KR20070080085A - Polyolefin using antistatic agent and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 탄소수 3이상인 α-올레핀의 중합 방법 및 상기 방법으로 제조된 폴리올레핀에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 탄소수 3이상의 α-올레핀 단량체를 중합하여 폴리올레핀(예를 들어, 폴리프로필렌 또는 폴리부텐-1)을 제조하는 방법 및 상기 방법으로 제조되는 폴리올레핀에 관한 것이다. The present invention relates to a polymerization method of α-olefin having 3 or more carbon atoms and to a polyolefin prepared by the above method, and more specifically, to a polyolefin (eg, polypropylene or polybutene-1 by polymerizing α-olefin monomer having 3 or more carbon atoms). ) And a polyolefin produced by the above method.
주로 범용 플라스틱 소재로 사용되는 폴리프로필렌 외 폴리부텐-1의 상업화는 Mobil사의 솔루션 공정 개발과 함께 시작되었고 그 후에는 슬러리와 기상 공정에 관한 연구와 병행하여 진행되어 오고 있다. 또한 폴리부텐-1은 일반적으로 내압력성, 내크리프성 및 충격강도 면에서 우수한 특성을 갖기 때문에 파이프 제조 및 필름용에 맞추어 개발이 진행되고 있다. Commercialization of polybutene-1 in addition to polypropylene, which is mainly used as a general purpose plastic material, began with the development of Mobil's solution process, which has been followed by research on slurry and gas phase processes. In addition, since polybutene-1 generally has excellent characteristics in terms of pressure resistance, creep resistance, and impact strength, development is being made for pipe manufacture and film use.
특히 고입체규칙성과 고활성을 갖는 공정개발이 진행되어 왔다. 일반적으로 탄소수가 3 이상의 α-올레핀을 중합함에 있어 고입체규칙성을 갖는 중합체를 얻기 위해서는 전자 공여체(Electron Donor)를 촉매계에 미리 도입(이를 내부 전자공여체라 함)하는 한편, 추가적으로 중합계에 도입(이를 외부 전자공여체라 함)하는 방 법이 사용되어 왔다. 그런데 이때 사용되는 전자 공여체는 제조되는 중합체의 입체규칙성은 향상시키는 반면 중합 활성은 감소시키는 경향을 보인다. In particular, process development with high stereoregularity and high activity has been in progress. In general, in order to obtain a polymer having high stereoregularity in polymerizing α-olefin having 3 or more carbon atoms, an electron donor is introduced in advance into the catalyst system (this is called an internal electron donor), and additionally, a polymerization system is introduced. (Called external electron donors) has been used. However, the electron donor used at this time tends to improve the stereoregularity of the polymer to be produced while reducing the polymerization activity.
전자 공여체 연구에 대해 좀 더 살펴보면 크게 두 가지로 분류할 수 있다. 첫째, 새로운 구조의 전자 공여체를 합성하여 특성을 살펴보는 것이다. 둘째로는 기존 전자 공여체들을 시스템에 적용하여 각각의 특성을 확인한 후 적절한 조합(혼합)을 통해 최적점에 도달코자 하는 것이다. A closer look at electron donor research can be divided into two categories. First, the synthesis of electron donors with a new structure is examined. Secondly, the existing electron donors are applied to the system to check each characteristic and then to reach the optimum point through proper combination (mixing).
하지만 현재까지 사용되어 온 전자 공여체들은 입체규칙성(Isotactic Index, I.I.)은 향상시키는 반면 활성을 동반 상승시키지는 못해 왔다. 따라서 이의 개선이 필요하다. However, electron donors which have been used to date have improved the stereotypic index (I.I.) but have not increased the activity. Therefore, there is a need for improvement.
본 발명의 목적은 입체규칙성 및 활성이 향상된 폴리올레핀을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a process for producing polyolefins with improved stereoregularity and activity.
본 발명의 다른 목적은 상기 방법에 의해 제조된 폴리올레핀을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a polyolefin produced by the above method.
상기 본 발명의 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 제1태양은 정전기 방지제의 존재하에서, 탄소수 3이상의 α-올레핀 단량체를 중합하여 폴리올레핀을 제조하는 방법을 제공한다. In order to achieve the above object of the present invention, the first aspect of the present invention provides a method for producing a polyolefin by polymerizing an α-olefin monomer having 3 or more carbon atoms in the presence of an antistatic agent.
상기 본 발명의 다른 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 제2태양은 상기 방법에 의해 제조된 폴리올레핀을 제공한다. In order to achieve the above another object of the present invention, a second aspect of the present invention provides a polyolefin produced by the above method.
본 발명에 따르는 방법에 의하여 제조된 폴리올레핀은 고입체규칙성 및 개선된 중합 활성을 나타낸다. Polyolefins produced by the process according to the invention exhibit high stereoregularity and improved polymerization activity.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명은 주사슬에 탄소수 3이상인 α-올레핀 단량체가 도입된 폴리올레핀을 제조하는 방법에 관한 것으로, 이러한 중합 반응에 정전기 방지제가 추가되는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a method for producing a polyolefin containing an α-olefin monomer having 3 or more carbon atoms in the main chain, characterized in that an antistatic agent is added to the polymerization reaction.
