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JPH049804B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH049804B2
JPH049804B2 JP60294198A JP29419885A JPH049804B2 JP H049804 B2 JPH049804 B2 JP H049804B2 JP 60294198 A JP60294198 A JP 60294198A JP 29419885 A JP29419885 A JP 29419885A JP H049804 B2 JPH049804 B2 JP H049804B2
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JP
Japan
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polymerization
polymerization vessel
ethylene
catalyst
temperature
Prior art date
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Application number
JP60294198A
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Japanese (ja)
Other versions
JPS62151412A (en
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Publication date
Application filed filed Critical
Priority to JP29419885A priority Critical patent/JPS62151412A/en
Publication of JPS62151412A publication Critical patent/JPS62151412A/en
Publication of JPH049804B2 publication Critical patent/JPH049804B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Polymerisation Methods In General (AREA)
  • Graft Or Block Polymers (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔技術の分野〕 本発明は高溶融粘弾性ポリプロピレン共重合体
の連続製造法に関する。更に詳しくは、本発明は
プロピレンとエチレン及び炭素数4〜8の直鎖又
は分岐α−オレフインを直列に結合された3台以
上の重合器を用いて多段階に重合し、広い分子量
分布を有し後加工用シート及び吹込成形に適する
ポリプロピレン共重合体を製造する上記方法に関
する。 〔従来の技術〕 汎用のポリプロピレンは、後加工用シートの用
途分野について次の問題点があつた。すなわち、
該ポリプロピレンを使用して加工されたシート
は、後加工(若しくは2次加工)のための加熱成
形時に次の諸難点すなわち、該シートの垂れ下り
が早い、加工条件の巾が狭い、成形効率が劣る、
巾広シートでは該垂れ下りが大きい、後加工品の
厚みが不均一になり易いおよび積りシワができ易
いがあつた。 汎用のポリプロピレンには、また、吹込成形用
の用途分野について次の問題点があつた。すなわ
ち、成形時のパリソンの垂れ下りが大きいため
成形品の肉厚の不均一となり、そのため吹込成形
法は小形の成形品の製造にしか適用できない。
上述の垂れ下りを防ぐために、高分子量のポリ
プロピレンを使用すると流動性不良、成形時の負
荷およびエネルギー損失が大きい、機械的トラブ
ルを惹きおこす危険性がある、成形品の肌荒れが
激しく商品価値が失なわれる等である。 汎用のポリプロピレンを使用した場合の上述の
シート成形性および吹込成形性を改善するため
に、次のa〜cのような技術が提案されている。 すなわち、a.特公昭47−80614および特開昭50
−8848では、ポリプロピレンに低密度ポリエチレ
ンを混合する。しかし、このような混合物を使用
した成形品は、肌荒れを生じ易く、これを防止す
るには、該混合物の溶融時に強力な混練が必要と
なり、混練機の選択と動力消費の面で制約される
のみならず、成形品の剛性が低下するという問題
がある。 次に、b.特開昭57−185336、同−187337、特開
昭58−7439等は、分子量の異るポリプロピレンを
造粒機等を用いて混合混練する方法を提案してい
る。しかし、このようにして得られた混合物を用
いた場合には、前述の低密度ポリエチレンを混合
した場合以上に成形品の肌荒れが生じ易く、混練
方法および混合物相互間の分子量較差の選定条件
が制約される。 さらに、c.上述のa、bのような混合法による
問題点を解決するためにプロピレンの多段重合法
により、ポリプロピレンの分子量分布を拡大する
方法についても種々提案されている。例えば、特
開昭57−185304、同−19006、特開昭58−7406、
同−7409、特開昭59−172507等の実施例において
は、バツチ重合法において上述の多段重合操作を
することによりポリプロピレンに分子量差を付与
しているが、該バツチ重合法は、本質的に原料の
仕込み、製品を抜出し等、重合反応を行わない空
き時間が生じることから、重合器の容量当りの生
産性が低いという問題を有している。 もつとも、上記cのクループの発明では、連続
法についても言及している。連続法によつて分子
量差を内包するポリプロピレンを製造するには、
その製造の順序により、二つに区分される。第一
に、高分子量−低分子量の組合せ順序で製造する
場合、後段の重合器では単に水素を追加するだけ
で遂行可能であり、操作面では円滑であるが、後
述の問題点がある。第二に、低分子量−高分子量
の組合せ順序で製造する場合は、前段の低分子量
ポリプロピレンの製造後に反応混合物に対して、
落圧脱気等の操作により過剰の水素を除く必要を
生じ、第一の場合より、操作の円滑性の点で劣る
旨述べられている。 本発明者は、上記cのグループの発明中、第一
に述べた高分子量−低分子量の組合せ順序で製造
する方法につき検討の結果、次のおよびの問
題点が存在することを身出した。すなわち、得
られたポリプロピレンにつき高分子量部分のメル
トフローレート(以下MFRと記す)が低い場合
は、高分子量部分のMFRの測定が困難となり、
運転条件の調節による該MFRの調節が困難とな
る(註.このようなポリプロピレンについて粘度
〔η〕の測定は勿論可能であるが、〔η〕の測定に
は時間を要し、運転管理の手段としては適当でな
い)。更に、高分子量−低分子量の順により製
造されたポリプロピレンは、その造粒前の粉末の
MFR値と造粒後のペレツトではそのMFR値の差
異が異常に大きく(註.粉末の方のMFR値が低
い)、該ポリプロピレンにつき分子量較差の調節
ならびに製品としてのMFR(造粒品)の調節上、
問題があることが判明した。 一方、吹込成形の用途においては、透明性が特
に要求される場合があり、この目的のため、一般
にはエチレンやエチレン、プロピレン以外のα−
オレフイン(以下α−オレフインという)をプロ
ピレンと共重合させる方法、造核剤等の添加剤を
用いる方法若しくは、前二者を組合わせる等の諸
改善方法が実施されている。 また、加工方法による改善方法として、ポリプ
ロピレンを融点より低い温度で延伸配向させる2
軸延伸吹込成形法も実施されている。 ところで、エチレン若しくはα−オレフインと
プロピレンとの共重合においては、エチレン若し
くはα−オレフインの使用比率を増加させた場
合、生産性及び経済性の点で問題があつた。ま
た、上述の2軸延伸吹込成形においては、延伸前
の加熱段階でパリソンが変形し易く、加工に適正
な温度巾が狭いという問題があつた。 〔発明の目的〕 本発明者等は、上述の技術問題を解決すべく
種々研究の結果、重合器3台以上を直列に連結
し、触媒および水素を第一槽のみに供給してプロ
ピレンとエチレン及び又はα−オレフインの共重
合を実施すると第一槽の重合反応混合物が順次後
段の重合器に移送されるに伴つて、順次後段の重
合器内の反応器程、触媒濃度および水素濃度が低
下してゆくため、より高分子量の重合体を生成せ
しめることができ、最終製品のポリプロピレン共
重合体として広い分子量分布のものが得られるこ
とを知つて本発明を完成した。 以上の記述から明らかなように本発明の目的
は、広い分子量布を有することにより成形性の良
好な高溶融粘弾性ポリプロピレン共重合体の連続
製造法において、特に運転性にすぐれおよび品質
管理の容易な改良製造法を提供することである。
他の目的は、上記方法によつて製造された成形性
のすぐれた高溶融粘弾性ポリプロピレンを提供す
ることである。 〔発明の構成・効果〕 本発明は、下記の構成を有する。 (1) チーグラーナツタ型触媒を用いてスラリー重
合法若しくはバルク重合法でプロピレンンとエ
