JP2008222896A - 変性ポリオレフィン樹脂の製造方法及び変性ポリオレフィン樹脂水性分散体組成物 - Google Patents

変性ポリオレフィン樹脂の製造方法及び変性ポリオレフィン樹脂水性分散体組成物 Download PDF

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Abstract

【構成】 少なくともエチレンとプロピレンを構成単位として有するポリオレフィン(A)に、ソルビトール類(B)と、アルキルアルキレート、アルキレングリコールアルキルエーテルアルキレート、ジアルキレングリコールアルキルエーテルアルキレートから選ばれる少なくとも1種であり、かつ、その沸点が250℃以下である有機溶剤(C)との存在下、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)と不飽和カルボン酸類(E)((メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)を除く)を、有機過酸化物(F)を用いて付加させることにより得られることを特徴とする変性ポリオレフィン樹脂の製造方法。
【効果】 本発明によれば、オレフィン基材への接着性が良好であり、また黒色異物も少ないため成型品の欠陥などが少なくなる副生成物や未反応物を抑制した変性ポリオレフィンや変性ポリオレフィン樹脂水性分散体組成物を提供することが出来る。
【選択図】なし

Description

本発明はポリオレフィンに不飽和カルボン酸及び/又はその誘導体を副生成物の発生を抑制し、効率よく付加させた変性ポリオレフィン樹脂の新規な製造方法、およびこれにより得られた変性ポリオレフィン樹脂を水に分散させたポリオレフィン樹脂の水性分散体組成物に関するものである。さらに詳しくは、(メタ)アクリル酸アルキルエステル及び不飽和カルボン酸類((メタ)アクリル酸アルキルエステルを除く)を、有機過酸化物を用いて効率よくポリオレフィンに付加し、副生成物の発生を抑制した変性ポリオレフィン樹脂の新規な製造方法、およびこれにより得られた変性ポリオレフィン樹脂を水に分散させた変性ポリオレフィン樹脂水性分散体組成物に関する。
ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリブテン等のオレフィンの単独重合体やこれらのオレフィンを主成分とする他の共重合可能な単量体との共重合体(以下、これらを総称して「ポリオレフィン」と記す)は、比較的安価で、かつ、良好な成形性、耐熱性、耐水性、耐溶剤性、機械的特性、外観等を有し、さらに異種のポリマーと共重合又はブレンドしてアロイ化したり、各種の無機材料と組み合わせて複合材料としたり、あるいは金属に積層して、より優れた特長を発揮できる材料であるため各種の成形品に加工され、多方面の分野で使用されている。しかしながら、ポリオレフィン樹脂は飽和炭化水素で構成されていて化学反応性に乏しく、また極性も低いため、極性基を有する異種のポリマー、特にポリエステル、ポリアミド、ポリフェニレンサルファイド、ポリフェニレンオキサイド等のいわゆるエンジニアリングプラスチックとは相溶性が悪く、単純に両者を配合したポリマーアロイは、耐衝撃性や機械的強度などが低く、成型品に表面剥離が生じるという問題があった。また、ポリオレフィンのみでは無機材料の分散性や接着性が不十分なため複合材料とした場合、耐衝撃性や機械的強度の低下が見られた。ポリオレフィンと金属との接着性についても不足しており、金属表面をポリオレフィンで覆うなどの加工をした場合、接着表面からの剥離などが生じる問題があった。さらにこれらポリオレフィンを使用した各種成形品は他の材料と接着したり、成形品の表面に塗装したり、印刷したりするが、ポリオレフィンは極性が低く、また化学的反応性にも乏しいため、接着性、塗装性、印刷性等が不十分であった。
これらの問題の解決には、ポリオレフィンの一部もしくは全部に極性基を持たせることが有効であり、電子線等の放射線やオゾン等でポリオレフィン樹脂を処理する方法、塩素化する方法、或いは有機過酸化物等のラジカル発生剤の存在下、不飽和カルボン酸や不飽和カルボン酸無水物およびその誘導体等のエチレン性不飽和化合物をグラフト反応させて変性する方法が知られている(例えば、特許文献1〜3参照)。
特開昭49−010890号公報 特開昭64−087611号公報 特開平01−282207号公報
不飽和カルボン酸又はその無水物等のエチレン性不飽和化合物をグラフト反応させて酸変性したポリオレフィンはポリオレフィンと他の樹脂との相溶化剤や接着剤、無機材料の分散剤や接着剤、金属への接着剤、ポリオレフィン基材等のプライマー、インキや塗料用の添加剤等として用いる事が出来る。しかしポリオレフィン基材等のプライマー、インキや塗料用の添加剤としては、性能面から多くの場合塩素化ポリオレフィンの芳香族炭化水素ワニスが使用されていた。近年、有機ハロゲンや芳香族による環境問題もあり、塩素化ポリオレフィンワニスに替わる高性能な酸変性ポリオレフィン水性分散体の使用が検討されている。
酸変性ポリオレフィンは溶剤を使用しないで混錬押出機を用いた連続生産する手法や、溶剤存在下バッチ反応を行う手法が知られている。しかし不飽和カルボン酸類や有機過酸化物を混合して反応を行うため、ポリオレフィン主鎖のラジカルによる分解による分子量低下や、未反応の不飽和カルボン酸の残留や黒色異物といった副生成物が生じ、ポリオレフィン主鎖の分子量低下や、未反応物や副生成物の混在による変性ポリオレフィンの性能低下が見られたり、黒色異物としてフィルムなどや透明性の高い成型物などで欠陥になるなどの問題を生じていた。
混錬押出機を用いた連続生産は一般的な変性反応の手法であるが、反応の熟成時間が短時間に限定されるため、未反応物が残留しやすく、副生成物の発生を抑制するものでもない。そのため未反応物や副生成物の除去は変性ポリオレフィンを溶剤に溶解させた後に再沈殿させるなどの精製工程(例えば、特許文献4参照)や、得られた変性ポリオレフィンを再加熱することで、未反応物を減少させる手法(例えば、特許文献5参照)などが提案されている。しかし、多量の有機溶剤を濾過によって分離するなどの煩雑な工程が必要となったり、再加熱によるポリオレフィンの分子量低下などの問題点がある。溶剤存在下でバッチ反応を行えば、十分な反応の熟成を行えるため、未反応物の残留は抑制しやすいが、低濃度溶液での反応となるため、グラフト化の効率は低く、副生成物が発生しやすいものであった(例えば、特許文献6、7参照)。そのため、高性能の変性ポリオレフィンを簡便な製造工程で得るためには、変性反応の際に分子量の低下を抑制し、反応効率を向上させ、副生成物の発生を抑制する技術が求められていた。
特開昭54−99193号公報 特開昭56−95914号公報 特開平06−199967号公報 特開2006−249340号公報
不飽和カルボン酸類の反応効率を向上させる手法として、無水マレイン酸といった不飽和カルボン酸類とスチレン類やメタクリル酸エステル等の不飽和化合物との併用する手法が知られており、分子量の低下も抑制されやすい事が知られている(例えば、特許文献8〜15参照)。
特開平07−173229号公報 特表平08−505181号公報 特開2001−139642号公報 特開2002−173514号公報 特開2002−234919号公報 特開2004−277619号公報 特開2006−083294号公報 特開2006−219627号公報
しかし、混錬機を用いた場合に未反応物の残留の抑制は不十分であり、黒色異物が発生しやすく、溶剤存在下バッチ反応を行った場合、トルエンやキシレンといった芳香族炭化水素を多量に使用した低濃度溶液での反応となるため、グラフト化の効率が低いものであった。また近年環境問題から、トルエンやキシレンといった芳香族炭化水素を使用しない製造工程が求められている。
本発明は、前記状況に鑑み、副生成物の発生を抑制する事で、良好な物性、機能を保持し、黒色異物による樹脂中の欠陥が少なく、さらに芳香族溶剤を含まない、変性ポリオレフィン樹脂の製造方法及びこれにより得られた変性ポリオレフィン樹脂を水に分散させた変性ポリオレフィン樹脂水性分散体組成物を提供することを技術的課題とする。
