JP2005321074A - Cross-linked polyethylene pipe manufacturing method - Google Patents

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Kotaro Tsuboi
康太郎 坪井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a cross-linked polyethylene pipe which is extrusion molded while giving graft reaction to a silane compound for compatibly elongating fracture life and securing creeping performance. <P>SOLUTION: In a process for manufacturing the cross-linked polyethylene pipe, a mixture of a polyethylene resin and antioxidant agent (preferably, the antioxidant agent has a content of 0.3-1.5 wt% to the polyethylene resin) is supplied to an extruder, the plasticized resin is extrusion molded into a tubular shape while giving the graft reaction to the silane compound under the existence of radial generating agent and promoting it to be silanol under the existence of silanol catalyst, and then water cross-linking is applied to a molding. The used antioxidant agent is phenol antioxidant agent and phosphor antioxidant agent combined. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は架橋ポリエチレン管の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a crosslinked polyethylene pipe.

近年、給水給湯配管や床暖房用配管として好適に使用されている架橋ポリエチレン管は、長期に渡って高温水に晒される環境で使用されるため、材料の劣化による管の破壊寿命を長期化させることが求められている。このため、従来ポリエチレン系材料の劣化を防ぐ手段として、抗酸化剤を配合する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In recent years, cross-linked polyethylene pipes that are used favorably as hot and cold water supply pipes and floor heating pipes are used in environments where they are exposed to high-temperature water for a long period of time. It is demanded. For this reason, the method of mix | blending an antioxidant is proposed as a means to prevent degradation of a polyethylene-type material conventionally (for example, refer patent document 1).

また、一般に架橋ポリエチレン管では、高温での長期使用に必要なクリープ性能を確保するため、通常65%以上の架橋度が必要とされている。   In general, a crosslinked polyethylene pipe usually requires a degree of crosslinking of 65% or more in order to ensure the creep performance necessary for long-term use at high temperatures.

ところが、通常抗酸化剤は、上記グラフト反応における反応阻害要因となるため、添加量を増やすと架橋度が不十分になりやすく、添加量を減らすと材料の劣化防止効果が不十分になりやすいという問題があった。このため、材料の劣化を防止し管の破壊寿命を長期化しつつ、長期使用に必要なクリープ性能を確保する架橋ポリエチレン管の製造方法が求められていた。
特許第3497284号公報
However, since an antioxidant usually becomes a reaction inhibiting factor in the graft reaction, the degree of crosslinking tends to be insufficient when the amount added is increased, and the effect of preventing deterioration of the material tends to be insufficient when the amount added is decreased. There was a problem. For this reason, there has been a demand for a method for producing a crosslinked polyethylene pipe that prevents the deterioration of the material and prolongs the fracture life of the pipe while ensuring the creep performance necessary for long-term use.
Japanese Patent No. 3497284

本発明の目的は、上記従来の問題点に鑑み、シラン化合物をグラフト反応させつつ押出成形される架橋ポリエチレン管の製造方法において、破壊寿命の長期化とクリープ性能の確保を両立することができる架橋ポリエチレン管の製造方法を提供することにある。   In view of the above-described conventional problems, the object of the present invention is to provide a crosslinked polyethylene pipe that is extruded while allowing a silane compound to undergo a graft reaction. It is in providing the manufacturing method of a polyethylene pipe.

請求項1記載の架橋ポリエチレン管の製造方法は、ポリエチレン系樹脂及び抗酸化剤からなる混合物を押出機に供給し、可塑化した樹脂を、ラジカル発生剤の存在下でシラン化合物をグラフト反応させるとともに、シラノール触媒の存在下でシラノール化促進させ管状に押出成形した後に、成形体を水架橋させる架橋ポリエチレン管の製造工程において、抗酸化剤として、フェノール系抗酸化剤とリン系抗酸化剤が併用されていることを特徴とする。   The method for producing a crosslinked polyethylene pipe according to claim 1, wherein a mixture comprising a polyethylene resin and an antioxidant is supplied to an extruder, and the plasticized resin is grafted with a silane compound in the presence of a radical generator. In the production process of cross-linked polyethylene pipes, which are silanolized in the presence of a silanol catalyst, extruded into a tubular shape, and then cross-linked by water, the phenolic antioxidant and phosphorus antioxidant are used together as antioxidants It is characterized by being.

