[go: up one dir, main page]

TW202428636A - α-烯烴聚合物之製造方法 - Google Patents

α-烯烴聚合物之製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202428636A
TW202428636A TW112138469A TW112138469A TW202428636A TW 202428636 A TW202428636 A TW 202428636A TW 112138469 A TW112138469 A TW 112138469A TW 112138469 A TW112138469 A TW 112138469A TW 202428636 A TW202428636 A TW 202428636A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
olefin polymer
producing
olefin
compound
raw material
Prior art date
Application number
TW112138469A
Other languages
English (en)
Inventor
阪口貴浩
小比類巻潤
大場幸太
片山清和
金丸正実
鮫島佳奈子
Original Assignee
日商出光興產股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商出光興產股份有限公司 filed Critical 日商出光興產股份有限公司
Publication of TW202428636A publication Critical patent/TW202428636A/zh

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F210/00Copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F210/14Monomers containing five or more carbon atoms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F4/00Polymerisation catalysts
    • C08F4/42Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors
    • C08F4/44Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides
    • C08F4/60Metals; Metal hydrides; Metallo-organic compounds; Use thereof as catalyst precursors selected from light metals, zinc, cadmium, mercury, copper, silver, gold, boron, gallium, indium, thallium, rare earths or actinides together with refractory metals, iron group metals, platinum group metals, manganese, rhenium technetium or compounds thereof
    • C08F4/62Refractory metals or compounds thereof
    • C08F4/64Titanium, zirconium, hafnium or compounds thereof
    • C08F4/659Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond
    • C08F4/6592Component covered by group C08F4/64 containing a transition metal-carbon bond containing at least one cyclopentadienyl ring, condensed or not, e.g. an indenyl or a fluorenyl ring
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10MLUBRICATING COMPOSITIONS; USE OF CHEMICAL SUBSTANCES EITHER ALONE OR AS LUBRICATING INGREDIENTS IN A LUBRICATING COMPOSITION
    • C10M107/00Lubricating compositions characterised by the base-material being a macromolecular compound
    • C10M107/02Hydrocarbon polymers; Hydrocarbon polymers modified by oxidation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Abstract

本發明係關於一種α-烯烴聚合物之製造方法,其包括:步驟1,其將如下成分進行混合,而獲得觸媒混合物:茂金屬化合物(A);可與茂金屬化合物(A)進行反應而轉化成陽離子之離子性化合物(B);有機金屬化合物(C);碳數相差2個以上之複數種原料單體(D);以及選自由醇類(E1)、酚類(E2)及醚化合物(E3)所組成之群中之至少一種之(E)成分;以及步驟2,其使用上述觸媒混合物,使含有上述複數種原料單體(D)之α-烯烴進行聚合。

Description

α-烯烴聚合物之製造方法
本發明係關於一種α-烯烴聚合物之製造方法。
近年來,出於對環境之考慮,而對汽車或工業用機械用潤滑油要求低耗油化、節能化、長壽命化,謀求一種具有較先前一直使用之聚α-烯烴等更優異之黏度特性(較高之黏度指數)、低溫特性(低溫流動性)、氧化穩定性之合成潤滑油。作為先前之聚α-烯烴系合成潤滑油,例如可例舉:將氯化鋁或者溴化鋁用於觸媒,使1-癸烯或1-癸烯及1-十二烯聚合之方法(專利文獻1)。然而,所獲得之α-烯烴聚合物之黏度指數或流動點、耐久性不足。 近年來,業界嘗試使用茂金屬觸媒來製造高性能之α-烯烴聚合物。專利文獻2中揭示一種以少量之觸媒量來高效率地製造α-烯烴聚合物及氫化α-烯烴聚合物之方法。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1:日本專利特表2008-528709號公報 專利文獻2:國際公開第2014/142206號
[發明所欲解決之問題]
如上所述,為了實現低耗油化、節能化、長壽命化,而要求α-烯烴系合成潤滑油於更低溫下之流動性。然而,藉由利用先前之方法所獲得之α-烯烴聚合物,低溫流動性不足。 因此,謀求一種獲得於低溫下之流動性比目前為止更優異之α-烯烴聚合物之方法。 本發明之目的在於提供一種可獲得低溫流動性優異之α-烯烴聚合物的α-烯烴聚合物之製造方法。 [解決問題之技術手段]
本發明人等為了解決上述課題而不斷銳意研究,結果發現,藉由在使α-烯烴聚合之步驟之前,設置將特定之茂金屬觸媒與複數種原料單體進行混合而獲得觸媒混合物之步驟之製造方法,而解決上述課題。