이때 중합되는 폴리올레핀은 주사슬이 탄소수 3으로 형성된 폴리프로필렌, 탄소수 4로 형성된 폴리부텐-1, 또는 탄소수 5이상인 α-올레핀으로 형성된 폴리올레핀일 수 있으며, 바람직하게는 폴리프로필렌 또는 폴리부텐-1이며, 더욱 바람직하게는 폴리부텐-1이다. In this case, the polymerized polyolefin may be a polypropylene having a main chain having 3 carbon atoms, a polybutene-1 having 4 carbon atoms, or a polyolefin formed of an α-olefin having 5 or more carbon atoms, preferably polypropylene or polybutene-1, More preferably polybutene-1.
정전기방지제를 중합반응에 추가하는 방법으로는, (i) 정전기 방지제를 반응기에 직접 투입하는 방법, (ii) 정전기 방지제를 촉매에 포함된 형태로 제공하는 방법, 또는 (iii) 정전기 방지제 중 일부는 반응기에 직접 투입하고 일부는 촉매에 포함된 형태로 제공하는 방법 등이 있다. Methods of adding an antistatic agent to the polymerization reaction include (i) directly adding the antistatic agent to the reactor, (ii) providing the antistatic agent in the form contained in the catalyst, or (iii) some of the antistatic agent Directly into the reactor and some of them are provided in the form of the catalyst.
정전기방지제로는 정전기방지제가 음이온 계면활성제, 양이온 계면활성제, 양쪽성 계면활성제 및 비이온 계면활성제로 이루어진 군으로부터 선택되며, 바람직하게는 음이온 계면활성제 또는 비이온 계면활성제이며, 가장 바람직하게는 비이온 계면활성제이다.As the antistatic agent, the antistatic agent is selected from the group consisting of anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants and nonionic surfactants, preferably anionic surfactants or nonionic surfactants, most preferably nonionic Surfactant.
중합 반응계에 정전기 방지제를 추가로 주입하는 방법에 의해 제조되는 폴리올레핀은 그의 입체규칙성이 향상될 뿐만 아니라 중합 활성도 개선되는 효과를 달 성한다. 기존에 사용되던 전자 공여체는 입체규칙성 지수인 이소택틱 지수(isotactic Index, I.I)를 향상시키는 반면 활성을 상승시키지는 못하였다. 본 발명에서는 정전지방지제를 도입함으로써 기존의 전자 공여체의 상기와 같은 문제점을 해결하였다. 한편, 정전기방지제를 중합반응에 추가로 주입함으로써 외부 전자공여체의 사용량을 줄일 수 있으며, 나아가 정전기방지제와 외부 전자공여체의 사용량비를 조절함으로써 활성과 같은 중합성능은 물론 물성을 보다 폭넓은 범위에서 동시에 조절할 수 있다. The polyolefin prepared by the method of further injecting an antistatic agent into the polymerization reaction system not only improves the stereoregularity thereof but also achieves the effect of improving the polymerization activity. Previously used electron donors improved the isotactic index (I.I), a stereoregularity index, but did not increase activity. In the present invention, by introducing the antistatic agent solved the above problems of the existing electron donor. On the other hand, by additionally injecting an antistatic agent into the polymerization reaction, the amount of external electron donor can be reduced, and by controlling the amount of use of the antistatic agent and the external electron donor, the polymerization performance such as activity and physical properties can be simultaneously extended in a wider range. I can regulate it.
중합 반응에 사용되는 촉매는 무기 산화물, 마그네슘 화합물, 점토 또는 점토 광물에 담지될 수 있으며, 바람직하게는 마그네슘 화합물, 더욱 바람직하게는MgCl2에 담지될 수 있다. 이러한 촉매는 Ti 화합물 및 내부 전자공여체를 포함할 수 있다. The catalyst used in the polymerization reaction may be supported on inorganic oxides, magnesium compounds, clays or clay minerals, preferably on magnesium compounds, more preferably MgCl 2 . Such catalysts may include Ti compounds and internal electron donors.
