や、これらの基中の水素原子の一部を前記ハロゲン原子に置換したものなどが挙げられる。また、前記炭化水素基中の水素原子の一部を前記酸素含有基に置換したものを酸素含有基として用いることもできる。 Examples of the oxygen-containing group include alkoxy groups such as hydroxyl, methoxy, ethoxy, n-propoxy, iso-propoxy, allyloxy, n-butoxy, sec-butoxy, iso-butoxy, tert-butoxy, benzyloxy, and methoxymethoxy; aryloxy groups such as phenoxy, 2,6-dimethylphenoxy, 2,6-di-iso-propylphenoxy, 2,6-di-tert-butylphenoxy, 2,4,6-trimethylphenoxy, and 2,4,6-tri-iso-propylphenoxy; furyl, benzofuryl, tetrahydrofuryl, pyranyl, tetrahydropyranyl, acetoxy, pivaloyloxy, benzoyloxy, and trifluoroacetoxy; and groups in which some of the hydrogen atoms in these groups have been replaced with the halogen atoms. Additionally, the oxygen-containing group may be one in which some of the hydrogen atoms in the hydrocarbon group have been substituted with the oxygen-containing group.
前記例示の有機アルミニウムオキシ化合物(B-I)は、単独で用いてもよく2種以上を併用して用いてもよい。 The above-exemplified organoaluminum oxy compounds (B-I) may be used alone or in combination of two or more.
≪イオン性化合物(B-II)≫
前記イオン性化合物(B-II)としては、特開平1-501950号公報、特開平1-502036号公報、特開平3-179005号公報、特開平3-179006号公報、特開平3-207703号公報、特開平3-207704号公報、米国特許第5321106号明細書などに記載されたルイス酸、イオン性化合物、ボラン化合物およびカルボラン化合物や、さらにはヘテロポリ化合物およびイソポリ化合物を制限無く使用することができる。これらの中では、イオン性化合物(B-II)としては、下記一般式[b5]で表される化合物が好ましい。
<Ionic compound (B-II)>
As the ionic compound (B-II), Lewis acids, ionic compounds, borane compounds, carborane compounds, heteropoly compounds, and isopoly compounds described in, for example, JP-A Nos. 1-501950, 1-502036, 3-179005, 3-179006, 3-207703, 3-207704, and U.S. Pat. No. 5,321,106 can be used without limitation. Among these, the ionic compound (B-II) is preferably a compound represented by the following general formula [b5]:
式[b5]において、Y+は、水素カチオン、オキソニウムカチオン、カルベニウムカチオン、アンモニウムカチオン、ホスホニウムカチオン、シクロヘプチルトリエニルカチオン、またはフェロセニウムカチオンである。 In formula [b5], Y + is a hydrogen cation, an oxonium cation, a carbenium cation, an ammonium cation, a phosphonium cation, a cycloheptyltrienyl cation, or a ferrocenium cation.
前記カルベニウムカチオンとしては、トリフェニルカルベニウムカチオン、トリス(メチルフェニル)カルベニウムカチオン、トリス(ジメチルフェニル)カルベニウムカチオン等の三置換カルベニウムカチオンが例示される。 Examples of the carbenium cation include trisubstituted carbenium cations such as triphenylcarbenium cation, tris(methylphenyl)carbenium cation, and tris(dimethylphenyl)carbenium cation.
前記アンモニウムカチオンとしては、トリメチルアンモニウムカチオン、トリエチルアンモニウムカチオン、トリ(n-プロピル)アンモニウムカチオン、トリイソプロピルアンモニウムカチオン、トリ(n-ブチル)アンモニウムカチオン、トリイソブチルアンモニウムカチオン等のトリアルキルアンモニウムカチオン;N,N-ジメチルアニリニウムカチオン、N,N-ジエチルアニリニウムカチオン、N,N,2,4,6-ペンタメチルアニリニウムカチオン等のN,N-ジアルキルアニリニウムカチオン;ジイソプロピルアンモニウムカチオン、ジシクロヘキシルアンモニウムカチオン等のジアルキルアンモニウムカチオンが例示される。 Examples of the ammonium cation include trialkylammonium cations such as trimethylammonium cation, triethylammonium cation, tri(n-propyl)ammonium cation, triisopropylammonium cation, tri(n-butyl)ammonium cation, and triisobutylammonium cation; N,N-dialkylanilinium cations such as N,N-dimethylanilinium cation, N,N-diethylanilinium cation, and N,N,2,4,6-pentamethylanilinium cation; and dialkylammonium cations such as diisopropylammonium cation and dicyclohexylammonium cation.
前記ホスホニウムカチオンとしては、トリフェニルホスホニウムカチオン、トリス(メチルフェニル)ホスホニウムカチオン、トリス(ジメチルフェニル)ホスホニウムカチオン等のトリアリールホスホニウムカチオンが例示される。 Examples of the phosphonium cation include triarylphosphonium cations such as triphenylphosphonium cation, tris(methylphenyl)phosphonium cation, and tris(dimethylphenyl)phosphonium cation.
Y+としては、前記例示の中では、カルベニウムカチオン、アンモニウムカチオンが好ましく、トリフェニルカルベニウムカチオン、N,N-ジメチルアニリニウムカチオン、メチルジオクタデシルアンモニウムカチオンが特に好ましい。 Of the above examples, Y + is preferably a carbenium cation or an ammonium cation, and more preferably a triphenylcarbenium cation, an N,N-dimethylanilinium cation, or a methyldioctadecylammonium cation.
M'は、周期表第13族原子であり、具体的には、ホウ素原子、アルミニウム原子などが挙げられ、ホウ素原子が好ましい。 M' is a Group 13 atom of the periodic table, and specific examples include a boron atom and an aluminum atom, with a boron atom being preferred.
Qは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1以上40以下の炭化水素基、ハロゲン原子、ハロゲン含有基または酸素含有基であり、複数のQは互いに同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成していてもよい。 Each Q is independently a hydrogen atom, a hydrocarbon group having from 1 to 40 carbon atoms, a halogen atom, a halogen-containing group, or an oxygen-containing group. Multiple Qs may be the same or different and may be bonded to each other to form a ring.
前記炭化水素基、ハロゲン原子、ハロゲン含有基または酸素含有基としては、前記一般式[b1]、[b2]、[b3]または[b4]におけるRとして例示したものが挙げられ、好ましくは下記一般式[b6]で表される炭素数6以上40以下のアリール基である。 The hydrocarbon group, halogen atom, halogen-containing group, or oxygen-containing group includes those exemplified as R in the general formula [b1], [b2], [b3], or [b4] above, and is preferably an aryl group having 6 to 40 carbon atoms and represented by the following general formula [b6]:
前記式[b6]において、*は、M'との結合を示し、Rは、水素原子、炭素数1以上40以下の炭化水素基、ハロゲン原子、ハロゲン含有基、酸素含有基、ケイ素含有基、硫黄含有基、窒素含有基、リン含有基からなる群より選ばれ、複数のRは互いに同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成していてもよい。 In the formula [b6], * represents a bond to M', and R is selected from the group consisting of a hydrogen atom, a hydrocarbon group having from 1 to 40 carbon atoms, a halogen atom, a halogen-containing group, an oxygen-containing group, a silicon-containing group, a sulfur-containing group, a nitrogen-containing group, and a phosphorus-containing group, and multiple R may be the same or different and may be bonded to each other to form a ring.
前記炭化水素基、ハロゲン原子、ハロゲン含有基、酸素含有基としては、前記式[b1]、[b2]、[b3]および[b4]におけるRとして例示したものと同様のものが挙げられる。 Examples of the hydrocarbon group, halogen atom, halogen-containing group, and oxygen-containing group include the same groups as those exemplified as R in formulas [b1], [b2], [b3], and [b4].
前記ケイ素含有基としては、例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリ-iso-プロピルシリル基、ジフェニルメチルシリル基、tert-ブチルジメチルシリル基、tert-ブチルジフェニルシリル基、トリフェニルシリル基、トリス(トリメチルシリル)シリル基、トリメチルシリルメチル基、クロロジメチルシリル基、クロロジフェニルシリル基、ブロモジメチルシリル基などが挙げられる。前記ケイ素含有基の中でも、トリメチルシリルメチル基、トリ-iso-プロピルシリル基、tert-ブチルジメチルシリル基、クロロジメチルシリル基、クロロジフェニルシリル基が好ましい。 Examples of the silicon-containing group include trimethylsilyl, triethylsilyl, tri-isopropylsilyl, diphenylmethylsilyl, tert-butyldimethylsilyl, tert-butyldiphenylsilyl, triphenylsilyl, tris(trimethylsilyl)silyl, trimethylsilylmethyl, chlorodimethylsilyl, chlorodiphenylsilyl, and bromodimethylsilyl. Among the silicon-containing groups, trimethylsilylmethyl, tri-isopropylsilyl, tert-butyldimethylsilyl, chlorodimethylsilyl, and chlorodiphenylsilyl are preferred.
前記硫黄含有基、例えば、チオール基、メシル基(メタンスルフォニル基)、フェニルスルホニル基、トシル基(p-トルエンスルホニル基)、トリフリル基(トリフルオロメタンスルホニル基)、ノナフリル基(ノナフルオロブタンスルホニル基)、チオフェニル基、メシラート基(メタンスルホナート基)、トシラート基(p-トルエンスルホナート基)、トリフラート基(トリフルオロメタンスルホナート基)、ノナフラート基(ノナフルオロブタンスルホナート基)、チオフェン基、ベンゾチオフェン基などが挙げられる。 Examples of the sulfur-containing group include a thiol group, a mesyl group (methanesulfonyl group), a phenylsulfonyl group, a tosyl group (p-toluenesulfonyl group), a triflyl group (trifluoromethanesulfonyl group), a nonaflyl group (nonafluorobutanesulfonyl group), a thiophenyl group, a mesylate group (methanesulfonate group), a tosylate group (p-toluenesulfonate group), a triflate group (trifluoromethanesulfonate group), a nonaflate group (nonafluorobutanesulfonate group), a thiophene group, and a benzothiophene group.
前記窒素含有基としては、例えば、アミノ基、シアノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、エチルアミノ基、ジエチルアミノ基、tert-ブチルアミノ基、ジ-tert-ブチルアミノ基、アリルアミノ基、ジアリルアミノ基、ベンジルアミノ基、ジベンジルアミノ基、ニトロ基、ピロリジニル基、ピペリジニル基、モルホリル基、ピロリル基、ビストリフリルイミド基、ピリジニル基、ピリミジニル基、キノリニル基、トリアジニル基、オキサゾリン基、イミダゾール基、インドール基、カルバゾール基などが挙げられる。 Examples of the nitrogen-containing group include amino, cyano, methylamino, dimethylamino, ethylamino, diethylamino, tert-butylamino, di-tert-butylamino, allylamino, diallylamino, benzylamino, dibenzylamino, nitro, pyrrolidinyl, piperidinyl, morpholyl, pyrrolyl, bistriflylimide, pyridinyl, pyrimidinyl, quinolinyl, triazinyl, oxazoline, imidazole, indole, and carbazole groups.
前記リン含有基としては、例えば、ヘキサフルオロリン酸アニオンなどが挙げられる。 Examples of the phosphorus-containing group include hexafluorophosphate anions.
Rとしては、前記例示の中では、ハロゲン原子、ハロゲン含有基が好ましく、特にフッ素原子、フッ素原子含有基が好ましい。また、前記式[b5]の少なくとも1つのQにおいて、前記式[b6]の少なくとも1つのRが酸素含有基またはケイ素含有基であることが好ましい。 Of the above examples, R is preferably a halogen atom or a halogen-containing group, and particularly preferably a fluorine atom or a fluorine-containing group. Furthermore, in at least one Q in formula [b5], it is preferable that at least one R in formula [b6] is an oxygen-containing group or a silicon-containing group.
前記式[b5]の具体的な構造としては、トリフェニルカルベニウムテトラフェニルボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリフェニルカルベニウムテトラキス(3,5-ジトリフルオロメチルフェニル)ボレート、トリス(4-メチルフェニル)カルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリス(3,5-ジメチルフェニル)カルベニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリエチルアンモニウムテトラフェニルボレート、トリプロピルアンモニウムテトラフェニルボレート、トリ(n-ブチル)アンモニウムテトラフェニルボレート、トリメチルアンモニウムテトラキス(p-トリル)ボレート、トリメチルアンモニウムテトラキス(o-トリル)ボレート、トリ(n-ブチル)アンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリエチルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリプロピルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、トリプロピルアンモニウムテトラキス(2,4-ジメチルフェニル)ボレート、トリ(n-ブチル)アンモニウムテトラキス(3,5-ジメチルフェニル)ボレート、トリ(n-ブチル)アンモニウムテトラキス(4-トリフルオロメチルフェニル)ボレート、トリ(n-ブチル)アンモニウムテトラキス(3,5-ジトリフルオロメチルフェニル)ボレート、トリ(n-ブチル)アンモニウムテトラキス(o-トリル)ボレート、ジオクタデシルメチルアンモニウムテトラフェニルボレート、ジオクタデシルメチルアンモニウムテトラキス(p-トリル)ボレート、ジオクタデシルメチルアンモニウムテトラキス(o-トリル)ボレート、ジオクタデシルメチルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ジオクタデシルメチルアンモニウムテトラキス(2,4-ジメチルフェニル)ボレート、ジオクタデシルメチルアンモニウムテトラキス(3,5-ジメチルフェニル)ボレート、ジオクタデシルメチルアンモニウムテトラキス(4-トリフルオロメチルフェニル)ボレート、ジオクタデシルメチルアンモニウムテトラキス(3,5-ジトリフルオロメチルフェニル)ボレート、N,N-ジメチルアニリニウムテトラフェニルボレート、N,N-ジメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、N,N-ジメチルアニリニウムテトラキス(3,5-ジトリフルオロメチルフェニル)ボレート、N,N-ジエチルアニリニウムテトラフェニルボレート、N,N-ジエチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、N,N-ジエチルアニリニウムテトラキス(3,5-ジトリフルオロメチルフェニル)ボレート、N,N-ジメチルアニリニウムトリ(ペンタフルオロフェニル)(p-ヒドロキシフェニル)ボレート、N,N-ジメチルアニリニウムトリ(ペンタフルオロフェニル)(p-クロロジメチルシリルテトラフルオロフェニル)ボレート、N,N-ジメチルアニリニウムトリ(ペンタフルオロフェニル)(p-クロロジフェニルシリルテトラフルオロフェニル)ボレート、N,N,2,4,6-ペンタメチルアニリニウムテトラフェニルボレート、N,N,2,4,6-ペンタメチルアニリニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ジイソプロピルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート、ジシクロヘキシルアンモニウムテトラフェニルボレートが例示される。 Specific structures of the formula [b5] include triphenylcarbenium tetraphenylborate, triphenylcarbenium tetrakis(pentafluorophenyl)borate, triphenylcarbenium tetrakis(3,5-ditrifluoromethylphenyl)borate, tris(4-methylphenyl)carbenium tetrakis(pentafluorophenyl)borate, tris(3,5-dimethylphenyl)carbenium tetrakis(pentafluorophenyl)borate, triethylammonium tetraphenylborate, tripropylammonium tetraphenylborate, tri(n-butyl)ammonium tetraphenylborate, trimethylammonium tetrakis(p-tolyl)borate, trimethylammonium tetrakis(o-tolyl)borate, and tri(n-butyl)ammonium tetrakis(pentafluorophenyl). phenyl)borate, triethylammonium tetrakis(pentafluorophenyl)borate, tripropylammonium tetrakis(pentafluorophenyl)borate, tripropylammonium tetrakis(2,4-dimethylphenyl)borate, tri(n-butyl)ammonium tetrakis(3,5-dimethylphenyl)borate, tri(n-butyl)ammonium tetrakis(4-trifluoromethylphenyl)borate, tri(n-butyl)ammonium tetrakis(3,5-ditrifluoromethylphenyl)borate, tri(n-butyl)ammonium tetrakis(o-tolyl)borate, dioctadecylmethylammonium tetraphenylborate, dioctadecylmethylammonium tetrakis(p-tolyl)borate, dioctadecylmethylammonium tetrakis(o-tolyl)borate, Dioctadecylmethylammonium tetrakis(pentafluorophenyl)borate, dioctadecylmethylammonium tetrakis(2,4-dimethylphenyl)borate, dioctadecylmethylammonium tetrakis(3,5-dimethylphenyl)borate, dioctadecylmethylammonium tetrakis(4-trifluoromethylphenyl)borate, dioctadecylmethylammonium tetrakis(3,5-ditrifluoromethylphenyl)borate, N,N-dimethylanilinium tetraphenylborate, N,N-dimethylanilinium tetrakis(pentafluorophenyl)borate, N,N-dimethylanilinium tetrakis(3,5-ditrifluoromethylphenyl)borate, N,N-diethylanilinium tetraphenylborate, N,N-diethylanilinium tetrakis(pentafluorophenyl)borate Examples include N,N-diethylanilinium tetrakis(3,5-ditrifluoromethylphenyl)borate, N,N-dimethylanilinium tri(pentafluorophenyl)(p-hydroxyphenyl)borate, N,N-dimethylanilinium tri(pentafluorophenyl)(p-chlorodimethylsilyltetrafluorophenyl)borate, N,N-dimethylanilinium tri(pentafluorophenyl)(p-chlorodiphenylsilyltetrafluorophenyl)borate, N,N,2,4,6-pentamethylanilinium tetraphenylborate, N,N,2,4,6-pentamethylanilinium tetrakis(pentafluorophenyl)borate, diisopropylammonium tetrakis(pentafluorophenyl)borate, and dicyclohexylammonium tetraphenylborate.