即,本發明係關於以下<1>~<24>。 <1>一種α-烯烴聚合物之製造方法,其包括:步驟1,其將如下成分進行混合,而獲得觸媒混合物:茂金屬化合物(A);可與茂金屬化合物(A)進行反應而轉化成陽離子之離子性化合物(B);有機金屬化合物(C);碳數相差2個以上之複數種原料單體(D);以及選自由醇類(E1)、酚類(E2)及醚化合物(E3)所組成之群中之至少一種之(E)成分;以及步驟2,其使用上述觸媒混合物,使含有上述複數種原料單體(D)之α-烯烴進行聚合。 <2>如上述<1>所記載之α-烯烴聚合物之製造方法,其中上述離子性化合物(B)係可具有取代基之四苯基硼酸鹽,上述有機金屬化合物(C)係有機鋁化合物(C1)。 <3>如上述<1>或<2>所記載之α-烯烴聚合物之製造方法,其中上述複數種原料單體(D)係1-辛烯(D1)及1-十二烯(D2)。 <4>如上述<3>所記載之α-烯烴聚合物之製造方法,其中步驟1中所使用之1-辛烯(D1)與1-十二烯(D2)之比率[D1/D2]以莫耳比計,為4:6~6:4。 <5>如上述<1>至<4>中任一項所記載之α-烯烴聚合物之製造方法,其中於步驟1中,上述複數種原料單體(D)之合計相對於茂金屬化合物(A)之比率[D/A]以莫耳比計,為40~300。 <6>如上述<1>至<5>中任一項所記載之α-烯烴聚合物之製造方法,其中於步驟1中,進而混合溶劑。 <7>如上述<1>至<6>中任一項所記載之α-烯烴聚合物之製造方法,其中於步驟1中,於50℃以下混合30分鐘以上。 <8>如上述<1>至<7>中任一項所記載之α-烯烴聚合物之製造方法,其中於步驟2中,將α-烯烴與有機鋁化合物(C2)進行混合,其次,與觸媒混合物進行混合,使α-烯烴進行聚合。 <9>如上述<1>至<8>中任一項所記載之α-烯烴聚合物之製造方法,其中於步驟2中,將α-烯烴與有機鋁化合物(C2)進行混合,其次,與觸媒混合物進行混合,其次,升溫至80℃以上,使α-烯烴進行聚合。 <10>如上述<1>至<9>中任一項所記載之α-烯烴聚合物之製造方法,其中步驟2中所使用之α-烯烴中之複數種原料單體(D)之比率為90~100莫耳%。 <11>如上述<3>至<10>中任一項所記載之α-烯烴聚合物之製造方法,其中步驟2中所使用之1-辛烯(D1)與1-十二烯(D2)之比率[D1/D2]以莫耳比計,為4:6~6:4。 <12>如上述<1>至<11>中任一項所記載之α-烯烴聚合物之製造方法,其中茂金屬化合物(A)係雙交聯茂金屬化合物。 <13>如上述<1>至<12>中任一項所記載之α-烯烴聚合物之製造方法,其中茂金屬化合物(A)係下述通式(I)所表示之雙交聯茂金屬化合物。 [化1] (式中,R a及R b分別獨立地為下述通式-[L(R 1)(R 2)] n-所表示之連結基。X 1及X 2分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、碳數1~20之烴基、或含有選自鹵素原子、矽原子、氧原子、硫原子、氮原子及磷原子中之一種以上之原子之碳數1~20之有機基。M表示週期表第4~6族之過渡金屬。n為1~3之整數。R 1及R 2分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、碳數1~20之烴基、或碳數1~20之含鹵素烴基。L表示週期表第14族之原子) <14>如上述<1>至<13>中任一項所記載之α-烯烴聚合物之製造方法,其中茂金屬化合物(A)與(E)成分之比率[A/E]以莫耳比計,為10:1~1:100。 <15>如上述<1>至<14>中任一項所記載之α-烯烴聚合物之製造方法,其中步驟2中之α-烯烴之量為400 kg以上。 <16>如上述<1>至<15>中任一項所記載之α-烯烴聚合物之製造方法,其中於具有800 L以上之容量之反應容器中進行步驟2之聚合。 <17>如上述<1>至<16>中任一項所記載之α-烯烴聚合物之製造方法,其中所獲得之α-烯烴聚合物之40℃動黏度為350~500 cSt,且流動點為-50℃以下。 <18>一種α-烯烴聚合物,其滿足下述式(1),且40℃動黏度為350 cSt以上、1500 cSt以下。 (流動點(℃))≦0.0090×(40℃動黏度(cSt))-52          (1) <19>如上述<17>所記載之α-烯烴聚合物,其40℃動黏度為350~500 cSt,且流動點為-50℃以下。 <20>如上述<18>或<19>所記載之α-烯烴聚合物,其滿足下述式(2),且黏度指數為220以下。 (流動點(℃))≦0.3×(黏度指數)-103             (2) <21>一種α-烯烴聚合物,其藉由具有下述步驟1及步驟2之方法而獲得。 步驟1:將如下成分進行混合,而獲得觸媒混合物之步驟:茂金屬化合物(A);可與上述茂金屬化合物(A)反應而轉化成陽離子之離子性化合物(B);有機金屬化合物(C);碳數相差2個以上之複數種原料單體(D);以及選自由醇類(E1)、酚類(E2)及醚化合物(E3)所組成之群中之至少一種之(E)成分; 步驟2:使用上述觸媒混合物,使含有上述複數種原料單體(D)之α-烯烴進行聚合之步驟 <22>如上述<21>所記載之α-烯烴聚合物,其滿足下述式(1),且40℃動黏度為350 cSt以上、1500 cSt以下。 (流動點(℃))≦0.0090×(40℃動黏度(cSt))-52          (1) <23>一種潤滑油,其含有:藉由如上述<1>至<17>中任一項所記載之方法所獲得之α-烯烴聚合物、或如上述<18>至<22>中任一項所記載之α-烯烴聚合物。 <24>一種潤滑油之製造方法,其包括將藉由如上述<1>至<17>中任一項所記載之方法所獲得之α-烯烴聚合物、或如上述<18>至<22>中任一項所記載之α-烯烴聚合物;以及選自由極壓添加劑、油性劑、耐磨劑、抗氧化劑、金屬減活劑、防銹劑及消泡劑所組成之群中之至少一種添加劑進行混合之步驟。 [發明之效果]
根據本發明,能夠提供一種可獲得低溫流動性優異之α-烯烴聚合物的α-烯烴聚合物之製造方法。所獲得之α-烯烴聚合物由於低溫流動性優異,因此能夠較好地用作潤滑油。
[α-烯烴聚合物之製造方法] 本發明係一種α-烯烴聚合物之製造方法,其包括:步驟1,其將如下成分進行混合,而獲得觸媒混合物:茂金屬化合物(A);可與上述茂金屬化合物進行反應而轉化成陽離子之離子性化合物(B);有機金屬化合物(C);碳數相差2個以上之複數種原料單體(D);以及選自由醇類(E1)、酚類(E2)及醚化合物(E3)所組成之群中之至少一種之(E)成分;以及步驟2,其使用上述觸媒混合物,使含有上述複數種原料單體(D)之α-烯烴進行聚合。 以下,詳細地對本發明進行說明。
[步驟1] 步驟1係將如下成分進行混合,而獲得觸媒混合物之步驟:茂金屬化合物(A);可與上述茂金屬化合物進行反應而轉化成陽離子之離子性化合物(B);有機金屬化合物(C);碳數相差2個以上之複數種原料單體(D);以及選自由醇類(E1)、酚類(E2)及醚化合物(E3)所組成之群中之至少一種之(E)成分。
<茂金屬化合物(A)> 作為茂金屬化合物(A),可例舉:無交聯茂金屬化合物、單交聯茂金屬化合物、及雙交聯茂金屬化合物,較佳為雙交聯茂金屬化合物,更佳為下述通式(I)所表示之雙交聯茂金屬化合物。 [化2] (式中,R a及R b分別獨立地為下述通式-[L(R 1)(R 2)] n-所表示之連結基。X 1及X 2分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、碳數1~20之烴基、或含有選自鹵素原子、矽原子、氧原子、硫原子、氮原子及磷原子中之一種以上之原子之碳數1~20之有機基。M表示週期表第4~6族之過渡金屬。n為1~3之整數。R 1及R 2分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、碳數1~20之烴基、或碳數1~20之含鹵素烴基。L表示週期表第14族之原子)