チレ及び又は炭素数4〜8の直鎖又は分岐α−
オレフインを共重合させてポリプロピレン共重
合体を連続的に製造する方法において、 A 直列に連結された3台以上の重合器を用
い、 使用する触媒の全量を第1重合器に供給
し、該触媒は、反応混合物と共に第2以降
の重合器に順次連続的に移動させ、 分子量調節剤として水素を使用し、使用
する該水素の全量を第1重合器に供給し、
該水素は反応混合物と共に第2以降の重合
器に順次連続的に移動させ、 該触媒上に各重合器において重合生成し
たポリプロピレン共重合体を順次形成せし
めた後、最後の重合器より、反応スラリー
を連続的に排出させ、 B 第i番目の重合器内における単位時間当り
の重合量Qiが下記式(1)の範囲にある如く調
整し、 0.70×QT/nQi1.30QT/n ……(1) 但し、 oi=1 Qi=QT=1 註.QT:単位時間当り全重合量=1.0とする i:i番目の重合器 n:重合器の数 C i番目およびi+l番目の重合器で生成す
る重合体のMFR値であるMFRiおよびMFRi
+1が相互に下式(2)の関係にある如く調整さ
れ、 logMFRi/MFRi+11.0 ……(2) D 直列に連結された重合器の中i番目の重合
器の重合圧力がi−1番目の重合器の重合圧
力より2Kg/cm2G以上低くならないように調
整され、 E 直列に連結された重合器の中i番目の重合
器の重合温度がi−1番目の重合器の重合温
度より10℃以上高くならないように調節さ
れ、 F チーグラーナツタ型触媒を構成するチタン
含有固体生成物と組合わされる有機アルミニ
ウム化合物としてジエチルアルミニウムクロ
ライドを第3成分としてメチルパラトルエー
トを用い、 G エチレン及び又は炭素数4ないし8の直鎖
又は分岐α−オレフインの供給によつて得ら
れるポリプロピレン共重合体のエチレン及び
炭素数4ないし8の直鎖又は分岐α−オレフ
イン含量は下式(3)の範囲であることを特徴と
する高溶融粘弾性ポリプロピレン共重合体の
連続製造法。 C2%(i)C2%(i+1)C2%(i+
2) ……(3) C2%(i);第i番目の重合器で得られるポリプロ
ピレン共重合体のエチレン及び又は炭素数4な
いし8の直鎖又は分岐α−オレフイン含量 本発明に使用する触媒は、遷移金属化合物と周
期津表の第〜族金属の有機化合物若しくはハ
イドライド等との組合せに係る所謂チーグラー・
ナツタ型触媒であれば、特に制限されない。しか
しながら、好ましくは、チタン化合物と有機アル
ミニウム化合物を基本的に組合せた触媒が使用し
易い。該チタン化合物としては、四塩化チタンを
水素又は金属アルミニウム等で還元して得られた
三塩化チタン又は三塩化チタン組成物を更にボー
ルミル、振動ミル等で粉砕して活性化したもの、
あるいは、更に上記被活性化物を電子供与性化合
物で処理したもの、または四塩化チタンを有機ア
ルミニウム化合物で還元し、更に各種の処理(例
えば、TiCl4中の加熱により、結晶転移させた三
塩化チタン組成物、電子供与性化合物及び/又は
電子受容性化合物で処理し高活性化された三塩化
チタン組成物等とする)をすることにより得られ
た三塩化チタン組成物、塩化マグネシウム等の担
体に四塩化チタンを担持させることにより得られ
たいわゆる担持型触媒等、一般にプロピレンを立
体規則性重合に用いられている触媒が使用でき
る。 本発明に好ましく用いられる前述の有機アルミ
ニウム化合物としては、AlRnR′n′X3-(o+o)で表
わされる化合物が特に好ましい。該式中Xはフツ
素、塩素、臭素及びヨー素のハロゲンを表わし、
n、n′は0<n+n′3の任意の正の数を表わ
す。その具体例としては、トリアルキルアルミニ
ウム類、ジアルキルアルミニウム類を挙げること
ができ、これらの2種類以上を混合して使用する
こともできる。 上述の触媒には、更に所謂第3成分として知ら
れている電子供与体を組合せて使用することもで
きる。 重合形式としては、原料プロピレン、触媒のほ
か、不活性溶媒例えばプロパン、ヘキサン、ヘプ
タン、オクタン、ベンゼン若しくはトルエン等の
炭化水素溶媒を用いるスラリー重合又はプロピレ
ン自身を溶媒(分散媒)としたバルク重合が使用
できる。 本発明の方法に使用する重合器としては、好ま
しくは槽型のもの3台以上を直列に連結し、反応
混合物の移送方法としては、前段の重合器内の液
相(スラリー)部分の一部を連続的に次段の重合
器に移送する。該3台以上の重合器は必ず直列に
連結されていなければならない。 本発明の方法では、触媒はその全量を第一槽に
のみ供給する。該触媒(固体)は、前述の反応混
合物と供に、順次第二槽以降の重合器を経由し、
同一の触媒の固体上に各重合器においてポリプロ
ピレン共重合体を順次形成させ、かゝる触媒固体
を包含する反応混合物は、最終槽の重合器から連
続的に抜出される。若しも第二槽以降のいづれか
の重合器に触媒を追加して重合を行うと該追加触
媒粒子上には、第一槽経由のものとはMFRの大
幅に異る重合体が形成され、製品収得後の造粒に
よつても均一に混合されず、フイツシユアイ
(FE)等、加工製品の外観不良を引きおこすので
好ましくない。 本発明の方法においては、分子量調節剤として
使用する水素も上述の触媒と同様にその全量を第
一槽にのみ供給する。重合器内における水素の供
給位置は、液相部分でも気相部分でもよい。しか
しながら、液相部分に水素を供給する場合は、該
供給物が気泡として第二槽への抜出し(移送)ス
ラリーに巻込まれないように注意する必要があ
る。何となれば、本発明の方法では、一般に第二
槽以降に供給される水素は、反応混合物(スラリ
ー)に溶解した状態においてのみそれぞれの直前
の槽から供給されるからである。従つて、気泡と
して巻込まれた水素が次槽に送られると、その槽
で製造されるポリプロピレン共重合体と該次槽で
製造されるポリプロリピレン共重合体との分子量
差が、予定したものより小さくなり、最終製品で
あるポリプロピレン共重合体の分子量分布が十分
に広くなり得ないので好ましくない。 また、本発明の方法では、重合器は直列に連結
された3台以上のものを使用する。触媒と水素を
第一槽のみに供給する本発明の方法では、重合器
が2台では、製品ポリプロピレンの重合度分布を
その用途目的に応ずる程度に十分に広くすること
ができない。前述の触媒と水素の供給方法と異
り、原料のプロピレンまたは溶媒は、それぞれ所
要量を各段階の重合器に供給することができる。 各段階の重合器におけるプロピレン共重合体の
重合量は、最終製品の品質維持の必要から、下式
(1)で示される範囲内とすることが望ましい。 0.70×QT/nQi1.30QT/n ……(1) 但し、 oi=1 Qi=QT=1 註.全重合量QT=1とする) i:i番目の重合器 Qi:i番目の重合器 n:重合器の数 上記式(1)が示すように、各重合器の具体的重合
量は、各重合器で均等に重合させた場合を基準と
してその±30%の変動巾の範囲内に調節する必要
がある。該Qi値が上記式(1)の範囲外にある場合
は、最終製品の分子量分布の広さが不十分とな
り、目的とする品質の高溶融粘弾性ポリプロピレ
ン共重合体を得ることが困難になる。 本発明は方法の重合温度は、限定されないが、
通常20〜100℃、好ましくは40〜80℃が実施し易
い。各重合器の温度は、同一でも異つていてもよ
い。しかしながら、該重合温度に関しては、直列
に連結されている前後の重合器において後の重合
器の該温度は、その直前の重合器の重合温度より
10℃以上高くならないようにする必要がある。若
しも該後段の重合器の重合温度が前段のそれより
10℃以上高い場合には、該後段で製造されるポリ
プロピレンの分子量が低下しすぎて、最終製品の
分子量分布を十分に広くすることができない。反
対に、直前直後の重合器の重合温度の差は、同温
度又は後段の方が前段より低い温度とすることに
関しては制限はない。何故なら、本発明の方法
は、後段の重合器ほどより高い重合度のポリプロ
ピレンを製造する方法だからである。 従つて、本発明に係るポリプロピレンの分子量
分布をより広くするためには第一重合器の温度を
最も高くし、第二重合器以降の温度を順次低下さ
せる方が容易である。 本発明の方法の重合圧力は、限定されないが、
通常常圧〜50Kg/cm2Gが使用される。直列に連結
された本発明の方法に係る各重合器の重合圧力は
相互に同一であつても異つていてもよい。しかし
ながら、該直列に連結された前後の重合器におい
て後の重合器の重合圧力が、その直前の重合器の
重合圧力より好ましくは2Kg/cm2が以上低くなら
ないようにする必要がある。2Kg/cm2以上低くな
つた場合は、その重合器で製造されるポリプロピ
レン共重合体の分子量が所期のものより低下し、
最終製品の分子量分布を充分に広くすることが困
難となる。 以上の説明から明らかなように、本発明の方法
においては、直列に連結された各重合器の圧力を
第一槽から順次高くする方が、最終製品の分子量
分布をより広く調節することが容易になる。 本発明の方法において、直列に連結された各重
合器内の反応混合物の平均滞留時間は、限定され
ないが、通常30分〜10時間で実施される。また、
上述の各種の重合条件すなわち、圧力、温度、滞
留時間等は、目的とするポリプロピレン共重合体
の品質及び使用触媒その他により選択して実施す