本発明者は、前記課題を解決するために、ポリオレフィンに対し、ソルビトール類と有機溶剤の存在下、(メタ)アクリル酸アルキルエステルと不飽和カルボン酸類を、有機過酸化物により付加させることにより、効率よく反応させ、未反応物の残留や副生成物の発生を抑制できることを見い出した。
具体的には、次のとおりの本発明によって解決できる。
すなわち、本発明は、少なくともエチレンとプロピレンを構成単位として有するポリオレフィン(A)に、ソルビトール類(B)とアルキルアルキレート、アルキレングリコールアルキルエーテルアルキレート、ジアルキレングリコールアルキルエーテルアルキレートから選ばれる少なくとも1種であり、かつ、その沸点が250℃以下である有機溶剤(C)の存在下、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)と不飽和カルボン酸類(E)((メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)を除く)を、有機過酸化物(F)を用いて付加させることにより得られることを特徴とする変性ポリオレフィン樹脂の製造方法である(発明1)。
また、本発明は、前記発明1の変性ポリオレフィン樹脂の製造方法において、ポリオレフィン(A)100質量部に、ソルビトール類(B)0.01質量部以上2質量部以下と有機溶剤(C)5質量部以上50質量部以下の存在下、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)0.5質量部以上30質量部以下と不飽和カルボン酸類(E)0.5質量部以上30質量部以下を、有機過酸化物(F)0.1質量部以上10質量部以下を用いて付加させることにより得られることを特徴とする変性ポリオレフィン樹脂の製造方法である(発明2)。
また、本発明は、前記発明1又は発明2の変性ポリオレフィン樹脂の製造方法において、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)と不飽和カルボン酸類(E)のモル比が(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)/不飽和カルボン酸類(E)=0.5〜2.0である変性ポリオレフィン樹脂の製造方法である(発明3)。
また、本発明は、前記発明1乃至発明3のいずれかの変性ポリオレフィン樹脂の製造方法において、ポリオレフィン(A)の重量平均分子量が10000以上200000以下であり、密度が0.85g/cm以上0.89g/cm以下である変性ポリオレフィン樹脂の製造方法である(発明4)。
また、本発明は、前記発明1乃至発明4のいずれかの変性ポリオレフィン樹脂の製造方法により得られた変性ポリオレフィンを水に分散して得られる変性ポリオレフィン樹脂水性分散体組成物である(発明5)。
本発明によれば、オレフィン基材への接着性が良好であり、また黒色異物も少ないため成型品の欠陥などが少なくなる副生成物や未反応物を抑制した変性ポリオレフィンや変性ポリオレフィン樹脂水性分散体組成物を提供することが出来る。
さらに本発明に係る変性ポリオレフィンの製造方法により製造した変性ポリオレフィン樹脂は、従来の製造方法により製造した変性ポリオレフィンに比較して未反応物の残留や副生成物の発生が抑制されたことにより、変性ポリオレフィンの性能低下が少なく、また効率よく変性反応が進行するため変性率を高くしやすい。そのため、インキや塗料の添加剤、ポリオレフィン系基材に対するプライマーや接着剤、ポリオレフィン系基材と他の樹脂との相溶化剤、ポリオレフィン系基材の改質剤としての高い性能が発揮できる。また変性ポリオレフィン樹脂の水性分散体は水性のインキや塗料の添加剤、水系のプライマーや接着剤として高い性能が発揮できる。
本発明の構成をより詳しく説明すれば次のとおりである。
本発明で使用できるポリオレフィン(A)は、少なくともエチレン及びプロピレンを含む、α−オレフィンの共重合体であり、α−オレフィンとしてはエチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、1−ドデセン、1−ドデカデセン、4−メチル−1−ペンテン等が挙げられる。共重合体としてはランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体、及びこれらの混合物が挙げられる。
本発明で用いるポリオレフィン(A)の密度は、0.85g/cm以上0.89g/cm以下である。密度が0.85g/cmより小さいポリオレフィン樹脂は一般的でなく、強度的にも不十分なポリオレフィンしか得られていないため、密度が0.85g/cm以上である事が好ましい。密度が0.89g/cm以下であることは、ポリオレフィンの結晶性が低く、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)及び不飽和カルボン酸類(E)がポリオレフィンに相溶しやすくなり、反応の効率が向上し、未反応物の残留や副生成物の発生を抑制できるために好ましい。
ポリオレフィン(A)の分子量は、好ましくは、重量平均分子量が10000以上200000以下である。重量平均分子量が10000より小さい場合に比べ、重量平均分子量が10000以上200000以下である場合は、凝集力が上がり、接着、表面改質等を行う場合にその効果が向上するため好ましい。重量平均分子量が200000より大きい場合に比べ、重量平均分子量が10000以上200000以下の場合は、流動性が向上するため、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)及び不飽和カルボン酸類(E)を均一に分散させやすく、反応の効率が向上し、未反応物の残留や副生成物の発生を抑制できるため好ましい。また重量平均分子量が200000より大きい場合であっても、熱やラジカルの存在下で減成して分子量を適当な範囲に調整する等の公知の方法で分子量を10000以上200000以下とすることで、好ましいポリオレフィン(A)として使用できる。
密度0.89g/cmを越え、重量平均分子量が200000を越える高分子量のポリオレフィン(A)の場合、結晶性が高いため軟化点が高温となり、また高分子量であるため溶融粘度もきわめて高くなる場合があり、有機溶剤(C)に対してポリオレフィン(A)は溶解性が低くなる傾向であるため、有機溶剤(C)に十分に溶解する事ができなくなる場合があるため付加反応を均一に行うことが難しくなる傾向がある。
ソルビトール類(B)は、ソルビトール及びソルビトール誘導体であり、具体的には、ソルビトール、ソルビトールモノ脂肪酸エステル、ソルビトールジ脂肪酸エステル、ソルビトールトリ脂肪酸エステル、ソルビトールモノ不飽和脂肪酸エステル、ソルビトールジ不飽和脂肪酸エステル、ソルビトールトリ不飽和脂肪酸エステル、ソルビトールモノアルキルエーテル、ソルビトールジアルキルエーテル、ソルビトールトリアルキルエーテルを挙げることができ、これらの中から選ばれる少なくとも1種以上の化合物を用いることができる。この中でも、ソルビトールが着色や黒色異物発生の防止の観点から好ましい。
ソルビトール類(B)の使用量はポリオレフィン(A)100質量部に対して0.01質量部以上2質量部以下とすることが好ましく、特に0.03質量部以上0.5質量部以下となることがより好ましい。0.01質量部よりも含有量が少ない場合に比べ、0.01質量部以上2質量部以下である場合には、副生成物であるポリマーやオリゴマー、黒色異物の発生を抑制できるため、ポリオレフィンを主体とする樹脂、基材での相溶性、接着性、付着性、塗装性、印刷性、分散性が良好となるため好ましく、0.03質量部以上0.5質量部以下である場合には、さらに副生成物の発生を抑制できるため好ましい。また、2質量部よりも多い場合に比べ、0.01質量部以上2質量部以下である場合には、変性ポリオレフィンの純度が向上するため、ポリオレフィンを主体とする樹脂、基材での相溶性、接着性、付着性、塗装性、印刷性、分散性が低下しないため好ましく、0.03質量部以上0.5質量部以下である場合には、さらに変性ポリオレフィンの純度が向上するため好ましい。