Ti의 화합물로는 TiCl3 또는 Ti(OR)nX4-n(식 중, R 은 C1 -18 알킬이고, n은 0 내지 3의 정수이고, X는 할로겐)의 할로겐화티탄화합물 등이 있다. 이러한 할로겐화티탄 화합물의 예로는, TiCl4, TiBr4, TiI4등의 티탄테트라할라이드; Ti(OCH3)Cl3, Ti(OC2H5)Cl3, Ti(OC2H5)Br3 등의 알콕시티탄트리할라이드; Ti(OCH3)2Cl2, Ti(OC2H5)2Cl2, Ti(OC2H5)2Br2 등의 알콕시티탄디할라이드; Ti(OCH3)3Cl, Ti(OC2H5)3Cl, Ti(OC2H5)3Br과 같은 알콕시트리티탄할라이드 등이며, 그 중에서 티탄테트라할라이드가 바람직하며, 특히 사염화티탄(TiCl4)이 더욱 바람직하다. The compound of Ti is TiCl 3 Or Ti (OR) n X 4-n and the like halogenated titanium compound (and wherein, R is C 1 -18 alkyl, n is an integer from 0 to 3, X is halogen). Examples of such a titanium halide compound include titanium tetrahalide such as TiCl 4 , TiBr 4 and TiI 4 ; Ti (OCH 3) Cl 3, alkoxy titanium trihalide such as Ti (OC 2 H 5) Cl 3, Ti (OC 2 H 5) Br 3; Alkoxy titanium dihalide such as Ti (OCH 3 ) 2 Cl 2 , Ti (OC 2 H 5 ) 2 Cl 2 , Ti (OC 2 H 5 ) 2 Br 2 ; Alkoxy tritide halides such as Ti (OCH 3 ) 3 Cl, Ti (OC 2 H 5 ) 3 Cl, Ti (OC 2 H 5 ) 3 Br, etc. Among them, titanium tetrahalide is preferable, and titanium tetrachloride (TiCl) is particularly preferred. 4 ) is more preferable.
내부 전자공여체는 담지촉매에 포함되는 것으로, 내부 전자공여체로 사용할 수 있는 화합물로는 에스테르, 에테르, 아민 또는 케톤 화합물 등이 있다. 내부 전자 공여체로는 모노카르복실산, 예를 들면 벤조산 또는 폴리카르복실산(예를 들면, 프탈산 또는 말론산)의 알킬, 시클로알킬 또는 아릴 에스테르로부터 선택하는 것이 바람직한데, 여기서 알킬, 시클로알킬 또는 아릴기는 탄소수가 1 내지 18이다. 상기 전자공여체 화합물의 예로는 메틸 벤조에이트, 에틸 벤조에이트, 또는 디이소부틸 프탈레이트 등이 있다. 고체 촉매 성분 제조시 사용되는 내부 전자공여체에 대한 MgCl2의 몰비(=내부 전자공여체/MgCl2의 몰비)가 0.01 내지 10, 바람직하게는 0.01 내지 1, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 0.5이다. The internal electron donor is included in the supported catalyst, and the compound which can be used as the internal electron donor includes an ester, ether, amine or ketone compound. The internal electron donor is preferably selected from alkyl, cycloalkyl or aryl esters of monocarboxylic acids such as benzoic acid or polycarboxylic acids (eg phthalic acid or malonic acid), wherein alkyl, cycloalkyl or The aryl group has 1 to 18 carbon atoms. Examples of the electron donor compound include methyl benzoate, ethyl benzoate, diisobutyl phthalate, and the like. The molar ratio of MgCl 2 (= molar ratio of internal electron donor / MgCl 2 ) to the internal electron donor used in the preparation of the solid catalyst component is 0.01 to 10, preferably 0.01 to 1, more preferably 0.01 to 0.5.
조촉매 성분은 중합반응용 촉매에 함께 담지되거나 촉매와 별도로 반응에 추가로 주입될 수 있다. 조촉매 성분으로는 알킬알루미늄이 사용될 수 있는데, 그 예로는 트리에틸알루미늄(TEA), 트리아이소부틸알루미늄(TIBA), 트리부틸알루미늄, 트리헥실알루미늄, 트리옥틸알루미늄 등의 단독 또는 그 혼합물을 포함하며, 바람직하게는 트리에틸알루미늄, 트리아이소부틸알루미늄 단독 또는 그 화합물을 사용한다. The cocatalyst component may be supported together with the catalyst for polymerization or further injected into the reaction separately from the catalyst. Alkyl aluminum may be used as the cocatalyst component, and examples thereof include triethylaluminum (TEA), triisobutylaluminum (TIBA), tributylaluminum, trihexylaluminum, trioctylaluminum, and the like, or a mixture thereof. Preferably, triethylaluminum, triisobutylaluminum alone, or its compound is used.
전중합시 사용되는 조촉매의 양은 Al/Ti의 몰비가 1 내지 100, 바람직하게는 1 내지 50, 더욱 바람직하게는 5 내지 20이 되도록 사용하고, 본중합시에는 그 몰비가 10 내지 1000, 바람직하게는 50 내지 500, 더욱 바람직하게는 100 내지 400이 되도록 사용한다. The amount of cocatalyst used in the prepolymerization is used so that the molar ratio of Al / Ti is 1 to 100, preferably 1 to 50, more preferably 5 to 20, and the molar ratio is 10 to 1000, preferably in the main polymerization. Preferably from 50 to 500, more preferably from 100 to 400.
본 발명에 따른 폴리올레핀의 중합 방법에 외부 전자공여체, 안정제 또는 첨가제가 추가로 포함될 수 있다. An external electron donor, stabilizer or additive may be further included in the polymerization method of the polyolefin according to the present invention.