式(I)中,X 1及X 2分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、碳數1~20之烴基、或含有選自鹵素原子、矽原子、氧原子、硫原子、氮原子及磷原子中之一種以上之原子之碳數1~20之有機基。 M表示週期表第4~6族之過渡金屬,較佳為鋯、鈦、或鉿。 R a及R b分別獨立地為-[L(R 1)(R 2)] n-所表示之連結基,較佳為-C(R 1)(R 2)-、-Si(R 1)(R 2)-、-C(R 1)(R 2)-C(R 1)(R 2)-或-Si(R 1)(R 2)-Si(R 1)(R 2)-。 n為1~3之整數。 R 1及R 2分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、碳數1~20之烴基、或碳數1~20之含鹵素烴基,較佳為氫原子或碳數1~4之烴基,更佳為氫原子或碳數1~4之烷基。 L表示週期表第14族之原子,較佳為碳原子或矽原子。
作為上述通式(I)所表示之雙交聯茂金屬化合物之具體例,可例舉:(1,1'-伸乙基)(2,2'-伸乙基)雙環戊二烯基二氯化鋯、(1,1'-二甲基亞矽烷基)(2,2'-二甲基亞矽烷基)雙環戊二烯基二氯化鋯、(1,1'-二甲基亞矽烷基)(2,2'-伸乙基)雙環戊二烯基二氯化鋯、(1,1'-亞異丙基)(2,2'-二甲基亞矽烷基)雙環戊二烯基二氯化鋯、(1,1'-亞異丙基)(2,2'-亞異丙基)雙(3-甲基環戊二烯基)二氯化鋯等二氯體及上述化合物之二甲基體、二乙基體、二氫體、二苯基體、二苄基體,較佳為(1,1'-二甲基亞矽烷基)(2,2'-二甲基亞矽烷基)雙環戊二烯基二氯化鋯。 又,可例舉上述化合物之鋯被鈦或鉿取代而成之化合物。 茂金屬化合物(A)可使用一種,亦可組合使用兩種以上。
<離子性化合物(B)> 離子性化合物(B)係可與上述茂金屬化合物(A)進行反應而轉化成陽離子之離子性化合物即可,並無特別制限,較佳為下述通式(V)所表示之化合物或下述通式(VI)所表示之化合物,更佳為下述通式(V)所表示之化合物。 ([L 1-R 3] k+) a([Z] -) b…(V) ([L 2] k+) a([Z] -) b…(VI)
通式(V)中,L 1表示路易斯鹼,R 3表示氫原子、碳數1~20之烷基、或選自芳基、烷基芳基及芳基烷基中之碳數6~20之烴基。
此處,作為L 1之具體例,可例舉:氨、甲基胺、苯胺、二甲胺、二乙胺、N-甲基苯胺、二苯胺、N,N-二甲基苯胺、三甲胺、三乙胺、三正丁胺、甲基二苯胺、吡啶、對溴-N,N-二甲基苯胺、對硝基-N,N-二甲基苯胺等胺類;三乙基膦、三苯基膦、二苯基膦等膦類;四氫噻吩等硫醚類;苯甲酸乙酯等酯類;乙腈、苯甲腈等腈類等。作為R 3之具體例,可例舉:氫原子、甲基、乙基、苄基、三苯甲基等。
通式(VI)中,L 2表示M 1、R 4R 5M 2、R 6 3C或R 7M 2。R 4及R 5分別獨立地表示環戊二烯基、取代環戊二烯基、茚基或茀基,R 6表示碳數1~20之烷基、或選自芳基、烷基芳基及芳基烷基中之碳數6~20之烴基。R 7表示四苯基卟啉、酞菁等巨環配位基。 M 1係包含週期表第1~3、11~13族元素者,M 2表示週期表第7~12族元素。
此處,作為R 4、R 5之具體例,可例舉:環戊二烯基、甲基環戊二烯基、乙基環戊二烯基、五甲基環戊二烯基等。作為R 6之具體例,可例舉:苯基、對甲苯基、對甲氧基苯基等,作為R 7之具體例,可例舉:四苯基卟啉、酞菁等。又,作為M 1之具體例,可例舉:Li、Na、K、Ag、Cu等,作為M 2之具體例,可例舉:Mn、Fe、Co、Ni、Zn等。
於通式(V)及(VI)中,k以[L 1-R 3]、[L 2]之離子價數計,為1~3之整數,a為1以上之整數,b=(k×a)。 [Z] -表示非配位性陰離子[Z 1] -或[Z 2] -。 [Z 1] -表示複數個基鍵結於元素而成之陰離子,即[M 3G 1G 2…G f] -。此處,M 3表示週期表第5~15族元素,較佳為表示週期表第13~15族元素。G 1~G f分別表示氫原子、鹵素原子、碳數1~20之烷基、碳數2~40之二烷基胺基、碳數1~20之烷氧基、碳數6~20之芳基、碳數6~20之芳氧基、碳數7~40之烷基芳基、碳數7~40之芳基烷基、碳數1~20之鹵素取代烴基、碳數1~20之醯氧基或有機類金屬基、或者碳數2~20之含雜原子之烴基。G 1~G f中之兩者以上可形成環。f表示[(中心金屬M 3之原子價)+1]之整數。 [Z 2] -表示酸解離常數之倒數之對數(pKa)為-10以下之布忍斯特酸單獨個體或布忍斯特酸與路易斯酸之組合之共軛鹼、或一般被定義為超強酸之酸之共軛鹼。又,路易斯鹼可進行配位。
此處,於[Z 1] -、即[M 3G 1G 2…G f] -中,作為M 3之具體例,可例舉:B、Al、Si、P、As、Sb等,較佳可例舉B及Al。又,關於G 1、G 2~G f之具體例,作為二烷基胺基,可例舉:二甲胺基、二乙胺基等;作為烷氧基或芳氧基,可例舉:甲氧基、乙氧基、正丙氧基、苯氧基等;作為烴基,可例舉:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、正辛基、正二十烷基、苯基、對甲苯基、苄基、4-第三丁基苯基、3,5-二甲基苯基等;作為鹵素原子,可例舉:氟、氯、溴、碘;作為含雜原子之烴基,可例舉:對氟苯基、3,5-二氟苯基、五氯苯基、3,4,5-三氟苯基、五氟苯基、3,5-雙(三氟甲基)苯基、雙(三甲基矽烷基)甲基等;作為有機類金屬基,可例舉:五甲基銻基、三甲基矽烷基、三甲基鍺基、二苯基胂基、二環己基銻基、二苯基硼基等。
又,作為非配位性陰離子,即pKa為-10以下之布忍斯特酸單獨個體或布忍斯特酸與路易斯酸之組合之共軛鹼[Z 2] -之具體例,可例舉:三氟甲磺酸根陰離子(CF 3SO 3) -、雙(三氟甲磺醯基)甲基陰離子、雙(三氟甲磺醯基)苄基陰離子、雙(三氟甲磺醯基)醯胺、過氯酸根陰離子(ClO 4) -、三氟乙酸根陰離子(CF 3COO) -、六氟銻陰離子(SbF 6) -、氟磺酸根陰離子(FSO 3) -、氯磺酸根陰離子(ClSO 3) -、氟磺酸根陰離子/5-氟化銻(FSO 3/SbF 5) -、氟磺酸根陰離子/5-氟化砷(FSO 3/AsF 5) -、三氟甲磺酸/5-氟化銻(CF 3SO 3/SbF 5) -等。
離子性化合物(B)較佳為可具有取代基之四苯基硼酸鹽。作為離子性化合物(B)之具體例,可例舉:四苯基硼酸三乙基銨、四苯基硼酸三正丁基銨、四苯基硼酸三甲基銨、四苯基硼酸四乙基銨、四苯基硼酸甲基(三正丁基)銨、四苯基硼酸苄基(三正丁基)銨、四苯基硼酸二甲基二苯基銨、四苯基硼酸三苯基(甲基)銨、四苯基硼酸三甲基苯銨、四苯基硼酸甲基吡啶鎓、四苯基硼酸苄基吡啶鎓、四苯基硼酸甲基(2-氰基吡啶鎓)、四(五氟苯基)硼酸三乙基銨、四(五氟苯基)硼酸三正丁基銨、四(五氟苯基)硼酸三苯基銨、四(五氟苯基)硼酸四正丁基銨、四(五氟苯基)硼酸四乙基銨、四(五氟苯基)硼酸苄基(三正丁基)銨、四(五氟苯基)硼酸甲基二苯基銨、四(五氟苯基)硼酸三苯基(甲基)銨、四(五氟苯基)硼酸甲基苯銨、四(五氟苯基)硼酸二甲基苯銨、四(五氟苯基)硼酸三甲基苯銨、四(五氟苯基)硼酸甲基吡啶鎓、四(五氟苯基)硼酸苄基吡啶鎓、四(五氟苯基)硼酸甲基(2-氰基吡啶鎓)、四(五氟苯基)硼酸苄基(2-氰基吡啶鎓)、四(五氟苯基)硼酸甲基(4-氰基吡啶鎓)、四(五氟苯基)硼酸三苯基鏻、四[雙(3,5-二-三氟甲基)苯基]硼酸二甲基苯銨、四苯基硼酸二茂鐵、四苯基硼酸銀、四苯基硼酸三苯甲酯、四苯基硼酸四苯基卟啉錳、四(五氟苯基)硼酸二茂鐵、四(五氟苯基)硼酸(1,1'-二甲基二茂鐵)、四(五氟苯基)硼酸十甲基二茂鐵、四(五氟苯基)硼酸銀、四(五氟苯基)硼酸三苯甲酯、四(五氟苯基)硼酸鋰、四(五氟苯基)硼酸鈉、四(五氟苯基)硼酸四苯基卟啉錳、四氟硼酸銀、六氟磷酸銀、六氟砷酸銀、過氯酸銀、三氟乙酸銀、三氟甲磺酸銀等。該等之中,離子性化合物(B)較佳為四(五氟苯基)硼酸二甲基苯銨。 離子性化合物(B)可使用一種,或可組合使用兩種以上。
<有機金屬化合物(C)> 有機金屬化合物(C)較佳為選自由有機鋁化合物及有機鋅化合物所組成之群中之至少一者,更佳為有機鋁化合物(C1)。 作為有機鋁化合物,可使用通式(VII)所表示之化合物。 (R 8) vAlQ 3 v…(VII) (式中,R 8表示碳數1~10之烷基,Q表示氫原子、碳數1~20之烷氧基、碳數6~20之芳基或鹵素原子,v為1~3之整數或1.5) 作為有機鋅化合物,可使用通式(VIII)所表示之化合物。 (R 9) uZnP 2 u…(VIII) (式中,R 9表示碳數1~10之烷基,P表示碳數1~20之烷氧基、碳數6~20之芳基或鹵素原子,u為1~2之整數)