イオン性化合物(B-II)は、単独で用いてもよく2種以上を併用して用いてもよい。 The ionic compound (B-II) may be used alone or in combination of two or more types.
<有機アルミニウム化合物(D)>
本発明のオレフィン重合用触媒では、上記成分(B)とともに、下記一般式[b6]で表される有機アルミニウム化合物(D)を用いてもよい。
<Organoaluminum Compound (D)>
In the olefin polymerization catalyst of the present invention, an organoaluminum compound (D) represented by the following general formula [b6] may be used together with the component (B).
Ra
mAl(ORb)n Hp Xq …[b6]
式[b6]中、Ra およびRb は、炭素数1以上15以下の炭化水素基を示し、互いに同一でも異なっていてもよく、Xはハロゲン原子を示し、mは1以上3以下の整数、nは0以上2以下の整数、pは0以上2以下の整数、qは0以上2以下の整数であり、かつm+n+p+q=3である。
R a m Al(OR b ) n H p X q … [b6]
In formula [b6], R a and R b represent a hydrocarbon group having from 1 to 15 carbon atoms and may be the same or different from each other, X represents a halogen atom, m represents an integer of from 1 to 3, n represents an integer of from 0 to 2, p represents an integer of from 0 to 2, q represents an integer of from 0 to 2, and m + n + p + q = 3.
炭素数1以上15以下の炭化水素基は、例えば、アルキル基、シクロアルキル基またはアリール基であり、具体的には、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、フェニル基、トリル基などである。 The hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms is, for example, an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group, and specific examples include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an isobutyl group, a pentyl group, a hexyl group, an octyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a phenyl group, and a tolyl group.
前記有機アルミニウム化合物(D)の具体例としては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソプロピルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、トリ2-エチルヘキシルアルミニウムなどのトリアルキルアルミニウム;ジメチルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミニウムクロリド、ジイソプロピルアルミニウムクロリド、ジイソブチルアルミニウムクロリド、ジメチルアルミニウムブロミドなどのジアルキルアルミニウムハライド;メチルアルミニウムセスキクロリド、エチルアルミニウムセスキクロリド、イソプロピルアルミニウムセスキクロリド、ブチルアルミニウムセスキクロリド、エチルアルミニウムセスキブロミドなどのアルキルアルミニウムセスキハライド;メチルアルミニウムジクロリド、エチルアルミニウムジクロリド、イソプロピルアルミニウムジクロリド、エチルアルミニウムジブロミドなどのアルキルアルミニウムジハライド;ジメチルアルミニウムハイドライド、ジエチルアルミニウムハイドライド、ジヒドロフェニルアルミニウムハイドライド、ジイソプロピルアルミニウムハイドライド、ジ-n-ブチルアルミニウムハイドライド、ジイソブチルアルミニウムハイドライド、ジイソヘキシルアルミニウムハイドライド、ジフェニルアルミニウムハイドライド、ジシクロヘキシルアルミニウムハイドライド、ジ-sec-ヘプチルアルミニウムハイドライド、ジ-sec-ノニルアルミニウムハイドライドなどのアルキルアルミニウムハイドライド;ジメチルアルミニウムエトキキシド、ジエチルアルミニウムエトキシド、ジイソプロピルアルミニウムメトキシド、ジイソブチルアルミニウムエトキシドなどのジアルキルアルミニウムアルコキシドなどが挙げられる。 Specific examples of the organoaluminum compound (D) include trialkylaluminums such as trimethylaluminum, triethylaluminum, triisopropylaluminum, triisobutylaluminum, trihexylaluminum, trioctylaluminum, and tri-2-ethylhexylaluminum; dialkylaluminum halides such as dimethylaluminum chloride, diethylaluminum chloride, diisopropylaluminum chloride, diisobutylaluminum chloride, and dimethylaluminum bromide; alkylaluminum sesquihalides such as methylaluminum sesquichloride, ethylaluminum sesquichloride, isopropylaluminum sesquichloride, butylaluminum sesquichloride, and ethylaluminum sesquibromide; methylaluminum dichloride, ethylaluminum dichloride, isopropylaluminum sesquibromide, and the like. Examples of suitable aluminum dihalides include alkylaluminum dihalides such as aluminum dichloride and ethylaluminum dibromide; alkylaluminum hydrides such as dimethylaluminum hydride, diethylaluminum hydride, dihydrophenylaluminum hydride, diisopropylaluminum hydride, di-n-butylaluminum hydride, diisobutylaluminum hydride, diisohexylaluminum hydride, diphenylaluminum hydride, dicyclohexylaluminum hydride, di-sec-heptylaluminum hydride, and di-sec-nonylaluminum hydride; and dialkylaluminum alkoxides such as dimethylaluminum ethoxide, diethylaluminum ethoxide, diisopropylaluminum methoxide, and diisobutylaluminum ethoxide.
上記の中では、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、ジエチルアルミニウムクロリド、エチルアルミニウムセスキクロリド、エチルアルミニウムジクロリド、ジイソブチルアルミニウムハイドライド、ジエチルアルミニウムエトキシドが特に好ましい。 Of the above, trimethylaluminum, triethylaluminum, triisobutylaluminum, trihexylaluminum, trioctylaluminum, diethylaluminum chloride, ethylaluminum sesquichloride, ethylaluminum dichloride, diisobutylaluminum hydride, and diethylaluminum ethoxide are particularly preferred.
<遷移金属化合物(C)>
本発明で用いられる遷移金属化合物(C)は、特に制限はなく、例えば従来公知のオレフィン重合用触媒に用いられる遷移金属化合物が挙げられ、具体的には、下記一般式(C-I)で表される化合物である。
<Transition metal compound (C)>
The transition metal compound (C) used in the present invention is not particularly limited, and examples thereof include transition metal compounds used in conventionally known olefin polymerization catalysts, specifically compounds represented by the following general formula (CI):
LmMXn・・・(C-I)
前記一般式(C-I)において、
Mは、周期表第3族、第4族、第5族、第6族、第7族、第8族、第9族、第10族、第11族原子、およびランタニド原子からなる群より選ばれる原子である。好ましくは、周期表第4族および第10族遷移金属原子であり、具体的にはチタン原子、ジルコニウム原子、ハフニウム原子、パラジウム原子またはニッケル原子である。
L m MX n ... (C-I)
In the general formula (CI),
M is an atom selected from the group consisting of atoms of Groups 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, and 11 of the periodic table, and lanthanide atoms, and is preferably a transition metal atom of Groups 4 and 10 of the periodic table, specifically a titanium atom, zirconium atom, hafnium atom, palladium atom, or nickel atom.
Lは、η結合性環状アニオン配位子、σ結合性アニオン配位子、およびπ結合性中性配位子からなる群より選ばれ、複数のLは互いに同一でも異なっていてもよく、L中の置換基により複数のLが繋がっていてもよい。 L is selected from the group consisting of η-bonding cyclic anionic ligands, σ-bonding anionic ligands, and π-bonding neutral ligands, and multiple Ls may be the same or different, and multiple Ls may be connected by substituents within L.
η結合性環状アニオン配位子としては、例えば、シクロペンタジエニル基、インデニル基、テトラヒドロインデニル基、フルオレニル基、テトラヒドロフルオレニル基、オクタヒドロフルオレニル基、オクタメチルオクタヒドロフルオレニル基などが挙げられ、これらの配位子はさらに別の置換基を有していてもよい。 Examples of η-bonding cyclic anionic ligands include cyclopentadienyl groups, indenyl groups, tetrahydroindenyl groups, fluorenyl groups, tetrahydrofluorenyl groups, octahydrofluorenyl groups, and octamethyloctahydrofluorenyl groups, and these ligands may also have other substituents.
σ結合性アニオン配位子は、酸素、ホウ素、窒素、リン、硫黄、およびセレンからなる群より選ばれる少なくとも1種の原子を含み、前記式(C-I)におけるMと1価のσ結合を形成する化合物である。 The σ-bonding anionic ligand is a compound that contains at least one atom selected from the group consisting of oxygen, boron, nitrogen, phosphorus, sulfur, and selenium, and forms a monovalent σ-bond with M in formula (C-I).
π結合性中性配位子は、酸素、ホウ素、窒素、リン、硫黄、およびセレンからなる群より選ばれる少なくとも1種の原子を含み、前記一般式(C-I)におけるMに孤立電子対で配位可能な化合物である。 The π-bonding neutral ligand is a compound that contains at least one atom selected from the group consisting of oxygen, boron, nitrogen, phosphorus, sulfur, and selenium and can coordinate to M in the general formula (C-I) via a lone electron pair.
mは0以上の整数である。
nは、Mの価数を満たす1以上6以下の整数であり、好ましくは1以上4以下である。
m is an integer of 0 or greater.
n is an integer of 1 to 6, and preferably 1 to 4, satisfying the valence of M.
Xは、水素原子、炭素数1以上40以下の炭化水素基、ハロゲン原子、ハロゲン含有基、ケイ素含有基、酸素含有基、硫黄含有基、窒素含有基、リン含有基、およびジエン系誘導体基からなる群より選ばれる。nが2以上の場合、複数のXは互いに同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成してもよい。好ましくは水素原子、ハロゲン原子、炭素数1以上40以下の炭化水素基、ケイ素含有基、酸素含有基、共役ジエン系誘導体基である。 X is selected from the group consisting of a hydrogen atom, a hydrocarbon group having from 1 to 40 carbon atoms, a halogen atom, a halogen-containing group, a silicon-containing group, an oxygen-containing group, a sulfur-containing group, a nitrogen-containing group, a phosphorus-containing group, and a diene derivative group. When n is 2 or more, multiple Xs may be the same or different and may bond to each other to form a ring. Preferred are hydrogen atoms, halogen atoms, hydrocarbon groups having from 1 to 40 carbon atoms, a silicon-containing group, an oxygen-containing group, and a conjugated diene derivative group.
前記炭化水素基、ハロゲン原子、ハロゲン含有基、ケイ素含有基、酸素含有基、硫黄含有基、窒素含有基、リン含有基としては、前記式[b6]におけるRとして例示したものと同様のものが挙げられる。 Examples of the hydrocarbon group, halogen atom, halogen-containing group, silicon-containing group, oxygen-containing group, sulfur-containing group, nitrogen-containing group, and phosphorus-containing group include the same groups as those exemplified as R in formula [b6].
前記ジエン系誘導体基は、前記一般式(C-I)におけるMに孤立電子対で配位可能な炭化水素化合物であり、例えば、1,3-ブタジエニル基、イソプレニル基(2-メチル-1,3-ブタジエニル基)、ピペリレニル基(1,3-ペンタジエニル基)、2,4-ヘキサジエニル基、1,4-ジフェニル-1,3-ペンタジエニル基、シクロペンタジエニル基など、メタロシクロペンテニル基、1.5-シクロオクタジエニル基などが挙げられる。 The diene derivative group is a hydrocarbon compound capable of coordinating with M in general formula (C-I) via a lone electron pair, and examples include a 1,3-butadienyl group, an isoprenyl group (2-methyl-1,3-butadienyl group), a piperylenyl group (1,3-pentadienyl group), a 2,4-hexadienyl group, a 1,4-diphenyl-1,3-pentadienyl group, a cyclopentadienyl group, a metallocyclopentenyl group, and a 1,5-cyclooctadienyl group.
