JP2000507635A

Polymerization process for producing polyolefin elastomer, cation-generating cocatalyst for activating a metallocene procatalyst, polyolefin elastomer possessing a unique combination of properties and products manufactured therefrom

Abstract

(57) [Summary] Unique combination of properties, i.e. high molecular weight (M)w), High Mooney Viscosity (ML at 125 ° C)1+4), Low polydispersity index (M)w/ Mn), Low glass transition temperature (Tg) And a polyolefin elastomer with low hysteresis (tan δ) are obtained by a polymerization method using a specific type of metallocene catalyst. The polyolefin elastomers include rubber articles such as hoses, belts and articles, polymer blends containing one or more other hydrocarbon polymers and lubricating oils in which the elastomer acts as a viscosity modifier. It is useful for manufacturing various products. Also disclosed are cationic co-catalysts for activating metallocene procatalysts, preferably in the presence of olefin monomers.

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    【特許請求の範囲】 1. エチレン、少なくとも1のその他のα-オレフィン及び所望により少なく とも1のジエンモノマーを液相重合してエラストマーを得る方法であって、上記 モノマーを液相重合条件下、メタロセンプロ触媒(このメタロセンプロ触媒は、 一般式(I)及び/又は(II)、 (Cp 1 R 1 m )R 3 n (Cp 2 R 2 p )MX q (I) (Cp 1 R 1 m )R 3 n Y r MX s (II) 〔式中、配位子(Cp 1 R 1 m )のCp 1 及び配位子(Cp 2 R 2 p )のCp 2 は同一又 は異なるシクロペンタジエニル環であり、R 1 及びR 2 はそれぞれ独立にハロゲン 又は約20までの炭素原子を含むヒドロカルビル、ハロカルビル、ヒドロカルビ ル置換有機メタロイド又はハロカルビル置換有機メタロイド基であり、mは0~ 5であり、pは0~5であり、会合した上記シクロペンタジエニル環の隣接する 炭素原子上の2つのR 1 及び/又はR 2 置換基は結合して一体となって4~約20 の炭素原子を含む環を形成することもでき、R 3 は架橋基であり、nは0又は1 であり、YはMに配位するヘテロ原子含有配位子であり、Mは3~6の原子価を 有する遷移金属であり、各Xは非シクロペンタジエニル配位子であって、独立に ハロゲン又は約20までの炭素原子を含むヒドロカルビル、オキシヒドロカルビ ル、ハロカルビル、ヒドロカルビル置換有機メタロイド、オキシヒドロカルビル 置換有機メタロイド又はハロカルビル置換有機メタロイド基であり、qはMの原 子価マイナス2に等しく、rはnの値を有し、sはrが0のときMの原子価マイ ナス1に等しく、rが1のときMの原子価マイナス2に等しい、〕 