請求項2記載の架橋ポリエチレン管の製造方法は、請求項1記載の架橋ポリエチレン管の製造方法であって、抗酸化剤の含有量がポリエチレン系樹脂に対して0.3〜1.5重量%であることを特徴とする。   The method for producing a crosslinked polyethylene pipe according to claim 2 is the method for producing a crosslinked polyethylene pipe according to claim 1, wherein the content of the antioxidant is 0.3 to 1.5% by weight based on the polyethylene resin. It is characterized by being.

請求項3記載の架橋ポリエチレン管の製造方法は、請求項1又は2記載の架橋ポリエチレン管の製造方法であって、フェノール系抗酸化剤とリン系抗酸化剤との比率が1:3〜3:1の範囲で併用されたことを特徴とする。   The method for producing a crosslinked polyethylene pipe according to claim 3 is the method for producing a crosslinked polyethylene pipe according to claim 1 or 2, wherein the ratio of phenolic antioxidant to phosphorus antioxidant is 1: 3-3. : 1 in combination.

請求項4記載の架橋ポリエチレン管の製造方法は、請求項1〜3の何れか1項記載の架橋ポリエチレン管の製造方法であって、フェノール系抗酸化剤の融点が100℃以上であることを特徴とする。   The method for producing a crosslinked polyethylene pipe according to claim 4 is the method for producing a crosslinked polyethylene pipe according to any one of claims 1 to 3, wherein the melting point of the phenolic antioxidant is 100 ° C or higher. Features.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明におけるポリエチレン系樹脂としては、特に限定されないが、重合触媒としてメタロセン化合物を用いて重合されたポリエチレン系樹脂であることが好ましい。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
Although it does not specifically limit as a polyethylene-type resin in this invention, It is preferable that it is the polyethylene-type resin polymerized using the metallocene compound as a polymerization catalyst.

一般に、メタロセン化合物とは、遷移金属を、π電子系の不飽和化合物で挟んだ構造の化合物であり、チタン、ジルコニウム、ニッケル、パラジウム、ハフニウム、白金等の四価の遷移金属に、1つ又は2つ以上のシクロペンタジエン環又はその類縁体がリガンド(配位子)として存在する化合物である。   In general, a metallocene compound is a compound having a structure in which a transition metal is sandwiched between π-electron unsaturated compounds. One or more tetravalent transition metals such as titanium, zirconium, nickel, palladium, hafnium, and platinum are used. A compound in which two or more cyclopentadiene rings or analogs thereof exist as ligands.

上記リガンドとしては、例えば、シクロペンタジエニル環、インデニル環、炭化水素基、置換炭化水素基又は炭化水素一置換メタロイド基により置換されたシクロペンタジエニル環及びインデニル環、シクロペンタジエニルオリゴマー環等が挙げられる。   Examples of the ligand include, for example, a cyclopentadienyl ring, an indenyl ring, a hydrocarbon group, a substituted hydrocarbon group, or a cyclopentadienyl ring substituted with a monosubstituted hydrocarbon metalloid group, an indenyl ring, and a cyclopentadienyl oligomer ring. Etc.

これらのπ電子系の不飽和化合物以外に、例えば、塩素、臭素等の一価のアニオン又は二価のアニオンキレート、炭化水素基、アルコキシド、アミド、ホスフィド、アリールアルコシキド、アリールアミド、アリールホスフィド、アリールオキシド等が遷移金属に配位結合されていてもよい。   In addition to these π-electron unsaturated compounds, for example, monovalent or divalent anion chelates such as chlorine and bromine, hydrocarbon groups, alkoxides, amides, phosphides, arylalkoxides, arylamides, arylphosphides Fido, aryloxide, etc. may be coordinated to the transition metal.

上記シクロペンタジエニル環およびインデニル環と置換される炭化水素基としては、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、イソブチル、アミル、イソアミル、ヘキシル、2−エチルヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、セチル、フェニル等が挙げられる。   Examples of the hydrocarbon group substituted with the cyclopentadienyl ring and indenyl ring include, for example, methyl, ethyl, propyl, butyl, isobutyl, amyl, isoamyl, hexyl, 2-ethylhexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, cetyl , Phenyl and the like.