このような遷移金属化合物(C)としては、例えば、特開昭61-211307号公報、特開平5-148317号公報、特開平6-239914号公報、国際公開第2001/27124号、特開2003-206310号公報、特開2004-2259号公報、特開2004-269825号公報、特開2009-143901号公報、特表2009-537656号公報、特開2011-127121号公報、特開2012-255165号公報、国際公開第2014/50817、国際公開第2014/123212号、特表2015-500920号公報、特表2016-527182号公報、特表2017-535518号公報、特開2018-58780号公報、特開2019-59934号公報、特開2020-117711号公報、米国特許第5272236号などに記載されている遷移金属化合物が挙げられ、好ましくは、特開平5-148317号公報における一般式[I]で表される化合物、国際公開第2003/091262号における一般式(II)で表される化合物、特開2003-206310号公報における一般式(I)で表される化合物および一般式(XIVb)で表される化合物、特開2012-255165号公報における一般式(I)で表される化合物、特開2020-117711号公報における一般式[2]で表される化合物、米国特許第5272236号における一般式(I)で表される化合物、からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物が挙げられる。 Such transition metal compounds (C) are described, for example, in JP-A-61-211307, JP-A-5-148317, JP-A-6-239914, WO 2001/27124, JP-A-2003-206310, JP-A-2004-2259, JP-A-2004-269825, JP-A-2009-143901, and JP-A-2009 -537656, JP 2011-127121, JP 2012-255165, WO 2014/50817, WO 2014/123212, JP 2015-500920, JP 2016-527182, JP 2017-535518, JP 2018-58780, JP 2019-59934 Examples of suitable transition metal compounds include those described in JP-A-5-148317, JP-A-2020-117711, and U.S. Pat. No. 5,272,236, and preferably at least one compound selected from the group consisting of the compound represented by general formula [I] in JP-A-5-148317, the compound represented by general formula (II) in WO 2003/091262, the compound represented by general formula (I) and the compound represented by general formula (XIVb) in JP-A-2003-206310, the compound represented by general formula (I) in JP-A-2012-255165, the compound represented by general formula [2] in JP-A-2020-117711, and the compound represented by general formula (I) in U.S. Pat. No. 5,272,236.
その他の遷移金属化合物(C)の例としては、TiCl4、TiBr4、ZrCl4、HfCl4などのテトラハロゲン化チタン、テトラハロゲン化ジルコニウム、テトラハロゲン化ハフニウム、Ti(OCH3)Cl3、Ti(OC2H5)Cl3、Ti(O-n-C4H9)Cl3、Ti(OC2H5)Br3、Ti(O-iso-C4H9)Br3などのトリハロゲン化アルコキシチタン、Ti(OCH3)2Cl2、Ti(OC2H5)2Cl2、Ti(O-C4H9)2Cl2、Ti(OC2H5)2Br2などのジハロゲン化ジアルコキシチタン、Ti(OCH3)3Cl、Ti(OC2H5)3Cl、Ti(O-n-C4H9)3Cl、Ti(OC2H5)3Brなどのモノハロゲン化トリアルコキシチタン、Ti(OCH3)4、Ti(OC2H5)4、Ti(O-n-C4H9)4、Ti(O-iso-C4H9)4、Ti(O-2-エチルヘキシル)4などのテトラアルコキシチタンなどが挙げられる。 Examples of other transition metal compounds (C) include titanium tetrahalides such as TiCl 4 , TiBr 4 , ZrCl 4 and HfCl 4 , zirconium tetrahalides, hafnium tetrahalides, alkoxytitanium trihalides such as Ti(OCH 3 )Cl 3 , Ti(OC 2 H 5 )Cl 3 , Ti(O-n-C 4 H 9 )Cl 3 , Ti(OC 2 H 5 )Br 3 and Ti(O-iso-C 4 H 9 )Br 3 , Ti(OCH 3 ) 2 Cl 2 , Ti(OC 2 H 5 ) 2 Cl 2 , Ti(O-C 4 H 9 ) 2 Cl 2 and Ti(OC 2 H 5 ) 2 Br 2, etc.; monohalogenated trialkoxytitanium compounds such as Ti ( OCH3 ) 3Cl , Ti( OC2H5 )3Cl, Ti(O-n- C4H9 ) 3Cl , and Ti ( OC2H5 ) 3Br ; and tetraalkoxytitanium compounds such as Ti ( OCH3 ) 4 , Ti( OC2H5 )4, Ti(O- n- C4H9 ) 4 , Ti(O-iso- C4H9 ) 4 , and Ti(O-2 - ethylhexyl) 4 .
前記カーボン材料(A)と、前記成分(B)と、前記遷移金属化合物(C)とを含む、本発明のオレフィン重合用触媒は、カーボン材料を効率的に分散させたオレフィン重合体を、高い重合活性で製造することができる。 The olefin polymerization catalyst of the present invention, which contains the carbon material (A), the component (B), and the transition metal compound (C), can produce an olefin polymer in which the carbon material is efficiently dispersed with high polymerization activity.
本発明の効果が奏される理由は、必ずしも定かではないが、本発明者らは以下のように推測している。 The reason why the present invention is effective is not entirely clear, but the inventors speculate as follows.
前記要件(A-I)および(A-II)を満たすカーボン材料(A)は、成分(B)および/または遷移金属化合物(C)と接触可能な酸素原子含有官能基およびsp2結合炭素で形成される二次元シート構造が多いことで、カーボン材料(A)中のより多くの箇所に成分(B)および/または遷移金属化合物(C)を化学結合もしくは電子的な相互作用により固定化させることができる。これにより本発明のオレフィン重合用触媒はカーボン材料を効率的に分散させたオレフィン重合体を製造することができると推察される。加えて、驚くべきことに前記要件(A-I)および(A-II)を満たすカーボン材料(A)を用いた場合、従来より知られているシリカゲルなどの担体を用いた場合に比べて、より少ない成分(B)および/または遷移金属化合物(C)の固定化量であっても、より高い重合活性を発現させることができる。この現象は、カーボン材料(A)の持つsp2結合炭素で形成される二次元シート構造によって、成分(B)および/または遷移金属化合物(C)に何らかの電子的な効果がもたらされた結果と推察され、いかに当業者といえども容易に発見に至ることがない技術と言える。 Carbon material (A) satisfying the requirements (A-I) and (A-II) has many oxygen-atom-containing functional groups and two-dimensional sheet structures formed by sp 2- bonded carbon that can contact component (B) and/or transition metal compound (C), allowing component (B) and/or transition metal compound (C) to be immobilized at many locations in the carbon material (A) through chemical bonds or electronic interactions. This presumably enables the olefin polymerization catalyst of the present invention to produce olefin polymers in which the carbon material is efficiently dispersed. Furthermore, surprisingly, when carbon material (A) satisfying the requirements (A-I) and (A-II) is used, higher polymerization activity can be achieved even with a smaller amount of immobilized component (B) and/or transition metal compound (C) than when a conventional carrier such as silica gel is used. This phenomenon is presumably the result of some electronic effect on component (B) and/or transition metal compound (C) due to the two-dimensional sheet structure formed by sp 2- bonded carbon possessed by the carbon material (A), and it can be said that this is a technology that even a person skilled in the art would not easily discover.
<オレフィン重合用触媒の調製方法>
本発明のオレフィン重合用触媒は、前記カーボン材料(A)、前記成分(B)および前記遷移金属化合物(C)を接触させることにより調製される固体触媒成分(X)が好ましい態様の一つである。
<Method for preparing an olefin polymerization catalyst>
One preferred embodiment of the olefin polymerization catalyst of the present invention is a solid catalyst component (X) prepared by contacting the carbon material (A), the component (B) and the transition metal compound (C).
前記成分(B)および前記遷移金属化合物(C)は液体状であれば不活性溶媒を用いて希釈し、固体状であれば不活性溶媒に溶解させ、前記カーボン材料(A)と接触させることが好ましい。用いることができる不活性溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素や、へキサン、ヘプタン、デカン等の脂肪族飽和炭化水素、シクロへキサン、メチルシクロペンタンなどの脂環族炭化水素、エチレンクロリド、クロルベンゼン、ジクロロメタンなどのハロゲン化炭化水素またはこれらの混合物を例示できる。 If the component (B) and the transition metal compound (C) are liquid, they are preferably diluted with an inert solvent. If they are solid, they are preferably dissolved in an inert solvent and brought into contact with the carbon material (A). Examples of inert solvents that can be used include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene; saturated aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane, and decane; alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane and methylcyclopentane; halogenated hydrocarbons such as ethylene chloride, chlorobenzene, and dichloromethane; and mixtures thereof.
前記カーボン材料(A)、前記成分(B)および前記遷移金属化合物(C)の接触方法は、本発明の効果を奏する限り、特に限定されないが、例えば、前記カーボン材料(A)に前記成分(B)または前記遷移金属化合物(C)を含む不活性溶媒を添加し前記カーボン材料(A)の細孔内に含侵させる方法、前記カーボン材料(A)を前記成分(B)または前記遷移金属化合物(C)を含む不活性溶媒に浸して静置する方法、前記カーボン材料(A)と、前記成分(B)または前記遷移金属化合物(C)を含む不活性溶媒とを撹拌などにより混合する方法、前記カーボン材料(A)に前記成分(B)または前記遷移金属化合物(C)を含む不活性溶媒を流通させる方法などが挙げられ、前記カーボン材料(A)は、固体状の支持体(粉末、造粒粒子、繊維やフィルムなども含む)に物理的もしくは化学的に固定化された状態のものを用いても良く、接触の際に加熱操作を行ってもよい。 The method for contacting the carbon material (A), component (B), and transition metal compound (C) is not particularly limited as long as the effects of the present invention are achieved. Examples include a method in which an inert solvent containing component (B) or the transition metal compound (C) is added to the carbon material (A) and the pores of the carbon material (A) are impregnated with the component (B) or the transition metal compound (C); a method in which the carbon material (A) is immersed in an inert solvent containing component (B) or the transition metal compound (C) and allowed to stand; a method in which the carbon material (A) is mixed with an inert solvent containing component (B) or the transition metal compound (C) by stirring or the like; and a method in which an inert solvent containing component (B) or the transition metal compound (C) is passed through the carbon material (A). The carbon material (A) may be physically or chemically immobilized on a solid support (including powder, granulated particles, fibers, films, etc.), and heating may be performed during the contact.
この内、前記カーボン材料(A)と前記成分(B)または前記遷移金属化合物(C)を含む不活性溶媒とを撹拌などにより混合する方法が好ましく、接触操作の後、必要に応じて接触液を静置させて上澄みを抜く、もしくはろ過等の方法により前記不活性溶媒を除き、必要に応じて前記不活性溶媒で洗浄してもよい。 Among these, the method of mixing the carbon material (A) with an inert solvent containing the component (B) or the transition metal compound (C) by stirring or the like is preferred. After the contact operation, if necessary, the contact liquid may be allowed to stand and the supernatant removed, or the inert solvent may be removed by filtration or other methods, and the mixture may be washed with the inert solvent if necessary.
加熱操作を行う場合の温度は、用いる溶媒にもよるが通常、その溶媒の凝固点温度以上200℃以下、好ましくは150℃以下である。接触時間は、接触方法や温度にもよるが通常、30秒以上1000時間以下、好ましくは5分以上120時間以下である。 The temperature during the heating operation varies depending on the solvent used, but is typically between the freezing point of the solvent and 200°C, preferably 150°C or less. The contact time varies depending on the contact method and temperature, but is typically between 30 seconds and 1,000 hours, preferably between 5 minutes and 120 hours.
前記接触方法におけるいずれの工程においても、成分(G)を共存させることにより、重合反応中のファウリングをさらに高度に抑制したり、生成重合体の粒子性状をさらに改善したりすることができる。成分(G)としては、極性官能基を有する化合物を用いることができ、非イオン性(ノニオン)界面活性剤が好ましく、ポリアルキレンオキサイドブロック、高級脂肪族アミド、ポリアルキレンオキサイド、ポリアルキレンオキサイドアルキルエーテル、アルキルジエタノールアミン、ポリオキシアルキレンアルキルアミン、グリセリン脂肪酸エステル、N-アシルアミノ酸がより好ましい。これらは1種を用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 In any step of the contact method, the presence of component (G) can further suppress fouling during the polymerization reaction and further improve the particle properties of the resulting polymer. As component (G), a compound having a polar functional group can be used, and nonionic surfactants are preferred, with polyalkylene oxide blocks, higher aliphatic amides, polyalkylene oxides, polyalkylene oxide alkyl ethers, alkyldiethanolamines, polyoxyalkylene alkylamines, glycerin fatty acid esters, and N-acylamino acids being more preferred. These may be used alone or in combination of two or more.
前記カーボン材料(A)、前記成分(B)および前記遷移金属化合物(C)の接触順序は、本発明の効果を奏する限り、特に限定されないが、
前記カーボン材料(A)と、前記成分(B)とを接触させる工程(1-1)と、
前記工程(1-1)で得られた接触物と、前記遷移金属化合物(C)とを接触させて固体触媒成分(X)を得る工程(1-2)とを含む方法や、
前記カーボン材料(A)と、前記成分(B)とを接触させる工程(2-1)と、
前記遷移金属化合物(C)と、前記成分(B)とを接触させる工程(2-2)と、
前記工程(2-1)で得られた接触物と、前記工程(2-2)で得られた接触物とを接触させて固体触媒成分(X)を得る工程(2-3)とを含む方法などが挙げられる。この時、前記工程(2-1)と前記工程(2-2)で用いる前記成分(B)は同一でも異なっていてもよい。
The order of contacting the carbon material (A), the component (B), and the transition metal compound (C) is not particularly limited as long as the effects of the present invention are exhibited.
A step (1-1) of contacting the carbon material (A) with the component (B);
a step (1-2) of contacting the contact product obtained in the step (1-1) with the transition metal compound (C) to obtain a solid catalyst component (X);
a step (2-1) of contacting the carbon material (A) with the component (B);
a step (2-2) of contacting the transition metal compound (C) with the component (B);
and a step (2-3) of contacting the contact product obtained in the step (2-1) with the contact product obtained in the step (2-2) to obtain a solid catalyst component (X). In this case, the component (B) used in the step (2-1) and the component (B) used in the step (2-2) may be the same or different.
前記工程(1-1)、(2-1)において、前記成分(B)が前記有機アルミニウムオキシ化合物(B-I)の場合、前記成分(B)は前記カーボン材料(A)1g当たり、好ましくは0.1mmol以上500mmol以下、より好ましくは0.2mmol以上200mmol以下、さらに好ましくは0.5mmol以上100mmol以下の範囲で用いることができ、前記成分(B)が前記イオン性化合物(B-II)の場合、前記成分(B)は前記カーボン材料(A)1g当たり、好ましくは0.0001mmol以上200mmol以下、より好ましくは0.001mmol以上100mmol以下、さらに好ましくは0.002mmol以上50mmol以下の範囲で用いることができる。 In steps (1-1) and (2-1), when component (B) is the organoaluminum oxy compound (B-I), component (B) can be used in an amount of preferably 0.1 mmol to 500 mmol, more preferably 0.2 mmol to 200 mmol, and even more preferably 0.5 mmol to 100 mmol, per 1 g of carbon material (A). When component (B) is the ionic compound (B-II), component (B) can be used in an amount of preferably 0.0001 mmol to 200 mmol, more preferably 0.001 mmol to 100 mmol, and even more preferably 0.002 mmol to 50 mmol, per 1 g of carbon material (A).