외부 전자공여체는 상기의 내부 전자공여체와 동일하거나 상이할 수 있다. 이러한 외부 전자공여체의 예로는, 실란 화합물, 에테르류, 1,3-디에테르, 에스테르류, 아민류, 헤테로사이클릭 화합물류 등이 있고, 바람직하게는 R1aR2bSi(OR3)c(여기서, R1, R2, 및 R3은 각각 독립적으로 알킬, 사이클로알킬 또는 알릴기이며, a 및 b는 각각 1 내지 2의 정수이고, c는 1 내지 3의 정수이고, a, b, c의 합은 4이다)의 실란 화합물이고, 더욱 바람직하게는 R1aR2bSi(OR3)c(여기서, R1 및 R2은 각각 알킬, 사이클로알킬 또는 알릴기이고, R3은 메틸기이며, a 및 b는 각각 1이고, c는 2의 정수이고, a, b, c의 합은 4이다)의 실란 화합물로서, 그 예로는 사이클로헥실디메톡시실란, 디사이클로펜틸디메톡시실란, 디아이소부틸디메톡시실란 등이 있다. The external electron donor may be the same as or different from the internal electron donor. Examples of such external electron donors include silane compounds, ethers, 1,3-diethers, esters, amines, heterocyclic compounds, and the like, and preferably R1 a R2 b Si (OR3) c (wherein R 1, R 2, and R 3 are each independently an alkyl, cycloalkyl, or allyl group, a and b are each an integer of 1 to 2, c is an integer of 1 to 3, and the sum of a, b, and c is 4 Silane compound, more preferably R1 a R2 b Si (OR3) c (where R1 and R2 are each alkyl, cycloalkyl or allyl group, R3 is methyl group, a and b are each 1, c Is an integer of 2, and the sum of a, b, and c is 4), and examples thereof include cyclohexyldimethoxysilane, dicyclopentyldimethoxysilane, diisobutyldimethoxysilane, and the like.
전중합시 사용되는 외부 전자공여체에 대한 Ti의 몰비(외부 전자공여체/Ti의 몰비)가 0 내지 50, 바람직하게는 0 내지 20, 더욱 바람직하게는 0 내지 10이 되도록 하여 사용하고, 본 중합시 사용되는 외부 전자공여체에 대한 Ti의 몰비(외부 전자공여체/Ti)가 0.1 내지 100, 바람직하게는 0.5 내지 50, 더욱 바람직하게는 5 내지 25가 되도록 하여 사용한다. The molar ratio of Ti to the external electron donor used during prepolymerization (molar ratio of the external electron donor / Ti) is 0 to 50, preferably 0 to 20, more preferably 0 to 10, The molar ratio of Ti (external electron donor / Ti) to the external electron donor used is 0.1 to 100, preferably 0.5 to 50, more preferably 5 to 25.
안정제 또는 첨가제는 미반응 단량체를 제거하는데 필요한 고온의 열로 인하여 폴리올레핀의 변형을 방지하기 위해 필요에 따라 첨가될 수 있다. 이러한 안 정제 또는 첨가제로 폴리올레핀 수지에 통상적으로 사용되는 페놀계, 인계 또는 황계 산화방지제 등을 이용할 수 있다. Stabilizers or additives may be added as needed to prevent deformation of the polyolefin due to the high temperature heat required to remove unreacted monomers. As such a tablet or additive, a phenol-based, phosphorus-based or sulfur-based antioxidant commonly used in polyolefin resin can be used.
본 발명에 따른 방법에 있어서, 중합반응에 추가될 수 있는 공단량체들로는 에틸렌, 프로필렌, 3-메틸-1-부텐, 1-펜텐, 4-메틸-1-펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-데센, 1-운데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센, 1-아이코센, 노보넨, 노보나디엔, 에틸리덴노보넨, 비닐노보넨, 디시클로펜타디엔, 1,4-부타디엔, 1,5-펜타디엔, 1,6-헥사디엔, 스티렌, 알파-메틸스티렌, 디비닐벤젠 및 3-클로로메틸스티렌 등이 있으며, 탄소수 2 내지 10 사이 올레핀 단량체이 바람직하며, 에틸렌, 프로필렌, 3-메틸-1부텐, 4-메틸-1펜텐, 1-헥센, 1-헵텐, 1-데센, 노보넨이 가장 바람직하다. In the process according to the invention, comonomers which can be added to the polymerization reaction include ethylene, propylene, 3-methyl-1-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1-decene, 1-undecene, 1-dodecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, 1-ikocene, norbornene, norbonadiene, ethylidenenorbornene, vinylnorbornene, dicyclopentadiene, 1,4-butadiene, 1,5-pentadiene, 1,6-hexadiene, styrene, alpha-methylstyrene, divinylbenzene, 3-chloromethylstyrene, and the like, and preferably an olefin monomer having 2 to 10 carbon atoms, Most preferred are ethylene, propylene, 3-methyl-1butene, 4-methyl-1pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1-decene, norbornene.