このようなメタロセン化合物としては、例えば、シクロペンタジエニルチタニウムトリス(ジメチルアミド)、メチルシクロペンタジエニルチタニウムトリス(ジメチルアミド)、ビス(シクロペンタジエニル)チタニウムジクロリド、ジメチルシリルテトラメチルシクロペンタジエニル−tert−ブチルアミドジルコニウムジクロリド、ジメチルシリルテトラメチルシクロペンタジエニル−tert−ブチルアミドハフニウムジクロリド、ジメチルシリルテトラメチルシクロペンタジエニル−p−n−ブチルフェニルアミドジルコニウムジクロリド、メチルフェニルシリルテトラメチルシクロペンタジエニル−tert−ブチルアミドハフニウムジクロリド、インデニルチタニウムトリス(ジメチルアミド)、インデニルチタニウムトリス(ジエチルアミド)、インデニルチタニウムトリス(ジ−n−プロピルアミド)、インデニルチタニウムビス(ジ−n−ブチルアミド)(ジ−n−プロピルアミド)等が挙げられる。   Examples of such metallocene compounds include cyclopentadienyl titanium tris (dimethylamide), methylcyclopentadienyl titanium tris (dimethylamide), bis (cyclopentadienyl) titanium dichloride, dimethylsilyltetramethylcyclopentadiene. Enyl-tert-butylamidozirconium dichloride, dimethylsilyltetramethylcyclopentadienyl-tert-butylamidohafnium dichloride, dimethylsilyltetramethylcyclopentadienyl-pn-butylphenylamidozirconium dichloride, methylphenylsilyltetramethylcyclo Pentadienyl-tert-butylamido hafnium dichloride, indenyl titanium tris (dimethylamide), indenyl titanium tri (Diethylamide), indenyl titanium tris (di -n- propyl amide), indenyl titanium bis (di -n- butylamide) (di -n- propyl amide) and the like.

これらのメタロセン化合物は、金属の種類や配位子の構造を変え、特定の共触媒(助触媒)と組み合わせることにより、エチレン等のオレフィンの重合の際に触媒として働く。具体的には、重合は、メタロセン化合物に共触媒としてメチルアルミノキサン(MAO)、ホウ素化合物等を添加した系で行われる。メタロセン化合物に対する共触媒の使用割合は、10〜1,000,000モル倍、好ましくは50〜5,000モル倍である。   These metallocene compounds act as catalysts in the polymerization of olefins such as ethylene by changing the type of metal and the structure of the ligand and combining with a specific cocatalyst (co-catalyst). Specifically, the polymerization is performed in a system in which methylaluminoxane (MAO), a boron compound, or the like is added to a metallocene compound as a cocatalyst. The usage ratio of the cocatalyst with respect to the metallocene compound is 10 to 1,000,000 mole times, preferably 50 to 5,000 mole times.

上記重合条件については特に制限はなく、例えば、不活性媒体を用いる溶液重合法、実質的に不活性媒体の存在しない塊状重合法、気相重合法等が利用できる。通常、重合温度は−100〜300°C、重合圧力は常圧〜100kg/cm2であるのが一般的である。 The polymerization conditions are not particularly limited, and for example, a solution polymerization method using an inert medium, a bulk polymerization method substantially free of an inert medium, a gas phase polymerization method, and the like can be used. Usually, the polymerization temperature is generally −100 to 300 ° C., and the polymerization pressure is usually atmospheric pressure to 100 kg / cm 2 .

また、上記したポリエチレン系樹脂としては、エチレンの単独重合体、エチレンとα−オレフィンの共重合体等が挙げられる。α−オレフィンとしては、例えば、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘプテン、1−オクテン等が挙げられる。   Moreover, as said polyethylene-type resin, the homopolymer of ethylene, the copolymer of ethylene and an alpha olefin, etc. are mentioned. Examples of the α-olefin include propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene, 1-heptene, 1-octene and the like.

本発明において使用されるシラン化合物は、オレフィン系不飽和結合、および、加水分解可能な有機基を持つシラン化合物である。このような特徴を備え、本発明に用いるに好ましいシラン化合物としては、例えば、ビニルトリスアルコキシランがあり、中でも、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(メトキシエトキシ)シランが好ましい。また、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルフェニルジメトキシシラン等でもよい。   The silane compound used in the present invention is a silane compound having an olefinic unsaturated bond and a hydrolyzable organic group. Examples of a silane compound having such characteristics and preferable for use in the present invention include vinyl trisalkoxylane, and among these, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, and vinyltris (methoxyethoxy) silane are preferable. Further, vinylmethyldiethoxysilane, vinylphenyldimethoxysilane, or the like may be used.