作為上述通式(VII)所表示之有機鋁化合物之具體例,可例舉:三甲基鋁、三乙基鋁、三正丙基鋁、三異丙基鋁、三正丁基鋁、三異丁基鋁、三庚基鋁、三辛基鋁、氫化二異丁基鋁、氫化二乙基鋁、氯化二甲基鋁、氯化二乙基鋁、二氯化甲基鋁、二氯化乙基鋁、氟化二甲基鋁、倍半氯化乙基鋁等,較佳為三異丁基鋁。
作為上述通式(VIII)所表示之有機鋅化合物之具體例,可例舉:二甲基鋅、二乙基鋅、二丁基鋅、二辛基鋅等。 有機金屬化合物(C)可使用一種,或可組合使用兩種以上。
於本發明中,茂金屬化合物(A)與離子性化合物(B)之使用比率以莫耳比計,較佳為10:1~1:100,更佳為2:1~1:10。茂金屬化合物(A)與有機金屬化合物(C)以莫耳比計,較佳為1:1~1:10,000,更佳為1:10~1:1,000。又,離子性化合物(B)、有機金屬化合物(C)分別可使用一種,或亦可組合使用兩種以上。於組合使用兩種以上之情形時,就觸媒活性之觀點而言,亦較佳為兩種以上之合計之使用比率處於上述範圍內。
<碳數相差2個以上之複數種原料單體(D)> 於步驟1中,所使用之複數種原料單體(D)係碳數相差2個以上之α-烯烴,包含於步驟2中待聚合之α-烯烴中。 藉由在本步驟中使用碳數相差2個以上之α-烯烴,可獲得低溫流動性優異之α-烯烴聚合物。藉由在獲得觸媒混合物時使用碳數相差2個以上之α-烯烴,可獲得低溫流動性優異之α-烯烴聚合物之原因尚無定論,認為如下:α-烯烴聚合物之分子末端無規地排列著以複數種原料單體作為來源之結構單元,因此低溫流動性優異。
作為複數種原料單體(D),較佳為碳數3~30之α-烯烴,更佳為碳數6~20之α-烯烴,進而較佳為碳數8~16之α-烯烴。具體而言,作為複數種原料單體(D),可例舉:丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十一烯、1-十二烯、1-十三烯、1-十四烯、1-十五烯、1-十六烯、1-十七烯、1-十八烯、1-十九烯、1-二十烯、1-二十一烯、1-二十二烯、1-二十三烯、1-二十四烯、1-二十五烯、1-二十六烯、1-二十七烯、1-二十八烯、1-二十九烯、1-三十烯等,複數種原料單體(D)係該等中之碳數相差2個以上之兩種以上,作為複數種原料單體(D),較佳為選自由1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十一烯、1-十二烯所組成之群中之至少兩種,更佳為1-辛烯(D1)及1-十二烯(D2)。 於複數種原料單體(D)包含1-辛烯(D1)及1-十二烯(D2)之情形時,步驟1中所使用之1-辛烯(D1)與1-十二烯(D2)之比率[D1/D2]以莫耳比計,較佳為3:7~7:3,更佳為4:6~6:4,進而較佳為4.5:5.5~5.5:4.5(45:55~55:45)。
複數種原料單體(D)之第1原料單體與第2原料單體之碳數相差2個以上,第1原料單體與第2原料單體之碳數之差為2以上,較佳為3以上,更佳為4以上。第1原料單體與第2原料單體之碳數之差較佳為6以下,更佳為5以下,進而較佳為4。
複數種原料單體(D)至少使用兩種,亦可使用三種以上。於使用三種以上之情形時,其中之至少兩種之碳數相差2個以上。複數種原料單體(D)較佳為兩種。 複數種原料單體(D)可直接用於聚合反應,若藉由活性氧化鋁、分子篩等吸附劑進行處理再使用,則雜質被去除,活性有所提昇,而更佳。
於步驟1中,上述複數種原料單體(D)之合計相對於茂金屬化合物(A)之比率[D/A]以莫耳比計,較佳為1~1000,更佳為40~300。藉由將複數種原料單體(D)之使用量設為上述範圍內,可提昇α-烯烴聚合物之低溫流動性。 步驟1中之複數種原料單體(D)之使用量相對於步驟1中所獲得之觸媒混合物,較佳為0.1~30體積%,更佳為0.5~20體積%,進而較佳為0.5~15體積%,進而更佳為0.6~12體積%,特佳為0.6~10體積%。藉由將複數種原料單體(D)之使用量設為上述範圍,可提昇α-烯烴聚合物之低溫流動性。
<(E)成分> 步驟1中之(E)成分係選自由醇類(E1)、酚類(E2)及醚化合物(E3)所組成之群中之至少一種,較佳為醇類(E1)。 藉由使用(E)成分,尤其是醇類(E1),可更加提昇α-烯烴聚合物之低溫流動性。其原因尚無定論,認為如下。推定於步驟1中之觸媒液中,活化體與不活化體共存,但認為尤其於添加有醇類(E1)之觸媒液中,醇類作用於活性體結構,而形成保護結構,藉此抑制不活化體之生成,有助於觸媒之活性提昇。認為藉由形成該具有保護結構之活化體,使得具有不同分子量之複數種原料單體均容易發揮作用,以複數種原料單體作為來源之結構單元更容易無規地排列,所獲得之聚合物之低溫流動性優異。
(醇類(E1)) 醇類(E1)較佳為碳數1~20之醇,更佳為碳數1~8之醇,進而較佳為碳數1~6之醇。作為醇類之具體例,可例舉:甲醇、乙醇、1-丙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、異丁醇、第三丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-甲基-1-丁醇、1-己醇、環己醇、1-庚醇、1-辛醇、2-乙基己基醇、三苯基甲醇、1,2-乙二醇、1,2-丙二醇、苄醇、α-甲基苄醇等,較佳為第三丁醇。醇類(E1)可使用一種,或可組合使用兩種以上。
(酚類(E2)) 酚類(E2)較佳為成環碳數為6~20之酚,更佳為成環碳數為6~14之酚,進而較佳為成環碳數為6~12之酚。作為酚類之具體例,可例舉:苯酚、兒茶酚、甲酚、萘酚、4-苯基苯酚、瑞香草酚、雙酚A等。酚類(E2)可使用一種,或可組合使用兩種以上。
(醚化合物(E3)) 於醚化合物(E3)以通式R 10-O-R 11表示之情形時,R 10及R 11分別獨立地為碳數1~20之烴基、或碳數1~20之含鹵素烴基,可較好地使用R 10及R 11之總碳數為8個以下者。
作為醚化合物之具體之化合物,可例舉:二甲醚、二乙醚、二丙醚、二丁醚、二戊醚、二辛醚、二癸醚、甲基正丁基醚、甲基異丁基醚、甲基第三丁基醚、乙基正丁基醚、乙基異丁基醚、乙基第三丁基醚、甲基苯基醚、氯甲基甲基醚、氯甲基乙基醚、溴甲基甲基醚、2,2-二氯乙基甲基醚、2-氯乙基甲基醚、2-溴乙基甲基醚、2-溴乙基乙基醚、2-氯乙基乙基醚、α,α-二氯乙基乙基醚、1-氯-2,2,2-三氟乙基二氟甲基醚、2-氯-1,1,2-三氟乙基二氟甲基醚、二氟甲基-2,2,2-三氟乙醚、2-氯-1,1,2-三氟乙基甲基醚、2,2-二氯-1,1-二氟乙基甲基醚、2-溴-1,1,2-三氟乙基乙基醚、2-氯-1,1,2-三氟乙基乙基醚、乙基-1,1,2,2-四氟乙基醚、五氟丙基-1,2,2,2-四氟乙基醚、正丁基-1,1,2,2-四氟乙基醚、4-溴苯基三氟甲基醚、四氫糠氯、2-溴呋喃、3-溴呋喃、全氟-2-丁基四氫呋喃、雙(4-氟苯基)醚、2-溴乙醚、2-氯乙醚、1,2-二氯乙基乙基醚、五氟苯甲醚、2,3,5,6-五氟苯甲醚、2,4,6-三溴苯甲醚、2,3,4-三氯苯甲醚、2,4,6-三氯苯甲醚、2,4,5-三氟苯甲醚、2-溴-4-氟苯甲醚、4-溴-2-氟苯甲醚、2,4-二溴苯甲醚、α,4-二氯苯甲醚、2,3-二氯苯甲醚、2,4-二氟苯甲醚、2-溴苯甲醚、2-氯苯甲醚、2-氟苯甲醚、2-碘苯甲醚、苄基-3-溴丙醚等。醚化合物(E3)可使用一種,或可組合使用兩種以上。 作為(E)成分,可單獨使用選自由(E1)~(E3)所組成之群中者,或組合使用兩種以上。
茂金屬化合物(A)與(E)成分之比率(使用比率)[A/E]以莫耳比計,較佳為10:1~1:100,更佳為1:1~1:50,進而較佳為1:1~1:30。關於有機金屬化合物(C)與(E)成分之使用比率,相對於有機金屬化合物(C),(E)成分之莫耳比較佳為未達1,有機金屬化合物(C)與(E)成分之莫耳比較佳為10:9~1000:1。作為(E)成分之醇類(E1)一般會於聚合反應之後,作為終止劑被大量地添加。於本發明中,出乎意料的是,藉由在聚合前添加少量之(E)成分,便可提昇活性。