본 발명에 따른 방법의 반응 조건은, 전중합을 수행하는 경우 전중합 반응 조건은 20 내지 80℃, 바람직하게는 0 내지 60℃, 더욱 바람직하게는 10 내지 40℃의 반응온도에서, 전중합 반응시간은 촉매 g당 0.1 내지 500g, 바람직하게는 1 내지 200g, 더욱 바람직하게는 2 내지 40g의 중합체를 얻을 수 있는 시간 동안 전중합 반응을 수행한다. The reaction conditions of the process according to the invention, the prepolymerization reaction conditions when the prepolymerization is carried out at a reaction temperature of 20 to 80 ℃, preferably 0 to 60 ℃, more preferably 10 to 40 ℃, prepolymerization reaction The time is carried out for the prepolymerization reaction for a time to obtain 0.1 to 500 g, preferably 1 to 200 g, more preferably 2 to 40 g of polymer per gram of catalyst.
본 중합 반응은, 10 내지 120℃, 바람직하게는 40 내지 90℃, 더욱 바람직하게는 50 내지 70℃의 온도에서 수행한다. 반응시간은 반응기내의 (공)중합체의 농도가 중량비로 50%를 넘지 않는 시간동안, 바람직하게는 10 내지 40%, 더욱 바람직하게는 20 내지 30%가 되도록 촉매 활성을 고려하여 시간을 선택하되 10분 내지 20시간, 바람직하게는 20분 내지 10시간, 더욱 바람직하게는 30분 내지 4시간 동안 수행한다. (공)중합체의 분자량 조절을 위해서 수소를 사용할 수 있으며 반응온도를 조절하여 분자량을 조절할 수도 있다. 중합반응 시 압력은 반응기 내의 자체 증기압에서부터 1000bar까지, 바람직하게는 5 내지 100bar, 더욱 바람직하게는 8 내지 20bar에서 수행한다. The present polymerization reaction is carried out at a temperature of 10 to 120 ° C, preferably 40 to 90 ° C, more preferably 50 to 70 ° C. The reaction time is selected in consideration of the catalytic activity so that the concentration of the (co) polymer in the reactor does not exceed 50% by weight, preferably 10 to 40%, more preferably 20 to 30%. Minutes to 20 hours, preferably 20 minutes to 10 hours, more preferably 30 minutes to 4 hours. Hydrogen may be used to control the molecular weight of the (co) polymer, and the molecular weight may be controlled by controlling the reaction temperature. The pressure in the polymerization reaction is carried out from its own vapor pressure in the reactor to 1000 bar, preferably 5 to 100 bar, more preferably 8 to 20 bar.
하기 실시예(회분식 반응기)에 입각하여 고입체규칙성 부텐-1 (공)중합체를 제조하기 위한 단계를 각각 상술하고 있는데, 본 발명에 따른 폴리올레핀의 제조는 회분식 반응기 형태에만 국한되지 않고 연속회분식반응기(CSTR), 관형 반응기, 기타 반응기 등 반응기 형태에 국한되지 않고 적용할 수 있다 The steps for preparing a high-stereoregular butene-1 (co) polymer, respectively, are detailed according to the following examples (batch reactors). The preparation of polyolefins according to the invention is not limited to batch reactor types, but is a continuous batch reactor. (CSTR), tubular reactors, and other reactors can be applied without being limited to the type of reactor
분석 및 측정 방법Analysis and measurement method
1313 C NMR에 의한 입체규칙성 지수(mmm%)의 측정Measurement of Stereoregularity Index (mmm%) by C NMR
C2Cl4D2 중의 중합체의 10중량% 용액을 제조하고, 스펙트럼 폭이 10KHz이고, 펄스 각도가 90ㅀ이고, 펄스 반복시간이 16초이고, 스캔이 3600인, FT 모드에서의 양성장 Waltz16 디커플링 하에서 125.7MHz에서 작동하는 DRX 500MHz 장치에 의해 120℃의 온도에서 스펙트럼을 기록함으로써 측정을 수행하였다. 그리고 나서, 등방성 지수를 다음에 따라서 계산하였다: A positive field Waltz16 in FT mode with a 10 wt% solution of polymer in C 2 Cl 4 D 2 , having a spectral width of 10 KHz, pulse angle of 90 Hz, pulse repetition time of 16 seconds, and scan of 3600 The measurements were performed by recording the spectrum at a temperature of 120 ° C. with a DRX 500 MHz device operating at 125.7 MHz under decoupling. Then, the isotropic index was calculated according to:
화학적 이동 계산 및 중합메커니즘으로부터 측정된 5가지 폴리올레핀의 13C NMR 스펙트럼 할당(Carbon-13 NMR Spectral Assignment of Five Polyolefins Determined from the Chemical Shift Calculation and the Polymerization Mechanism)(T. Asakura and others, Macromolecules, 1991, 24, 2334-2340). Chemical of mobile computing and the five kinds of the polyolefin, measured from the polymerization mechanism 13 C NMR spectrum allocation (Carbon-13 NMR Spectral Assignment of Five Polyolefins Determined from the Chemical Shift Calculation and the Polymerization Mechanism) (T. Asakura and others, Macromolecules, 1991, 24 , 2334-2340).