シラン化合物のオレフィン系不飽和結合部位は、ポリエチレン系樹脂中に発生した遊離ラジカル部位と反応する。そのラジカルを発生させ、しかも本発明に好ましいラジカル発生剤としては、例えば、有機ペルオキシド、有機ペルエステル等があり、中でも、ベンゾイルペルオキシド、ジクロルベンゾイルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ジ−tert−ブチルペルオキシド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ペルオキシベンゾエート)ヘキシン−3、1,4−ビス(tert−ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼン、ラウロイルペルオキシド、tert−ブチルペルアセテート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルペルオキシ)ヘキシン−3、2,5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルペルオキシ)ヘキサン、tert−ブチルペルベンゾエート、tert−ブ
チルペルフェニルアセテート、tert−ブチルペルイソブチレート、tert−ブチルペル−sec−オクトエート、tert−ブチルペルピバレート、クミルペルピバレート、tert−ブチルペルジエチルアセテート等が好ましく、その他にも、アゾ化合物があり、例えば、アゾビス−イソブチルニトリル、ジメチルアゾイソブチレート等が挙げられる。
The olefinic unsaturated bond site of the silane compound reacts with a free radical site generated in the polyethylene resin. Examples of radical generators that generate the radicals and that are preferable for the present invention include organic peroxides and organic peroxides. Among them, benzoyl peroxide, dichlorobenzoyl peroxide, dicumyl peroxide, di-tert-butyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (peroxybenzoate) hexyne-3, 1,4-bis (tert-butylperoxyisopropyl) benzene, lauroyl peroxide, tert-butyl peracetate, 2,5-dimethyl-2, 5-di (tert-butylperoxy) hexyne-3,2,5-dimethyl-2,5-di (tert-butylperoxy) hexane, tert-butylperbenzoate, tert-butylperphenylacetate, tert-butylperi Preferred are butyrate, tert-butyl per-sec-octoate, tert-butyl perpivalate, cumyl perpivalate, tert-butyl perdiethyl acetate, and other azo compounds such as azobis-isobutylnitrile, dimethyl Examples thereof include azoisobutyrate.

ラジカル発生剤としては、1分半減期温度が165℃以上190℃以下であるものを用いるのが好ましい。1分半減期温度が165℃未満であと、ラジカル発生量が反応初期段階で著しく増加するため、反応の制御が制御がむずかしくなり安定した成形条件を設定しにくくなるばかりか、ラジカル発生剤によるポリマー架橋反応から一般的にスコーチと呼ばれる見た目が透明球状のゲル化物が製品中に発生し、製品の外観悪化及び強度低下等の問題を引き起こし易い。又、190℃を超えると、可塑化した樹脂をシラン変成させる際にシラン化合物のグラフト量が少なくなるため、ゲル分率が65%以上にならず、成形品のクリープ特性が劣る。   As the radical generator, it is preferable to use one having a one-minute half-life temperature of 165 ° C. or higher and 190 ° C. or lower. When the 1-minute half-life temperature is less than 165 ° C., the amount of radical generation increases significantly at the initial stage of the reaction, which makes the control of the reaction difficult and makes it difficult to set stable molding conditions. From the cross-linking reaction, a transparent spherical gelled product generally called a scorch is generated in the product, which easily causes problems such as deterioration of the appearance of the product and a decrease in strength. On the other hand, when the temperature exceeds 190 ° C., the graft amount of the silane compound is reduced when the plasticized resin is silane-modified, so that the gel fraction does not become 65% or more and the creep characteristics of the molded product are inferior.

本発明に用いられるシラノール縮合触媒は、シラノール間の脱水縮合を促進する触媒として一般的に用いられる任意の化合物であればよく、例えば、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジオクトエート、酢酸第一錫、ナフテン酸コバルト、ナフテン酸鉛、エチルアミン、ジブチルアミン、ヘキシルアミン、ピリジン等の化合物、硫酸、塩酸等の無機塩、トルエンスルホン酸、酢酸、ステアリン酸、マレイン酸等が挙げられ、これらの1種もしくは2種以上が好適に用いられるが、中でもジブチル錫ジラウレートがより好適に用いられる。   The silanol condensation catalyst used in the present invention may be any compound generally used as a catalyst for promoting dehydration condensation between silanols. For example, dibutyltin dilaurate, dibutyltin diacetate, dibutyltin dioctoate, acetic acid Compounds such as monotin, cobalt naphthenate, lead naphthenate, ethylamine, dibutylamine, hexylamine, pyridine, inorganic salts such as sulfuric acid, hydrochloric acid, toluenesulfonic acid, acetic acid, stearic acid, maleic acid, etc. One or more are preferably used, and dibutyltin dilaurate is more preferably used.