前記工程(2-2)において、前記成分(B)が前記有機アルミニウムオキシ化合物(B-I)の場合、前記成分(B)は前記遷移金属化合物(C)1mmol当たり、好ましくは0.1mmol以上500mmol以下、より好ましくは0.2mmol以上200mmol以下、さらに好ましくは0.5mmol以上100mmol以下の範囲で用いることができ、前記成分(B)が前記イオン性化合物(B-II)の場合、前記成分(B)は前記遷移金属化合物(C)1mmol当たり、好ましくは0.1mmol以上500mmol以下、より好ましくは0.2mmol以上200mmol以下、さらに好ましくは0.5mmol以上100mmol以下の範囲で用いることができる。 In step (2-2), when component (B) is the organoaluminum oxy compound (B-I), component (B) can be used in an amount of preferably 0.1 mmol to 500 mmol, more preferably 0.2 mmol to 200 mmol, and even more preferably 0.5 mmol to 100 mmol, per 1 mmol of the transition metal compound (C). When component (B) is the ionic compound (B-II), component (B) can be used in an amount of preferably 0.1 mmol to 500 mmol, more preferably 0.2 mmol to 200 mmol, and even more preferably 0.5 mmol to 100 mmol, per 1 mmol of the transition metal compound (C).
前記工程(1-2)、(2-3)において、前記遷移金属化合物(C)は、前記カーボン材料(A)1g当たり、好ましくは0.0001mmol以上1mmol以下、より好ましくは0.0005mmol以上0.5mmol以下、さらに好ましくは0.001mmol以上0.2mmol以下の範囲で用いることができる。 In steps (1-2) and (2-3), the transition metal compound (C) can be used in an amount of preferably 0.0001 mmol to 1 mmol, more preferably 0.0005 mmol to 0.5 mmol, and even more preferably 0.001 mmol to 0.2 mmol, per 1 g of the carbon material (A).
オレフィン重合体の製造には、前記固体触媒成分(X)を不活性炭化水素中に懸濁した状態で用いてもよく、乾燥させた状態で用いてもよい。また、オレフィン重合体の製造に用いられるオレフィンと同一でも異なっていてもよいオレフィンを用いて、前記固体触媒成分(X)を予備重合させてから用いてもよい。 For the production of olefin polymers, the solid catalyst component (X) may be used in a state of being suspended in an inert hydrocarbon, or in a dried state. Furthermore, the solid catalyst component (X) may be prepolymerized using an olefin, which may be the same as or different from the olefin used in the production of the olefin polymer, before use.
[オレフィン重合体の製造方法]
本発明のオレフィン重合体の製造方法は、上述した本発明のオレフィン重合用触媒の存在下に、オレフィンを重合させる工程を含むことを特徴とする。本発明において、「重合」には、ホモ重合の他、ランダム共重合、ブロック共重合などの共重合の意味が含まれることがある。
[Production method of olefin polymer]
The method for producing an olefin polymer of the present invention is characterized by comprising a step of polymerizing an olefin in the presence of the above-mentioned olefin polymerization catalyst of the present invention. In the present invention, the term "polymerization" may include not only homopolymerization but also copolymerization such as random copolymerization and block copolymerization.
本発明において重合されるオレフィンとしては、エチレン、α-オレフィン、環状オレフィンが挙げられる。 The olefins polymerized in the present invention include ethylene, α-olefins, and cyclic olefins.
これらのうち、α-オレフィンとしては、炭素数3以上30以下の直鎖状または分岐状のα-オレフィンが挙げられ、好ましくは炭素数3以上20以下である。より具体的には、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、3-メチル-1-ブテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン、3-メチル-1-ペンテン、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン、1-オクタデセン、1-エイコセンが挙げられる。これらの中では、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、3-メチル-1-ブテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン、3-メチル-1-ペンテンが好ましく、プロピレン、1-ブテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテンがより好ましい。 Among these, the α-olefins include linear or branched α-olefins having from 3 to 30 carbon atoms, preferably from 3 to 20 carbon atoms. More specifically, examples include propylene, 1-butene, 1-pentene, 3-methyl-1-butene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene, 3-methyl-1-pentene, 1-octene, 1-decene, 1-dodecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, 1-octadecene, and 1-eicosene. Of these, propylene, 1-butene, 1-pentene, 3-methyl-1-butene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene, and 3-methyl-1-pentene are preferred, and propylene, 1-butene, 1-hexene, and 4-methyl-1-pentene are more preferred.
環状オレフィンとしては、炭素数3以上30以下の環状オレフィンが挙げられ、好ましくは炭素数3以上20以下である。より具体的には、シクロペンテン、シクロヘプテン、ノルボルネン、5-メチル-2-ノルボルネン、テトラシクロドデセン、2-メチル-1,4,5,8-ジメタノ-1,2,3,4,4a,5,8,8a-オクタヒドロナフタレンなどが挙げられる。 Cyclic olefins include those having 3 to 30 carbon atoms, preferably 3 to 20 carbon atoms. More specific examples include cyclopentene, cycloheptene, norbornene, 5-methyl-2-norbornene, tetracyclododecene, and 2-methyl-1,4,5,8-dimethano-1,2,3,4,4a,5,8,8a-octahydronaphthalene.
前記オレフィンを重合させる工程は、前記固体触媒成分(X)存在下に、エチレンを単独重合させる工程、エチレンと1種以上の炭素数3以上20以下のα-オレフィンを共重合させる工程、プロピレンを単独重合させる工程、プロピレンと1種以上の炭素数4以上20以下のα-オレフィンを共重合させる工程、4-メチル-1-ペンテンを単独重合させる工程、または4-メチル-1-ペンテンと1種以上の炭素数4以上20以下のα-オレフィンを共重合させる工程であることが好ましい。 The olefin polymerization step is preferably a step of homopolymerizing ethylene, copolymerizing ethylene with one or more α-olefins having from 3 to 20 carbon atoms, homopolymerizing propylene, copolymerizing propylene with one or more α-olefins having from 4 to 20 carbon atoms, homopolymerizing 4-methyl-1-pentene, or copolymerizing 4-methyl-1-pentene with one or more α-olefins having from 4 to 20 carbon atoms in the presence of the solid catalyst component (X).
本発明のオレフィン重合体の製造方法では、重合は、懸濁重合などの液相重合法または気相重合法のいずれにおいても実施できる。液相重合法において用いられる不活性炭化水素媒体としては、例えば、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、灯油などの脂肪族炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタンなどの脂環族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素;エチレンクロリド、クロルベンゼン、ジクロロメタンなどのハロゲン化炭化水素またはこれらの混合物などを挙げることができ、オレフィン自身を溶媒として用いることもできる。 In the olefin polymer production method of the present invention, polymerization can be carried out either by liquid phase polymerization, such as suspension polymerization, or by gas phase polymerization. Examples of inert hydrocarbon media used in liquid phase polymerization include aliphatic hydrocarbons such as propane, butane, pentane, hexane, heptane, octane, decane, dodecane, and kerosene; alicyclic hydrocarbons such as cyclopentane, cyclohexane, and methylcyclopentane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, and xylene; halogenated hydrocarbons such as ethylene chloride, chlorobenzene, and dichloromethane, or mixtures thereof; and the olefin itself can also be used as the solvent.
本発明の方法におけるオレフィンを重合させる温度の下限は-20℃、好ましくは0℃、さらに好ましくは20℃、特に好ましくは30℃であり、オレフィンを重合させる温度の上限は、200℃、好ましくは150℃、さらに好ましくは100℃、特に好ましくは80℃である。 In the method of the present invention, the lower limit of the temperature for polymerizing olefins is -20°C, preferably 0°C, more preferably 20°C, and particularly preferably 30°C, and the upper limit of the temperature for polymerizing olefins is 200°C, preferably 150°C, more preferably 100°C, and particularly preferably 80°C.
本発明の方法における重合圧力は、通常、常圧以上10MPa以下、好ましくは常圧以上5MPa以下の条件下であり、重合反応は、回分式、半連続式、連続式のいずれの方法においても行うことができる。 The polymerization pressure in the method of the present invention is typically between atmospheric pressure and 10 MPa, preferably between atmospheric pressure and 5 MPa, and the polymerization reaction can be carried out batchwise, semi-continuously, or continuously.
また、本発明のオレフィン系重合体の製造方法は、重合反応の条件を変えて二段以上に分けて反応を行う、いわゆる多段重合方法であってもよい。 The method for producing an olefin polymer of the present invention may also be a so-called multi-stage polymerization method in which the polymerization reaction is carried out in two or more stages under different polymerization reaction conditions.
得られるオレフィン重合体の分子量は、重合系に水素を存在させるか、または重合温度を変化させることによって調節することができる。 The molecular weight of the resulting olefin polymer can be adjusted by adding hydrogen to the polymerization system or by changing the polymerization temperature.
前記オレフィンを重合させる工程には、重合反応器への付着(ファウリング)抑制または粒子性状改善を目的として、前記有機アルミニウム化合物(D)や前記成分(G)を共存させることができる。 The organoaluminum compound (D) and/or component (G) can be present in the olefin polymerization process to suppress adhesion (fouling) to the polymerization reactor or improve particle properties.
<オレフィン重合体>
本発明のオレフィン重合体の製造方法により得られるオレフィン重合体の一態様としては、エチレン由来の構成単位を好ましくは90モル%以上100モル%以下、より好ましくは95モル%以上100モル%以下の範囲で含むエチレン系重合体、プロピレン由来の構成単位を好ましくは80モル%以上100モル%以下、より好ましくは90モル%以上100モル%以下の範囲で含むプロピレン系重合体、および4-メチル-1-ペンテン由来の構成単位を好ましくは80モル%以上100モル%以下、より好ましくは90モル%以上100モル%以下の範囲で含む4-メチル-1-ペンテン系重合体が挙げられる。
<Olefin polymer>
[0033] Examples of an embodiment of the olefin polymer obtainable by the method for producing an olefin polymer of the present invention include an ethylene polymer containing ethylene-derived structural units in an amount of preferably from 90 mol% to 100 mol%, more preferably from 95 mol% to 100 mol%; a propylene polymer containing propylene-derived structural units in an amount of preferably from 80 mol% to 100 mol%, more preferably from 90 mol% to 100 mol%; and a 4-methyl-1-pentene polymer containing 4-methyl-1-pentene-derived structural units in an amount of preferably from 80 mol% to 100 mol%, more preferably from 90 mol% to 100 mol%.
前記エチレン系重合体は、炭素数3以上20以下のα-オレフィン由来の構成単位を好ましくは合計0モル%以上10モル%以下、より好ましくは0モル%以上5モル%以下の範囲で含む。ただし、エチレン由来の構成単位の含量と炭素数3以上20以下のα-オレフィン由来の構成単位の含量との合計を100モル%とする。 The ethylene-based polymer preferably contains a total of 0 mol % to 10 mol %, more preferably 0 mol % to 5 mol %, of structural units derived from α-olefins having 3 to 20 carbon atoms. However, the sum of the content of ethylene-derived structural units and the content of structural units derived from α-olefins having 3 to 20 carbon atoms is taken as 100 mol %.
前記プロピレン系重合体は、エチレンおよび炭素数4以上20以下のα-オレフィン由来の構成単位を好ましくは合計0モル%以上20モル%以下、より好ましくは0モル%以上10モル%以下の範囲で含む。ただし、プロピレン由来の構成単位の含量と、エチレンおよび炭素数4以上20以下のα-オレフィン由来の構成単位の含量との合計を100モル%とする。 The propylene-based polymer preferably contains structural units derived from ethylene and an α-olefin having from 4 to 20 carbon atoms in a total amount of from 0 mol % to 20 mol %, more preferably from 0 mol % to 10 mol %. However, the sum of the content of structural units derived from propylene and the content of structural units derived from ethylene and an α-olefin having from 4 to 20 carbon atoms is taken to be 100 mol %.
前記4-メチル-1-ペンテン系重合体は、エチレンおよび4-メチル-1-ペンテン以外の炭素数3以上20以下のα-オレフィン由来の構成単位を好ましくは合計0モル%以上20モル%以下、より好ましくは0モル%以上10モル%以下の範囲で含む。ただし、4-メチル-1-ペンテン由来の構成単位の含量と、エチレンおよび4-メチル-1-ペンテン以外の炭素数3以上20以下のα-オレフィン由来の構成単位の含量との合計を100モル%とする。 The 4-methyl-1-pentene polymer preferably contains structural units derived from ethylene and α-olefins other than 4-methyl-1-pentene having 3 to 20 carbon atoms in total in a range of 0 mol % to 20 mol %, more preferably 0 mol % to 10 mol %. However, the sum of the content of structural units derived from 4-methyl-1-pentene and the content of structural units derived from ethylene and α-olefins other than 4-methyl-1-pentene having 3 to 20 carbon atoms is taken as 100 mol %.
これらの重合体の中でも、エチレン単独重合体、プロピレン単独重合体、4-メチル-1-ペンテン単独重合体、エチレン/プロピレン共重合体、エチレン/1-ブテン共重合体、エチレン/1-ヘキセン共重合体、エチレン/1-オクテン共重合体、エチレン/4-メチル-1-ペンテン共重合体、プロピレン/4-メチル-1-ペンテン共重合体、4-メチル-1-ペンテン/1-デセン共重合体、エチレン/プロピレン/1-ブテン共重合体、エチレン/プロピレン/1-オクテン共重合体、エチレン/プロピレン/1-ヘキセン共重合体、エチレン/プロピレン/4-メチル-1-ペンテン共重合体が好ましい。また、これらの重合体から選択される二種以上を混合または連続的に製造することによって得られる、いわゆるブロック共重合体(インパクトコポリマー)でもよい。 Among these polymers, ethylene homopolymer, propylene homopolymer, 4-methyl-1-pentene homopolymer, ethylene/propylene copolymer, ethylene/1-butene copolymer, ethylene/1-hexene copolymer, ethylene/1-octene copolymer, ethylene/4-methyl-1-pentene copolymer, propylene/4-methyl-1-pentene copolymer, 4-methyl-1-pentene/1-decene copolymer, ethylene/propylene/1-butene copolymer, ethylene/propylene/1-octene copolymer, ethylene/propylene/1-hexene copolymer, and ethylene/propylene/4-methyl-1-pentene copolymer are preferred. Also suitable are so-called block copolymers (impact copolymers) obtained by mixing or continuously producing two or more polymers selected from these polymers.