ることにより、容易に本発明の目的を達成でき
る。其他、直列に連結された重合器間のスラリー
の移送は、常用のポンプ輸送、差圧輸送其他の方
法を採用でき特別な制限はない。 以上のようにして得られる本発明に係るポリプ
ロピレン共重合体のMFRは、通常0.01〜100であ
るが、特にシート成形用、吸込成形用としては、
該MFR値が、0.05〜10、好ましくは0.10〜5.0の
ものが用いられる。因に、直列に連結された各重
合器で製造されるポリプロピレン共重合体間の分
子量差は、MFR値として表現された場合、下記
式(2)の範囲内にあることが好ましい。 logMFRi/MFRi+11.0 ……(2) たゞし、 MFRi;i番目の重合器で生成する重合体の
MFR MFRi+1:i+1番目の重合器で生成する重合体
のMFR 上式(2)の左辺の数値が、1.0に満たない場合は、
本発明の目的とする高溶融粘弾性が不十分となり
易く好ましくない。また該数値の上限については
限定されないが、本発明の方法の具体的実施態様
においては3.0以上とすることは困難である。 プロピレンと共重合される単量体としては、エ
チレン及び又はα−オレフインを使用する。エチ
レンは、プロピレンに対し、1.0〜10重量%、好
ましくは2.0〜7.0供給する。すなわち、0.5〜7.0
重量%、好ましくは1.5〜5.0重量%を目的共重合
体中に共重合させる。 エチレン以外にα−オレフインを使用すること
も可能であり、エチレンとα−オレフインを組合
せて使用する方法や混合α−オレフインを使用す
る方法、更に単一α−オレフインのみをプロピレ
ンと組合せて使用する方法も可能である。α−オ
レフインとしては炭素数4〜8ケの直鎖又は分岐
α−オレフインで、具体的には例えば1−ブテ
ン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテ
ン、1−オクテン、4−メチルペンテン−1等が
あげられる。 エチレン及びα−オレフインの供給様態として
は各重合器で得られる共重合体の融点について下
式(3)の範囲が好ましい。 C= 2(i)C= 2%(i+1)C= 2%(i+2) ……(3) C= 2(i)、C= 2%(i+1)、C= 2%(i+2): i、i+1およびi+2番目で生成される共重
合体中のエチレン含量 即ち第1槽では最もプロピレン単独重合体に近
い共重合体を作り2槽以降順次エチレン供給量を
高くし、エチレン含量の高い共重合体を得る方法
である。 このような重合法を行う理由は次の〜によ
る。即ち、エチレン濃度の分布を広くすること
により2軸延伸時の加工適正温度巾を広くするこ
とができる。第1槽(重合初期)でプロピレン
単独重合体に近い重合体を得ることにより、重合
体粒子の形状を良好に保持でき、プラントの運転
性が向上される。分子量が高い程、重合溶媒可
溶性重合体の副生量が少なくなるので、分子量が
高くなる後段においてエチレン含量の高い(可溶
性重合体の生成量が多い)共重合体を作る方が有
利である等である。 本発明の方法の主要な効果を要約すると下記の
如くである。 第一に、本発明の方法に係るポリプロピレン共
重合体は、分子量分布が広いため、押出成形時の
流動性が良好となり、押出機による押出量の増
加、消費動力の節約等の効果がある。更に、射出
成形時の流動性が優れている等の特徴を有するた
め、各種の成型分野の用途に品質面及び加工能率
の面で優れた効果を発揮することができる。 第二に、本発明の方法は、多段階重合法とし
て、重合プロセスの管理又は重合条件の調節が極
めて簡単である。 すなわち、3台以上直列に連結された重合槽の
第一槽のみに触媒と水素を供給するので、第二槽
以降へは、必要なプロピレンとエチレン、α−オ
レフインおよび溶剤を追加すればよい。各槽の重
合条件は、最も簡易には、同一圧力、同一温度と
してもよく、相隣る二槽間では圧力及び温度が逆
転(註、後段の方が数値的に高いこと)してもそ
の程度が許容限度範囲(2Kg/cm2G以下、10℃以
内)であれば、本発明の目的達成可能である。 以下更に具体的に実施例をもつて説明するが、
本発明はこれに制限されるものではない。 本発明の実施例に係る物性値の測定は、下記の
方法を用いた。 (1) メルトフローレート(MFR):ASTMD
1238 (2) 各重合器で生成した重合体のMFRの算出: MFR1;第1段のMFR(*1) MFR2;第2 〃 MFR3;第3 〃 MFR1+2;第1段と第2段で生成した全体の
MFR(*1) MFR1+2+3;第1段と第2段と第3段で生成し
た全体のMFR(*1) W1;第1段の重合量割合(*2) W2;第2 〃 (*2) W3;第3 〃 (*2) W1+W2+W3=1.0 *1;各段でサンプリングし実測する。 *2;各段でサンプリングし重合体中のチタン
含量(蛍光X線分析)を測定し計算により重
合割合を求めた。 MR2、MFR3の計算はつぎの関係式によつて
求めた。 logMFR1+2=(W1/W1+W2)logMFR1 +(W1/W1+W2)logMFR2 logMFR1+2+3=(W1+W2/W1+W2+W3)logMFR1+2 +(W3/W1+W2+W3)logMFR3 (3) エチレン含量(WT%):赤外線吸収スペク
トル法(重合器2,3は差スペクトル法) (3′) 1−ブテン、1−ヘキセン含量:同上 (4) シート成形品の物性測定法:加熱挙動;チツ
ソ法 シートの加熱真空成形性をモデル的に評価す
るため、シートを40cm×40cmの枠に固定し、
200℃の恒温室に入れて次の物性を測定した。
すなわち、(イ)シートの垂下量(mm)、(ロ)最大戻
り量(註.{1/150×(150−最大回復時垂下量
(mm)×100})および、(ハ)最大回復時から垂下開
始時までの保持時間(秒)である。 (5) シート外観:目視 (6) 2軸延伸性 JIS2号引張り試験片(厚さ2mm)を射出成形
し、オートグラフIS−500(島津製作所(株))
で熱風循環式恒温槽中で引張り試験を実施し
た。(引張り速度50mm/min、チヤツク間距離
10mm)。 Γ延伸温度巾(℃):降伏点協力(A)と降伏点後
の最少強力(B)がB/A=1となる温度(T2
と、引つ張試験片が無荷重で変形する温度の
差(ΔT)を求めた。ΔTの大きい程2軸延
伸性が良好である。 (7) 透明性: (6)でB/A=1の温度で延伸後、その試験片
を目視により判定した。 ○:透明、△:白濁感のある透明、×:半透明 (8) 可溶性重合体(wt%) 重合終了後、重合溶媒溶解重合体(a)と重合溶
媒不溶重合体(b)の比率を求める。 可溶性重合体=a/a+b×100 実施例 1 (1) 触媒の製造 n−ヘキサン6、ジエチルアルミニウムモ
ノクロリド(DEAC)5.0モル、ジイソアミル
エーテル12.0モルを25℃で5分間で混合し、5
分間同温度で反応させて反応液()(ジイソ
アミルエーテル/DEACのモル比2.4)を得た。
窒素置換された反応器に四塩化チタン40モルを
入れ35℃に加熱し、これに上記反応生成液
()の全量を180分間で滴下した後、同温度に
30分間保ち、75℃に昇温して更に1時間反応さ
せ、室温まで冷却し上澄液を除き、n−ヘキサ
ン30を加えてデカンテーシヨンで除く操作を
4回繰り返して、固体生成物()1.9Kgを得
た。 この()の全量をn−ヘキサン30中に懸
濁させた状態で20℃でジイソアミルエーテル
1.6Kgと四塩化チタン3.5Kgを室温にて約5分間
で加え、65℃で1時間反応させた。反応終了
後、室温(20℃)迄冷却し、上澄液をデカンテ
ーシヨンによつて除いた後、30のn−ヘキサ
ンを加え15分間撹拌し、静置して上澄液を除く
操作を5回繰り返した後、減圧下で乾燥させ、
固体生成物()を得た。 (2) 触媒の調整 内容積50のタンクにn−ヘキサン40、ジ
エチルアルミミニウムクロリド850g、上記固
体生成物360g、メチルパラトルエート3.8gを
仕込み、次に30℃に維持撹拌しながらプロピレ
ンガスを180g/Hで2時間供給し、予備処理
を行つた。 (3) 重合方法 図に示した重合装置により実施した。 重合器1へ毎時n−ヘキサン26/H、触媒
スラリー120ml/Hを連続的に供給した。重合
器1〜3の温度は60℃、圧力はそれぞれ6Kg/
cm2G、8Kg/cm2G、10Kg/cm2Gになるように各
重合器ヘプロピレンを供給し調整した。 重合器1〜3(各150)の気相部の水素濃度
は重合器1のみ8.1モル%になるように供給し
たところ、重合器2及び3の気相部水素濃度は
それぞれ1.2モル%、及び0.14モル%であつた。
又重合器1〜3へのエチレン供給量は、それぞ
れ25g/H、90g/H、180g/Hで実施した。 各重合器での反応量、MFR、及びエチレン
含量の分析値は表の如くであつた。各重合器の
液レベルは80%になるようにコントロールバル
ブにより抜出した。重合器3より抜出されたス
ラリーは脱ガス槽4により落圧された後、メタ
ノールにより触媒失活処理、カセイソーダ水に
よる中和、更に水洗分離、乾燥工程を経て、白
色共重合体粉末を約6Kg/Hの量で収得され
た。 (4) 造粒 上記で得た白色共重合体粉末15KgにBHT
(2.6−di−t−ButyL−P−cresol)15g、