の少なくとも1の化合物である)と助触媒(この助触媒は、アルミノキサン又は メタロセンプロ触媒中の少なくとも1のX配位子をその全数まで独立に水素原子 、又は約20までの炭素原子を含むカルボヒドリル基又は約20までの炭素原子 を含むオキシカルボヒドリル基によって交換することのできる金属及び/又はメ タロイド含有第1成分、少なくとも1の電子吸引性置換基を有する少なくとも1 のアリール基を有する、中性金属及び/又はメタロイド含有第2成分、及び少な くとも1の電子吸引性置換基を有する少なくとも1のアリール基を有する、アニ オ ン性金属及び/又はメタロイド含有第3成分を含むカチオン生成性助触媒である が、ただし、メタロセンプロ触媒が式(I)の一つであり助触媒が全くアルミノ キサンであるとき、配位子(CP 1 R 1 m )は配位子(Cp 2 R 2 p )とは異なり、架 橋基R 3 は少なくとも2の嵩高基を有し、nは1であり、当該プロ触媒が全く式 (II)の一つであるとき、助触媒はカチオン生成性助触媒を含む)を組み合わ せることによって得られた生成物を含む、触媒的に有効量の触媒の存在下で重合 することを含む、上記方法。 2. メタロセンプロ触媒(I)中において、架橋基R 3 が構造、 〔式中、嵩高基R 4 及びR 5 はそれぞれ独立に約20までの炭素原子及び0~3の ヘテロ原子を含むシクロヒドロカルビル基であるか、同基を含む、〕 を有する、請求項1の方法。 3. 前記シクロヒドロカルビル基が、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル 、シクロアルケニル、ヘテロシクロアルケニル、アリール、ヘテロアリール、ア ルカリール、アルキルヘテロアリール、アラルキル又はヘテロアラルキル基であ る、請求項2の方法。 4. 重合触媒として、その遷移金属に配位した少なくとも1の非シクロペンタ ジエニル配位子Xを有するメタロセンプロ触媒をアルミノオキサン助触媒と組み 合わせることによって得られる生成物を用いて、少なくとも1のオレフィンを重 合してポリオレフィンを得る方法において、該アルミノオキサン助触媒の一部又 は全部を、1以上のX配位子をその全数まで独立に水素原子、約20までの炭素 原子を含むカルボヒドリル基又は約20までの炭素原子を含むオキシカルボヒド リル基によって交換することのできる金属及び/又はメタロイド含有第1成分、 少なくとも1の電子吸引性置換基を有する少なくとも1のアリール基を有する、 中性金属及び/又はメタロイド含有第2成分、及び少なくとも1の電子吸引性置 換基を有する少なくとも1のアリール基を有する、アニオン性金属及び/又はメ タロイド含有第3成分を含むカチオン生成性助触媒に置換することを特徴とする 前記方法。 5. メタロセンプロ触媒(このメタロセンプロ触媒は、一般式(I)及び/又 は(11)、 (Cp 1 R 1 m )R 3 n (Cp 2 R 2 p )MX q (I) (Cp 1 R 1 m )R 3 n Y r MX s (II) 〔式中、配位子(Cp 1 R 1 m )のCp 1 及び配位子(Cp 2 R 2 p )のCp 2 は同一又 は異なるシクロペンタジエニル環であり、R 1 及びR 2 はそれぞれ独立にハロゲン 又は約20までの炭素原子を含むヒドロカルビル、ハロカルビル、ヒドロカルビ ル置換有機メタロイド又はハロカルビル置換有機メタロイド基であり、mは0~ 5であり、pは0~5であり、会合した上記シクロペンタジエニル環の隣接する 炭素原子上の2つのR 1 及び/又はR 2 置換基は結合して一体となって4~約20 の炭素原子を含む環を形成することもでき、R 3 は架橋基であり、nは0又は1 であり、YはMに配位するヘテロ原子含有配位子であり、Mは3~6の原子価を 有する遷移金属であり、各Xは非シクロペンタジエニル配位子であって、独立に ハロゲン又は約20までの炭素原子を含むヒドロカルビル、オキシヒドロカルビ ル、ハロカルビル、ヒドロカルビル置換有機メタロイド、オキシヒドロカルビル 置換有機メタロイド又はハロカルビル置換有機メタロイド基であり、qはMの原 子価マイナス2に等しく、rはnの値を有し、sはrが0のときMの原子価マイ ナス1に等しく、rが1のときMの原子価マイナス2に等しい、〕 の1又はそれ以上の化合物である)とカチオン生成性助触媒(この助触媒は、上 記メタロセンプロ触媒中の少なくとも1のX配位子をその全数まで独立に水素原 子、又は約20までの炭素原子を含むカルボヒドリル基又は約20までの炭素原 子を含むオキシカルボヒドリル基によって交換することのできる金属及び/又は メタロイド含有第1成分、少なくとも1の電子吸引性置換基を有する少なくとも 1のアリール基を有する、中性金属及び/又はメタロイド含有第2成分、及び少 なくとも1の電子吸引性置換基を有する少なくとも1のアリール基を有する、ア ニオン性金属及び/又はメタロイド含有第3成分を含む)とを組み合わせて得ら れる生成物を含む、触媒。 6. メタロセンプロ触媒(I)において、架橋基R 3 が構造、 〔式中、嵩高基R 4 及びR 5 はそれぞれ独立に約20までの炭素原子及び0~3の ヘテロ原子を含むシクロヒドロカルビル基であるか、同基を含む、〕 を有する、請求項5の触媒。 7. 上記シクロヒドロカルビル基が、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル 、シクロアルケニル、ヘテロシクロアルケニル、アリール、ヘテロアリール、ア ルカリール、アルキルヘテロアリール、アラルキル又はヘテロアラルキル基であ る、請求項6の触媒。 8. 配位子(Cp 1 R 1 m )が無置換シクロペンタジエニルであり、配位子(C p 2 R 2 p )がインデニル又はフルオレニルであり、Mがジルコニウムであり、R 4 及びR 5 のそれぞれ配位子がフェニルであり、Xがそれぞれ塩素である、請求項 7の触媒。 9. メタロセンプロ触媒(II)において、n及びrがともに1であり、Mの 原子価が4であり、配位子Xがハロゲンであり、sが2である、請求項5の触媒 。 10.上記カチオン生成性助触媒において、第1成分がアルミニウム化合物であ り、第2成分がボラン化合物であり、第3成分が金属ボレート化合物である、請 求項5の触媒。 11.上記アルミニウム化合物がトリアルキルアルミニウム又はジアルキルアル ミニウムハイドライドであり、上記ボラン化合物がトリス(ハロアリール)ボラ ンであり、上記金属ボレート化合物がアルカリ金属-、アルカリ土類金属-、遷 移金属-又はメタロイドテトラキス(ハロアリール)ボレートである、請求項1 0の触媒。 12.上記アルミニウム化合物がトリアルキルアルミニウムであり、上記ボラン 化合物がトリス(ハロフェニル)ボランであり、上記金属ボレート化合物がアル カリ金属テトラキス(ハロフェニル)ボレートである、請求項11の触媒。 13.メタロセンプロ触媒活性化用カチオン生成性助触媒(この助触媒は、上記 メタロセンの遷移金属へ配位した1又はそれ以上の非シクロペンタジエニル配位 子を存在する配位子の全数まで独立に水素原子、約20までの炭素原子を含むカ ルボヒドリル基又は約20までの炭素原子を含むオキシヒドロカルビル基によっ て交換することのできる金属及び/又はメタロイド含有第1成分、少なくとも1 の電子吸引性置換基を有する少なくとも1のアリール基を有する、中性金属及び /又はメタロイド含有第2成分、及び少なくとも1の電子吸引性置換基を有する 少なくとも1のアリール基を有する、アニオン性金属及び/又はメタロイド含有 第3成分を含む)。 14.その遷移金属に配位した少なくとも1の非シクロペンタジエニル配位子X を有するメタロセンプロ触媒をアルミノキサン助触媒と組み合わせることによっ て得られる生成物を含有する触媒において、該アルミノキサン助触媒の一部又は 全部を、1又はそれ以上のX配位子をその全数まで独立に水素原子、約20まで の炭素原子を含むカルボヒドリル基又は約20までの炭素原子を含むオキシヒド ロカルビル基によって交換することのできる金属及び/又はメタロイド含有第1 成分、少なくとも1の電子吸引性置換基を有する少なくとも1のアリール基を有 する、中性金属及び/又はメタロイド含有第2成分、及び少なくとも1の電子吸 引性置換基を有する少なくとも1のアリール基を有する、アニオン性金属及び/ 又はメタロイド含有第3成分を含むカチオン生成性助触媒によって置換すること を特徴とする、前記触媒。 