本発明においては、抗酸化剤として、フェノール系抗酸化剤とリン系抗酸化剤が併用される。フェノール系抗酸化剤とリン系抗酸化剤が併用されることで、破壊寿命の長期化とクリープ性能の確保を両立が可能となる。   In the present invention, a phenol-based antioxidant and a phosphorus-based antioxidant are used in combination as the antioxidant. By using a phenolic antioxidant and a phosphorus antioxidant in combination, it is possible to achieve both a long fracture life and a sufficient creep performance.

上記作用効果については、必ずしも明らかではないが、本発明のような特定のグラフト反応を利用した架橋ポリエチレン管の製造方法において、フェノール系抗酸化剤が破壊寿命の長期化に寄与し、リン系抗酸化剤がクリープ特性の確保に寄与するためと推定される。   Although the above-mentioned effects are not necessarily clear, in the method for producing a crosslinked polyethylene pipe using a specific graft reaction as in the present invention, the phenol-based antioxidant contributes to the extension of the fracture life, and the phosphorus-based antioxidant. It is presumed that the oxidizer contributes to ensuring creep characteristics.

併用するフェノール系抗酸化剤とリン系抗酸化剤の含有量は、ポリエチレン系樹脂に対して0.3〜1.5重量%であることが好ましい。含有量が0.3重量%に満たない場合は特に破壊寿命が不十分になりやすく、1.5重量%を超える場合は架橋度の確保が不十分になることがある。   The content of the phenolic antioxidant and the phosphorus antioxidant used in combination is preferably 0.3 to 1.5% by weight based on the polyethylene resin. When the content is less than 0.3% by weight, the fracture life is particularly likely to be insufficient, and when it exceeds 1.5% by weight, the degree of crosslinking may be insufficient.

また、フェノール系抗酸化剤とリン系抗酸化剤との比率が1:3〜3:1の範囲で併用された場合には、破壊寿命とクリープ特性のバランスに優れる点で好ましい。フェノール系抗酸化剤の比率が小さすぎる場合は、破壊寿命が不十分になりやすく、逆にリン系抗酸化剤の比率が小さすぎる場合は、架橋度の確保が不十分になることがある。   Moreover, when the ratio of a phenolic antioxidant and a phosphorus antioxidant is used together in the range of 1: 3 to 3: 1, it is preferable in terms of excellent balance between fracture life and creep characteristics. When the ratio of the phenolic antioxidant is too small, the fracture life tends to be insufficient. Conversely, when the ratio of the phosphorus antioxidant is too small, securing of the degree of crosslinking may be insufficient.

更に、フェノール系抗酸化剤の融点が100℃以上であることが好ましい。融点が100℃に未満では拡散速度が速くなりすぎて、破壊寿命が短くなることがある。   Furthermore, the melting point of the phenolic antioxidant is preferably 100 ° C. or higher. If the melting point is less than 100 ° C., the diffusion rate becomes too fast and the fracture life may be shortened.

本発明の架橋ポリエチレン管の製造方法は、ポリエチレン系樹脂及び抗酸化剤からなる混合物を押出機に供給し、可塑化した樹脂を、ラジカル発生剤の存在下でシラン化合物をグラフト反応させるとともに、シラノール触媒の存在下でシラノール化促進させ管状に押出成形した後に、成形体を水架橋させる架橋ポリエチレン管の製造工程において、抗酸化剤として、フェノール系抗酸化剤とリン系抗酸化剤が併用されていることを特徴とするので、抗酸化剤起因のグラフト反応における反応阻害を抑制し、管の破壊寿命を長期化しつつ、長期使用に必要なクリープ性能を確保することができる。   The method for producing a crosslinked polyethylene pipe according to the present invention comprises supplying a mixture of a polyethylene resin and an antioxidant to an extruder, grafting the plasticized resin with a silane compound in the presence of a radical generator, and silanol. In the production process of a crosslinked polyethylene pipe that is silanolized in the presence of a catalyst and extruded into a tubular shape, then the molded body is water-crosslinked, a phenolic antioxidant and a phosphorus antioxidant are used in combination as antioxidants. Therefore, it is possible to suppress the reaction inhibition in the graft reaction caused by the antioxidant, and to ensure the creep performance necessary for long-term use while extending the fracture life of the tube.

抗酸化剤の含有量がポリエチレン系樹脂に対して0.3〜1.5重量%である場合、フェノール系抗酸化剤とリン系抗酸化剤との比率が1:3〜3:1の範囲で併用された場合、更に、フェノール系抗酸化剤の融点が100℃以上である場合には、破壊寿命とクリープ特性のバランスが向上し、上記効果は更に確実なものとなる。   When the content of the antioxidant is 0.3 to 1.5% by weight based on the polyethylene resin, the ratio of the phenolic antioxidant to the phosphorus antioxidant is in the range of 1: 3 to 3: 1. Further, when the melting point of the phenolic antioxidant is 100 ° C. or higher, the balance between the fracture life and the creep characteristics is improved, and the above effect is further ensured.

以下に実施例および比較例を示すことにより、本発明を更に具体的に説明する。
尚、本発明は下記実施例のみに限定されるものではない。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically by showing examples and comparative examples.
In addition, this invention is not limited only to the following Example.

(実施例1)
重合触媒としてメタロセン化合物を用いて得られたポリエチレン樹脂(ダウ・ケミカル社製、商品名「HF1030」)に対して、フェノール系抗酸化剤1(チバスペシャルティケミカルズ社製「イルガノックス1010」、融点110℃)0.25重量%、及び、リン系抗酸化剤(チバスペシャルティケミカルズ社製「イルガフォス168」、融点183℃)0.25重量%を添加して混合物を調整し、ホッパーから押出機に供給して可塑化するとともに、可塑化した樹脂中より、押出機のシリンダーに設けられた真空ベント孔から水分を除去した。
(Example 1)
For a polyethylene resin obtained by using a metallocene compound as a polymerization catalyst (trade name “HF1030” manufactured by Dow Chemical Co., Ltd.), phenolic antioxidant 1 (“Irganox 1010” manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd., melting point 110) )) 0.25% by weight and phosphorus antioxidant ("Irgaphos 168" manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd., melting point 183 ° C) 0.25% by weight was added to adjust the mixture, and the mixture was supplied from the hopper to the extruder. As a result, the water was removed from the vacuum vent hole provided in the cylinder of the extruder from the plasticized resin.

押出機内の可塑化した樹脂中に、押出機のシリンダーに設けられた注入孔から、ポリエチレン樹脂100重量部に対して、ビニルエトキシシラン3重量部とジクミルパーオキサイド(1分半減期温度173℃)0.12重量部との混合物を注入して、樹脂温度185℃に設定した押出機内にて、ラジカル発生剤の存在下でシラン化合物をグラフト反応させてシラン変成させた。次いで、シラン変成した樹脂中より、シリンダーに設けられた第2の真空ベンド孔から残存モノマーを除去した。   Into the plasticized resin in the extruder, 3 parts by weight of vinyl ethoxysilane and dicumyl peroxide (1 minute half-life temperature 173 ° C.) with respect to 100 parts by weight of polyethylene resin from the injection hole provided in the cylinder of the extruder ) 0.12 parts by weight of the mixture was injected, and the silane compound was graft-reacted in the presence of a radical generator in an extruder set at a resin temperature of 185 ° C. to modify the silane. Next, the residual monomer was removed from the second vacuum bend hole provided in the cylinder from the silane-modified resin.

その後、押出機内のシラン変成した樹脂中に、シリンダーに設けられた第2の注入孔から、ポリエチレン樹脂100重量部に対して、ジブチル錫ジラウレート0.0135重量部を注入して、シラノール化を促進させた。   Thereafter, 0.0135 parts by weight of dibutyltin dilaurate is injected into 100 parts by weight of polyethylene resin from the second injection hole provided in the cylinder into the silane-modified resin in the extruder to promote silanolization. I let you.

次に、金型より管状に押出成形した後、水雰囲気下に晒してゲル分率65%以上に水架橋させて架橋ポリエチレン管を得た。   Next, after extruding into a tubular shape from a mold, it was exposed to a water atmosphere and water cross-linked to a gel fraction of 65% or more to obtain a cross-linked polyethylene pipe.