有機溶剤(C)は、アルキルアルキレート、アルキレングリコールアルキルエーテルアルキレート、ジアルキレングリコールアルキルエーテルアルキレートから選ばれる少なくとも1種であり、沸点が250℃以下である有機溶剤であればよく、具体的には、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸ブチル、酪酸エチル、酪酸プロピル、酪酸ブチルなどのアルキルアルキレート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなどのアルキレングリコールアルキルエーテルアルキレート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートなどのジアルキレングリコールアルキルエーテルアルキレートを挙げることができ、これらの中から選ばれる少なくとも1種以上の化合物を用いることができる。この中でも、130℃以上250℃以下の沸点であるプロピオン酸ブチル、酪酸ブチル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートは水素引き抜きによるグラフト化反応を進行させやすくするための高温下の反応ができるため好ましく、さらに130℃以上150℃以下の沸点であるプロピオン酸ブチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートは蒸留による除去が容易であるため好ましい。
有機溶剤(C)の使用量はポリオレフィン(A)100質量部に対して5質量部以上50質量部以下となることが好ましく、特に10質量部以上30質量部以下となることがより好ましい。5質量部よりも含有量が少ない場合に比べ、5質量部以上である場合には、有機溶剤(C)によるポリオレフィン(A)の粘性を抑えることができるため、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)、不飽和カルボン酸類(E)、有機過酸化物(F)の均一な分散が行いやすくなる。また有機溶剤(C)が還流することで、反応槽の天井や壁面等に結露した(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)、不飽和カルボン酸類(E)、有機過酸化物(F)を洗浄し、速やかに変性中のポリオレフィンに戻すここができる。これらの効果により(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)、不飽和カルボン酸類(E)が単独重合することで発生する副生成物の発生を抑制できるため、ポリオレフィンを主体とする樹脂、基材での相溶性、接着性、付着性、塗装性、印刷性、分散性が良好となるため好ましく、10質量部以上である場合には、さらに均一な分散が行いやすく、洗浄も容易に行えるため、副生成物の発生を抑制できるため好ましい。また、50質量部よりも多い場合に比べ、50質量部以下である場合には、ポリオレフィン(A)とメタクリル酸アルキルエステル(D)、不飽和カルボン酸類(E)、有機過酸化物(F)の濃度が高くなるため、グラフト化反応が進行しやすくなるため好ましく、30質量部以下である場合には、さらに反応中の濃度が高く出来るため好ましい。
(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)は、アクリル酸アルキルエステル及びメタクリル酸アルキルエステルであり、好ましくは、炭素数1以上18以下の直鎖、分岐、環状のアルキル基とのエステルであるアクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、メタクリル酸n−プロピル、アクリル酸i−プロピル、メタクリル酸i−プロピル、アクリル酸n−ブチル、メタクリル酸n−ブチル、アクリル酸i−ブチル、メタクリル酸i−ブチル、アクリル酸2−ブチル、メタクリル酸2−ブチル、アクリル酸t−ブチル、メタクリル酸t−ブチル、アクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸n−オクチル、メタクリル酸n−オクチル、アクリル酸n−ドデシル、メタクリル酸n−ドデシル、アクリル酸n−オクタデシル、メタクリル酸n−オクタデシル等から選ばれる少なくとも1種以上の化合物であり、高温下で反応を行うため、沸点が150℃以上である炭素数4以上である直鎖、分岐、環状のアルキル基を有するアルコールとアクリル酸またはメタクリル酸のエステルであるアクリル酸n−ブチル、メタクリル酸n−ブチル、アクリル酸i−ブチル、メタクリル酸i−ブチル、アクリル酸2−ブチル、メタクリル酸2−ブチル、アクリル酸t−ブチル、メタクリル酸t−ブチル、アクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸n−オクチル、メタクリル酸n−オクチル、アクリル酸n−ドデシル、メタクリル酸n−ドデシル、アクリル酸n−オクタデシル、メタクリル酸n−オクタデシル等がポリオレフィンに付加させる反応が進行しやすくより好ましい。
(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)の使用量はポリオレフィン(A)100質量部に対して0.5質量部以上30質量部以下となることが好ましく、特に1質量部以上20質量部以下となることがより好ましい。0.5質量部よりも含有量が少ない場合に比べ、0.5質量部以上である場合には、グラフト化している不飽和カルボン酸類(E)との共重合が進行し、副生成物の発生が抑制されやすくなるため好ましく、1質量部以上である場合には、グラフト鎖の共重合がさらに進行し、副生成物の発生が抑制されため好ましい。また、30質量部よりも多い場合に比べ、30質量部以下である場合には、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)のホモポリマーなどの副生成物の量が減少するため好ましく、20質量部以下である場合にはさらに副生成物の量が減少するため好ましい。
不飽和カルボン酸類(E)は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)を除く不飽和カルボン酸およびその誘導体であり、好ましくは、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、けい皮酸等の不飽和一塩基酸、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、シトラコン酸、無水シトラコン酸等の不飽和二塩基酸、及び不飽和二塩基酸とメタノール、エタノール、n−プロパノール、i−プロパノール、n−ブタノール、i−ブタノール、2−ブタノール、t−ブタノール、シクロヘキサノール、2−エチルヘキサノール、n−オクタノール、n−ドデシルアルコール、n−オクタデシルアルコール、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−i−プロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリチレングリコールモノエチルエーテル、トリチレングリコールモノブチルエーテル等とのモノエステルの群及びメチルアミン、ジメチルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、n−プロピルアミン、i−プロピルアミン、n−ブチルアミン、シクロヘキシルアミン、2−エチルヘキシルアミン、n−オクチルアミン、n−ドデシルアミン、n−オクタデシルアミン、アニリン、ベンジルアミン等とのアミド及びイミドの群から選ばれる少なくとも1種以上の化合物である。無水マレイン酸及び/又はその誘導体が単独重合性に乏しく、グラフト化反応が進行しやすいため、特に好ましい。