Irganox1010(Tetrakis〔Methylene(3.5−di
−t−butyL−4−Hydrocinnamate)〕
methane)7.5g、Calcium stearate 30gを添
加し40mmφ造粒機を用いて造粒した。 (5) シートの成形 該造粒物を50mmφ押出成形機により225℃で
加工して巾60cm、厚さ0.4mmのシートを作製し、
前記方法によりシートの加熱挙動を測定した。 (6) 引つ張り試験片の作製 該造粒物を射出成形機で樹脂温度230℃、金
型温度50℃で作製し、湿度50%、室温23℃の室
内で72時間状態調整した。尚、上記(5)のシート
も同様の状態調整した。 比較例 1 実施例1において、各重合器に水素を供給する
ことにより各重合器の気相部水素濃度を同一にな
るように実施した。この場合、シートの加熱挙動
の点で劣つていた。 比較例 2、3 実施例1において、第3段目の重合を省略する
と共に、重合圧力及び水素濃度を表の如く変化さ
せて実施した。又エチレンの供給量も、第1段目
は50g/H、第2段目は160g/Hで実施した。
この場合もシートの加熱挙動の点で実施例1に劣
つていた。 実施例 2、3、4 実施例1において、重合圧力、重合温度及び第
1段目の水素濃度を表の如く変化させて実施し
た。又エチレンの供給量は分析値を見ながら、第
1段/第2段/第3段=0.6%/4.0%/6.5%のエ
チレン濃度を目標に修正した。結果は表に示し
た。 比較例 4 実施例1において、圧力を表の如く変化させて
実施した。又各重合器の重合量比を本発明の範囲
に調整するために、重合器の液レベルをそれぞれ
重合器1〜3を40%、60%、80%で実施した。又
エチレンの供給量は、重合器1〜3を15g/H/
60g/H/80g/Hで実施した。圧力が本発明の
範囲外では、重合器間のMFR較差を十分とする
ことが困難となり、シートの加熱挙動の点で劣つ
ていた。 比較例 5、6 実施例1において、各重合器の重合比率を変化
させるために、表の条件で実施した。比較例5、
6の重合器1〜3のエチレン供給量はそれぞれ、
26g/H/115g/H/115g/H及び10g/H/
100g/H/200g/Hであつた。重合比率が本発
明の範囲外では、シートの加熱挙動の改善が不十
分である。尚、比較例6の加熱挙動が良い方向で
ある理由はペレツトMFRが低いためでありMFR
を考慮に入れて比較する必要がある。 比較例 7 実施例1において、触媒スラリーの供給を3台
の重合器それぞれに分配して供給した。分配比率
は、重合器1〜3でそれぞれ、80%、10%、10%
とした。シート物性において、シート表面に激し
い肌荒れ(FE)が発生した。 比較例 8 実施例1において、重合温度及び圧力の条件を
表の如く変化させた。重合比率を調整するため
に、重合器の液レベルを、重合器1〜3をそれぞ
れ、85%/65%/45%で実施した。又エチレン供
給量はそれぞれ、12g/H/52g/H/95g/H
とした。重合器間の温度差を本発明の範囲外とし
た場合、重合器間のMFR較差をとるのが困難と
なり、シートの加熱挙動の点で著るしく劣る結果
となつた。 比較例 9 実施例1において、各重合器に供給するエチレ
ン量を重合器1〜3でそれぞれ、115g/H/115
g/H/115g/Hで実施した。実施例1と比較
し、可溶性重合体量が多い点及び2軸延伸性の
ΔTが小さい点で好ましくない。 実施例 5、6 実施例1において、重合器1〜3へのエチレン
供給量をそれぞれ、実施例5、6で10g/H/50
g/H/90g/H及び10g/H/80g/H/140
g/Hで実施した。結果は表の如くであつた。 被比較例 10 実施例1において、重合器1〜3へのエチレン
供給量をそれぞれ、5g/H/10g/H/20g/
Hで実施した。2軸延伸性のΔT及び透明性の点
で劣つていた。 比較例 11 実施例1において、各重合器に供給するエチレ
ン量を重合器1〜3でそれぞれ、70g/H/170
g/H/250g/Hで実施した。供給エチレン量
の増加により可溶性重合体の生成量が増加した。 比較例 12 実施例1において、エチレンの供給量を重合器
1〜3でそれぞれ、220g/H/110g/H/15
g/Hで実施した。エチレン供給量を第1段>第
2段>第3段目重合器の順に変化させた場合は、
可溶性重合体の生成量が著るしく増加し好ましく
ない。 実施例 7 実施例1において、各重合器に供給するエチレ
ン量を重合器1〜3でぞれぞれ、0g/H/50
g/H/140g/Hで実施した。又重合器1へ1
−ブテンを500g/Hで供給した。重合器1〜3
でそれぞれサンプリングした共重合体中の1−ブ
テン含量は、2.6wt%、2.0wt%、1.5wt%であつ
た。 実施例 8 実施例7において、1−ブテンに代えて、1−
ヘキセンを重合器1へ500g/H供給した。重合
器1〜3でそれぞれサンプリングした共重合体中
の1−ヘキセンの含量は、1.4wt%、1.0wt%、
0.8wt%であつた。
[Field of Technology] The present invention relates to a continuous process for producing a high melt viscoelastic polypropylene copolymer. More specifically, the present invention polymerizes propylene, ethylene, and a linear or branched α-olefin having 4 to 8 carbon atoms in multiple stages using three or more polymerization vessels connected in series, thereby achieving a wide molecular weight distribution. The present invention relates to the above method for producing a polypropylene copolymer suitable for post-processing sheets and blow molding. [Prior Art] General-purpose polypropylene has the following problems when used as sheets for post-processing. That is,
Sheets processed using polypropylene have the following problems during heat forming for post-processing (or secondary processing): the sheet sags quickly, the range of processing conditions is narrow, and the forming efficiency is low. inferior,
With wide sheets, the sagging is large, the thickness of the post-processed product tends to be uneven, and the sheet tends to accumulate and wrinkle. General-purpose polypropylene also has the following problems for blow molding applications. That is, the large sagging of the parison during molding results in uneven wall thickness of the molded product, and therefore the blow molding method can only be applied to the production of small molded products.
If high molecular weight polypropylene is used to prevent the above-mentioned sagging, it may result in poor fluidity, large load and energy loss during molding, the risk of mechanical trouble, and severe roughening of the molded product, resulting in loss of commercial value. Nawareru etc. In order to improve the above-mentioned sheet moldability and blow moldability when general-purpose polypropylene is used, the following techniques a to c have been proposed. In other words, a.