(実施例2)
ポリエチレン樹脂に対して、フェノール系抗酸化剤1(チバスペシャルティケミカルズ社製「イルガノックス1010」、融点110℃)0.45重量%、及び、リン系抗酸化剤(チバスペシャルティケミカルズ社製「イルガフォス168」、融点183℃)0.45重量%を添加したこと以外は実施例1と同様にして架橋ポリエチレン管を得た。
(Example 2)
0.45% by weight of phenolic antioxidant 1 (“Irganox 1010” manufactured by Ciba Specialty Chemicals, melting point 110 ° C.) and polyethylene antioxidant (“Irgaphos 168 manufactured by Ciba Specialty Chemicals) relative to polyethylene resin ”, Melting point 183 ° C.) A crosslinked polyethylene tube was obtained in the same manner as in Example 1 except that 0.45% by weight was added.

(実施例3)
ポリエチレン樹脂に対して、フェノール系抗酸化剤2(チバスペシャルティケミカルズ社製「イルガノックス1330」、融点240℃)0.45重量%、及び、リン系抗酸化剤(チバスペシャルティケミカルズ社製「イルガフォス168」、融点183℃)0.45重量%を添加したこと以外は実施例1と同様にして架橋ポリエチレン管を得た。
(Example 3)
0.45% by weight of phenolic antioxidant 2 (“Irganox 1330” manufactured by Ciba Specialty Chemicals, melting point 240 ° C.) and polyethylene antioxidant (“Irgaphos 168 manufactured by Ciba Specialty Chemicals) relative to polyethylene resin ”, Melting point 183 ° C.) A crosslinked polyethylene tube was obtained in the same manner as in Example 1 except that 0.45% by weight was added.

(実施例4)
ポリエチレン樹脂に対して、フェノール系抗酸化剤1(チバスペシャルティケミカルズ社製「イルガノックス1010」、融点110℃)0.6重量%、及び、リン系抗酸化剤(チバスペシャルティケミカルズ社製「イルガフォス168」、融点183℃)0.6重量%を添加したこと以外は実施例1と同様にして架橋ポリエチレン管を得た。
Example 4
Phenolic antioxidant 1 (“Irganox 1010” manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd., melting point 110 ° C.) 0.6% by weight with respect to the polyethylene resin, and phosphorus antioxidant (“Irgaphos 168 manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.). “Melting point: 183 ° C.) A crosslinked polyethylene tube was obtained in the same manner as in Example 1 except that 0.6% by weight was added.

(比較例1)
ポリエチレン樹脂に対して、フェノール系抗酸化剤1(チバスペシャルティケミカルズ社製「イルガノックス1010」、融点110℃)0.5重量%のみを添加したこと以外は実施例1と同様にして架橋ポリエチレン管を得た。
(Comparative Example 1)
Cross-linked polyethylene pipe in the same manner as in Example 1 except that only 0.5% by weight of phenolic antioxidant 1 (“Irganox 1010” manufactured by Ciba Specialty Chemicals, melting point 110 ° C.) was added to the polyethylene resin. Got.

(比較例2)
ポリエチレン樹脂に対して、フェノール系抗酸化剤2(チバスペシャルティケミカルズ社製「イルガノックス1330」、融点240℃)0.5重量%のみを添加したこと以外は実施例1と同様にして架橋ポリエチレン管を得た。
(Comparative Example 2)
Cross-linked polyethylene pipe in the same manner as in Example 1 except that only 0.5% by weight of phenolic antioxidant 2 (“Irganox 1330” manufactured by Ciba Specialty Chemicals, melting point 240 ° C.) was added to the polyethylene resin. Got.

(比較例3)
ポリエチレン樹脂に対して、リン系抗酸化剤(チバスペシャルティケミカルズ社製「イルガフォス168」、融点183℃)0.9重量%のみを添加したこと以外は実施例1と同様にして架橋ポリエチレン管を得た。
(Comparative Example 3)
A crosslinked polyethylene tube was obtained in the same manner as in Example 1 except that only 0.9% by weight of a phosphorus-based antioxidant (“Irgaphos 168” manufactured by Ciba Specialty Chemicals, melting point 183 ° C.) was added to the polyethylene resin. It was.