不飽和カルボン酸類(E)の使用量はポリオレフィン(A)100質量部に対して0.5質量部以上30質量部以下であることが好ましく、特に1質量部以上20質量部以下となることがより好ましい。0.5質量部よりも含有量が少ない場合に比べ、0.5質量部以上30質量部以下である場合には、変性ポリオレフィンに十分な極性を付与でき、ポリオレフィンを主体とする樹脂、基材での相溶性、接着性、付着性が良好となるため好ましく、1質量部以上20質量部以下である場合にさらに相溶性、接着性、付着性が良好となるため好ましい。また、30質量部よりも多い場合に比べ、0.5質量部以上30質量部以下である場合には、不飽和カルボン酸類(E)を付加させる反応の効率が向上するため、副生成物の発生が抑制されやすくなるため好ましく、1質量部以上20質量部以下である場合にはさらに反応の効率が向上し、副生成物の発生が抑制されるため好ましい。
(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)と不飽和カルボン酸類(E)の使用比率として、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)と不飽和カルボン酸類(E)のモル比が(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)/不飽和カルボン酸類(E)=0.5〜2.0であることが好ましい。前記モル比が0.5よりも少ない場合に比べ、前記モル比が0.5〜2.0である場合には、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)と不飽和カルボン酸類(E)の共重合およびグラフト化が共に効率良く起こるため、ポリオレフィンを主体とする樹脂、基材との相溶性、接着性、付着性が良好となるため好ましく、またグラフト化していない不飽和カルボン酸類(E)が減少するため、不飽和カルボン酸類(E)に由来する未反応物や黒色異物といった副生成物の発生を抑制できるため好ましい。また、前記モル比が2.0よりも大きい場合に比べ、前記モル比が0.5〜2.0である場合には、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)と不飽和カルボン酸類(E)とのグラフト化されていない共重合物が減少し、グラフト化の効率が向上し、ポリオレフィンを主体とする樹脂、基材との相溶性、接着性、付着性が良好となるため好ましく、またグラフト化していない(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)が減少するため、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)に由来する未反応物やグラフト化していないポリマーや黒色異物といった副生成物の発生を抑制できるため好ましい。
有機過酸化物(F)は、炭素原子を化合物の骨格に有する過酸化物であればよく、水素引き抜き効果を持つラジカルを発生できる過酸化物が好ましく、ケトンパーオキサイド、パーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、パーオキシエステル、パーオキシジカーボネート、アルキルパーオキシカーボネートが挙げられ、具体的には、ジイソブチリル パーオキサイド、クミル パーオキシネオデカネート、ジ−n−プロピル パーオキシジカーボネート、ジイソプロピル パーオキシジカーボネート、ジ−sec−ブチル パーオキシジカーボネート、1,1,3,3−テトラメチルブチル パーオキシネオデカネート、ジ(4−t−ブチルシクロヘキシル) パーオキシジカーボネート、1−シクロヘキシル−1−メチルエチル パーオキシネオデカネート、ジ(2−エトキシエチル) パーオキシジカーボネート、ジ(2−エチルヘキシル) パーオキシジカーボネート、t−ヘキシル パーオキシネオデカネート、ジメトキシブチル パーオキシジカーボネート、t−ブチル パーオキシネオデカネート、t−ヘキシル パーオキシピバレート、t−ブチル パーオキシピバレート、ジ(3,3,5−トリメチルヘキサノイル) パーオキシド、ジ−n−オクタノイル パーオキサイド、ジラウロイル パーオキサイド、ジステアロイル パーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチル パーオキシ−2−エチルヘキサネート、ジコハク酸パーオキシド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(2−エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサン、t−ヘキシル パーオキシ−2−エチルヘキサネート、ジ(4−メチルベンゾイル) パーオキシド、t−ブチル パーオキシ−2−エチルヘキサネート、ジベンゾイル パーオキサイド、t−ブチル パーオキシイソブチレート、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)−2−メチルシクロヘキサネート、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサネート、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ジ(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2−ジ(4,4−ジ−(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン)プロパン、t−ヘキシル パーオキシ イソプロピル モノカーボネート、t−ブチル パーオキシ マレイックアシッド、t−ブチル パーオキシ−3,3,5−トリメチルヘキサネート、t−ブチル パーオキシラウレート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(3−メチルベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチル パーオキシ−2−エチルヘキシル モノカーボネート、t−ヘキシル パーオキシベンゾエート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチルパーオキシアセテート、2,2−ジ−(t−ブチルパーオキシ)ブタン、t−ブチルパーオキシベンゾエート、n−ブチル 4,4−ジ−(t−ブチルパーオキシ)バレラート、ジ(2−t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、ジクミル パーオキサイド、ジ−t−ヘキシル パーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、t−ブチル クミル パーオキサイド、ジ−t−ブチル パーオキサイド、p−メンタン ヒドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼン ヒドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチル ヒドロパーオキサイド、クメン ヒドロパーオキサイド、t−ブチル ヒドロパーオキサイド等が挙げられる。これらは、一種単独で用いてもよく、二種類以上を組み合わせて用いてもよい。
また有機過酸化物(F)は水酸基および芳香環を含まない構造であることが好ましく、水酸基および芳香環を含む有機過酸化物に比べ、含まない構造の有機過酸化物を用いた場合、副生成物の発生が抑制され、得られる変性ポリオレフィンの着色が少なくなり好ましい。ポリオレフィン(A)に(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)及び不飽和カルボン酸類(E)を付加させる反応は、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)及び不飽和カルボン酸類(E)と有機過酸化物(F)とをポリオレフィン(A)に相溶させるためにも、ポリオレフィン(A)の軟化、溶融する軟化点以上の高い温度で行う必要があり、一方で該付加反応を行うにあたり、有機過酸化物によるポリオレフィン(A)の減成は出来るだけ抑制することが好ましいため、できるだけ低温の温度領域が好ましい。このため、有機過酸化物(C)の1時間半減期分解温度が110〜160℃の範囲であることが好ましい。特にt−ブチルパーオキシ 2−エチルヘキシルモノカーボネート、ジ−t−ヘキシルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイドなど1時間半減期分解温度が110〜160℃の範囲にある有機過酸化物であることが好ましい。