자일렌 불용성 지수(Xylene Insolubility Index ( XyleneXylene Insolubles, X.I.) 측정 Insolubles, X.I.) measurement
0.002g의 산화방지제(Igarnox 1010, Ciba사, 스위스)를 용해시킨 100mL의 자일렌 및 시료 1g을 플라스크에 넣어 약 130℃에서 40분 동안 가열하면서 교반하였다. 그런 다음, 0℃에서 약 1시간 동안 침전시킨 후, 상온에서 약 30분 동안 추가 침전시켰다. 여과지(왓트만 4번 여과지(Whatman no.4 Filter Paper))를 이용하여 걸려진 여과액을 약 130℃에서 용액이 모두 증발될 때까지 약 30분 동안 가열시킨 다음 질량변화를 측정하여 X.I.를 계산하였다. 이때 소수점 이하 4자리 즉, 0.0001g까지 측정 가능한 분석저울을 사용하여 질량을 측정하였다.100 mL of xylene and 1 g of a sample in which 0.002 g of antioxidant (Igarnox 1010, Ciba, Switzerland) were dissolved were added to a flask and stirred while heating at about 130 ° C. for 40 minutes. Then, it was precipitated at 0 ° C. for about 1 hour and then further precipitated at room temperature for about 30 minutes. Using a filter paper (Whatman no.4 Filter Paper), the filtered filtrate was heated at about 130 ° C. for about 30 minutes until the solution evaporated, and then the mass change was measured to calculate XI. It was. At this time, the mass was measured using an analytical scale that can measure up to 4 digits after the decimal point, that is, 0.0001 g.
용융지수의 측정Melt Index Measurement
ASTM D 1238 조건 "E" ASTM D 1238 Condition "E"
겔투과크로마토그래피(GPC)에Gel Permeation Chromatography (GPC) 의한 by MWDMWD 의 측정Measure
유량이 1㎖/분이고 용매로서의 1,2-디클로로벤젠(ODCB)(0.1vol.의 2,6-디-t-부틸 p-크레졸(BHT)에 의해 안정화됨)을 사용하고 135℃에서 작동하는 TSK 컬럼 세트(GMHXL-HT형)를 구비한 Waters 150-C ALC/GPC 시스템을 사용하여 측정하였다. 샘플을 140℃의 온도에서 1시간 동안 연속적인 교반에 의해 ODCB 중에 용해 시켰다. 용액을 0.45㎛ 테플론 막을 통해 여과하였다. 여과액(농도 0.08-1.2g/l 주사부피 300㎕)이 GPC를 거치도록 하였다. 폴리스티렌(Polymer Laboratories에 의해 제공됨)의 단분산 분획을 표준으로서 사용하였다. PS(K=7.11 10-5dl/g; α= 0.743) 및 PB(K=1.18 10-4dl/g; α= 0.725)를 위한 Mark-Houwink 상수의 선형 조합을 사용함으로써 PB 공중합체의 보편적인 캘리브레이션을 수행하였다. Flow rate 1 ml / min and operated at 135 ° C. using 1,2-dichlorobenzene (ODCB) as stabilized (stabilized by 0.1 vol. 2,6-di-t-butyl p-cresol (BHT)) Measurements were made using a Waters 150-C ALC / GPC system with a TSK column set (type GMHXL-HT). The sample was dissolved in ODCB by continuous stirring for 1 hour at a temperature of 140 ° C. The solution was filtered through a 0.45 μm Teflon membrane. The filtrate (concentration 300 μl injection volume 300 μl) was subjected to GPC. Monodisperse fractions of polystyrene (provided by Polymer Laboratories) were used as standard. Universal calibration of PB copolymers by using a linear combination of Mark-Houwink constants for PS (K = 7.11 10-5dl / g; α = 0.743) and PB (K = 1.18 10-4dl / g; α = 0.725) Was performed.
이하, 실시예를 이용하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail using examples.