-8848 mixes polypropylene with low density polyethylene. However, molded products using such mixtures are prone to rough skin, and to prevent this, strong kneading is required when melting the mixture, which imposes restrictions on the selection of kneaders and power consumption. In addition, there is a problem that the rigidity of the molded product decreases. Next, b. JP-A-57-185336, JP-A-187337, JP-A-58-7439, etc. propose a method of mixing and kneading polypropylenes of different molecular weights using a granulator or the like. However, when the mixture obtained in this way is used, the surface of the molded product is more likely to become rough than when the aforementioned low-density polyethylene is mixed, and there are restrictions on the kneading method and the selection conditions of the molecular weight difference between the mixtures. be done. Furthermore, various methods have been proposed for expanding the molecular weight distribution of polypropylene by multi-stage polymerization of propylene in order to solve the problems caused by mixing methods such as c. a and b described above. For example, JP-A-57-185304, JP-A-19006, JP-A-58-7406,
In examples such as JP-A No. 7409 and JP-A No. 59-172507, a difference in molecular weight is imparted to polypropylene by performing the above-mentioned multi-stage polymerization operation in a batch polymerization method, but the batch polymerization method essentially There is a problem in that the productivity per capacity of the polymerization vessel is low because there is idle time during which the polymerization reaction is not performed, such as when charging raw materials and removing products. However, the above-mentioned invention by Croup also refers to the continuous method. To produce polypropylene with different molecular weights using a continuous method,
Depending on the order of manufacture, it is divided into two types. First, when producing in the combination order of high molecular weight and low molecular weight, this can be accomplished by simply adding hydrogen in the subsequent polymerization vessel, and although the operation is smooth, there are problems as described below. Second, when producing in the combination order of low molecular weight - high molecular weight, after producing the low molecular weight polypropylene in the first stage, to the reaction mixture,
It is stated that this method is inferior to the first case in terms of smoothness of operation, as it becomes necessary to remove excess hydrogen by operations such as drop-pressure degassing. The inventor of the present invention studied the first method of manufacturing in the combination order of high molecular weight and low molecular weight among the inventions in group c above, and found that the following problems existed. In other words, if the melt flow rate (hereinafter referred to as MFR) of the high molecular weight portion of the obtained polypropylene is low, it will be difficult to measure the MFR of the high molecular weight portion.
It becomes difficult to adjust the MFR by adjusting the operating conditions (Note: Although it is of course possible to measure the viscosity [η] of such polypropylene, it takes time to measure [η], and it is difficult to control the operation. (not appropriate). Furthermore, polypropylene produced in the order of high molecular weight - low molecular weight is
The difference in MFR value between the MFR value and the pellet after granulation is abnormally large (note: the MFR value of the powder is lower), so adjustment of the molecular weight range and adjustment of the MFR (granulated product) as a product for polypropylene Up,
It turned out there was a problem. On the other hand, in blow molding applications, transparency may be particularly required, and for this purpose, ethylene, ethylene, and other α-
Various improvement methods have been implemented, such as copolymerizing olefin (hereinafter referred to as α-olefin) with propylene, using additives such as nucleating agents, and combining the former two. In addition, as an improvement method using a processing method, polypropylene is stretched and oriented at a temperature lower than its melting point.
Axial stretch blow molding methods have also been implemented. By the way, in the copolymerization of ethylene or α-olefin with propylene, when the proportion of ethylene or α-olefin used is increased, there are problems in terms of productivity and economy. Further, in the above-mentioned biaxial stretching blow molding, there was a problem that the parison was easily deformed during the heating stage before stretching, and the temperature range suitable for processing was narrow. [Object of the Invention] As a result of various studies to solve the above-mentioned technical problems, the present inventors connected three or more polymerization vessels in series, supplied catalyst and hydrogen only to the first tank, and produced propylene and ethylene. When copolymerizing α-olefin and/or α-olefin, as the polymerization reaction mixture in the first tank is sequentially transferred to the subsequent polymerization vessels, the catalyst concentration and hydrogen concentration decrease in the successive subsequent polymerization vessels. The present invention was completed based on the knowledge that it is possible to produce a polymer with a higher molecular weight and that a polypropylene copolymer with a wide molecular weight distribution can be obtained as a final product. As is clear from the above description, an object of the present invention is to provide a method for continuously producing a highly melt viscoelastic polypropylene copolymer that has a wide molecular weight distribution and has good moldability, particularly with excellent operability and easy quality control. The objective is to provide an improved manufacturing method.
Another object is to provide a high melt viscoelastic polypropylene with excellent moldability produced by the above method. [Configuration and Effects of the Invention] The present invention has the following configuration. (1) Propylene and ethylene and/or linear or branched α-carbon atoms having 4 to 8 carbon atoms are produced by slurry polymerization or bulk polymerization using a Ziegler-Natsuta type catalyst.
In a method of continuously producing a polypropylene copolymer by copolymerizing olefins, A. Using three or more polymerization vessels connected in series, supplying the entire amount of the catalyst to be used to the first polymerization vessel, and is sequentially and continuously transferred to the second and subsequent polymerization vessels together with the reaction mixture, hydrogen is used as a molecular weight regulator, and the entire amount of hydrogen to be used is supplied to the first polymerization vessel,
The hydrogen is successively transferred to the second and subsequent polymerization vessels together with the reaction mixture, and the polypropylene copolymer produced in each polymerization vessel is sequentially formed on the catalyst, and then the reaction slurry is transferred from the last polymerization vessel. B is adjusted so that the polymerization amount Qi per unit time in the i-th polymerization vessel is within the range of the following formula (1), 0.70×Q T /nQi1.30Q T /n... (1) However, oi=1 Qi=Q T =1 Note. Q T : Total polymerization amount per unit time = 1.0 i: i-th polymerizer n: number of polymerizers C MFRi and MFRi, which are the MFR values of the polymers produced in the i-th and i+l-th polymerizers
+1 are adjusted so that they have the relationship shown in the following formula (2), logMFRi/MFRi+11.0...(2) D The polymerization pressure of the i-th polymerizer among the polymerizers connected in series is the i-1st It is adjusted so that the polymerization pressure of the i-th polymerizer among the polymerizers connected in series is not lower than the polymerization pressure of the i-1 polymerizer by more than 2 kg/cm 2 G. Adjusted so that the temperature does not increase by more than 10°C, F using diethylaluminum chloride as the organoaluminum compound combined with the titanium-containing solid product constituting the Ziegler-Natsuta type catalyst and methyl paratoluate as the third component, G ethylene and or The content of ethylene and the linear or branched α-olefin having 4 to 8 carbon atoms in the polypropylene copolymer obtained by supplying the linear or branched α-olefin having 4 to 8 carbon atoms is within the range of the following formula (3). A continuous production method for a high melt viscoelastic polypropylene copolymer, characterized by the following. C 2 % (i) C 2 % (i + 1) C 2 % (i +
2) ...(3) C 2 % (i); Content of ethylene and/or linear or branched α-olefin having 4 to 8 carbon atoms in the polypropylene copolymer obtained in the i-th polymerization vessel Used in the present invention The catalyst is a so-called Ziegler catalyst, which is a combination of a transition metal compound and an organic compound or hydride of a group metal of the periodic table.
There is no particular restriction as long as it is a Natsuta type catalyst. However, it is preferable to use a catalyst that basically combines a titanium compound and an organoaluminum compound. The titanium compound is activated by further pulverizing titanium trichloride or a titanium trichloride composition obtained by reducing titanium tetrachloride with hydrogen or metal aluminum, etc. using a ball mill, vibration mill, etc.;
Alternatively, titanium trichloride obtained by further treating the above activated substance with an electron-donating compound, or by reducing titanium tetrachloride with an organoaluminum compound and undergoing various treatments (for example, by heating in TiCl 4 to undergo crystal transition) composition, a titanium trichloride composition obtained by treating with an electron-donating compound and/or an electron-accepting compound to obtain a highly activated titanium trichloride composition, a carrier such as magnesium chloride, etc. Catalysts generally used for stereoregular polymerization of propylene can be used, such as a so-called supported catalyst obtained by supporting titanium tetrachloride. As the above-mentioned organoaluminum compound preferably used in the present invention, a compound represented by AlRnR'n'X 3-(o+o ' ) is particularly preferred. In the formula, X represents halogen of fluorine, chlorine, bromine and iodine,
n and n' represent arbitrary positive numbers satisfying 0<n+n'3. Specific examples include trialkylaluminums and dialkylaluminums, and two or more of these can also be used in combination. The above-mentioned catalyst may further be used in combination with an electron donor known as a so-called third component. Polymerization methods include slurry polymerization using the raw material propylene and a catalyst, as well as an inert solvent such as a hydrocarbon solvent such as propane, hexane, heptane, octane, benzene, or toluene, or bulk polymerization using propylene itself as a solvent (dispersion medium). Can be used. The polymerization vessels used in the method of the present invention are preferably three or more tank-type units connected in series, and the reaction mixture is transferred from a portion of the liquid phase (slurry) in the previous stage polymerization vessel. is continuously transferred to the next stage polymerization vessel. Three or more polymerizers must be connected in series. In the method of the invention, the entire amount of the catalyst is supplied only to the first tank. The catalyst (solid) is sequentially passed through the second and subsequent polymerization vessels together with the above-mentioned reaction mixture,
The polypropylene copolymer is formed sequentially in each polymerizer on the same catalyst solids, and the reaction mixture containing such catalyst solids is continuously withdrawn from the final vessel polymerizer. If a catalyst is added to any of the polymerization vessels after the second tank and polymerization is performed, a polymer with a significantly different MFR from that passed through the first tank will be formed on the additional catalyst particles. Even when the product is granulated after the product is obtained, it is not mixed uniformly, causing a defect in the appearance of processed products such as FE. In the method of the present invention, the entire amount of hydrogen used as a molecular weight regulator is supplied only to the first tank, similar to the above-mentioned catalyst. The hydrogen supply position within the polymerization vessel may be either a liquid phase portion or a gas phase portion. However, when supplying hydrogen to the liquid phase portion, care must be taken to prevent the supply from becoming entrained as bubbles in the slurry being withdrawn (transferred) to the second tank. This is because, in the method of the present invention, the hydrogen supplied to the second tank and subsequent tanks is generally supplied from the tank immediately preceding each tank only in a state dissolved in the reaction mixture (slurry). Therefore, when the hydrogen entrained as bubbles is sent to the next tank, the molecular weight difference between the polypropylene copolymer produced in that tank and the polypropylene copolymer produced in the next tank will be as expected. This is not preferable because the molecular weight distribution of the polypropylene copolymer as the final product cannot be sufficiently wide. Further, in the method of the present invention, three or more polymerization vessels connected in series are used. In the method of the present invention in which the catalyst and hydrogen are supplied only to the first tank, with two polymerization vessels, it is not possible to widen the polymerization degree distribution of the polypropylene product sufficiently to meet its intended use. Unlike the above-described method of supplying the catalyst and hydrogen, the raw material propylene or the solvent can be supplied in the required amount to each stage of the polymerization vessel. The amount of propylene copolymer polymerized in the polymerization vessel at each stage is determined by the following formula to maintain the quality of the final product.