有機過酸化物(F)の使用量はポリオレフィン(A)100質量部に対して0.1質量部以上10質量部以下となることが好ましく、特に0.2質量部以上5質量部以下となることがより好ましい。0.1質量部よりも含有量が少ない場合に比べ、0.1質量部以上10質量部以下である場合には、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)及び不飽和カルボン酸類(E)を付加させる反応の効率が向上するため好ましく、0.2質量部以上5質量部以下である場合には更に反応の効率が向上するため好ましい。また、10質量部よりも多い場合に比べ、0.1質量部以上10質量部以下である場合には、有機過酸化物により発生するラジカルによるポリオレフィン鎖の切断が抑制されるため、低分子量成分が少なくなり、相溶性、接着性、付着性が良好となるため好ましく、0.2質量部以上5質量部以下である場合には更に低分子量成分の発生が抑制されためより好ましい。
本発明の変性ポリオレフィンは、使用する目的に応じて製造の際、安定性を調整するための安定剤を添加することができる。安定剤としてはヒドロキノン、ベンゾキノン、ニトロソフェニルヒドロキシ化合物、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト等のフォスファイト化合物類、ペンタエリスリチル−テトラキス[3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]等のペンタエリスリトールエステル類等、公知の化合物が挙げられる。
本発明では、本願発明の効果を阻害しない限り、上記(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)と不飽和カルボン酸類(E)以外のエチレン性不飽和化合物を、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)と不飽和カルボン酸類(E)と同時に使用することができる。ここでいうエチレン性不飽和化合物としては、スチレン、α−メチルスチレン、ジビニルベンゼン等のスチレン系モノマー、エチレン、プロピレン、ブテン等のオレフィン、ブタジエン、イソプレン等のアルカジエン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルのようなビニルエステル、イソブチルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、ジエチレングリコールモノビニルエーテル、4−ヒドロキシブチルビニルエーテルのようなビニルエーテル等が挙げられる。これらエチレン性不飽和化合物は単独で用いても良いし、2種以上を併用することもできる。エチレン性不飽和化合物の使用量は、本願発明の効果を阻害しないためには(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)と不飽和カルボン酸類(E)の合計量を100質量部とした場合に15質量部以下であることが好ましい。
(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)と不飽和カルボン酸類(E)をポリオレフィン(A)にグラフト反応させる方法は、ポリオレフィン(A)を軟化点以上の温度にすることで、ソルビトール類(B)とアルキルアルキレート、アルキレングリコールアルキルエーテルアルキレート、ジアルキレングリコールアルキルエーテルアルキレートであり、沸点が250℃以下である少なくとも1種の有機溶剤(C)を溶解し、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)と不飽和カルボン酸類(E)((メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)を除く)と有機過酸化物(F)を添加し反応させることで行える。グラフト化させる反応はポリオレフィンが溶融する以上の温度であればかまわないが、水素引き抜き反応が進行しやすい様に、130℃以上で行う事が望ましく、過酸化物によるポリオレフィンの分子量低下を抑制するため200℃以下で行う事が望ましい。(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)と不飽和カルボン酸類(E)と有機過酸化物(F)の添加方法としては、一括添加、溶液に希釈しての添加、分割添加、滴下による連続式の添加方法などが適宜選択でき、添加順序も適宜選択できる。また、反応終了時に減圧工程を設け、有機溶剤(C)や、残留した(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)、不飽和カルボン酸類(E)、有機過酸化物(F)、有機過酸化物(F)の分解物を取り除くこともできる。
変性ポリオレフィン樹脂は乳化剤や保護コロイドを用いて水に分散し変性ポリオレフィン樹脂水性分散体組成物とすることができる。乳化方法としては、変性ポリオレフィン樹脂を油溶性の溶剤に溶かした溶液と乳化剤や保護コロイド及び水を混合し、ホモジナイザー処理した後、溶剤を留去し、水中油型エマルションを製造するいわゆる溶剤法、高温下で溶融ポリオレフィン樹脂と乳化剤や保護コロイド及び水を混合し、ホモジナイザーを通して水中油型エマルションを製造するいわゆるメカニカル法、高温下で溶融ポリオレフィン樹脂と乳化剤や保護コロイド及び一部の水を混合し、油中水型エマルションを形成し、その後、反転水を添加し水中油型エマルションに相転移させるいわゆる転相法が用いられる。また、高剪断型回転式乳化分散機を用いて水中油型エマルションを形成するメカニカル法も用いることが出来る。
変性ポリオレフィン樹脂は水に分散する際に不飽和カルボン酸類(E)に由来するカルボキシル基を塩基性物質により中和することもできる。塩基性物質としては水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属、水酸化カルシウムなどのアルカリ土類金属、アンモニウム、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、エタノールアミン、イソプロピルアミン、プロパノールアミン、2−メチル−2−アミノプロパノール、ジエタノールアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、ジメチルアミン、トリエチルアミン、モルホリン、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリン等の有機アミン化合物が挙げられ、これらの1種もしくは2種以上を用いることができる。
塩基性物質を加えるのは、カルボキシル基を中和し、イオン化して水への分散を良好にするためである。中和によって生成したカルボキシルアニオン間の電気反発によって、微粒子間の凝集が防がれ、水性分散液の安定性が付与される。
変性ポリオレフィン樹脂の乳化剤としては、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルなどのポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレートなどのポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等のノニオン性界面活性剤や、ラウリル硫酸及びラウリル硫酸塩(以下、ラウリル硫酸(塩)のように略する場合がある)、ドデシルベンゼンスルホン酸(塩)、ジアルキルスルホコハク酸(塩)、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸(塩)、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸(塩)、脂肪酸(塩)、アルケニルコハク酸(塩)等のアニオン性界面活性剤、またカチオン性や両性の界面活性剤が挙げられる。ここで塩はナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩、カルシウム塩などのアルカリ土類金属塩、アンモニウム塩並びにトリエチルアミン塩などのアミン塩を示す。