<溶劑> 於步驟1中,可進而混合溶劑,就將觸媒混合物之各成分均勻地混合之觀點而言,較佳為將溶劑進行混合。 作為步驟1中可使用之溶劑,較佳為選自由芳香族烴、脂環式烴、脂肪族烴及鹵化烴所組成之群中之至少一種,更佳為芳香族烴。作為芳香族烴,可例舉:苯、甲苯、二甲苯、乙基苯等,較佳為甲苯或二甲苯,更佳為甲苯。 作為脂環式烴,可例舉:環戊烷、環己烷、甲基環己烷等。 作為脂肪族烴,可例舉:戊烷、己烷、庚烷、辛烷等。 作為鹵化烴,可例舉:氯仿、二氯甲烷等。 溶劑可單獨使用一種,亦可組合兩種以上。
溶劑之使用量並無特別限定,較佳為使茂金屬化合物(A)之濃度成為0.1~10 mmol/L之量,更佳為成為0.5~5 mmol/L之量,進而較佳為成為1~3 mmol/L之量。
<混合> 步驟1係將上述成分進行混合,而獲得觸媒混合物之步驟。 步驟1中,較佳為於50℃以下進行30分鐘以上之混合。 將上述成分混合時之溫度較佳為50℃以下,更佳為40℃以下,進而較佳為30℃以下。作為下限值,較佳為0℃以上,更佳為10℃以上。 將上述成分混合時之時間較佳為30分鐘以上,更佳為30分鐘~10小時,進而較佳為1~7小時。 亦即,於步驟1中,較佳為於50℃以下混合30分鐘以上。藉由使混合時之溫度及時間處於上述範圍內,可獲得低溫流動性優異之α-烯烴聚合物。
[步驟2] 步驟2係使用上述觸媒混合物,使含有上述複數種原料單體(D)之α-烯烴進行聚合之步驟。
本發明之製造方法係使α-烯烴聚合而獲得α-烯烴聚合物者,因此步驟2中所使用之α-烯烴係α-烯烴聚合物之原料。 步驟2中所使用之α-烯烴含有上述複數種原料單體(D)。
<α-烯烴> 作為步驟2中所使用之α-烯烴,較佳為碳數3~30之α-烯烴,更佳為碳數6~20之α-烯烴,進而較佳為碳數8~14之α-烯烴。具體而言,作為α-烯烴,可例舉:丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十一烯、1-十二烯、1-十三烯、1-十四烯、1-十五烯、1-十六烯、1-十七烯、1-十八烯、1-十九烯、1-二十烯、1-二十一烯、1-二十二烯、1-二十三烯、1-二十四烯、1-二十五烯、1-二十六烯、1-二十七烯、1-二十八烯、1-二十九烯、1-三十烯等。又,作為複數種原料單體(D),可例舉:丙烯、1-丁烯、1-戊烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十一烯、1-十二烯、1-十三烯、1-十四烯、1-十五烯、1-十六烯、1-十七烯、1-十八烯、1-十九烯、1-二十烯、1-二十一烯、1-二十二烯、1-二十三烯、1-二十四烯、1-二十五烯、1-二十六烯、1-二十七烯、1-二十八烯、1-二十九烯、1-三十烯等,較佳為選自由1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、1-十一烯、1-十二烯所組成之群中之至少兩種,更佳為1-辛烯(D1)及1-十二烯(D2)。 於步驟2中所使用之α-烯烴包含1-辛烯(D1)及1-十二烯(D2)之情形時,步驟2中所使用之1-辛烯(D1)與1-十二烯(D2)之比率[D1/D2]以莫耳比計,較佳為3:7~7:3,更佳為4:6~6:4,進而較佳為4.5:5.5~5.5:4.5(45:55~55:45)。 步驟2中所使用之α-烯烴中之複數種原料單體(D)之比率較佳為70~100莫耳%,更佳為80~100莫耳%,進而較佳為90~100莫耳%,進而更佳為95~100莫耳%。步驟2中所使用之α-烯烴可僅由複數種原料單體(D)構成,亦可僅由1-辛烯(D1)及1-十二烯(D2)構成。
步驟2中所使用之α-烯烴含有上述複數種原料單體(D),因此至少使用兩種,亦可使用三種以上。較佳為兩種。 步驟2中所使用之α-烯烴可直接用於聚合反應,若藉由活性氧化鋁、分子篩等吸附劑進行處理再使用,則雜質被去除,活性有所提昇,而更佳。
於步驟2中,用作原料之α-烯烴之量較佳為200 kg以上,更佳為300 kg以上,進而較佳為400 kg以上,進而更佳為500 kg以上。認為藉由反應規模變大,而由反應器壁所造成之對觸媒活性之影響變小,所獲得之α-烯烴聚合物之低溫流動性更加優異。
<聚合> 於步驟2中,聚合方法並無特別限制,可使用塊狀聚合法、溶液聚合法、懸浮聚合法、漿料聚合法、氣相聚合法等中之任一種方法。 聚合溫度較佳為0~200℃,更佳為30~150℃,進而較佳為40~120℃,進而更佳為80~120℃。 關於相對於原料α-烯烴之觸媒之使用比率,步驟2中所使用之α-烯烴相對於步驟1中所使用之茂金屬化合物(A)之莫耳比[α-烯烴/茂金屬化合物(A)]較佳為1~10 8,更佳為100~10 6。 聚合時間較佳為5分鐘~20小時,反應壓力較佳為0~0.2 MPaG。此處,「MPaG」表示「MPa(錶壓)」。
於步驟2中,就生產性之觀點而言,較佳為於無溶劑下進行聚合,亦可使用溶劑。作為於步驟2中可使用之溶劑,較佳為選自由芳香族烴、脂環式烴、脂肪族烴及鹵化烴所組成之群中之至少一種,更佳為芳香族烴。作為芳香族烴,可例舉:苯、甲苯、二甲苯、乙基苯等,較佳為甲苯或二甲苯,更佳為甲苯。 作為脂環式烴,可例舉:環戊烷、環己烷、甲基環己烷等。 作為脂肪族烴,可例舉:戊烷、己烷、庚烷、辛烷等。 作為鹵化烴,可例舉:氯仿、二氯甲烷等。 溶劑可單獨使用一種,亦可組合兩種以上。
於步驟2中,當使α-烯烴聚合時,藉由進行氫化,而使活性有所提昇,因此較佳為氫化。使用氫時之氫分壓較佳為0.2 MPaG以下,更佳為0.1 MPaG以下。氫分壓之下限為0.01 MPaG。
步驟2係使用上述觸媒混合物而使α-烯烴進行聚合之步驟,於步驟2中,較佳為將α-烯烴與有機鋁化合物(C2)進行混合,其次,與觸媒混合物進行混合,使α-烯烴進行聚合。此處所使用之有機鋁化合物(C2)與步驟1中所使用之有機鋁化合物(C1)同樣,較佳之化合物亦同樣。有機鋁化合物(C2)與有機鋁化合物(C1)進而較佳為相同之化合物。 進而更佳為,於步驟2中,將α-烯烴與有機鋁化合物(C2)進行混合,其次,與觸媒混合物進行混合,其次,升溫至80℃以上,使α-烯烴進行聚合。較佳之聚合溫度如上所述,較佳為80~120℃。
於步驟2中,可藉由對各觸媒成分之種類、使用量、反應量、聚合溫度、溶劑進行調整,來調節α-烯烴聚合物之分子量。 步驟2之聚合較佳為於具有700 L以上之容量之反應容器中進行,更佳為於具有800 L以上之容量之反應容器中進行,進而較佳為於具有1000 L以上之容量之反應容器中進行。認為藉由反應規模變大,而由反應器壁所造成之對觸媒活性之影響變小,所獲得之α-烯烴聚合物之低溫流動性更加優異。
較佳為於步驟2之後,將單體或低聚物成分去除。作為去除方法,例如可例舉蒸餾等。
<氫化步驟> 可將步驟2中所獲得之α-烯烴聚合物直接用作潤滑油、潤滑油基油、潤滑油之添加劑,進而較佳為對其進行氫化。藉由本發明之製造方法所獲得之α-烯烴聚合物包含氫化α-烯烴聚合物,下述本發明之α-烯烴聚合物亦包含氫化α-烯烴聚合物。 藉由進行氫化,可提昇穩定性。 氫化步驟之反應條件於一般之氫化反應之條件下進行即可,較佳之條件如下所述。 於該氫化步驟中,可使用一般所使用之氣相氫化法。於觸媒使用鈀、鉑等貴金屬觸媒之情形時,較佳為將反應溫度設為60~100℃,將氫壓設為0.1~1 MPa。於使用鎳系觸媒之情形時,較佳為將反應溫度設為100~250℃,將氫壓設為0.1~20 MPa。關於觸媒量,於任一系統中,相對於步驟2中所獲得之聚合物,較佳為0.05~50質量%,反應時間較佳為2~48小時。再者,氫化反應藉由使用上述氫化觸媒而快速進行,即便是氫之顯著之吸收有所收斂,仍可進行升溫或升壓等追加操作以使殘存之微量之原料完全地氫化。