前記オレフィン重合体の製造方法で得られるオレフィン重合体中に、前記カーボン材料(A)が好ましくは0.005重量%以上25重量%以下、より好ましくは0.01重量%以上10重量%以下の範囲で含まれる。前記カーボン材料(A)はオレフィン重合体中に効率的に分散されており、高い熱導電性、電気伝導性および耐候性を有することが期待される。 The olefin polymer obtained by the olefin polymer production method preferably contains the carbon material (A) in an amount of 0.005% by weight or more and 25% by weight or less, more preferably 0.01% by weight or more and 10% by weight or less. The carbon material (A) is efficiently dispersed in the olefin polymer, and is expected to have high thermal conductivity, electrical conductivity, and weather resistance.
以下、実施例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に何ら限定されるものではない。 The present invention will be explained in more detail below based on examples, but the present invention is not limited to these examples in any way.
[カーボン材料]
カーボン材料として、下記カーボン材料(A-1)~(A-6)および(A'-7)~(A'-8)を使用した。なお、カーボン材料はいずれも使用前に100℃、3時間の条件で減圧乾燥を行った後、窒素雰囲気下で室温に戻してから固体触媒成分(X)の調製に使用した。
[Carbon materials]
The following carbon materials (A-1) to (A-6) and (A'-7) to (A'-8) were used as the carbon materials. Each of the carbon materials was dried under reduced pressure at 100°C for 3 hours before use, and then cooled to room temperature under a nitrogen atmosphere before being used in the preparation of solid catalyst component (X).
・カーボン材料(A-1):XG Sciences社 Graphene Nanoplatelets xGnP C750
・カーボン材料(A-2):Graphitene社 Reduced Graphene Oxide
・カーボン材料(A-3):Nanocyl社 Multi Walled Carbon nanotubes NANOCYL NC3101
・カーボン材料(A-4):IoLiTec社 Multi-Walled Carbon Nanotubes -OH functionalized CP-0069-SG
・カーボン材料(A-5):東洋炭素社 多孔質炭素 CNоvel MJ(4)010
・カーボン材料(A-6):日本黒鉛社 高純度黒鉛粉末 SP-270
・カーボン材料(A'-7):Graphitene社 Graphene Nanocarbonplatelets - Powder
・カーボン材料(A'-8):Southwest Nanotechnologies社 Single Walled Carbon nanotubes Signis SG65i
Carbon material (A-1): XG Sciences Graphene Nanoplatelets xGnP C750
Carbon material (A-2): Reduced Graphene Oxide manufactured by Graphitene
Carbon material (A-3): Nanocyl Multi-Walled Carbon nanotubes NANOCYL NC3101
Carbon material (A-4): IoLiTec Multi-Walled Carbon Nanotubes -OH functionalized CP-0069-SG
Carbon material (A-5): Toyo Tanso Co., Ltd. Porous carbon CNovel MJ(4)010
Carbon material (A-6): Nippon Graphite Co., Ltd. High-purity graphite powder SP-270
Carbon material (A'-7): Graphitene Nanocarbon Platelets - Powder
Carbon material (A'-8): Southwest Nanotechnologies Single Walled Carbon nanotubes Signis SG65i
≪酸素含量≫
カーボン材料の酸素含量は、X線光電子分光法(XPS)(KRATOS社製「AXIS-NOVA」)により求めた。試料は100℃で3時間減圧乾燥した後、窒素雰囲気下で取り扱い、X線源として単色化AlKαを用いて測定した。測定時には帯電補正中和を行った。O1sナロースペクトルのピーク面積から酸素原子濃度を、C1sナロースペクトルのピーク面積から炭素原子濃度を求め、酸素原子/炭素原子のモル比を算出した。結果を表1に示す。
<Oxygen content>
The oxygen content of the carbon material was determined by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) ("AXIS-NOVA" manufactured by KRATOS). The sample was dried under reduced pressure at 100°C for 3 hours, then handled in a nitrogen atmosphere and measured using a monochromated AlKα X-ray source. Charge correction and neutralization were performed during the measurement. The oxygen atom concentration was determined from the peak area of the O1s narrow spectrum, and the carbon atom concentration was determined from the peak area of the C1s narrow spectrum, and the molar ratio of oxygen atoms to carbon atoms was calculated. The results are shown in Table 1.
≪比表面積≫
カーボン材料の比表面積は、液体窒素温度下における窒素ガス吸着法(マイクロトラック・ベル社製「BELSORP-max」)により、吸着脱離等温線を測定した。解析法として、BET多点法を用いて比表面積を求めた。分析結果を表1に示す。
≪Specific surface area≫
The specific surface area of the carbon material was measured by measuring the adsorption/desorption isotherm using a nitrogen gas adsorption method (Microtrac-Bell "BELSORP-max") at liquid nitrogen temperature. The specific surface area was determined using the BET multipoint method as an analytical method. The analytical results are shown in Table 1.
[成分(B)]
成分(B)として、下記成分(B-1)~(B-4)を使用した。
・成分(B-1):メチルアルミノキサン(MAO)
・成分(B-2):修飾メチルアルミノキサン(MMAO-3A)
・成分(B-3):下記式(B-3)で表される化合物
・成分(B-4):下記式(B-4)で表される化合物
[Component (B)]
As component (B), the following components (B-1) to (B-4) were used.
Component (B-1): methylaluminoxane (MAO)
Component (B-2): Modified methylaluminoxane (MMAO-3A)
Component (B-3): A compound represented by the following formula (B-3) Component (B-4): A compound represented by the following formula (B-4)
[遷移金属化合物]
遷移金属化合物として、下記式(C-1)~(C-10)で表される遷移金属化合物(C-1)~(C-10)を使用した。
[Transition metal compound]
As the transition metal compounds, transition metal compounds (C-1) to (C-10) represented by the following formulas (C-1) to (C-10) were used.
[固体触媒成分(X)の調製]
<調製例1>
充分に窒素置換した内容積30mLのシュレンク管に、カーボン材料(A-1)200mg、トルエン19.5mLを加え、回転子を用いて撹拌を開始した。この懸濁液に成分(B)として成分(B-1)のトルエン溶液(Al原子換算で1.0mol/L)0.50mLを加え、室温で2時間撹拌を継続した後、撹拌を停止し静置した。上澄み液をデカンテーションにより除去し、この上澄み液を分析した結果、上澄み液中のAl濃度は定量下限以下(0.19mmol/L未満)であった。さらにトルエンを用いて2回洗浄した後、遷移金属化合物(C-1)のトルエン溶液(Zr換算で1.0mmol/L)2.0mLを加え、さらに室温で30分間撹拌を行うことで、カーボン材料(A-1)の固体分濃度が10.0g/Lとなる固体触媒成分(X-1)のスラリーを調製した。
[Preparation of solid catalyst component (X)]
<Preparation Example 1>
In a 30 mL Schlenk flask that had been thoroughly purged with nitrogen, 200 mg of carbon material (A-1) and 19.5 mL of toluene were added, and stirring was initiated using a rotor. To this suspension, 0.50 mL of a toluene solution of component (B-1) (1.0 mol/L in terms of Al atoms) was added as component (B), and stirring was continued at room temperature for 2 hours, after which stirring was stopped and the mixture was allowed to stand. The supernatant was removed by decantation, and the supernatant was analyzed. As a result, the Al concentration in the supernatant was below the lower limit of quantitation (less than 0.19 mmol/L). After further washing with toluene twice, 2.0 mL of a toluene solution of transition metal compound (C-1) (1.0 mmol/L in terms of Zr) was added, and the mixture was further stirred at room temperature for 30 minutes to prepare a slurry of solid catalyst component (X-1) with a solid concentration of carbon material (A-1) of 10.0 g/L.
<調製例2>
充分に窒素置換した内容積30mLのシュレンク管に、カーボン材料(A-2)200mg、トルエン19.2mLを加え、回転子を用いて撹拌を開始した。この懸濁液に成分(B)として成分(B-1)のトルエン溶液(Al原子換算で1.0mol/L)0.80mLを加え、室温で2時間撹拌を継続した後、撹拌を停止し静置した。上澄み液をデカンテーションにより除去し、この上澄み液を分析した結果、上澄み液中のAl濃度は定量下限以下(0.19mmol/L未満)であった。さらにトルエンを用いて2回洗浄した後、遷移金属化合物(C-1)のトルエン溶液(Zr換算で1.0mmol/L)2.0mLを加え、さらに室温で30分間撹拌を行うことで、カーボン材料(A-2)の固体分濃度が10.0g/Lとなる固体触媒成分(X-2)のスラリーを調製した。
<Preparation Example 2>
In a 30 mL Schlenk flask that had been thoroughly purged with nitrogen, 200 mg of carbon material (A-2) and 19.2 mL of toluene were added, and stirring was initiated using a rotor. To this suspension, 0.80 mL of a toluene solution of component (B-1) (1.0 mol/L in terms of Al atoms) was added as component (B), and stirring was continued at room temperature for 2 hours, after which stirring was stopped and the mixture was allowed to stand. The supernatant was removed by decantation, and the supernatant was analyzed. As a result, the Al concentration in the supernatant was below the lower limit of quantitation (less than 0.19 mmol/L). After further washing with toluene twice, 2.0 mL of a toluene solution of transition metal compound (C-1) (1.0 mmol/L in terms of Zr) was added, and the mixture was further stirred at room temperature for 30 minutes to prepare a slurry of solid catalyst component (X-2) with a solid concentration of carbon material (A-2) of 10.0 g/L.
<調製例3~6>
カーボン材料(A-1)の代わりにカーボン材料(A-3)~(A-6)を用いたこと以外は調製例1と同様の方法にて、固体触媒成分(X-3)~(X-6)のスラリーを調製した。
<Preparation Examples 3 to 6>
Slurries of solid catalyst components (X-3) to (X-6) were prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that carbon materials (A-3) to (A-6) were used instead of carbon material (A-1).
<調製例7>
充分に窒素置換した内容積30mLのシュレンク管に、カーボン材料(A'-7)200mg、トルエン19.5mLを加え、回転子を用いて撹拌を開始した。この懸濁液に成分(B)として成分(B-1)のトルエン溶液(Al原子換算で1.0mol/L)0.50mLを加え、室温で2時間撹拌を継続した後、撹拌を停止し静置した。上澄み液をデカンテーションにより除去し、この上澄み液を分析した結果、上澄み液中のAl濃度は24mmol/Lであった。さらにトルエンを用いて2回洗浄した後、遷移金属化合物(C-1)のトルエン溶液(Zr換算で1.0mmol/L)2.0mLを加え、さらに室温で30分間撹拌を行うことで、カーボン材料(A'-7)の固体分濃度が10.0g/Lとなる固体触媒成分(X-7)のスラリーを調製した。
<Preparation Example 7>
200 mg of carbon material (A'-7) and 19.5 mL of toluene were added to a 30 mL Schlenk flask that had been thoroughly purged with nitrogen, and stirring was initiated using a rotor. To this suspension, 0.50 mL of a toluene solution of component (B-1) (1.0 mol/L in terms of Al atoms) was added as component (B), and stirring was continued at room temperature for 2 hours, after which stirring was stopped and the mixture was allowed to stand. The supernatant was removed by decantation, and the supernatant was analyzed. The Al concentration in the supernatant was found to be 24 mmol/L. After further washing with toluene twice, 2.0 mL of a toluene solution of transition metal compound (C-1) (1.0 mmol/L in terms of Zr) was added, and the mixture was further stirred at room temperature for 30 minutes to prepare a slurry of solid catalyst component (X-7) with a solid concentration of carbon material (A'-7) of 10.0 g/L.
<調製例8>
カーボン材料(A'-7)の代わりにカーボン材料(A'-8)を用いたこと以外は調製例7と同様の方法にて、固体触媒成分(X-8)のスラリーを調製した。
<Preparation Example 8>
A slurry of a solid catalyst component (X-8) was prepared in the same manner as in Preparation Example 7, except that the carbon material (A'-8) was used instead of the carbon material (A'-7).
<調製例9>
充分に窒素置換した内容積30mLのシュレンク管に、シリカゲル(粒径:70μm、比表面積:340m2/g、細孔容積:1.3cm3/g)200mg、トルエン19.0mLを加え、回転子を用いて撹拌を開始した。この懸濁液に成分(B)として成分(B-1)のトルエン溶液(Al原子換算で1.0mol/L)1.0mLを加え、室温で2時間撹拌を継続した後、撹拌を停止し静置した。上澄み液をデカンテーションにより除去し、この上澄み液を分析した結果、上澄み液中のAl濃度は2.0mmol/Lであった。さらにトルエンを用いて2回洗浄した後、遷移金属化合物(C-1)のトルエン溶液(Zr換算で1.0mmol/L)4.0mLを加え、さらに室温で30分間撹拌を行うことで、シリカゲルの固体分濃度が10.0g/Lとなる固体触媒成分(X-9)のスラリーを調製した。
<Preparation Example 9>
Into a 30 mL Schlenk flask that had been thoroughly purged with nitrogen, 200 mg of silica gel (particle size: 70 μm, specific surface area: 340 m 2 /g, pore volume: 1.3 cm 3 /g) and 19.0 mL of toluene were added, and stirring was started using a rotor. To this suspension, 1.0 mL of a toluene solution of component (B-1) (1.0 mol/L in terms of Al atoms) was added as component (B), and stirring was continued at room temperature for 2 hours, after which stirring was stopped and the mixture was allowed to stand. The supernatant was removed by decantation, and the supernatant was analyzed. As a result, the Al concentration in the supernatant was found to be 2.0 mmol/L. After further washing with toluene twice, 4.0 mL of a toluene solution of transition metal compound (C-1) (1.0 mmol/L in terms of Zr) was added, and stirring was continued for another 30 minutes at room temperature to prepare a slurry of solid catalyst component (X-9) with a silica gel solid concentration of 10.0 g/L.
<調製例10>
充分に窒素置換した内容積30mLのシュレンク管に、カーボン材料(A-1)200mg、トルエン19.5mLを加え、回転子を用いて撹拌を開始した。この懸濁液に成分(B)として成分(B-2)のヘキサン溶液(Al原子換算で1.0mol/L)0.50mLを加え、室温で2時間撹拌を継続した後、撹拌を停止し静置した。上澄み液をデカンテーションにより除去し、この上澄み液を分析した結果、上澄み液中のAl濃度は定量下限以下(0.19mmol/L未満)であった。さらにトルエンを用いて2回洗浄した後、遷移金属化合物(C-1)のトルエン溶液(Zr換算で1.0mmol/L)2.0mLを加え、さらに室温で30分間撹拌を行うことで、カーボン材料(A-1)の固体分濃度が10.0g/Lとなる固体触媒成分(X-10)のスラリーを調製した。
<Preparation Example 10>
In a 30 mL Schlenk flask that had been thoroughly purged with nitrogen, 200 mg of carbon material (A-1) and 19.5 mL of toluene were added, and stirring was initiated using a rotor. To this suspension, 0.50 mL of a hexane solution of component (B-2) (1.0 mol/L in terms of Al atoms) was added as component (B), and stirring was continued at room temperature for 2 hours, after which stirring was stopped and the mixture was allowed to stand. The supernatant was removed by decantation, and the supernatant was analyzed. As a result, the Al concentration in the supernatant was below the lower limit of quantitation (less than 0.19 mmol/L). After further washing with toluene twice, 2.0 mL of a toluene solution of transition metal compound (C-1) (1.0 mmol/L in terms of Zr) was added, and the mixture was further stirred at room temperature for 30 minutes to prepare a slurry of solid catalyst component (X-10) with a solid concentration of carbon material (A-1) of 10.0 g/L.