変性ポリオレフィン樹脂の保護コロイドとしては、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリアクリルアミド、澱粉、カルボキシメチルセルロースなどが挙げられる。これら乳化剤や保護コロイドは1種もしくは2種以上を用いることができる。
水性分散液のpHは特に制限されるものではないが、好ましくは6〜11、さらに好ましくは7〜9である。水性分散液のpHが6〜11の方が、変性ポリオレフィン中のカルボキシル基が中和され、イオン化して水への分散を良好にするため水性分散液の貯蔵安定性が良好であり好ましく、pHが7〜9である場合には、変性ポリオレフィン中のカルボキシル基の中和が進み、水性分散液の貯蔵安定性が良好となるためさらに好ましい。他方、水性分散液のpHが6〜11であると、水分散液中に遊離の塩基性物質が過剰に存在しないため、塗膜の付着性、耐水性が良好となるため好ましく、pHが7〜9の場合には、水分散液中に遊離の塩基性物質がさらに減少し、塗膜の付着性、耐水性が良好となるためより好ましい。である。また有機アミンを使用した場合には遊離の塩基を抑えることでアミン臭も抑えられ、水性塗料組成物等の塗料やインキ等の用途での使用の際、臭気による制限が少なくなるため好ましい。
本発明の水性分散液はその他の成分として、有機溶剤を含有させることもできる。有機溶剤を含有させると、作業性が向上し、顔料等、上記その他の成分の分散性が高くなる。しかし、有機溶剤を含有させない方がエマルションの貯蔵安定性が高く、最近のVOC規制にも適合し好ましい。有機溶剤としては、ヘキサン、へプタン、オクタン等の脂肪族炭化水素類、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、シクロへプタン等の脂環式炭化水素類、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸アミン等のエステル類、n−ブチルエーテル、イソブチルエーテル等のエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、2−ブタノール、イソブタノール、t−ブタノール、n−プロピレングリコール、イソプロピレングリコール等のアルコール類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート等のセロソルブ類、ジエチレングリコールモノエチルエーテル等のカービトール類、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル等のプロピレングリコールモノアルキルエーテル類、ジオキサン、N−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジアセトンアルコール等のその他の溶剤類等を挙げることができる。
また水性分散液の調製を前記溶剤法にて行う場合に、変性ポリオレフィンを溶解する溶剤として、また水性分散液のその他の成分として、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類も使用することができる。但し、近年の環境問題から芳香族炭化水素類の使用はできるだけ避けるべきである。
変性ポリオレフィン樹脂水性分散体組成物の固形分濃度は特に制限は無いが、取り扱いやすい分散液としては固形分濃度が1重量%以上60重量%以下にすることが好ましく、10重量%以上50重量%以下にすることがより好ましい。
変性ポリオレフィン樹脂水性分散体組成物は、安定剤、添加剤、顔料、充填剤、有機溶剤等を含有していてもよく、この場合、安定剤、添加剤、顔料、充填剤、有機溶剤等が水に溶解していても分散していてもよい。
かくして得られた変性ポリオレフィン及び変性ポリオレフィン水性分散体は、例えば、塗料バインダー、インキ用バインダー、プライマーとして使用でき、特にポリオレフィン系の樹脂や複合材料に対する塗装の際に、密着性、塗装性などが優れる。またヒートシール剤や接着剤および接着剤の改質剤として使用でき、特にポリオレフィン系の樹脂や複合材料と他の樹脂や金属、ガラス等との接着において接着性が優れる。他にもフィルム、シート、構造材料、建築材料、自動車部品、電気・電子製品、包装材料等のポリオレフィン系の樹脂や複合材料を作成する際に、ポリオレフィン系樹脂と他の樹脂との相溶化剤や、複合化する材料をポリオレフィンへ分散させ易くする分散剤等の改質剤やガラス繊維のサイジング剤としても使用できる。
本発明の変性ポリオレフィンはそのままでも塗料バインダー、インキ用バインダー、プライマー、接着剤、相溶化剤、分散剤や改質剤として機能し得るものであるが、使用目的にて様々な添加剤を加えることもできる。添加剤としては、フェノール系安定剤、フォスファイト系安定剤、アミン系安定剤、アミド系安定剤、老化防止剤、耐候安定剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤などの安定剤、揺変剤、増粘剤、消泡剤、表面調整剤、耐候剤、顔料、顔料分散剤、帯電防止剤、滑剤、核剤、難燃剤、油剤、染料などの添加剤、酸化チタン、酸化亜鉛などの遷移金属化合物、カーボンブラック等の顔料、ガラス繊維、炭素繊維、チタン酸カリウム繊維、ウオラストナイト、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、タルク、ガラスフレーク、硫酸バリウム、クレー、カオリン、微粉末シリカ、マイカ、珪酸カルシウム、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、アルミナ、セライトなどの無機、有機の充填剤等が挙げられる。
本発明の変性ポリオレフィンは他樹脂との相溶性にも優れることから、必要に応じてウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂、シリコン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、硝化綿等の他樹脂をブレンドしてもよい。
本発明の変性ポリオレフィン樹脂は室温では固体状態であるため、ブロック状、板状、棒状、ペレット状、ストランド状の形状の変性ポリオレフィンとして得られるが、有機溶剤に溶解または分散した状態として得る事もできる。
本発明の変性ポリオレフィンを有機溶剤に溶解または分散した状態として得る場合、ヘキサン、へプタン、オクタン等の飽和脂肪族炭化水素類、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、シクロへプタン、メチルシクロヘプタン等の飽和脂環式炭化水素類、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸イソブチル等のエチレン性の二重結合を含まないエステル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のエチレン性の二重結合を含まないケトン類、n−ブチルエーテル、イソブチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、エチレングリコールジアルキルエーテル、ジオキサン等のエチレン性の二重結合を含まないエーテル類、メタノ−ル、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコールなどのエチレン性の二重結合を含まないアルコール類等を使用できる。変性ポリオレフィンの固形分濃度は特に制限は無いが、取り扱いやすい液体としては固形分濃度が1重量%〜50重量%程度にすることが望ましい。また変性ポリオレフィンの溶液または分散液中に安定剤、添加剤、顔料、充填剤等を含有していてもよく、この場合、安定剤、添加剤、顔料、充填剤等が溶媒に溶解していても分散していてもよい。