[α-烯烴聚合物] 藉由上述製造方法所獲得之α-烯烴聚合物之低溫流動性優異。 即,本發明亦包括一種藉由具備如下步驟之方法所獲得之α-烯烴聚合物:步驟1,其將如下成分進行混合,而獲得觸媒混合物:茂金屬化合物(A);可與上述茂金屬化合物(A)反應而轉化成陽離子之離子性化合物(B);有機金屬化合物(C);碳數相差2個以上之複數種原料單體(D);以及選自由醇類(E1)、酚類(E2)及醚化合物(E3)所組成之群中之至少一種之(E)成分;以及步驟2,其使用上述觸媒混合物,使含有上述複數種原料單體(D)之α-烯烴進行聚合。上述複數種原料單體(D)較佳為1-辛烯(D1)及1-十二烯(D2)。藉由此種方法所獲得之α-烯烴聚合物之低溫流動性優異。
本發明亦包括一種滿足下述式(1),且40℃動黏度為350 cSt以上、1500 cSt以下之α-烯烴聚合物。 (流動點(℃))≦0.0090×(40℃動黏度(cSt))-52          (1) 滿足上述式(1),且40℃動黏度為350 cSt以上、1500 cSt以下之α-烯烴聚合物較佳為滿足下述式(3),更佳為滿足下述式(4)。又,藉由上述製造方法所獲得之α-烯烴聚合物較佳為滿足上述式(1),且40℃動黏度為350 cSt以上、1500 cSt以下之α-烯烴聚合物,更佳為滿足下述式(3),進而較佳為滿足下述式(4)。 (流動點(℃))≦0.0095×(40℃動黏度(cSt))-54     (3) (流動點(℃))≦0.0100×(40℃動黏度(cSt))-56     (4) 40℃動黏度為350 cSt以上、1500 cSt以下,且滿足上述各式之α-烯烴聚合物之低溫流動性優異。 動黏度係依據JIS K 2283進行測定。
上述α-烯烴聚合物較佳為40℃動黏度為350~500 cSt,且流動點為-50℃以下。 上述α-烯烴聚合物較佳為滿足下述式(2)之α-烯烴聚合物。 (流動點(℃))≦0.3×(黏度指數)-103        (2) 滿足上述式(2)之α-烯烴聚合物較佳為滿足下述式(5)之α-烯烴聚合物,更佳為滿足下述式(6)之α-烯烴聚合物。又,藉由上述製造方法所獲得之α-烯烴聚合物較佳為滿足上述式(2)之α-烯烴聚合物,更佳為滿足下述式(5)之α-烯烴聚合物,進而較佳為滿足下述式(6)之α-烯烴聚合物。 (流動點(℃))≦0.3×(黏度指數)-104        (5) (流動點(℃))≦0.3×(黏度指數)-105        (6) 又,α-烯烴聚合物之黏度指數(VI)較佳為220以下,更佳為200以下,進而較佳為180以下。下限值較佳為100以上。 黏度指數係由依據JIS K 2283測得之動黏度,依據JIS K 2283進行計算而求出。
上述本發明之α-烯烴聚合物之製造方法較佳為使所獲得之α-烯烴聚合物滿足上述要件。以下具體示出。 上述本發明之α-烯烴聚合物之製造方法較佳為使所獲得之α-烯烴聚合物滿足下述式(1),且40℃動黏度為350 cSt以上、1500 cSt以下。 (流動點(℃))≦0.0090×(40℃動黏度(cSt))-52     (1) 滿足上述式(1),且40℃動黏度為350 cSt以上、1500 cSt以下之α-烯烴聚合物較佳為滿足下述式(3),更佳為滿足下述式(4)。 (流動點(℃))≦0.0095×(40℃動黏度(cSt))-54     (3) (流動點(℃))≦0.0100×(40℃動黏度(cSt))-56     (4) 40℃動黏度為350 cSt以上、1500 cSt以下,且滿足上述各式之α-烯烴聚合物之低溫流動性優異。 動黏度係依據JIS K 2283進行測定。
上述本發明之α-烯烴聚合物之製造方法較佳為所獲得之α-烯烴聚合物之40℃動黏度為350~500 cSt,且流動點為-50℃以下。 上述本發明之α-烯烴聚合物之製造方法較佳為所獲得之α-烯烴聚合物滿足下述式(2)。 (流動點(℃))≦0.3×(黏度指數)-103        (2) 藉由上述本發明之α-烯烴聚合物之製造方法所獲得之滿足式(2)之α-烯烴聚合物較佳為滿足下述式(5)之α-烯烴聚合物,更佳為滿足下述式(6)之α-烯烴聚合物。 (流動點(℃))≦0.3×(黏度指數)-104        (5) (流動點(℃))≦0.3×(黏度指數)-105        (6) 又,α-烯烴聚合物之黏度指數(VI)較佳為220以下,更佳為200以下,進而較佳為180以下。下限值較佳為100以上。 黏度指數係由依據JIS K 2283測得之動黏度,依據JIS K 2283進行計算而求出。
上述α-烯烴聚合物較佳為含有源自1-辛烯之結構單元及源自1-十二烯之結構單元。 上述α-烯烴聚合物中之源自1-辛烯之結構單元與源自1-十二烯之結構單元之合計比率較佳為90~100莫耳%。
於上述α-烯烴聚合物含有源自1-辛烯之結構單元及源自1-十二烯之結構單元之情形時,上述α-烯烴聚合物中之源自1-辛烯之結構單元與源自1-十二烯之結構單元之比率以莫耳比計,較佳為3:7~7:3,更佳為4:6~6:4,進而較佳為4.5:5.5~5.5:4.5(45:55~55:45)。
[潤滑油及潤滑油之製造方法] 含有上述α-烯烴聚合物之潤滑油亦屬於本發明。又,含有藉由上述製造方法所獲得之α-烯烴聚合物之潤滑油亦屬於本發明。
本發明之潤滑油於不損害本發明之效果之範圍內,可使用各種添加劑。 作為該等添加劑,可例舉:極壓添加劑、油性劑、耐磨劑、抗氧化劑、金屬減活劑、防銹劑及消泡劑。
因此,作為上述潤滑油之製造方法,較佳為包括如下步驟之潤滑油之製造方法,即,將藉由上述方法所獲得之α-烯烴聚合物或上述α-烯烴聚合物;以及選自由極壓添加劑、油性劑、耐磨劑、抗氧化劑、金屬減活劑、防銹劑及消泡劑所組成之群中之至少一種添加劑進行混合。
作為極壓添加劑,可例舉:硫系極壓添加劑、磷系極壓添加劑、包含硫及金屬之極壓添加劑、包含磷及金屬之極壓添加劑。該等極壓添加劑可單獨使用一種,或組合使用兩種以上。作為極壓添加劑,只要為於分子中包含硫原子及/或磷原子,可發揮出耐負荷性或耐磨性者即可。 就調配效果及經濟性之方面而言,極壓添加劑之調配量以潤滑油總量為基準,通常為0.01~30質量%左右,較佳為0.01~10質量%。
作為油性劑,可例舉:脂肪族醇、脂肪酸或脂肪酸金屬鹽等脂肪酸化合物;多元醇酯、山梨醇酐酯、甘油酯等酯化合物;脂肪族胺等胺化合物等。 就調配效果之方面而言,油性劑之調配量以潤滑油總量為基準,通常為0.1~30質量%左右,較佳為0.5~10質量%。
作為耐磨劑,可例舉:二烷基二硫代磷酸鋅(ZnDTP)、磷酸鋅、二硫醚類、硫化烯烴類、硫化油脂類、硫化酯類、硫代碳酸酯類、硫代胺基甲酸酯類、多硫化物類等含硫化合物;亞磷酸酯類、磷酸酯類、膦酸酯類、及該等之胺鹽或金屬鹽等含磷化合物;硫代亞磷酸酯類、硫代磷酸酯類、硫代膦酸酯類、及該等之胺鹽或金屬鹽等含有硫及磷之耐磨劑。 就調配效果及經濟性之觀點而言,耐磨劑之調配量以潤滑油總量為基準,通常為0.01~30質量%左右,更佳為0.01~10質量%。
作為抗氧化劑,較佳為選自由酚系抗氧化劑、胺系抗氧化劑、及二烷基二硫代磷酸鋅所組成之群中之至少一種,更佳為選自由酚系抗氧化劑及胺系抗氧化劑所組成之群中之至少一種,進而較佳為酚系抗氧化劑。 於酚系抗氧化劑中,較佳為四[亞甲基-3-(3',5-二第三丁基-4'-羥基苯基)丙酸酯]甲烷。 又,可將複數種該等抗氧化劑進行組合,亦可將該等抗氧化劑與具有過氧化物分解功能之抗氧化劑進行組合。 作為具有過氧化物分解功能之抗氧化劑,存在有機硫系抗氧化劑,二烷基二硫代磷酸鋅具有自由基捕捉功能及過氧化物分解功能這兩者。 本發明之潤滑油中所包含之抗氧化劑之量以潤滑油總量為基準,較佳為0.1質量%以上,更佳為0.2質量%以上,進而較佳為0.3質量%以上,進而更佳為0.4質量%以上。較佳為10質量%以下,可為5質量%以下,亦可為3質量%以下。
作為金屬減活劑,可例舉:苯并三唑、噻二唑等。就調配效果之方面而言,金屬減活劑之較佳之調配量以潤滑油總量為基準,通常為0.01~10質量%左右,較佳為0.01~1質量%。