<調製例11>
充分に窒素置換した内容積30mLのシュレンク管に、カーボン材料(A-1)200mg、トルエン8.0mLを加え、回転子を用いて撹拌を開始した。この懸濁液に成分(B)として成分(B-3)のトルエン溶液(B原子換算で1.0mmol/L)12.0mLを加え、室温で2時間撹拌を継続した後、撹拌を停止し静置した。上澄み液をデカンテーションにより除去し、さらにトルエンを用いて2回洗浄した。ここに遷移金属化合物(C-1)とトリイソブチルアルミニウムを混合したトルエン溶液(Zr換算で1.0mmol/L、Al換算で30mmol/L)3.0mLを加え、さらに室温で30分間撹拌を行うことで、カーボン材料(A-1)の固体分濃度が10.0g/Lとなる固体触媒成分(X-11)のスラリーを調製した。
<Preparation Example 11>
200 mg of carbon material (A-1) and 8.0 mL of toluene were added to a 30 mL Schlenk flask that had been thoroughly purged with nitrogen, and stirring was initiated using a rotor. To this suspension, 12.0 mL of a toluene solution of component (B-3) (1.0 mmol/L in terms of B atoms) was added as component (B). Stirring was continued at room temperature for 2 hours, after which stirring was stopped and the mixture was allowed to stand. The supernatant was removed by decantation, and the mixture was further washed twice with toluene. 3.0 mL of a toluene solution (1.0 mmol/L in terms of Zr, 30 mmol/L in terms of Al) containing a mixture of transition metal compound (C-1) and triisobutylaluminum was added thereto, and stirring was continued for 30 minutes at room temperature to prepare a slurry of solid catalyst component (X-11) with a solid concentration of carbon material (A-1) of 10.0 g/L.
<調製例12>
充分に窒素置換した内容積30mLのシュレンク管に、カーボン材料(A-1)200mg、トルエン19.8mLを加え、回転子を用いて撹拌を開始した。この懸濁液にトリイソブチルアルミニウムのトルエン溶液(Al換算で1.0mol/L)0.20mLを加え、室温で30分間撹拌を継続した後、撹拌を停止し静置した。上澄み液をデカンテーションにより除去し、さらにトルエンを用いて2回洗浄した。次に成分(B)として成分(B-4)のトルエン溶液(B原子換算で1.0mmol/L)12.0mLを加え、室温で1時間撹拌を継続した後、撹拌を停止し静置した。上澄み液をデカンテーションにより除去し、さらにトルエンを用いて2回洗浄した。ここに遷移金属化合物(C-1)とトリイソブチルアルミニウムを混合したトルエン溶液(Zr換算で1.0mmol/L、Al換算で30mmol/L)3.0mLを加え、さらに室温で30分間撹拌を行うことで、カーボン材料(A-1)の固体分濃度が10.0g/Lとなる固体触媒成分(X-12)のスラリーを調製した。
<Preparation Example 12>
200 mg of carbon material (A-1) and 19.8 mL of toluene were added to a 30 mL Schlenk flask that had been thoroughly purged with nitrogen, and stirring was initiated using a rotor. 0.20 mL of a toluene solution of triisobutylaluminum (1.0 mol/L in terms of Al) was added to this suspension, and stirring was continued at room temperature for 30 minutes, after which stirring was stopped and the mixture was allowed to stand. The supernatant was removed by decantation, and the mixture was further washed twice with toluene. Next, 12.0 mL of a toluene solution of component (B-4) (1.0 mmol/L in terms of B atoms) was added as component (B), and stirring was continued at room temperature for 1 hour, after which stirring was stopped and the mixture was allowed to stand. The supernatant was removed by decantation, and the mixture was further washed twice with toluene. To this was added 3.0 mL of a toluene solution (1.0 mmol/L in terms of Zr, 30 mmol/L in terms of Al) containing a mixture of the transition metal compound (C-1) and triisobutylaluminum, and the mixture was further stirred at room temperature for 30 minutes to prepare a slurry of a solid catalyst component (X-12) having a solid content concentration of the carbon material (A-1) of 10.0 g/L.
<調製例13>
充分に窒素置換した内容積30mLのシュレンク管に、カーボン材料(A-1)200mg、トルエン19.8mLを加え、回転子を用いて撹拌を開始した。この懸濁液にトリイソブチルアルミニウムのトルエン溶液(Al換算で1.0mol/L)0.20mLを加え、室温で30分間撹拌を継続した後、撹拌を停止し静置した。上澄み液をデカンテーションにより除去し、さらにトルエンを用いて2回洗浄した。ここに遷移金属化合物(C-1)のトルエン溶液(Zr換算で1.0mmol/L)3.0mLを加え、さらに室温で30分間撹拌を行うことで、カーボン材料(A-1)の固体分濃度が10.0g/Lとなる固体触媒成分(X-13)のスラリーを調製した。
<Preparation Example 13>
200 mg of carbon material (A-1) and 19.8 mL of toluene were added to a 30 mL Schlenk flask that had been thoroughly purged with nitrogen, and stirring was initiated using a rotor. 0.20 mL of a toluene solution of triisobutylaluminum (1.0 mol/L in terms of Al) was added to this suspension, and stirring was continued at room temperature for 30 minutes, after which stirring was stopped and the mixture was allowed to stand. The supernatant was removed by decantation, and the mixture was further washed twice with toluene. 3.0 mL of a toluene solution of transition metal compound (C-1) (1.0 mmol/L in terms of Zr) was added to this, and stirring was continued for another 30 minutes at room temperature to prepare a slurry of solid catalyst component (X-13) with a solid concentration of carbon material (A-1) of 10.0 g/L.
<調製例14~16>
遷移金属化合物(C-1)の代わりに遷移金属化合物(C-2)~(C-4)を用いたこと以外は調製例1と同様の方法にて、固体触媒成分(X-14)~(X-16)のスラリーを調製した。
<Preparation Examples 14 to 16>
Slurries of solid catalyst components (X-14) to (X-16) were prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that transition metal compounds (C-2) to (C-4) were used instead of the transition metal compound (C-1).
<調製例17>
充分に窒素置換した内容積30mLのシュレンク管に、カーボン材料(A-1)200mg、トルエン19.8mLを加え、回転子を用いて撹拌を開始した。この懸濁液にトリエチルアルミニウムのトルエン溶液(Al換算で1.0mol/L)0.20mLを加え、室温で30分間撹拌を継続した後、撹拌を停止し静置した。上澄み液をデカンテーションにより除去し、さらにトルエンを用いて2回洗浄した。次に成分(B)として成分(B-4)のトルエン溶液(B原子換算で1.0mmol/L)12.0mLを加え、室温で1時間撹拌を継続した後、撹拌を停止し静置した。上澄み液をデカンテーションにより除去し、さらにトルエンを用いて2回洗浄した。ここに遷移金属化合物(C-5)のトルエン溶液(Ti換算で1.0mmol/L)3.0mLを加え、さらに室温で30分間撹拌を行うことで、カーボン材料(A-1)の固体分濃度が10.0g/Lとなる固体触媒成分(X-17)のスラリーを調製した。
<Preparation Example 17>
200 mg of carbon material (A-1) and 19.8 mL of toluene were added to a 30 mL Schlenk flask that had been thoroughly purged with nitrogen, and stirring was initiated using a rotor. 0.20 mL of a toluene solution of triethylaluminum (1.0 mol/L in terms of Al) was added to this suspension, and stirring was continued at room temperature for 30 minutes, after which stirring was stopped and the mixture was allowed to stand. The supernatant was removed by decantation, and the mixture was further washed twice with toluene. Next, 12.0 mL of a toluene solution of component (B-4) (1.0 mmol/L in terms of B atoms) was added as component (B), and stirring was continued at room temperature for 1 hour, after which stirring was stopped and the mixture was allowed to stand. The supernatant was removed by decantation, and the mixture was further washed twice with toluene. To this was added 3.0 mL of a toluene solution of the transition metal compound (C-5) (1.0 mmol/L in terms of Ti), and the mixture was further stirred at room temperature for 30 minutes to prepare a slurry of a solid catalyst component (X-17) having a solid content concentration of the carbon material (A-1) of 10.0 g/L.
<調製例18>
充分に窒素置換した内容積30mLのシュレンク管に、カーボン材料(A-1)200mg、トルエン19.5mLを加え、回転子を用いて撹拌を開始した。この懸濁液に成分(B)として成分(B-1)のトルエン溶液(Al原子換算で1.0mol/L)0.50mLを加え、室温で2時間撹拌を継続した後、撹拌を停止し静置した。上澄み液をデカンテーションにより除去し、さらにトルエンを用いて2回洗浄した後、遷移金属化合物(C-6)のトルエン溶液(Ti換算で0.10mol/L)0.050mLを加え、さらに室温で30分間撹拌を行うことで、カーボン材料(A-1)の固体分濃度が10.0g/Lとなる固体触媒成分(X-18)のスラリーを調製した。
<Preparation Example 18>
In a 30 mL Schlenk flask that had been thoroughly purged with nitrogen, 200 mg of carbon material (A-1) and 19.5 mL of toluene were added, and stirring was started using a rotor. To this suspension, 0.50 mL of a toluene solution of component (B-1) (1.0 mol/L in terms of Al atoms) was added as component (B), and stirring was continued at room temperature for 2 hours, after which stirring was stopped and the mixture was allowed to stand. The supernatant was removed by decantation, and the mixture was further washed twice with toluene. 0.050 mL of a toluene solution of transition metal compound (C-6) (0.10 mol/L in terms of Ti) was added, and the mixture was further stirred at room temperature for 30 minutes to prepare a slurry of solid catalyst component (X-18) with a solid concentration of carbon material (A-1) of 10.0 g/L.
<調製例19~21>
遷移金属化合物(C-1)の代わりに遷移金属化合物(C-7)~(C-9)を用いたこと以外は調製例1と同様の方法にて、固体触媒成分(X-19)~(X-21)のスラリーを調製した。
<Preparation Examples 19 to 21>
Slurries of solid catalyst components (X-19) to (X-21) were prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that the transition metal compounds (C-7) to (C-9) were used instead of the transition metal compound (C-1).
<調製例22>
充分に窒素置換した内容積30mLのシュレンク管に、カーボン材料(A-4)200mg、トルエン19.5mLを加え、回転子を用いて撹拌を開始した。この懸濁液に成分(B)として成分(B-1)のトルエン溶液(Al原子換算で1.0mol/L)0.50mLを加え、室温で2時間撹拌を継続した後、撹拌を停止し静置した。上澄み液をデカンテーションにより除去し、さらにトルエンを用いて2回洗浄した後、遷移金属化合物(C-9)のトルエン溶液(Zr換算で0.02mol/L)0.10mLを加え、さらに室温で30分間撹拌を行うことで、カーボン材料(A-4)の固体分濃度が10.0g/Lとなる固体触媒成分(X-22)のスラリーを調製した。
<Preparation Example 22>
In a 30 mL Schlenk flask that had been thoroughly purged with nitrogen, 200 mg of carbon material (A-4) and 19.5 mL of toluene were added, and stirring was initiated using a rotor. To this suspension, 0.50 mL of a toluene solution of component (B-1) (1.0 mol/L in terms of Al atoms) was added as component (B), and stirring was continued at room temperature for 2 hours, after which stirring was stopped and the mixture was allowed to stand. The supernatant was removed by decantation, and the mixture was further washed twice with toluene. 0.10 mL of a toluene solution of transition metal compound (C-9) (0.02 mol/L in terms of Zr) was added, and the mixture was further stirred at room temperature for 30 minutes to prepare a slurry of solid catalyst component (X-22) with a solid concentration of carbon material (A-4) of 10.0 g/L.
<調製例23>
充分に窒素置換した内容積30mLのシュレンク管に、カーボン材料(A-3)200mg、トルエン19.5mLを加え、回転子を用いて撹拌を開始した。この懸濁液に成分(B)として成分(B-1)のトルエン溶液(Al原子換算で1.0mol/L)0.50mLを加え、室温で2時間撹拌を継続した後、撹拌を停止し静置した。上澄み液をデカンテーションにより除去し、さらにトルエンを用いて2回洗浄した後、遷移金属化合物(C-10)のトルエン溶液(Zr換算で0.10mol/L)0.050mLを加え、さらに室温で30分間撹拌を行うことで、カーボン材料(A-3)の固体分濃度が10.0g/Lとなる固体触媒成分(X-23)のスラリーを調製した。
<Preparation Example 23>
In a 30 mL Schlenk flask that had been thoroughly purged with nitrogen, 200 mg of carbon material (A-3) and 19.5 mL of toluene were added, and stirring was initiated using a rotor. To this suspension, 0.50 mL of a toluene solution of component (B-1) (1.0 mol/L in terms of Al atoms) was added as component (B), and stirring was continued at room temperature for 2 hours, after which stirring was stopped and the mixture was allowed to stand. The supernatant was removed by decantation, and the mixture was further washed twice with toluene. 0.050 mL of a toluene solution of transition metal compound (C-10) (0.10 mol/L in terms of Zr) was added, and the mixture was further stirred at room temperature for 30 minutes to prepare a slurry of solid catalyst component (X-23) with a solid concentration of carbon material (A-3) of 10.0 g/L.
≪固体触媒成分(X)調製時の上澄み液中の金属濃度≫
固体触媒成分(X)調製時の上澄み液中の金属(Al)濃度はICP発光分光分析法(ICP-AES)(島津製作所製ICPS-8100)により求めた。
<Metal concentration in the supernatant during preparation of solid catalyst component (X)>
The metal (Al) concentration in the supernatant liquid during the preparation of the solid catalyst component (X) was determined by ICP atomic emission spectrometry (ICP-AES) (ICPS-8100, manufactured by Shimadzu Corporation).