제조예: 고체 촉매 성분의 제조Preparation Example: Preparation of Solid Catalyst Components
자석식 교반기가 부착된 1L 유리 반응기(Buchi)에 29.5g의 MgCl2 및 148.5mL의 2-에틸-헥산올을 넣고, 헥산을 첨가하여 전체 반응기 전체 부피를 650mL로 맞춘 다음 반응기의 온도를 130℃까지 올린 후 200rpm에서 3시간 동안 교반하였다. 반응기 온도를 35℃로 낮춘 후 TiCl4 178mL를 4시간 동안 주입하고 다음으로 동일 온도에서 내부 전자공여체로 디아이소부틸프탈레이트 4.5mmol을 투입한 후 반응기의 온도를 다시 110℃로 승온한 후 2시간 동안 250rpm으로 교반하였다. 반응기의 온도를 35℃로 냉각시킨 후 고체성분이 침전되도록 하여 상층액을 걸러내고 헥산으로 2회 세척하였다. 이렇게 얻어진 고체 생성물에 다시 TiCl4 150mL를 첨가한 후 헥산으로 전체 반응기 전체 부피를 500mL로 한 후 반응기 온도를 130℃로 승온 후 2시간 동안 300rpm으로 교반하였다. 교반 후 80℃로 반응기 온도를 낮추고 침전시킨후 상층액은 걸러내고 헥산으로 4회 세척 후 60℃에서 진공 하에서 건조하였다. 이로부터 생성된 고체 생성물의 분석결과 Ti은 1.7중량%이고, Mg은 20.2중량%, 내부 전자공여체(디아이소부틸프탈레이트)는 11.3 중량% 였다. 29.5 g of MgCl 2 and 148.5 mL of 2-ethyl-hexanol were added to a 1 L glass reactor (Buchi) equipped with a magnetic stirrer, and the total volume of the reactor was adjusted to 650 mL by adding hexane, and the temperature of the reactor was increased to 130 ° C. It was then stirred for 3 hours at 200 rpm. After lowering the temperature of the reactor to 35 ° C, 178mL of TiCl 4 was injected for 4 hours, and then 4.5mmol of diisobutylphthalate was added to the internal electron donor at the same temperature, and then the temperature of the reactor was increased to 110 ° C for 2 hours. Stir at 250 rpm. After cooling the temperature of the reactor to 35 ℃ to precipitate the solid component was filtered the supernatant and washed twice with hexane. After adding 150 mL of TiCl 4 to the solid product thus obtained, the total volume of the reactor was changed to 500 mL with hexane, and then the reactor temperature was raised to 130 ° C. and stirred at 300 rpm for 2 hours. After stirring and lowering the reactor temperature to 80 ℃ and precipitated, the supernatant was filtered off, washed four times with hexane and dried under vacuum at 60 ℃. As a result of analysis of the resulting solid product, Ti was 1.7% by weight, Mg was 20.2% by weight, and internal electron donor (diaisobutyl phthalate) was 11.3% by weight.
실시예Example 1: One: 부텐Butene -1 중합체의 중합Polymerization of -1 Polymer
먼저 기계식 교반기가 부착된 3L 스테인레스 스틸 반응기를 약 110℃에서 아르곤으로 퍼징한 후 진공을 걸어주어 대기압 기준 0.95기압까지 감압하는 과정을 반복함으로써 반응기 내부에 촉매독으로 작용할 수 있는 수분이나 공기를 충분히 제거하였다. First, purge the 3L stainless steel reactor equipped with a mechanical stirrer with argon at about 110 ° C, apply vacuum, and repeat the process of reducing the pressure to 0.95 atm based on atmospheric pressure to remove enough water or air that can act as a catalyst poison inside the reactor. It was.
상기 반응기에 정제된 데칸 500mL를 주입한 후 교반하면서 중합반응 온도 50℃보다 약 5℃이하까지 낮췄다. 상기 제조예에서 제조된 고체 촉매 성분 0.1g(전체 Ti 양이 약 35μmol) 기준하여 Al/Ti의 비가 200이 되도록 조촉매 성분, TIBA(Triisobutyl Aluminum)를 가해 약 3 내지 5분 교반한 후, Si/Ti의 비가 5가 되도록 외부 전자공여체 화합물인 디아이소부틸디메톡시실란을 투입하였다. 이 후 정전기방지제 ATMER 163(시바(Ciba)사, 스위스) 30g에 헥산을 넣어 총부피 1L로 희석하여 사용)을 0.4mmol 추가 투입한 후 0.1g의 상기 제조예에서 제조된 고체 촉매 성분을 반응기에 투입하였다. 이 후 반응압 5bar까지 N2로 충진한 후 단량체인 부텐-1을 주입하면서 중합 반응을 시작하였다. After injecting 500 mL of purified decane into the reactor, the reaction mixture was lowered to about 5 ° C. or less from 50 ° C. while stirring. 0.1 g (total Ti amount of about 35 μmol) of the solid catalyst component prepared in the preparation example was added to the cocatalyst component, TIBA (Triisobutyl Aluminum) so that the Al / Ti ratio is 200 and stirred for about 3 to 5 minutes, and then Si Diisobutyldimethoxysilane was added as an external electron donor compound so that the ratio of / Ti was 5. After adding 0.4 mmol of the antistatic agent ATMER 163 (Ciba, Switzerland) to 30 g of hexane and diluting the total volume to 1 L, 0.1 g of the solid catalyst component prepared in Preparation Example was added to the reactor. Input. Thereafter, the reaction mixture was filled with N 2 to a reaction pressure of 5 bar, and the polymerization reaction was started while injecting the butene-1 monomer.
중합반응은 50℃의 온도 및 7bar의 압력 하에서 수행하였다. 중합반응이 끝난 후 산화방지제(Igarnox 1010, Ciba사, 스위스)가 5중량%로 희석된 헥산 용액 10mL을 투입하여 중합 반응을 종결하고 부텐-1 중합체를 수득하였다. The polymerization was carried out at a temperature of 50 ° C. and a pressure of 7 bar. After completion of the polymerization reaction, 10 mL of a hexane solution in which an antioxidant (Igarnox 1010, Ciba, Switzerland) was diluted to 5% by weight was added to terminate the polymerization reaction to obtain a butene-1 polymer.