作為防銹劑,可例舉:金屬系磺酸鹽、琥珀酸酯等。就調配效果之方面而言,防銹劑之調配量以潤滑油總量為基準,通常為0.01~10質量%左右,較佳為0.05~5質量%。
作為消泡劑,可例舉:甲基矽酮油、氟矽酮油、聚丙烯酸酯等。就調配效果之方面而言,消泡劑之調配量以潤滑油總量為基準,通常為0.0005~0.01質量%左右。
本發明之α-烯烴聚合物之含量於潤滑油中,較佳為55質量%以上,更佳為60質量%以上,進而較佳為80質量%以上。又,為100質量%以下,亦可僅包含本發明之α-烯烴聚合物。若處於上述範圍內,則本發明之效果得以充分發揮,可達成低耗油化、節能化、長壽命化。 [實施例]
其次,藉由實施例,進而詳細地對本發明進行說明,但本發明並不受該等例之任何限定。
α-烯烴聚合物之物性評價係藉由以下方法進行。將結果示於表1中。 (1)40℃動黏度及黏度指數 動黏度係依據JIS K 2283進行測定。黏度指數係根據動黏度,依據JIS K 2283進行計算而求出。 (2)流動點 依據JIS K 2269進行測定。
實施例1 (步驟1) 於氮氣氛圍下,向30 L不鏽鋼製容器中添加脫水至水分10 ppm以下之甲苯18.9 kg、三異丁基鋁(C1)(20%甲苯溶液)0.89 kg、第三丁醇(E1)0.0198 kg、(1,1'-二甲基亞矽烷基)(2,2'-二甲基亞矽烷基)-雙(環戊二烯基)二氯化鋯(A)30 mmol、N,N-二甲基苯銨四(五氟苯基)硼酸鹽(B)36 mmol、1-辛烯(D1)0.08 kg、1-十二烯(D2)0.12 kg,於室溫(25℃)下攪拌2小時,而獲得觸媒混合物。
(步驟2) 對內容積1.2 m 3(1200 L)之不鏽鋼製反應容器進行充分乾燥,對其內進行氮氣置換後,導入1-十二烯(D2)345 kg、1-辛烯(D1)230 kg,其次,添加三異丁基鋁(C2)(20%甲苯溶液)0.19 kg,升溫至95℃。導入氫氣0.2 MPaG,以每小時0.4 kg之速度,連續導入步驟1中所獲得之觸媒混合物。觸媒混合物導入開始後,將內溫維持於103℃並進行反應。將反應途中之反應液少量泄出,測定轉化率,於轉化率達到90%時停止反應。 進行50 Pa、250℃之減壓蒸餾,將殘留單體等去除,而獲得α-烯烴聚合物。
(氫化步驟) 向步驟2中所獲得之α-烯烴聚合物中添加以質量比計為0.25質量%之鎳觸媒後,於0.4 MPa氫氣之條件下,在150℃下反應6小時。反應結束後,藉由過濾將觸媒成分去除,而獲得無色透明之氫化α-烯烴聚合物。
實施例2 於實施例1之步驟1中,將三異丁基鋁(20%甲苯溶液)之量變更為1.2 kg,將第三丁醇之量變更為0.0440 kg,將1-辛烯之量變更為0.586 kg,將1-十二烯之量變更為0.880 kg,除此以外與實施例1同樣地操作,而獲得觸媒混合物,使用所獲得之觸媒混合物,與實施例1同樣地操作,進行步驟2及氫化步驟,而獲得α-烯烴聚合物。
比較例1 (步驟1) 於氮氣氛圍下,向500 mL之玻璃製舒倫克瓶中添加脫水至水分10 ppm以下之特級甲苯 334 mL、1-辛烯 40 mL、三異丁基鋁 24 mmol(2 mmol/mL之甲苯溶液;12 mL)、第三丁醇14.4 mmol,於室溫下攪拌1小時。其次,添加(1,1'-二甲基亞矽烷基)(2,2'-二甲基亞矽烷基)-雙(環戊二烯基)二氯化鋯 800 μmol(40 μmol/mL之甲苯溶液;20 mL)及粉末狀N,N-二甲基苯銨四(五氟苯基)硼酸鹽 0.8 mmol(640 mg),並於室溫下攪拌1小時,而製備觸媒混合液(Zr濃度2 mmol/L、總量400 mL)。
(步驟2) 對內容積30 L之不鏽鋼製高壓釜進行充分乾燥,對其內進行氮氣置換後,分別導入1-十二烯及1-辛烯8.0 kg(10.5 L)、5.4 kg(7.5 L),其次,添加三異丁基鋁 5.4 mmol,升溫至95℃。導入氫氣0.02 MPaG,使用柱塞泵,以每小時36 mL之速度,連續導入步驟1中所獲得之觸媒混合液。觸媒導入開始後,將內溫維持於102℃,並反應5小時。將反應途中之反應液少量泄出,測定轉化率。最終,所導入之(1,1'-二甲基亞矽烷基)(2,2'-二甲基亞矽烷基)-雙(環戊二烯基)二氯化鋯為504 μmol,向共聚物之轉化率為95.8質量%。 泄出反應液300 mL左右,添加離子交換水200 mL並強力地攪拌,靜置後,於約1.0×10 -4MPa之減壓下、200℃下,對有機層進行蒸餾,對甲苯、殘留單體等進行蒸餾去除,而獲得無色透明液體。進而,使用薄膜蒸餾裝置(柴田科學股份有限公司製造之分子蒸餾裝置MS-300特型,高真空排氣裝置DS-212Z),於2×10 -5MPa之減壓下、180℃下,進行薄膜蒸餾,將碳數24以下之低分子成分去除,而獲得α-烯烴聚合物。
(氫化步驟) 將步驟2中所獲得之α-烯烴聚合物添加至內容積1升之不鏽鋼製高壓釜中,添加以質量比計為1質量%之穩定化鎳觸媒(堺化學工業股份有限公司製造之SN750)後,於2 MPa氫氣之條件下,於130℃下反應6小時。反應結束後,將溫度冷卻至80℃附近後,將內容物取出,使用2 μm之過濾器,於70℃附近,對觸媒成分進行過濾分離,而獲得無色透明之氫化α-烯烴聚合物。
[表1]
表1
   實施例1 實施例2 比較例1
步驟1 觸媒組成 (Zr比) [mol/mol] 茂金屬化合物(Zr)(A) 1 1 1
取代四苯基硼酸鹽(B) 1.2 1.2 1
有機鋁化合物(C1) 30 50 30
1-辛烯(D1) 24 130 260
1-十二烯(D2) 24 130 -
醇類(E1) 9 15 18
步驟2 反應容器容量 1200 L 1200 L 30 L
α-烯烴之量[kg] 575 575 13.4
1-辛烯(D1)與1-十二烯(D2)之比率[D1/D2][mol/mol] 5/5 5/5 5/5
物性 40℃動黏度[cSt] 402 397 441
黏度指數 178 177 179
流動點[℃] -53 -52 -45
可知實施例中所獲得之α-烯烴聚合物與比較例之α-烯烴聚合物相比,雖為同樣之40℃動黏度,但流動點非常低,低溫流動性優異。因此,可知本發明之α-烯烴聚合物用作潤滑油時之性能亦優異。藉由將本發明之α-烯烴聚合物用作潤滑油,可達成低耗油化、節能化、長壽命化。

Claims (24)

  1. 一種α-烯烴聚合物之製造方法,其包括: 步驟1,其將如下成分進行混合,而獲得觸媒混合物: 茂金屬化合物(A); 可與茂金屬化合物(A)進行反應而轉化成陽離子之離子性化合物(B); 有機金屬化合物(C); 碳數相差2個以上之複數種原料單體(D);以及 選自由醇類(E1)、酚類(E2)及醚化合物(E3)所組成之群中之至少一種之(E)成分;以及 步驟2,其使用上述觸媒混合物,使含有上述複數種原料單體(D)之α-烯烴進行聚合。
  2. 如請求項1之α-烯烴聚合物之製造方法,其中上述離子性化合物(B)係可具有取代基之四苯基硼酸鹽,上述有機金屬化合物(C)係有機鋁化合物(C1)。
  3. 如請求項1之α-烯烴聚合物之製造方法,其中上述複數種原料單體(D)係1-辛烯(D1)及1-十二烯(D2)。
  4. 如請求項3之α-烯烴聚合物之製造方法,其中步驟1中所使用之1-辛烯(D1)與1-十二烯(D2)之比率[D1/D2]以莫耳比計,為4:6~6:4。
  5. 如請求項1之α-烯烴聚合物之製造方法,其中於步驟1中,上述複數種原料單體(D)之合計相對於茂金屬化合物(A)之比率[D/A]以莫耳比計,為40~300。
  6. 如請求項1之α-烯烴聚合物之製造方法,其中於步驟1中,進而混合溶劑。
  7. 如請求項1之α-烯烴聚合物之製造方法,其中於步驟1中,於50℃以下混合30分鐘以上。
  8. 如請求項1之α-烯烴聚合物之製造方法,其中於步驟2中,將α-烯烴與有機鋁化合物(C2)進行混合,其次,與觸媒混合物進行混合,使α-烯烴進行聚合。
  9. 如請求項1之α-烯烴聚合物之製造方法,其中於步驟2中,將α-烯烴與有機鋁化合物(C2)進行混合,其次,與觸媒混合物進行混合,其次,升溫至80℃以上,使α-烯烴進行聚合。