15.メタロセンプロ触媒(このメタロセンプロ触媒は、一般式(I)及び/又 は(II)、 (Cp 1 R 1 m )R 3 n (Cp 2 R 2 p )MX q (I) (Cp 1 R 1 m )R 3 n Y r MX s (II) 〔式中、配位子(Cp 1 R 1 m )のCp 1 及び配位子(Cp 2 R 2 p )のCp 2 は同一又 は異なるシクロペンタジエニル環であり、R 1 及びR 2 はそれぞれ独立にハロゲン 又は約20までの炭素原子を含むヒドロカルビル、ハロカルビル、ヒドロカルビ ル置換有機メタロイド又はハロカルビル置換有機メタロイド基であり、mは0~ 5であり、pは0~5であり、会合した上記シクロペンタジエニル環の隣接する 炭素原子上の2つのR 1 及び/又はR 2 置換基は結合して一体となって4~約20 の炭素原子を含む環を形成することもでき、R 3 は架橋基であり、n は0又は1であり、YはMに配位するヘテロ原子含有基であり、Mは3~6の原 子価を有する遷移金属であり、各Xは非シクロペンタジエニル配位子であって、 独立にハロゲン又は約20までの炭素原子を含むヒドロカルビル、オキシヒドロ カルビル、ハロカルビル、ヒドロカルビル置換有機メタロイド、オキシヒドロカ ルビル置換有機メタロイド又はハロカルビル置換有機メタロイド基であり、qは Mの原子価マイナス2に等しく、rはnの値を有し、sはrが0のときMの原子 価マイナス1に等しく、rがlのときMの原子価マイナス2に等しい、〕 の少なくとも1の化合物である)をカチオン生成性助触媒(このカチオン生成性 助触媒は、上記メタロセンプロ触媒中の少なくとも1のX配位子をその全数まで 独立に水素原子、又は約20までの炭素原子を含むカルボヒドリル基又は約20 までの炭素原子を含むオキシカルボヒドリル基によって交換することのできる金 属及び/又はメタロイド含有第1成分、少なくとも1の電子吸引性置換基を有す る少なくとも1のアリール基を有する、中性金属及び/又はメタロイド含有第2 成分、及び少なくとも1の電子吸引性構成部分を有する少なくともlのアリール 基を有する、アニオン性金属及び/又はメタロイド含有第3成分を含む)によっ て活性化する方法(この方法は上記メタロセンプロ触媒をオレフィンの存在下任 意の組み合わせ又は任意の順番でカチオン生成性助触媒の成分と組み合わせるこ とを含む)。 16.メタロセンプロ触媒をアルミノキサン助触媒によって活性化してメタロセ ン触媒を得る方法において、上記アルミノキサン助触媒の一部又は全部を、上記 メタロセンの遷移金属へ配位した1又はそれ以上の非シクロペンタジエニル配位 子を存在する配位子の全数まで独立に水素原子、約20までの炭素原子を含むカ ルボヒドリル基又は約20までの炭素原子を含むオキシヒドロカルビル基によっ て交換することのできる金属及び/又はメタロイド含有第1成分、少なくとも1 の電子吸引性置換基を有する少なくとも1のアリール基を有する、中性金属及び /又はメタロイド含有第2成分、及び少なくとも1の電子吸引性置換基を有する 少なくとも1のアリール基を有する、アニオン性金属及び/又はメタロイド含有 第3成分を含有するカチオン生成性助触媒によって置換することを特徴とする、 前記方法。 17.請求項1のエチレンの液相重合法から得られるエラストマー。 18.エチレン、少なくとも1のその他のα-オレフィン及び所望により少なく とも1のジエンの液相重合から得られるエラストマー(このエラストマーは、約 200,000~約2,000,000のM w 、約10~約200の125°Cに おけるML 1+4 、約1.25~約10のM w /M n 、約-25°C未満のTg及び約 0.3~約7のtan δを有する)。 19.粘度調整量の請求項18のエラストマーを含有する潤滑油。 20.請求項18のエラストマーを含むゴム製品(このゴム製品は、ホース、動 力伝達ベルト、コンベアベルト、ガスケット、布地コーティング、自動車バンパ ー、エアスプリング、靴中底、靴踵、屋根葺き部材、ワイヤ又はケーブル用ジャ ケッティング又は隙間ふさぎから選択される)。