[オレフィン重合体の製造]
<実施例1>
充分に窒素置換した内容積1リットルのSUS製オートクレーブ反応器に、窒素雰囲気下、ヘプタン500ミリリットルを添加した後、エチレンを流通させて反応器内をエチレンで飽和させた。次に、トリイソブチルアルミニウムのデカン溶液(Al換算で1.0mol/L)0.375mL、および調製例1で得られた固体触媒成分(X-1)のスラリーから、カーボン材料(A-1)の固体分として30mgに相当する量のスラリーを抜き出して反応器に装入した。その後、エチレンにて80℃、0.8MPaGに昇温昇圧し、回転数350rpmで90分間重合反応を行った。反応終了後、反応器内の内容物をろ過し、80℃で10時間減圧乾燥することで、オレフィン重合体94.3gを得た。得られたオレフィン重合体の重量平均分子量(Mw)は2,450,000であった。
[Production of olefin polymer]
Example 1
500 mL of heptane was added to a 1-liter SUS autoclave reactor that had been thoroughly purged with nitrogen under a nitrogen atmosphere, and ethylene was then passed through to saturate the reactor with ethylene. Next, 0.375 mL of a decane solution of triisobutylaluminum (1.0 mol/L in terms of Al) and an amount of slurry equivalent to 30 mg of the solid content of the carbon material (A-1) were extracted from the slurry of the solid catalyst component (X-1) obtained in Preparation Example 1 and charged into the reactor. The temperature and pressure were then increased to 80°C and 0.8 MPaG using ethylene, and a polymerization reaction was carried out for 90 minutes at a rotation speed of 350 rpm. After completion of the reaction, the contents of the reactor were filtered and dried under reduced pressure at 80°C for 10 hours, yielding 94.3 g of an olefin polymer. The weight-average molecular weight (Mw) of the resulting olefin polymer was 2,450,000.
<実施例2~6>
固体触媒成分(X-1)の代わりに調製例2~6で得られた固体触媒成分(X-2)~(X-6)のスラリーを用い、カーボン材料の固体分として表1に記載の量を反応器に装入したこと以外は実施例1と同様の方法にて重合反応を行った。反応終了後、反応器内の内容物をろ過し、80℃で10時間減圧乾燥することで、表1に示す量のオレフィン重合体を得た。
<Examples 2 to 6>
Polymerization reactions were carried out in the same manner as in Example 1, except that slurries of solid catalyst components (X-2) to (X-6) obtained in Preparation Examples 2 to 6 were used instead of solid catalyst component (X-1), and the amounts of the solid carbon material shown in Table 1 were charged into the reactor. After completion of the reaction, the contents in the reactor were filtered and dried under reduced pressure at 80°C for 10 hours, yielding the amounts of olefin polymers shown in Table 1.
<比較例1~3>
固体触媒成分(X-1)の代わりに調製例7~9で得られた固体触媒成分(X-7)~(X-9)のスラリーを用い、カーボン材料またはシリカゲルの固体分として表1に記載の量を反応器に装入したこと以外は実施例1と同様の方法にて重合反応を行った。反応終了後、反応器内の内容物をろ過し、80℃で10時間減圧乾燥することで、表1に示す量のオレフィン重合体を得た。
<Comparative Examples 1 to 3>
Polymerization reactions were carried out in the same manner as in Example 1, except that slurries of solid catalyst components (X-7) to (X-9) obtained in Preparation Examples 7 to 9 were used instead of solid catalyst component (X-1), and the amounts of carbon material or silica gel solid content shown in Table 1 were charged into the reactor. After completion of the reaction, the contents in the reactor were filtered and dried under reduced pressure at 80°C for 10 hours, yielding the amounts of olefin polymers shown in Table 1.
実施例のオレフィン重合用触媒を構成するカーボン材料(A)は比表面積および酸素含量がともに高く、比表面積と酸素含量の少なくともいずれかが低いカーボン材料、および一般的なオレフィン重合触媒の担体として用いられるシリカゲルを用いた比較例に比べ、より多くのオレフィン重合体を得られることが分かる。 The carbon material (A) constituting the olefin polymerization catalyst of the example has both a high specific surface area and a high oxygen content, and it can be seen that a larger amount of olefin polymer can be obtained compared to a carbon material with a low specific surface area or oxygen content, or a comparative example using silica gel, which is commonly used as a support for olefin polymerization catalysts.
<実施例7~9>
固体触媒成分(X-1)の代わりに調製例10~12で得られた固体触媒成分(X-10)~(X-12)のスラリーを用い、カーボン材料(A)の固体分として表2に記載の量を反応器に装入したこと以外は実施例1と同様の方法にて重合反応を行った。反応終了後、反応器内の内容物をろ過し、80℃で10時間減圧乾燥することで、表2に示す量のオレフィン重合体を得た。
<Examples 7 to 9>
A polymerization reaction was carried out in the same manner as in Example 1, except that the slurries of the solid catalyst components (X-10) to (X-12) obtained in Preparation Examples 10 to 12 were used instead of the solid catalyst component (X-1), and the amount of the carbon material (A) solid content shown in Table 2 was charged into the reactor. After completion of the reaction, the content in the reactor was filtered and dried under reduced pressure at 80°C for 10 hours, thereby obtaining the amount of olefin polymer shown in Table 2.
<比較例4>
および固体触媒成分(X-1)の代わりに調製例13で得られた固体触媒成分(X-13)のスラリーを用い、カーボン材料(A)の固体分として表2に記載の量を反応器に装入したこと以外は実施例1と同様の方法にて重合反応を行った。反応終了後、反応器内の内容物をろ過し、80℃で10時間減圧乾燥することで、表2に示す量のオレフィン重合体を得た。
<Comparative Example 4>
A polymerization reaction was carried out in the same manner as in Example 1, except that the slurry of solid catalyst component (X-13) obtained in Preparation Example 13 was used instead of solid catalyst component (X-1), and the amount of carbon material (A) solid content shown in Table 2 was charged into the reactor. After completion of the reaction, the content in the reactor was filtered and dried under reduced pressure at 80°C for 10 hours, thereby obtaining an olefin polymer in the amount shown in Table 2.
成分(B)を用いた実施例は、成分(B)を用いなかった比較例に比べ、より多くのオレフィン重合体を得られることが分かる。 It can be seen that the examples using component (B) yielded more olefin polymer than the comparative examples not using component (B).
<実施例10>
充分に窒素置換した内容積1リットルのSUS製オートクレーブ反応器に、窒素雰囲気下、ヘプタン500ミリリットルを添加した後、エチレンを流通させて反応器内をエチレンで飽和させた。次に、トリイソブチルアルミニウムのデカン溶液(Al換算で1.0mol/L)0.375mL、および調製例14で得られた固体触媒成分(X-14)のスラリーから、カーボン材料(A-1)の固体分として20mgに相当する量のスラリーを抜き出して反応器に装入した。その後、エチレンにて80℃、0.8MPaGに昇温昇圧し、回転数350rpmで90分間重合反応を行った。反応終了後、反応器内の内容物をろ過し、80℃で10時間減圧乾燥することで、オレフィン重合体48.8gを得た。得られたオレフィン重合体の重量平均分子量(Mw)は2,110,000であった。
Example 10
500 mL of heptane was added to a 1-liter SUS autoclave reactor that had been thoroughly purged with nitrogen under a nitrogen atmosphere, and ethylene was then passed through to saturate the reactor with ethylene. Next, 0.375 mL of a decane solution of triisobutylaluminum (1.0 mol/L in terms of Al) and an amount of slurry equivalent to 20 mg of the solid content of the carbon material (A-1) were extracted from the slurry of the solid catalyst component (X-14) obtained in Preparation Example 14 and charged into the reactor. Thereafter, the temperature and pressure were increased to 80°C and 0.8 MPaG using ethylene, and a polymerization reaction was carried out for 90 minutes at a rotation speed of 350 rpm. After completion of the reaction, the contents of the reactor were filtered and dried under reduced pressure at 80°C for 10 hours, yielding 48.8 g of an olefin polymer. The weight-average molecular weight (Mw) of the resulting olefin polymer was 2,110,000.
<実施例11>
充分に窒素置換した内容積1リットルのSUS製オートクレーブ反応器に、窒素雰囲気下、ヘプタン500ミリリットルを添加した後、エチレンを流通させて反応器内をエチレンで飽和させた。次に、トリイソブチルアルミニウムのデカン溶液(Al換算で1.0mol/L)0.375mL、および調製例15で得られた固体触媒成分(X-15)のスラリーから、カーボン材料(A-1)の固体分として50mgに相当する量のスラリーを抜き出して反応器に装入した。その後、エチレンにて50℃、0.8MPaGに昇温昇圧し、回転数350rpmで90分間重合反応を行った。反応終了後、反応器内の内容物をろ過し、80℃で10時間減圧乾燥することで、オレフィン重合体12.5gを得た。得られたオレフィン重合体の重量平均分子量(Mw)は3,780,000であった。
Example 11
500 mL of heptane was added to a 1-liter SUS autoclave reactor that had been thoroughly purged with nitrogen under a nitrogen atmosphere, and ethylene was then passed through to saturate the reactor with ethylene. Next, 0.375 mL of a decane solution of triisobutylaluminum (1.0 mol/L in terms of Al) and an amount of slurry equivalent to 50 mg of the solid content of the carbon material (A-1) were extracted from the slurry of the solid catalyst component (X-15) obtained in Preparation Example 15 and charged into the reactor. Thereafter, the temperature and pressure were increased to 50°C and 0.8 MPaG using ethylene, and a polymerization reaction was carried out for 90 minutes at a rotation speed of 350 rpm. After completion of the reaction, the contents of the reactor were filtered and dried under reduced pressure at 80°C for 10 hours, yielding 12.5 g of an olefin polymer. The weight-average molecular weight (Mw) of the resulting olefin polymer was 3,780,000.
<実施例12>
充分に窒素置換した内容積1リットルのSUS製オートクレーブ反応器に、窒素雰囲気下、ヘプタン500ミリリットルを添加した後、エチレンを流通させて反応器内をエチレンで飽和させた。次に、トリイソブチルアルミニウムのデカン溶液(Al換算で1.0mol/L)0.375mL、および調製例16で得られた固体触媒成分(X-16)のスラリーから、カーボン材料(A-1)の固体分として50mgに相当する量のスラリーを抜き出して反応器に装入した。その後、エチレンにて80℃、0.8MPaGに昇温昇圧し、回転数350rpmで90分間重合反応を行った。反応終了後、反応器内の内容物をろ過し、80℃で10時間減圧乾燥することで、オレフィン重合体28.4gを得た。
Example 12
500 mL of heptane was added to a 1-liter SUS autoclave reactor that had been thoroughly purged with nitrogen under a nitrogen atmosphere, and then ethylene was passed through to saturate the reactor with ethylene. Next, 0.375 mL of a decane solution of triisobutylaluminum (1.0 mol/L in terms of Al) and an amount of slurry equivalent to 50 mg of the solid content of the carbon material (A-1) were extracted from the slurry of the solid catalyst component (X-16) obtained in Preparation Example 16 and charged into the reactor. Thereafter, the temperature and pressure were increased to 80 ° C. and 0.8 MPaG using ethylene, and a polymerization reaction was carried out for 90 minutes at a rotation speed of 350 rpm. After completion of the reaction, the contents of the reactor were filtered and dried under reduced pressure at 80 ° C. for 10 hours, yielding 28.4 g of an olefin polymer.
<実施例13>
充分に窒素置換した内容積1リットルのSUS製オートクレーブ反応器に、窒素雰囲気下、ヘプタン500ミリリットルを添加した後、エチレンを流通させて反応器内をエチレンで飽和させた。次に、トリイソブチルアルミニウムのデカン溶液(Al換算で1.0mol/L)0.375mL、および調製例17で得られた固体触媒成分(X-17)のスラリーから、カーボン材料(A-1)の固体分として30mgに相当する量のスラリーを抜き出して反応器に装入した。その後、エチレンにて80℃、0.8MPaGに昇温昇圧し、回転数350rpmで90分間重合反応を行った。反応終了後、反応器内の内容物をろ過し、80℃で10時間減圧乾燥することで、オレフィン重合体91.3gを得た。得られたオレフィン重合体の重量平均分子量(Mw)は2,460,000であった。
Example 13
500 mL of heptane was added to a 1-liter SUS autoclave reactor that had been thoroughly purged with nitrogen under a nitrogen atmosphere, and ethylene was then passed through to saturate the reactor with ethylene. Next, 0.375 mL of a decane solution of triisobutylaluminum (1.0 mol/L in terms of Al) and an amount of slurry equivalent to 30 mg of the solid content of the carbon material (A-1) were extracted from the slurry of the solid catalyst component (X-17) obtained in Preparation Example 17 and charged into the reactor. Thereafter, the temperature and pressure were increased to 80°C and 0.8 MPaG using ethylene, and a polymerization reaction was carried out for 90 minutes at a rotation speed of 350 rpm. After completion of the reaction, the contents of the reactor were filtered and dried under reduced pressure at 80°C for 10 hours, yielding 91.3 g of an olefin polymer. The weight-average molecular weight (Mw) of the resulting olefin polymer was 2,460,000.
<実施例14>
充分に窒素置換した内容積1リットルのSUS製オートクレーブ反応器に、窒素雰囲気下、ヘプタン500ミリリットルを添加した後、エチレンを流通させて反応器内をエチレンで飽和させた。次に、トリエチルアルミニウムのデカン溶液(Al換算で1.0mol/L)0.375mL、および調製例18で得られた固体触媒成分(X-18)のスラリーから、カーボン材料(A-1)の固体分として50mgに相当する量のスラリーを抜き出して反応器に装入した。その後、エチレンにて80℃、0.8MPaGに昇温昇圧し、回転数350rpmで90分間重合反応を行った。反応終了後、反応器内の内容物をろ過し、80℃で10時間減圧乾燥することで、オレフィン重合体8.53gを得た。得られたオレフィン重合体の重量平均分子量(Mw)は4,230,000であった。
Example 14
500 mL of heptane was added to a 1-liter SUS autoclave reactor that had been thoroughly purged with nitrogen under a nitrogen atmosphere, and ethylene was then passed through to saturate the reactor with ethylene. Next, 0.375 mL of a decane solution of triethylaluminum (1.0 mol/L in terms of Al) and an amount of slurry equivalent to 50 mg of the solid content of the carbon material (A-1) were extracted from the slurry of the solid catalyst component (X-18) obtained in Preparation Example 18 and charged into the reactor. Thereafter, the temperature and pressure were increased to 80°C and 0.8 MPaG using ethylene, and a polymerization reaction was carried out for 90 minutes at a rotation speed of 350 rpm. After completion of the reaction, the contents of the reactor were filtered and dried under reduced pressure at 80°C for 10 hours, yielding 8.53 g of an olefin polymer. The weight-average molecular weight (Mw) of the resulting olefin polymer was 4,230,000.