  10. 如請求項1之α-烯烴聚合物之製造方法,其中步驟2中所使用之α-烯烴中之複數種原料單體(D)之比率為90~100莫耳%。
  11. 如請求項3之α-烯烴聚合物之製造方法,其中步驟2中所使用之1-辛烯(D1)與1-十二烯(D2)之比率[D1/D2]以莫耳比計,為4:6~6:4。
  12. 如請求項1之α-烯烴聚合物之製造方法,其中茂金屬化合物(A)係雙交聯茂金屬化合物。
  13. 如請求項1之α-烯烴聚合物之製造方法,其中茂金屬化合物(A)係下述通式(I)所表示之雙交聯茂金屬化合物, [化1] (式中,R a及R b分別獨立地為下述通式-[L(R 1)(R 2)] n-所表示之連結基;X 1及X 2分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、碳數1~20之烴基、或含有選自鹵素原子、矽原子、氧原子、硫原子、氮原子及磷原子中之一種以上之原子之碳數1~20之有機基;M表示週期表第4~6族之過渡金屬;n為1~3之整數;R 1及R 2分別獨立地表示氫原子、鹵素原子、碳數1~20之烴基、或碳數1~20之含鹵素烴基;L表示週期表第14族之原子)。
  14. 如請求項1之α-烯烴聚合物之製造方法,其中茂金屬化合物(A)與(E)成分之比率[A/E]以莫耳比計,為10:1~1:100。
  15. 如請求項1之α-烯烴聚合物之製造方法,其中步驟2中之α-烯烴之量為400 kg以上。
  16. 如請求項1之α-烯烴聚合物之製造方法,其中於具有800 L以上之容量之反應容器中進行步驟2之聚合。
  17. 如請求項1之α-烯烴聚合物之製造方法,其中所獲得之α-烯烴聚合物之40℃動黏度為350~500 cSt,流動點為-50℃以下。
  18. 一種α-烯烴聚合物,其滿足下述式(1),且40℃動黏度為350 cSt以上、1500 cSt以下, (流動點(℃))≦0.0090×(40℃動黏度(cSt))-52     (1)。
  19. 如請求項18之α-烯烴聚合物,其40℃動黏度為350~500 cSt,且流動點為-50℃以下。
  20. 如請求項18之α-烯烴聚合物,其滿足下述式(2),且黏度指數為220以下, (流動點(℃))≦0.3×(黏度指數)-103        (2)。
  21. 一種α-烯烴聚合物,其藉由具有下述步驟1及步驟2之方法而獲得, 步驟1:將如下成分進行混合,而獲得觸媒混合物之步驟:茂金屬化合物(A);可與上述茂金屬化合物(A)反應而轉化成陽離子之離子性化合物(B);有機金屬化合物(C);碳數相差2個以上之複數種原料單體(D);以及選自由醇類(E1)、酚類(E2)及醚化合物(E3)所組成之群中之至少一種之(E)成分; 步驟2:使用上述觸媒混合物,使含有上述複數種原料單體(D)之α-烯烴進行聚合之步驟。
  22. 如請求項21之α-烯烴聚合物,其滿足下述式(1),且40℃動黏度為350 cSt以上、1500 cSt以下, (流動點(℃))≦0.0090×(40℃動黏度(cSt))-52          (1)。
  23. 一種潤滑油,其含有:藉由如請求項1至17中任一項之方法所獲得之α-烯烴聚合物、或如請求項18至22中任一項之α-烯烴聚合物。
  24. 一種潤滑油之製造方法,其包括將藉由如請求項1至17中任一項之方法所獲得之α-烯烴聚合物、或如請求項18至22中任一項之α-烯烴聚合物;以及選自由極壓添加劑、油性劑、耐磨劑、抗氧化劑、金屬減活劑、防銹劑及消泡劑所組成之群中之至少一種添加劑進行混合之步驟。
TW112138469A 2022-10-14 2023-10-06 α-烯烴聚合物之製造方法 TW202428636A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022165835 2022-10-14
JP2022-165835 2022-10-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202428636A true TW202428636A (zh) 2024-07-16

Family

ID=90669205

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW112138469A TW202428636A (zh) 2022-10-14 2023-10-06 α-烯烴聚合物之製造方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPWO2024080214A1 (zh)
TW (1) TW202428636A (zh)
WO (1) WO2024080214A1 (zh)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3836757B2 (ja) * 2001-06-29 2006-10-25 日本ポリプロ株式会社 オレフィンの重合方法
CN102712710A (zh) * 2010-01-26 2012-10-03 出光兴产株式会社 α-链烯烃(共)聚合物、氢化α-链烯烃(共)聚合物及含有它们的润滑油组合物
CA2905271C (en) * 2013-03-14 2021-03-09 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Methods for producing a-olefin polymer and hydrogenated a-olefin polymer

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024080214A1 (ja) 2024-04-18
JPWO2024080214A1 (zh) 2024-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6414090B2 (en) Process for producing a polymer of an α-olefin and lubricant
US9023960B2 (en) Process for producing α-olefin polymer, α-olefin polymer, and lubricating oil composition
US20120302481A1 (en) Alpha-olefin (co)polymer, hydrogenated alpha-olefin (co)polymer and lubricating oil composition containing the same
US20140309151A1 (en) 1-octene/1-decene copolymer and lubricating-oil composition containing same
WO2010084966A1 (ja) 歯車用潤滑油
US20140256997A1 (en) 1-octene, 1-decene, 1-dodecene ternary copolymer and lubricant composition containing same
US20140235909A1 (en) 1-decene/1-dodecene copolymer and lubricating-oil composition containing same
CA2905271C (en) Methods for producing a-olefin polymer and hydrogenated a-olefin polymer
TW202428636A (zh) α-烯烴聚合物之製造方法
JP2024080513A (ja) 潤滑油組成物
AU2012374047B2 (en) New catalysts for producing polyalpha-olefins