실시예Example 2: 2: 부텐Butene -1 중합체의 중합Polymerization of -1 Polymer
정전기방지제 ATMER 163을 0.8mmol 주입한 것을 제외하고는 실시예 2과 같은 방법을 수행하여 부텐-1 중합체를 수득하였다. The butene-1 polymer was obtained in the same manner as in Example 2 except that 0.8 mmol of the antistatic agent ATMER 163 was injected.
실시예Example 3: 3: 부텐Butene -1 중합체의 중합Polymerization of -1 Polymer
정전기방지제 ATMER 163을 1.0mmol 주입한 것과 외부 전자공여체 화합물인 디아이소부틸디메톡시실란을 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법 을 수행하여 부텐-1 중합체를 수득하였다. A butene-1 polymer was obtained in the same manner as in Example 1, except that 1.0 mmol of the antistatic agent ATMER 163 was injected and a diisobutyldimethoxysilane, which was an external electron donor compound, was not used.
실시예Example 4: 4: 부텐Butene -1 중합체의 중합Polymerization of -1 Polymer
중합 온도를 40℃로 수행한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법을 수행하여 부텐-1 중합체를 수득하였다. A butene-1 polymer was obtained by the same method as Example 1 except that the polymerization temperature was performed at 40 ° C.
실시예Example 5: 5: 부텐Butene -1 중합체의 중합Polymerization of -1 Polymer
정전기방지제로 ATMER 163 대신 Stadis 450(디 어소시에이티드 옥텔 컴퍼니 리미티드(the Associated Octel Company Limited), 영국) 0.174g을 톨루엔으로 희석하여 10중량%의 농도로 만들어 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법을 수행하여 부텐-1 중합체를 수득하였다.Except for ATMER 163, 0.174 g of Stadis 450 (the Associated Octel Company Limited, UK) was diluted with toluene and used at a concentration of 10% by weight, instead of ATMER 163. The process was carried out to obtain a butene-1 polymer.
비교예Comparative example 1: One: 부텐Butene -1 중합체의 중합Polymerization of -1 Polymer
정전기방지제 및 외부 전자공여체를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 방법을 수행하여 부텐-1 중합체를 수득하였다. The butene-1 polymer was obtained in the same manner as in Example 1 except that no antistatic agent and an external electron donor were used.
비교예Comparative example 2 2
외부 전자공여체 화합물인 디아이소부틸디메톡시실란을 0.2mmol 사용한 것을 제외하곤 비교예 1과 같은 방법을 수행하여 부텐-1 중합체를 수득하였다. A butene-1 polymer was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that 0.2 mmol of diisobutyldimethoxysilane, which was an external electron donor compound, was used.
비교예Comparative example 3 3
외부 전자공여체 화합물인 디아이소부틸디메톡시실란을 0.4mmol 사용한 것을 제외하고는 비교예 1과 같은 방법을 수행하여 부텐-1 중합체를 수득하였다. A butene-1 polymer was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that 0.4 mmol of diisobutyldimethoxysilane, which was an external electron donor compound, was used.
비교예Comparative example 4 4
중합 온도를 40℃로 수행한 것을 제외하고는 비교예 2와 같은 방법을 수행하 여 부텐-1 중합체를 수득하였다. A butene-1 polymer was obtained by the same method as Comparative Example 2 except that the polymerization temperature was performed at 40 ° C.
상기 실시예 및 비교예에서 수행된 반응 조건 및 수득된 부텐-1 중합체의 물성 결과를 정리하면 하기 표 1과 같다. The reaction conditions performed in the examples and the comparative examples and the physical properties of the obtained butene-1 polymer are summarized in Table 1 below.
상기 표 1에서 확인되는 바와 같이, 본 발명의 방법에 따라서 정전기방지제를 중합계에 추가 주입함으로써 폴리부텐-1의 수율, 즉 활성이 향상되었으며, 나아가 X.I 지수 및 입체규칙성 지수가 높아진 것으로 보아 입체규칙성이 개선되었다.As shown in Table 1, by injecting an antistatic agent into the polymerization system according to the method of the present invention, the yield of polybutene-1, that is, the activity was improved, and furthermore, the XI index and the stereoregularity index were considered to be higher. Regularity was improved.
본 발명은 정전기방지제를 부텐-1(공)중합체를 제조하는 공정에 도입함으로써 부텐-1(공)중합체의 입체규칙성(Isotactic Index, I.I)의 향상과 함께 중합 활성 또한 동반 상승시키는 효과를 달성한다. The present invention achieves the effect of introducing an antistatic agent into the process for preparing butene-1 (co) polymers, together with the improvement of the isotactic index (II) of the butene-1 (co) polymers, and also the polymerization activity. do.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. Although described above with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below I can understand that you can.
Claims (15)
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KR1020060011195A KR20070080085A (en) | 2006-02-06 | 2006-02-06 | Polyolefin using antistatic agent and manufacturing method thereof |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20180075318A (en) * | 2016-12-26 | 2018-07-04 | 주식회사 엘지화학 | Method for preparing supported metallocene catalyst |
-
2006
- 2006-02-06 KR KR1020060011195A patent/KR20070080085A/en not_active Ceased
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