得られたポリエチレン管を用いて以下の評価を行った。評価結果は表1に示した。
(破壊寿命)
破壊寿命の評価として、以下の方法で求められる抗酸化能力を測定した。抗酸化能力が大きい(時間が長い)ほど破壊寿命が優れていることを表す。
抗酸化能力測定法:DSC(示差走査熱量計)中で、酸素雰囲気下、228℃に保持し分解発熱が始まるまでの時間を測定。
(クリープ特性)
クリープ特性の評価として、以下の方法で求められる架橋度を測定した。架橋度が大きいほどクリープ特性が優れていることを表す。
架橋度測定法:架橋ポリエチレン管から切り出した試料を、キシレンを溶媒として用いたソクスレー抽出器で10時間沸点温度にて抽出し、抽出残の重量を計量して以下の式に従って求めた。
架橋度(%)=[抽出残重量(g)/抽出前の試料重量(g)]×100
The following evaluation was performed using the obtained polyethylene pipe. The evaluation results are shown in Table 1.
(Destruction life)
Antioxidant ability calculated | required with the following method as an evaluation of a destruction lifetime was measured. The greater the antioxidant capacity (the longer the time), the better the fracture life.
Antioxidant capacity measurement method: Measured in DSC (Differential Scanning Calorimeter) until the heat of decomposition starts at 228 ° C in an oxygen atmosphere.
(Creep characteristics)
As an evaluation of creep characteristics, the degree of crosslinking obtained by the following method was measured. The larger the degree of crosslinking, the better the creep characteristics.
Crosslinking degree measurement method: A sample cut out from a crosslinked polyethylene tube was extracted with a Soxhlet extractor using xylene as a solvent at a boiling point temperature for 10 hours, and the weight of the extraction residue was weighed and determined according to the following formula.
Degree of crosslinking (%) = [residual extraction weight (g) / sample weight before extraction (g)] × 100

Figure 2005321074
Figure 2005321074

表1より明らかなように、本発明の実施例においては、抗酸化能力と架橋度のバランスに優れており、破壊寿命とクリープ特性共にバランス良く発揮され得ることが判明した。   As is clear from Table 1, in the examples of the present invention, it was found that the balance between the antioxidant capacity and the degree of crosslinking was excellent, and both the fracture life and the creep characteristics could be exhibited in a well-balanced manner.

Claims (4)

ポリエチレン系樹脂及び抗酸化剤からなる混合物を押出機に供給し、可塑化した樹脂を、ラジカル発生剤の存在下でシラン化合物をグラフト反応させるとともに、シラノール触媒の存在下でシラノール化促進させ管状に押出成形した後に、成形体を水架橋させる架橋ポリエチレン管の製造工程において、抗酸化剤として、フェノール系抗酸化剤とリン系抗酸化剤が併用されていることを特徴とする架橋ポリエチレン管の製造方法。   A mixture comprising a polyethylene resin and an antioxidant is supplied to an extruder, and the plasticized resin is grafted with a silane compound in the presence of a radical generator, and the silanolization is promoted in the presence of a silanol catalyst to form a tubular shape. Production of a crosslinked polyethylene pipe characterized in that a phenolic antioxidant and a phosphorus antioxidant are used in combination as antioxidants in the production process of a crosslinked polyethylene pipe for water-crosslinking the molded body after extrusion molding Method. 抗酸化剤の含有量がポリエチレン系樹脂に対して0.3〜1.5重量%であることを特徴とする請求項1記載の架橋ポリエチレン管の製造方法。   The method for producing a crosslinked polyethylene pipe according to claim 1, wherein the content of the antioxidant is 0.3 to 1.5% by weight based on the polyethylene resin. フェノール系抗酸化剤とリン系抗酸化剤との比率が1:3〜3:1の範囲で併用されたことを特徴とする請求項1又は2記載の架橋ポリエチレン管の製造方法。   The method for producing a crosslinked polyethylene pipe according to claim 1 or 2, wherein the ratio of the phenolic antioxidant and the phosphorus antioxidant is used in the range of 1: 3 to 3: 1. フェノール系抗酸化剤の融点が100℃以上であることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項記載の架橋ポリエチレン管の製造方法。
The method for producing a crosslinked polyethylene pipe according to any one of claims 1 to 3, wherein the phenolic antioxidant has a melting point of 100 ° C or higher.
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