また変性ポリオレフィンを有機溶剤に溶解または分散した状態として得る場合、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類も使用することができる。但し、近年の環境問題から芳香族炭化水素類の使用は好ましくない。
本発明の変性ポリオレフィンの製造方法を、以下具体的に示す。
本発明を実施例及び比較例によりさらに具体的に説明するに先立ち、各実施例及び比較例において用いたポリオレフィン(A)、ソルビトール類(B)、アルキルアルキレート、アルキレングリコールアルキルエーテルアルキレート、ジアルキレングリコールアルキルエーテルアルキレートであり、かつ、その沸点が250℃以下である少なくとも1種の有機溶剤(C)、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)、不飽和カルボン酸類(E)、有機過酸化物(F)について述べる。
なお、以下において「部」及び「%」は特記しない限りすべて重量基準である。
実施例・比較例用のポリオレフィン(A−1)。
密度が0.87g/cm、重量平均分子量が92,000であり、軟化点107℃、エチレン、プロピレン、1−ブテンの共重合体であるVESTOPLAST750(デグサジャパン株式会社製)をポリオレフィン(A−1)とした。なお、分子量はゲルパーミネーションクロマトグラフィー(東ソ株式会社製:HLC−8120GPC、標準物質ポリスチレン)を用いて測定し、軟化点はJIS K 6863に準拠した環球法により測定した。測定値を表1に示す。
実施例・比較例用のポリオレフィン(A−2)。
密度が0.87g/cm、重量平均分子量が118,000であり、軟化点108℃、エチレン、プロピレン、1−ブテンの共重合体であるVESTOPLAST792(デグサジャパン株式会社製)をポリオレフィン(A−2)とした。
実施例・比較例用のポリオレフィン(A−3)。
密度が0.88g/cm、重量平均分子量が56,000であり、軟化点85℃、エチレン、プロピレンの共重合体であるLICOCENE PP 1602(クラリアントジャパン株式会社製)をポリオレフィン(A−3)とした。なお、分子量はゲルパーミネーションクロマトグラフィー(前出)を用いて測定し、軟化点はJIS K 6863に準拠した環球法により測定した。測定値を表1に示す。
実施例・比較例用のポリオレフィン(A−4)。
密度が0.89g/cm、重量平均分子量が58,000であり、軟化点100℃、エチレン、プロピレンの共重合体であるLICOCENE PP 2602(クラリアントジャパン株式会社製)をポリオレフィン(A−4)とした。なお、分子量はゲルパーミネーションクロマトグラフィー(前出)を用いて測定し、軟化点はJIS K 6863に準拠した環球法により測定した。測定値を表1に示す。
比較例用のポリオレフィン(A−5)。
密度が0.89g/cm、重量平均分子量が8,000であり、軟化点120℃、エチレン、プロピレンの共重合体であるLICOCENE PP 4202(クラリアントジャパン株式会社製)をポリオレフィン(A−5)とした。なお、分子量はゲルパーミネーションクロマトグラフィー(前出)を用いて測定し、軟化点はJIS K 6863に準拠した環球法により測定した。測定値を表1に示す。
比較例用のポリオレフィン(A−6)。
密度が0.92g/cm、重量平均分子量が8,200であり、軟化点118℃、エチレンの重合体であるハイワックス720P(三井化学株式会社製)をポリオレフィン(A−6)とした。なお、分子量はゲルパーミネーションクロマトグラフィー(前出)を用いて測定し、軟化点はJIS K 2207に準拠した環球法により測定した。測定値を表1に示す。
Figure 2008222896
実施例・比較例用のソルビトール類(B)。
ソルビトールを(B−1)、ソルビタンラウレートを(B−2)とした。
実施例・比較例用の有機溶剤(C)。
アルキルアルキレート、アルキレングリコールアルキルエーテルアルキレート、ジアルキレングリコールアルキルエーテルアルキレートであり、沸点が250℃以下である少なくとも1種の有機溶剤(C)として、沸点146℃のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを(C−1)、沸点210℃のジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテートを(C−2)、沸点127℃の酢酸ブチルを(C−3)、沸点145℃のプロピオン酸ブチルを(C−4)、沸点188℃のエチレングリコールモノブチルエーテルアセテートを(C−5)、沸点164℃の酪酸ブチルを(C−6)とした。比較例用の有機溶剤としては沸点138℃のキシレンを使用した。
実施例・比較例用の(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)。
ラウリルメタクリレートを(D−1)、2−エチルヘキシルアクリレートを(D−2)、メタクリル酸メチルを(D−3)、シクロヘキシルメタクリレートを(D−4)、n−ブチルメタクリレートを(D−5)とした。
実施例・比較例用の不飽和カルボン酸類(E)。
無水マレイン酸を(E−1)、イタコン酸を(E−2)、メタクリル酸を(E−3)、フェニルマレイミドを(E−4)、マレイン酸i−ブタノールハーフエステルを(E−5)とした。
実施例・比較例用の有機過酸化物(F)。
ジ−t−ブチル パーオキサイド(日本油脂株式会社製:パーブチルD)を(F−1)、1,1,3,3,−テトラメチルブチル ヒドロパーオキサイド(日本油脂株式会社製:パーオクタH)を(F−2)、t−ブチル パーオキシ ベンゾエート(日本油脂株式会社製:パーブチルZ)を(F−3)、ジ−t−ヘキシル パーオキサイド(日本油脂株式会社製:パーヘキシルD)を(F−4)、t−ブチルパーオキシ 2−エチルヘキシルモノカーボネート(日本油脂株式会社製:パーブチルE)を(F−5)とした。有機過酸化物(F)の1時間半減期分解温度(日本油脂株式会社、有機過酸化物カタログ(第9版)より引用)を表2に示す。
Figure 2008222896
<変性ポリオレフィンのグラフト率>
実施例、比較例の変性ポリオレフィン5gをキシレン100gに加熱溶解後、アセトン500gに投入し、析出物を濾過、乾燥して変性ポリオレフィンの精製物を得た。変性ポリオレフィンの精製物のH−NMR測定を行い、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)のグラフト量、不飽和ジカルボン酸類(E)のグラフト量を求めた。(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)のグラフト率及び不飽和ジカルボン酸類(E)のグラフト率は式(1)、式(2)によって得られた値とした。
(D)グラフト率=((D)グラフト量)/((D)仕込み量)×100 式(1)
(E)グラフト率=((E)グラフト量)/((E)仕込み量)×100 式(2)
<変性ポリオレフィンの溶融粘度>
実施例、比較例の変性ポリオレフィンの溶融粘度は、フローテスター(株式会社島津製作所製:CFT−500D)を用いて測定し、実施例16を除き190℃で測定を行い、実施例16は140℃で測定することで得た値である。なお、加重は0.49MPa、ダイは内径×長さ=1mm×10mmにて測定を行った。
<変性ポリオレフィンの軟化点>
実施例、比較例の軟化点は、加重を0.49MPa、ダイを内径×長さ=1mm×10mmとし、フローテスター(株式会社島津製作所製:CFT−500D)によるT1/2法により得た値である。
<変性ポリオレフィンの分子量>
実施例、比較例の変性ポリオレフィンの分子量はゲルパーミネーションクロマトグラフィー(東ソ株式会社製:HLC−8120GPC、標準物質ポリスチレン)を用いて測定により得た値である。