It is desirable to keep it within the range shown in (1). 0.70×Q T /nQi1.30Q T /n ...(1) However, oi=1 Qi=Q T =1 Note. Total polymerization amount Q T = 1) i: i-th polymerization vessel Qi: i-th polymerization vessel n: number of polymerization vessels As shown in the above formula (1), the specific polymerization amount of each polymerization vessel is: It is necessary to adjust the amount within a range of ±30% based on the case of uniform polymerization in each polymerization vessel. If the Qi value is outside the range of formula (1) above, the molecular weight distribution of the final product will be insufficiently wide, making it difficult to obtain a high melt viscoelastic polypropylene copolymer of the desired quality. . Although the polymerization temperature of the method of the present invention is not limited,
Usually 20 to 100°C, preferably 40 to 80°C is easy to carry out. The temperature of each polymerization vessel may be the same or different. However, regarding the polymerization temperature, in the polymerization vessels connected in series, the temperature of the later polymerization vessel is higher than the polymerization temperature of the immediately preceding polymerization vessel.
It is necessary to prevent the temperature from rising more than 10℃. If the polymerization temperature of the latter stage polymerization vessel is higher than that of the former stage,
If the temperature is higher than 10°C, the molecular weight of the polypropylene produced in the latter stage will be too low, making it impossible to sufficiently widen the molecular weight distribution of the final product. On the contrary, there is no restriction on the difference in polymerization temperature between the polymerization vessels immediately before and after the polymerization vessel, as long as the temperature is the same or the temperature in the latter stage is lower than that in the former stage. This is because the method of the present invention is a method for producing polypropylene with a higher degree of polymerization in the later stages of the polymerization vessel. Therefore, in order to further widen the molecular weight distribution of the polypropylene according to the present invention, it is easier to raise the temperature of the first polymerization reactor to the highest level and gradually lower the temperatures of the second and subsequent polymerization reactors. The polymerization pressure of the method of the present invention is, but not limited to,
Normal pressure to 50 kg/cm 2 G is usually used. The polymerization pressures of the polymerization vessels connected in series according to the method of the present invention may be the same or different. However, in the preceding and succeeding polymerization vessels connected in series, it is necessary to ensure that the polymerization pressure in the subsequent polymerization vessel is preferably not lower than the polymerization pressure of the immediately preceding polymerization vessel by more than 2 kg/cm 2 . If it is lower than 2Kg/ cm2 , the molecular weight of the polypropylene copolymer produced in that polymerization vessel will be lower than the expected one,
It becomes difficult to widen the molecular weight distribution of the final product sufficiently. As is clear from the above explanation, in the method of the present invention, it is easier to control the molecular weight distribution of the final product more broadly by increasing the pressure in each polymerization vessel connected in series starting from the first tank. become. In the method of the present invention, the average residence time of the reaction mixture in each polymerization vessel connected in series is not limited, but is usually 30 minutes to 10 hours. Also,
The object of the present invention can be easily achieved by selecting and carrying out the various polymerization conditions described above, ie, pressure, temperature, residence time, etc., depending on the quality of the desired polypropylene copolymer, the catalyst used, etc. In addition, the slurry can be transferred between the polymerization vessels connected in series by conventional pump transportation, differential pressure transportation, or other methods without any particular limitations. The MFR of the polypropylene copolymer according to the present invention obtained as described above is usually 0.01 to 100, but especially for sheet molding and suction molding,
The MFR value used is 0.05 to 10, preferably 0.10 to 5.0. Incidentally, when expressed as an MFR value, the molecular weight difference between polypropylene copolymers produced in each polymerization reactor connected in series is preferably within the range of formula (2) below. logMFRi/MFR i+1 1.0 ……(2) Then, MFRi; of the polymer produced in the i-th polymerization reactor.
MFR MFR i+1 : MFR of the polymer produced in the i+1st polymerization reactor If the value on the left side of the above equation (2) is less than 1.0,
This is not preferable because the high melt viscoelasticity that is the objective of the present invention tends to be insufficient. Further, the upper limit of the numerical value is not limited, but it is difficult to set it to 3.0 or more in a specific embodiment of the method of the present invention. Ethylene and/or α-olefin is used as the monomer copolymerized with propylene. Ethylene is supplied in an amount of 1.0 to 10% by weight, preferably 2.0 to 7.0% by weight, based on propylene. i.e. 0.5-7.0
% by weight, preferably from 1.5 to 5.0% by weight, is copolymerized into the target copolymer. It is also possible to use α-olefin in addition to ethylene, such as using a combination of ethylene and α-olefin, using a mixed α-olefin, and using only a single α-olefin in combination with propylene. method is also possible. The α-olefin is a linear or branched α-olefin having 4 to 8 carbon atoms, specifically, for example, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1-octene, 4-methylpentene. -1st grade is given. The feeding mode of ethylene and α-olefin is preferably within the range of the following formula (3) with respect to the melting point of the copolymer obtained in each polymerization vessel. C = 2 (i)C = 2 % (i+1)C = 2 % (i+2) ...(3) C = 2 (i), C = 2 % (i+1), C = 2 % (i+2): i, Ethylene content in the copolymers produced in the i+1 and i+2 stages: In other words, in the first tank, a copolymer that is closest to a propylene homopolymer is produced, and from the second tank onwards, the ethylene supply amount is increased sequentially to produce a copolymer with a high ethylene content. This is the way to obtain. The reason for carrying out such a polymerization method is as follows. That is, by widening the distribution of ethylene concentration, the appropriate processing temperature range during biaxial stretching can be widened. By obtaining a polymer close to a propylene homopolymer in the first tank (in the initial stage of polymerization), the shape of the polymer particles can be maintained well, and the operability of the plant can be improved. The higher the molecular weight, the smaller the amount of by-produced polymer soluble in the polymerization solvent, so it is advantageous to make a copolymer with a high ethylene content (large amount of soluble polymer produced) in the later stage where the molecular weight increases. It is. The main effects of the method of the present invention are summarized as follows. First, the polypropylene copolymer according to the method of the present invention has a wide molecular weight distribution, so it has good fluidity during extrusion molding, and has effects such as increasing the amount of extrusion by an extruder and saving power consumption. Furthermore, since it has characteristics such as excellent fluidity during injection molding, it can exhibit excellent effects in terms of quality and processing efficiency when used in various molding fields. Secondly, the method of the present invention is a multi-step polymerization method, and it is extremely easy to manage the polymerization process or adjust the polymerization conditions. That is, since the catalyst and hydrogen are supplied only to the first tank of three or more polymerization tanks connected in series, the necessary propylene, ethylene, α-olefin, and solvent can be added to the second tank and subsequent tanks. The polymerization conditions for each tank may most simply be the same pressure and temperature, but even if the pressure and temperature are reversed between two adjacent tanks (note: the later stage is numerically higher), the same pressure and temperature may be used. If the degree is within the permissible limit range (2 kg/cm 2 G or less, 10° C. or less), the purpose of the present invention can be achieved. Although it will be explained in more detail below with examples,
The present invention is not limited to this. The following method was used to measure the physical property values according to the examples of the present invention. (1) Melt flow rate (MFR): ASTMD
1238 (2) Calculation of MFR of the polymer produced in each polymerization vessel: MFR 1 ; MFR of the 1st stage (*1) MFR 2 ; 2nd MFR 3 ; 3rd MFR 1+2 ; The whole generated in the second stage
MFR (*1) MFR 1+2+3 ; Total MFR generated in the first, second, and third stages (*1) W 1 ; Polymerization ratio of the first stage (*2) W 2 ; 2nd (*2) W 3 ; 3rd (*2) W 1 +W 2 +W 3 =1.0 *1; Sampling and actual measurement at each stage. *2; Sampling was carried out at each stage, the titanium content in the polymer (fluorescent X-ray analysis) was measured, and the polymerization ratio was determined by calculation. MR 2 and MFR 3 were calculated using the following relational expressions. logMFR 1+2 = (W 1 /W 1 +W 2 )logMFR 1 + (W 1 /W 1 +W 2 )logMFR 2 logMFR 1+2+3 = (W 1 +W 2 /W 1 +W 2 +W 3 )logMFR 1 +2 + (W 3 /W 1 +W 2 +W 3 )logMFR 3 (3) Ethylene content (WT%): Infrared absorption spectroscopy (difference spectroscopy for polymerizers 2 and 3) (3') 1-Butene, 1 -Hexene content: Same as above (4) Method for measuring physical properties of sheet molded products: Heating behavior; Chitsuso method In order to evaluate the heating vacuum formability of the sheet using a model, the sheet was fixed in a 40 cm x 40 cm frame.