<実施例15>
充分に窒素置換した内容積1リットルのSUS製オートクレーブ反応器に、窒素雰囲気下、ヘプタン500ミリリットルを添加した後、エチレンを流通させて反応器内をエチレンで飽和させた。次に、トリイソブチルアルミニウムのデカン溶液(Al換算で1.0mol/L)0.375mL、および調製例19で得られた固体触媒成分(X-19)のスラリーから、カーボン材料(A-1)の固体分として50mgに相当する量のスラリーを抜き出して反応器に装入した。その後、エチレンにて60℃、0.8MPaGに昇温昇圧し、回転数350rpmで90分間重合反応を行った。反応終了後、反応器内の内容物をろ過し、80℃で10時間減圧乾燥することで、オレフィン重合体12.4gを得た。得られたオレフィン重合体の重量平均分子量(Mw)は138,000、融点は123℃であった。
Example 15
500 mL of heptane was added to a 1-liter SUS autoclave reactor that had been thoroughly purged with nitrogen under a nitrogen atmosphere, and ethylene was then passed through to saturate the reactor with ethylene. Next, 0.375 mL of a decane solution of triisobutylaluminum (1.0 mol/L in terms of Al) and an amount of slurry equivalent to 50 mg of the solid content of the carbon material (A-1) were extracted from the slurry of the solid catalyst component (X-19) obtained in Preparation Example 19 and charged into the reactor. Thereafter, the temperature and pressure were increased to 60°C and 0.8 MPaG with ethylene, and a polymerization reaction was carried out for 90 minutes at a rotation speed of 350 rpm. After completion of the reaction, the contents of the reactor were filtered and dried under reduced pressure at 80°C for 10 hours, yielding 12.4 g of an olefin polymer. The weight-average molecular weight (Mw) of the resulting olefin polymer was 138,000 and the melting point was 123°C.
<実施例16>
充分に窒素置換した内容積1リットルのSUS製オートクレーブ反応器に、窒素雰囲気下、ヘプタン500ミリリットルを添加した後、エチレンを流通させて反応器内をエチレンで飽和させた。次に、1-ヘキセン10mL、トリイソブチルアルミニウムのデカン溶液(Al換算で1.0mol/L)0.375mL、および調製例20で得られた固体触媒成分(X-20)のスラリーから、カーボン材料(A)の固体分として20mgに相当する量のスラリーを抜出し反応器に装入した。その後、エチレンにて80℃、0.8MPaGに昇温昇圧し、回転数350rpmで60分間重合反応を行った。反応終了後、反応器内の内容物をろ過し、80℃で10時間減圧乾燥することで、オレフィン重合体17.2gを得た。得られたオレフィン重合体の重量平均分子量(Mw)は431,000、融点は124℃であった。
Example 16
500 mL of heptane was added to a 1-liter SUS autoclave reactor that had been thoroughly purged with nitrogen under a nitrogen atmosphere, and then ethylene was passed through to saturate the reactor with ethylene. Next, 10 mL of 1-hexene, 0.375 mL of a decane solution of triisobutylaluminum (1.0 mol/L in terms of Al), and an amount of slurry equivalent to 20 mg of the solid content of the carbon material (A) from the slurry of the solid catalyst component (X-20) obtained in Preparation Example 20 were extracted and charged into the reactor. Thereafter, the temperature and pressure were increased to 80°C and 0.8 MPaG using ethylene, and a polymerization reaction was carried out for 60 minutes at a rotation speed of 350 rpm. After completion of the reaction, the contents of the reactor were filtered and dried under reduced pressure at 80°C for 10 hours, yielding 17.2 g of an olefin polymer. The weight-average molecular weight (Mw) of the obtained olefin polymer was 431,000 and the melting point was 124°C.
<実施例17>
充分に窒素置換した内容積1リットルのSUS製オートクレーブ反応器に、窒素雰囲気下、ヘプタン500ミリリットルを添加した後、プロピレンを流通させて反応器内をプロピレンで飽和させた。次に、トリイソブチルアルミニウムのデカン溶液(Al換算で1.0mol/L)0.375mL、および調製例21で得られた固体触媒成分(X-21)のスラリーから、カーボン材料(A)の固体分として80mgに相当する量のスラリーを抜出し反応器に装入した。その後、水素100mLを添加しプロピレンにて70℃、0.5MPaGに昇温昇圧し、回転数350rpmで60分間重合反応を行った。反応終了後、反応器内の内容物をろ過し、80℃で10時間減圧乾燥することで、オレフィン重合体15.4gを得た。得られたオレフィン重合体の重量平均分子量(Mw)は202,000、融点は161℃であった。
Example 17
500 mL of heptane was added to a 1-liter SUS autoclave reactor that had been thoroughly purged with nitrogen under a nitrogen atmosphere, and then propylene was passed through to saturate the reactor with propylene. Next, 0.375 mL of a decane solution of triisobutylaluminum (1.0 mol/L in terms of Al) and an amount of slurry equivalent to 80 mg of the solid content of the carbon material (A) were extracted from the slurry of the solid catalyst component (X-21) obtained in Preparation Example 21 and charged into the reactor. Thereafter, 100 mL of hydrogen was added, and the temperature and pressure were raised to 70 ° C. and 0.5 MPaG with propylene, and a polymerization reaction was carried out for 60 minutes at a rotation speed of 350 rpm. After completion of the reaction, the contents of the reactor were filtered and dried under reduced pressure at 80 ° C. for 10 hours, yielding 15.4 g of an olefin polymer. The weight-average molecular weight (Mw) of the resulting olefin polymer was 202,000 and the melting point was 161 ° C.
<実施例18>
充分に窒素置換した内容積1リットルのガラス製反応器に、窒素雰囲気下、4-メチル-1-ペンテン400mLを装入し、40℃に昇温後、水素を0.50L/hrで流通させながら、トリイソブチルアルミニウムのデカン溶液(Al換算で1.0mol/L)0.20mL、調製例22で得られた固体触媒成分(X-22)のスラリーから、カーボン材料(A)の固体分として80mgに相当する量のスラリーを抜出し反応器に装入し、回転数600rpmで60分間重合反応を行った。反応終了後、反応器内の内容物をろ過し、80℃で10時間減圧乾燥することで、オレフィン重合体5.45gを得た。得られたオレフィン重合体の重量平均分子量(Mw)は361,000であった。
Example 18
A 1-liter glass reactor that had been thoroughly purged with nitrogen was charged with 400 mL of 4-methyl-1-pentene under a nitrogen atmosphere, and the temperature was raised to 40°C. Then, while hydrogen was passed through at 0.50 L/hr, 0.20 mL of a decane solution of triisobutylaluminum (1.0 mol/L in terms of Al) and a slurry equivalent to 80 mg of the solid content of the carbon material (A) were extracted from the slurry of the solid catalyst component (X-22) obtained in Preparation Example 22 and charged into the reactor, where a polymerization reaction was carried out for 60 minutes at a rotation speed of 600 rpm. After completion of the reaction, the contents of the reactor were filtered and dried under reduced pressure at 80°C for 10 hours, yielding 5.45 g of an olefin polymer. The weight-average molecular weight (Mw) of the resulting olefin polymer was 361,000.
<実施例19>
充分に窒素置換した内容積1リットルのSUS製オートクレーブ反応器に、窒素雰囲気下、ヘプタン500ミリリットルを添加した後、エチレンを流通させて反応器内をプロピレンで飽和させた。次に、トリイソブチルアルミニウムのデカン溶液(Al換算で1.0mol/L)0.375mL、および調製例23で得られた固体触媒成分(X-23)のスラリーから、カーボン材料(A)の固体分として20mgに相当する量のスラリーを抜出し反応器に装入した。その後、1-ブテン濃度1.0vol%のエチレン・1-ブテン混合ガスを用いて、80℃、0.8MPaGに昇温、昇圧し、回転数350rpmで60分間重合反応を行った。反応終了後、反応器内の内容物をろ過し、80℃で10時間減圧乾燥することで、オレフィン重合体19.4gを得た。得られたオレフィン重合体の重量平均分子量(Mw)は754,000、融点は114℃であった。
Example 19
500 mL of heptane was added to a 1-liter SUS autoclave reactor that had been thoroughly purged with nitrogen under a nitrogen atmosphere, and ethylene was then passed through to saturate the reactor with propylene. Next, 0.375 mL of a decane solution of triisobutylaluminum (1.0 mol/L in terms of Al) and an amount of slurry equivalent to 20 mg of the solid content of the carbon material (A) were extracted from the slurry of the solid catalyst component (X-23) obtained in Preparation Example 23 and charged into the reactor. Thereafter, using an ethylene/1-butene mixed gas with a 1-butene concentration of 1.0 vol%, the temperature and pressure were increased to 80°C and 0.8 MPaG, and a polymerization reaction was carried out for 60 minutes at a rotation speed of 350 rpm. After completion of the reaction, the contents of the reactor were filtered and dried under reduced pressure at 80°C for 10 hours, yielding 19.4 g of an olefin polymer. The weight average molecular weight (Mw) of the resulting olefin polymer was 754,000 and the melting point was 114°C.
種々の遷移金属化合物(C-1)~(C-10)を用いた実施例から、遷移金属化合物の種類によらず、特定のカーボン材料(A)を用いることにより、より多くのオレフィン重合体を得られることが分かる。 The examples using various transition metal compounds (C-1) to (C-10) demonstrate that, regardless of the type of transition metal compound, a larger number of olefin polymers can be obtained by using a specific carbon material (A).
≪重量平均分子量(Mw)≫
オレフィン重合体の重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)により求めた。Waters社製「Alliance GPC 2000」ゲル浸透クロマトグラフ(高温サイズ排除クロマトグラフ)により得られる分子量分布曲線から計算したものであり、操作条件は、下記の通りである。
≪Weight average molecular weight (Mw)≫
The weight average molecular weight (Mw) of the olefin polymer was determined by gel permeation chromatography (GPC) using a Waters "Alliance GPC 2000" gel permeation chromatograph (high-temperature size exclusion chromatograph) under the following operating conditions:
解析ソフト;クロマトグラフィデータシステム Empower(Waters社)
カラム;TSKgel GMH6-HT×2+TSKgel GMH6-HT×2
(内径7.5mm×長さ30cm,東ソー社)
移動相;o-ジクロロベンゼン
検出器;示差屈折計(装置内蔵)
カラム温度;140℃
流速;1.0mL/min
注入量;400μL
サンプリング時間間隔;1秒
試料濃度;0.15%(w/v)
分子量較正 単分散ポリスチレン(東ソー社)/分子量495から分子量2060万
Analysis software: Chromatography Data System Empower (Waters)
Column: TSKgel GMH6-HT x 2 + TSKgel GMH6-HT x 2
(Inner diameter 7.5 mm x length 30 cm, Tosoh Corporation)
Mobile phase: o-dichlorobenzene Detector: differential refractometer (built-in)
Column temperature: 140°C
Flow rate: 1.0mL/min
Injection volume: 400μL
Sampling time interval: 1 second Sample concentration: 0.15% (w/v)
Molecular weight calibration: Monodisperse polystyrene (Tosoh Corporation) / molecular weight 495 to 20.6 million
≪融点(Tm)≫
SII社製RDC220型示差走査熱量計を用い、約5mgの試料を窒素雰囲気下にて昇温速度50℃/分で30℃から200℃まで昇温し、その温度で10分間保持した。さらに、降温速度10℃/分にて30℃まで冷却し、その温度で5分間保持した後、昇温速度10℃/分で200℃まで昇温した。この2度目の昇温の際に観測される吸熱ピークを融解ピークとし、その融解ピークが現れる温度を融点(Tm)として求めた。
<Melting point (Tm)>
Using an SII RDC220 differential scanning calorimeter, approximately 5 mg of sample was heated from 30°C to 200°C at a heating rate of 50°C/min under a nitrogen atmosphere and held at that temperature for 10 minutes. The sample was then cooled to 30°C at a heating rate of 10°C/min, held at that temperature for 5 minutes, and then heated to 200°C at a heating rate of 10°C/min. The endothermic peak observed during this second heating was taken as the melting peak, and the temperature at which the melting peak appeared was determined as the melting point (Tm).
Claims (7)
下記(B-I)および(B-II)からなる群より選ばれる少なくとも1種の成分(B)と、
下記一般式(C-I)で表される遷移金属化合物(C)とを含むオレフィン重合用触媒。
(A-I)X線光電子分光法(XPS)における酸素原子/炭素原子モル比が0.018以上0.400以下である;
(A-II)BET多点法における比表面積が100m2/g以上5000m2/g以下である;
(B-I)有機アルミニウムオキシ化合物;
(B-II)遷移金属化合物(C)と反応してイオン対を形成する化合物;
LmMXn・・・(C-I)
[一般式(C-I)中、Mは周期表第3族、第4族、第5族、第6族、第7族、第8族、第9族、第10族、第11族原子、およびランタニド原子からなる群より選択される原子であり、
Lは、η結合性環状アニオン配位子、σ結合性アニオン配位子、およびπ結合性中性配位子からなる群より選ばれ、複数のLは互いに同一でも異なっていてもよく、L中の置換基により複数のLが繋がっていてもよく、
mは0以上の整数であり、
nは、Mの価数を満たす1以上6以下の整数であり、
Xは、水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、ハロゲン含有基、ケイ素含有基、酸素含有基、硫黄含有基、窒素含有基、リン含有基、およびジエン系誘導体基から選ばれ、nが2以上の場合は、複数のXは互いに同一でも異なっていてもよく、互いに結合して環を形成してもよい。] A carbon material (A) that satisfies the following requirements (AI) and (A-II);
At least one component (B) selected from the group consisting of the following (BI) and (B-II):
and a transition metal compound (C) represented by the following general formula (CI):
(A-I) The oxygen atom/carbon atom molar ratio measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) is 0.018 or more and 0.400 or less;
(A-II) The specific surface area measured by the BET multipoint method is 100 m 2 /g or more and 5000 m 2 /g or less;
(B-I) Organoaluminum oxy compounds;
(B-II) a compound that reacts with the transition metal compound (C) to form an ion pair;
L m MX n ... (C-I)
[In general formula (C-I), M is an atom selected from the group consisting of atoms of Groups 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, and 11 of the periodic table, and lanthanide atoms;
L is selected from the group consisting of η-bonding cyclic anionic ligands, σ-bonding anionic ligands, and π-bonding neutral ligands, and multiple Ls may be the same or different, and multiple Ls may be connected via a substituent in L;
m is an integer of 0 or greater,
n is an integer of 1 to 6 that satisfies the valence of M;
X is selected from a hydrogen atom, a halogen atom, a hydrocarbon group, a halogen-containing group, a silicon-containing group, an oxygen-containing group, a sulfur-containing group, a nitrogen-containing group, a phosphorus-containing group, and a diene derivative group, and when n is 2 or more, multiple Xs may be the same or different and may be bonded to each other to form a ring.
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| JP2021002295 | 2021-01-08 | ||
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