It was placed in a constant temperature room at 200°C and the following physical properties were measured.
That is, (a) sheet drooping amount (mm), (b) maximum return amount (Note: {1/150 x (150 - maximum recovery drooping amount (mm) x 100}), and (c) maximum recovery amount. (5) Sheet appearance: Visual observation (6) Biaxial stretchability A JIS No. 2 tensile test piece (2 mm thick) was injection molded, and Autograph IS-500 (Shimadzu Seisakusho Co., Ltd.)
A tensile test was conducted in a hot air circulation type constant temperature bath. (Tension speed 50mm/min, distance between chucks
10mm). Γ Stretching temperature range (℃): Temperature at which the yield point cooperation (A) and the minimum strength after the yield point (B) become B/A = 1 (T 2 )
The difference in temperature (ΔT) at which the tensile test piece deforms under no load was determined. The larger ΔT is, the better the biaxial stretchability is. (7) Transparency: After stretching at a temperature of B/A=1 in (6), the test piece was evaluated visually. ○: Transparent, △: Transparent with a whitish appearance, ×: Translucent (8) Soluble polymer (wt%) After polymerization, the ratio of polymerization solvent-soluble polymer (a) to polymerization solvent-insoluble polymer (b) was determined. demand. Soluble polymer = a / a + b × 100 Example 1 (1) Production of catalyst 6 n-hexane, 5.0 mol of diethylaluminum monochloride (DEAC), and 12.0 mol of diisoamyl ether were mixed at 25°C for 5 minutes.
The mixture was allowed to react for 1 minute at the same temperature to obtain a reaction solution (2.4 molar ratio of diisoamyl ether/DEAC).
40 mol of titanium tetrachloride was placed in a reactor purged with nitrogen and heated to 35°C, and the entire amount of the reaction product solution () was added dropwise to this over 180 minutes, and then heated to the same temperature.
The reaction was kept for 30 minutes, heated to 75°C, reacted for an additional hour, cooled to room temperature, removed the supernatant, added 30% n-hexane, and removed by decantation, which was repeated 4 times to obtain a solid product ( ) Obtained 1.9Kg. The entire amount of this () was suspended in n-hexane 30°C and diisoamyl ether was added at 20°C.
1.6 kg and 3.5 kg of titanium tetrachloride were added at room temperature for about 5 minutes, and the mixture was reacted at 65°C for 1 hour. After the reaction is complete, cool to room temperature (20°C), remove the supernatant by decantation, add 30% n-hexane, stir for 15 minutes, leave to stand, and remove the supernatant. After repeating 5 times, dry under reduced pressure,
A solid product () was obtained. (2) Preparation of catalyst Charge 40 g of n-hexane, 850 g of diethylaluminium chloride, 360 g of the above solid product, and 3.8 g of methyl paratoluate into a tank with an internal volume of 50, then add propylene gas while maintaining the temperature at 30°C with stirring. Pretreatment was carried out by feeding at 180 g/H for 2 hours. (3) Polymerization method The polymerization was carried out using the polymerization apparatus shown in the figure. N-hexane 26/H and catalyst slurry 120 ml/H were continuously supplied to the polymerization vessel 1 every hour. The temperature of polymerization vessels 1 to 3 is 60℃, and the pressure is 6Kg/each.
cm 2 G, 8 Kg/cm 2 G, and 10 Kg/cm 2 G were supplied with hepropylene to each polymerization vessel. When the hydrogen concentration in the gas phase of polymerizers 1 to 3 (each 150) was supplied so that only polymerizer 1 had a hydrogen concentration of 8.1 mol%, the hydrogen concentration in the gas phase of polymerizers 2 and 3 was 1.2 mol%, respectively. It was 0.14 mol%.
The amounts of ethylene supplied to polymerization vessels 1 to 3 were 25 g/H, 90 g/H, and 180 g/H, respectively. The analytical values of the reaction amount, MFR, and ethylene content in each polymerization vessel are as shown in the table. The liquid level in each polymerization vessel was drawn out using a control valve so that the level was 80%. After the slurry extracted from the polymerization vessel 3 is depressurized by the degassing tank 4, it is subjected to catalyst deactivation treatment with methanol, neutralization with caustic soda water, further washing and separation with water, and drying process to obtain a white copolymer powder. It was obtained in an amount of 6Kg/H. (4) Granulation Add BHT to 15Kg of the white copolymer powder obtained above.
(2.6-di-t-ButyL-P-cresol) 15g,
Irganox1010 (Tetrakis〔Methylene (3.5−di
-t-butyL-4-Hydrocinnamate)]
methane) and 30 g of Calcium stearate were added and granulated using a 40 mmφ granulator. (5) Forming of sheet The granules were processed at 225°C using a 50 mmφ extrusion molding machine to produce a sheet with a width of 60 cm and a thickness of 0.4 mm.
The heating behavior of the sheet was measured by the method described above. (6) Preparation of tensile test piece The granulated product was prepared using an injection molding machine at a resin temperature of 230°C and a mold temperature of 50°C, and conditioned for 72 hours in a room with a humidity of 50% and a room temperature of 23°C. The sheet in (5) above was also adjusted in the same manner. Comparative Example 1 In Example 1, hydrogen was supplied to each polymerization vessel so that the hydrogen concentration in the gas phase of each polymerization vessel was made the same. In this case, the heating behavior of the sheet was poor. Comparative Examples 2 and 3 In Example 1, the third stage polymerization was omitted and the polymerization pressure and hydrogen concentration were varied as shown in the table. The amount of ethylene supplied was also 50 g/H in the first stage and 160 g/H in the second stage.
In this case as well, the heating behavior of the sheet was inferior to Example 1. Examples 2, 3, and 4 Example 1 was carried out by changing the polymerization pressure, polymerization temperature, and hydrogen concentration in the first stage as shown in the table. In addition, the amount of ethylene to be supplied was revised based on the analysis values, aiming for an ethylene concentration of 0.6%/4.0%/6.5% for the 1st stage/2nd stage/3rd stage. The results are shown in the table. Comparative Example 4 Example 1 was carried out by changing the pressure as shown in the table. In order to adjust the polymerization ratio in each polymerization vessel to the range of the present invention, the liquid level in the polymerization vessels was set to 40%, 60%, and 80% in polymerization vessels 1 to 3, respectively. In addition, the amount of ethylene supplied to polymerization vessels 1 to 3 is 15 g/H/
It was carried out at 60g/H/80g/H. When the pressure was outside the range of the present invention, it was difficult to maintain a sufficient MFR difference between polymerization vessels, and the heating behavior of the sheet was poor. Comparative Examples 5 and 6 In Example 1, experiments were carried out under the conditions shown in the table in order to change the polymerization ratio in each polymerization vessel. Comparative example 5,
The amount of ethylene supplied to polymerizers 1 to 3 in No. 6 is as follows:
26g/H/115g/H/115g/H and 10g/H/
It was 100g/H/200g/H. If the polymerization ratio is outside the range of the present invention, the heating behavior of the sheet will not be sufficiently improved. The reason why the heating behavior of Comparative Example 6 is good is because the pellet MFR is low.
need to be taken into consideration when comparing. Comparative Example 7 In Example 1, the catalyst slurry was distributed and supplied to each of the three polymerization vessels. The distribution ratio is 80%, 10%, and 10% in polymerizers 1 to 3, respectively.
And so. Regarding sheet properties, severe roughening (FE) occurred on the sheet surface. Comparative Example 8 In Example 1, the polymerization temperature and pressure conditions were changed as shown in the table. In order to adjust the polymerization ratio, the liquid levels in the polymerization vessels were set to 85%/65%/45% in polymerization vessels 1 to 3, respectively. Also, the ethylene supply amount is 12g/H/52g/H/95g/H, respectively.
And so. When the temperature difference between the polymerization vessels was set outside the range of the present invention, it became difficult to measure the MFR difference between the polymerization vessels, resulting in a significantly inferior heating behavior of the sheet. Comparative Example 9 In Example 1, the amount of ethylene supplied to each polymerization vessel was 115 g/H/115 for polymerization vessels 1 to 3, respectively.
g/H/115 g/H. Compared to Example 1, this is unfavorable because the amount of soluble polymer is large and the biaxial stretchability ΔT is small. Examples 5 and 6 In Example 1, the amount of ethylene supplied to polymerization vessels 1 to 3 was set to 10 g/H/50 in Examples 5 and 6, respectively.
g/H/90g/H and 10g/H/80g/H/140
g/H. The results were as shown in the table. Comparative Example 10 In Example 1, the amount of ethylene supplied to polymerizers 1 to 3 was 5 g/H/10 g/H/20 g/
It was carried out at H. It was inferior in terms of biaxial stretchability ΔT and transparency. Comparative Example 11 In Example 1, the amount of ethylene supplied to each polymerization vessel was 70 g/H/170 for polymerization vessels 1 to 3, respectively.
g/H/250g/H. The amount of soluble polymer produced increased with the increase in the amount of ethylene supplied. Comparative Example 12 In Example 1, the amount of ethylene supplied to polymerization vessels 1 to 3 was 220 g/H/110 g/H/15
g/H. When the ethylene supply amount is changed in the order of 1st stage > 2nd stage > 3rd stage polymerization vessel,
This is not preferable because the amount of soluble polymer produced increases significantly. Example 7 In Example 1, the amount of ethylene supplied to each polymerizer was set to 0 g/H/50 for polymerizers 1 to 3, respectively.
g/H/140g/H. Also, to polymerization vessel 1 1
- Butene was fed at 500 g/h. Polymerization vessel 1-3
The 1-butene contents in the sampled copolymers were 2.6 wt%, 2.0 wt%, and 1.5 wt%. Example 8 In Example 7, 1-butene was replaced with 1-butene.
Hexene was supplied to the polymerization vessel 1 at a rate of 500 g/H. The contents of 1-hexene in the copolymers sampled in polymerization vessels 1 to 3 were 1.4wt%, 1.0wt%,
It was 0.8wt%.

【表】【table】

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【表】【table】 【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図は、本発明方法の実施に使用する重合装置の
フローシートである。 図において、1,2,3……重合器、4……脱
ガス槽、5……ポンプである。
The figure is a flow sheet of a polymerization apparatus used to carry out the method of the present invention. In the figure, 1, 2, 3... polymerization vessel, 4... degassing tank, 5... pump.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 チーグラーナツタ型触媒を用いてスラリー重
合法若しくはバルク重合法でプロピレンとエチレ
ン及び又は炭素数4〜8の直鎖又は分岐α−オレ
フインを共重合させてポリプロピレン共重合体を
連続的に製造する方法において、 A 直列に連結された3台以上の重合器を用
い、 使用する触媒の全量を第1重合器に供給
し、該触媒は、反応混合物と共に第2以降の
重合器に順次連続的に移動させ、 分子量調節剤として水素を使用し、使用す
る該水素の全量を第1重合器に供給し、該水
素は反応混合物と共に第2以降の重合器に順
次連続的に移動させ、 該触媒上に各重合器において重合生成した
ポリプロピレン共重合体を順次形成せしめた
後、最後の重合器より、反応スラリーを連続
的に排出させ、 B 第i番目の重合器内における単位時間当りの
重合量Qiが下記式(1)の範囲内にある如く調整
し、 0.70×QT/nQi1.30QT/n ……(1) 但し、 oi=1 Qi=QT=1 註.QT:単位時間当り全重合量=1.0とする i:i番目の重合器 n:重合器の数 C i番目およびi+l番目の重合器で生成する
重合体のMFR値であるMFRiおよびMFRi+1
が相互に下式(2)の関係にある如く調整され、 logMFRi/MFRi+11.0 ……(2) D 直列に連結された重合器の中i番目の重合器
の重合圧力がi−1番目の重合器の重合圧力よ
り2Kg/cm2G以下低くならないように調整さ
れ、 E 直列に連結された重合器の中i番目の重合器
の重合温度がi−1番目の重合器の重合温度よ
り10℃以上高くならないように調節され、 F チーグラーナツタ型触媒を構成するチタン含
有固体生成物と組合わされる有機アルミニウム
化合物としてジエチルアルミニウムクロライド
を第3成分としてメチルパラトルエートを用
い、 G エチレン及び又は炭素数4ないし8の直鎖又
は分岐α−オレフインの供給によつて得られる
ポリプロピレン共重合体のエチレン及び又は炭
素数4ないし8の直鎖又は分岐α−オレフイン
含量は下式(3)の範囲にあることを特徴とする高
溶融粘弾性ポリプロピレン共重合体の連続製造
法。 C= 2%(i)C= 2%(i+1)C= 2%(i+2)
……(3) C2%(i);第i番目の重合器で得られるポリプロ
ピレン共重合体のエチレン及び又は炭素数4な
いし8の直鎖又は分岐α−オレフイン含量
[Claims] 1 A polypropylene copolymer is obtained by copolymerizing propylene with ethylene and/or a linear or branched α-olefin having 4 to 8 carbon atoms by a slurry polymerization method or a bulk polymerization method using a Ziegler-Natsuta type catalyst. In a continuous production method, A. Three or more polymerization vessels connected in series are used, the entire amount of the catalyst used is supplied to the first polymerization vessel, and the catalyst is transferred together with the reaction mixture to the second and subsequent polymerization vessels. Hydrogen is used as a molecular weight regulator, the entire amount of hydrogen to be used is supplied to the first polymerization vessel, and the hydrogen is sequentially and continuously transferred to the second and subsequent polymerization vessels together with the reaction mixture. After sequentially forming the polypropylene copolymer produced by polymerization in each polymerization vessel on the catalyst, the reaction slurry is continuously discharged from the last polymerization vessel, and B the unit time in the i-th polymerization vessel. Adjust so that the polymerization amount Qi per unit is within the range of formula (1) below, 0.70×Q T /nQi1.30Q T /n ...(1) However, oi=1 Qi=Q T = 1 Note .. Q T : Total polymerization amount per unit time = 1.0 i: i-th polymerizer n: number of polymerizers C MFRi and MFRi+1, which are the MFR values of the polymers produced in the i-th and i+l-th polymerizers
are adjusted so that they have the relationship shown in the following formula (2), logMFRi/MFRi+11.0...(2) D The polymerization pressure of the i-th polymerizer among the polymerizers connected in series is It is adjusted so that the polymerization pressure of the polymerization vessel is not lower than 2 kg/cm 2 G, and the polymerization temperature of the i-th polymerization vessel among the polymerization vessels connected in series is 10% lower than the polymerization temperature of the i-1th polymerization vessel. temperature is controlled so that the temperature does not rise above ℃, F. Diethylaluminum chloride is used as the organoaluminum compound combined with the titanium-containing solid product constituting the Ziegler-Natsuta type catalyst, and methyl paratoluate is used as the third component, G. Ethylene and/or carbon The content of ethylene and/or linear or branched α-olefin having 4 to 8 carbon atoms in the polypropylene copolymer obtained by supplying the linear or branched α-olefin having 4 to 8 carbon atoms is within the range of the following formula (3). A continuous production method for a high melt viscoelastic polypropylene copolymer, characterized by the following. C = 2 %(i)C = 2 %(i+1)C = 2 %(i+2)
...(3) C 2 % (i); content of ethylene and/or linear or branched α-olefin having 4 to 8 carbon atoms in the polypropylene copolymer obtained in the i-th polymerization vessel
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