<変性ポリオレフィンの黒色異物>
実施例、比較例の変性ポリオレフィンの黒色異物は変性ポリオレフィン1000gを溶融し、24cm×35cmのバットに流し込み、黒色異物の大きさと数を目視で確認した。
(実施例1)実施例用の変性ポリオレフィン(G−1)の製造。
攪拌機、温度計、還流冷却器及び窒素ガス導入管を備えた3000mlセパラフラスコに、ポリオレフィン(A−1)1000g、ソルビトール(B−1)30g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(C−1)200gを入れ、窒素雰囲気下、170℃に保たれた油浴中で溶融を行い、攪拌を行いながら系内が160℃になるように油浴の温度を調整した。系内が溶融した後、攪拌を行い均一な状態としながら、ラウリルメタクリレート(D−1)20gと無水マレイン酸(E−1)12g添加した後、パーブチルD(F−1)2gを添加した。系内を200℃に保ったまま、30分間反応を継続したあと、ラウリルメタクリレート(D−1)20gと無水マレイン酸(E−1)12g添加した後、パーブチルD(F−1)2gを添加した。同様にしてラウリルメタクリレート(D−1)と無水マレイン酸(E−1)とパーブチルD(F−1)の添加を30分毎に合計5回行い、ラウリルメタクリレート(D−1)の添加量の合計が100g、無水マレイン酸(E−1)の添加量の合計が60g、パーブチルD(F−1)の添加量の合計が10gになるようにした。
添加終了後、160℃で2時間反応を行った後、アスピレーターでフラスコ内を減圧しながら、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(C−1)と未反応のラウリルメタクリレート(D−1)と無水マレイン酸(E−1)とパーブチルD(F−1)およびパーブチルD(F−1)が分解した低分子の化合物の除去を2時間行い、減圧終了後、反応物を取り出し、冷却することで、淡黄色の(メタ)アクリル酸アルキルエステルと不飽和カルボン酸類で変性した変性ポリオレフィン(G−1)の固形品を得た。
得られた変性ポリオレフィン(G−1)の溶融粘度(190℃)は11.3Pa・s、軟化点は102℃、重量平均分子量は83,000であった。ラウリルメタクリレート(D−1)の85重量%と無水マレイン酸(E−1)の79重量%がグラフト反応しており、1mm以下の黒色異物が7点見られた。使用した材料、当量比、反応温度を表3に示し、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)及び不飽和カルボン酸類(E)のグラフト率、溶融粘度、分子量の測定値、軟化点、黒色異物の大きさ、数を表4に示す。
(実施例2)実施例用の変性ポリオレフィン(G−2)の製造。
攪拌機、温度計、還流冷却器及び窒素ガス導入管を備えた3000mlセパラフラスコに、ポリオレフィン(A−1)1000g、ソルビタンラウレート(B−2)10g、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(C−2)30gを入れ、窒素雰囲気下、180℃に保たれた油浴中で溶融を行い、攪拌を行いながら系内が200℃になるように油浴の温度を調整した。系内が溶融した後、攪拌を行い均一な状態としながら、2−エチルヘキシルアクリレート(D−2)10gと無水マレイン酸(E−1)10g添加した後、パーオクタH(F−2)2gを添加した。系内を200℃に保ったまま、30分間反応を継続したあと、2−エチルヘキシルアクリレート(D−2)10gと無水マレイン酸(E−1)10g添加した後、パーオクタH(F−2)2gを添加した。同様にしてラウリルメタクリレート(D−1)と無水マレイン酸(E−1)とパーオクタH(F−2)の添加を30分毎に合計5回行い、2−エチルヘキシルアクリレート(D−2)の添加量の合計が50g、無水マレイン酸(E−1)の添加量の合計が50g、パーオクタH(F−2)の添加量の合計が10gになるようにした。
添加終了後、200℃で2時間反応を行った後、アスピレーターでフラスコ内を減圧しながら、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート(C−2)と未反応の2−エチルヘキシルアクリレート(D−2)と無水マレイン酸(E−1)とパーオクタH(F−2)およびパーオクタH(F−2)が分解した低分子の化合物の除去を2時間行い、減圧終了後、反応物を取り出し、冷却することで、黒褐色の(メタ)アクリル酸アルキルエステルと不飽和カルボン酸類で変性した変性ポリオレフィン(G−2)の固形品を得た。
得られた変性ポリオレフィン(G−2)の溶融粘度(190℃)は4.3Pa・s、軟化点は99℃、重量平均分子量は57000であった。2−エチルヘキシルアクリレート(D−2)の82重量%と無水マレイン酸(E−1)の81重量%がグラフト反応しており、1mm以下の黒色異物が10点見られた。使用した材料、当量比、反応温度を表3に示し、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)及び不飽和カルボン酸類(E)のグラフト率、溶融粘度、分子量の測定値、軟化点、黒色異物の大きさ、数を表4に示す。
(実施例3)実施例用の変性ポリオレフィン(G−3)の製造。
攪拌機、温度計、還流冷却器及び窒素ガス導入管を備えた5000mlセパラフラスコに、ポリオレフィン(A−2)1000g、ソルビタンラウレート(B−2)0.1g、酢酸ブチル(C−3)200gを入れ、窒素雰囲気下、140℃に保たれた油浴中で溶融を行い、攪拌を行いながら系内が130℃になるように油浴の温度を調整した。系内が溶融した後、攪拌を行い均一な状態としながら、メタクリル酸メチル(D−3)30g、無水マレイン酸(E−1)30g、日本油脂株式会社製造のパーブチルZ(F−3)5gを酢酸ブチル(C−3)800gに溶解せさたモノマー溶液を1.5時間掛けて滴下した。
系内を130℃に保ったまま3時間反応を行った後、油浴の温度を180℃まで上昇し、アスピレーターでフラスコ内を減圧しながら、酢酸ブチル(C−3)と未反応のメタクリル酸メチル(D−3)、無水マレイン酸(E−1)、パーブチルZ(F−3)およびパーブチルZ(F−3)が分解した低分子の化合物の除去を1時間行い、減圧終了後、反応物を取り出し、冷却することで、褐色の(メタ)アクリル酸アルキルエステルと不飽和カルボン酸類で変性した変性ポリオレフィン(G−3)の固形品を得た。
得られた変性ポリオレフィン(G−3)の溶融粘度(190℃)は43.2Pa・s、軟化点は122℃、重量平均分子量103,000であった。メタクリル酸メチル(D−3)の59重量%と無水マレイン酸(E−1)の52重量%がグラフト反応しており、1mm以下の黒色異物が3点見られた。使用した材料、当量比、反応温度を表3に示し、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)及び不飽和カルボン酸類(E)のグラフト率、溶融粘度、分子量の測定値、軟化点、黒色異物の大きさ、数を表4に示す。
(実施例4)実施例用の変性ポリオレフィン(G−4)の製造。
攪拌機、温度計、還流冷却器及び窒素ガス導入管を備えた3000mlセパラフラスコに、ポリオレフィン(A−3)1000g、ソルビトール(B−1)1g、プロピオン酸ブチル(C−4)50gを入れ、窒素雰囲気下、170℃に保たれた油浴中で溶融を行い、攪拌を行いながら系内が160℃になるように油浴の温度を調整した。系内が溶融した後、攪拌を行い均一な状態としながら、シクロヘキシルメタクリレート(D−4)60g、無水マレイン酸(E−1)60g、日本油脂株式会社製造のパーヘキシルD(F−4)10gをプロピオン酸ブチル(C−4)150gに溶解せさたモノマー溶液を1.5時間掛けて滴下した。
滴下終了後、系内を160℃に保ったまま2時間反応を行った後、油浴の温度を180℃まで上昇し、アスピレーターでフラスコ内を減圧しながら、プロピオン酸ブチル(C−4)と未反応のシクロヘキシルメタクリレート(D−4)、無水マレイン酸(E−1)、パーヘキシルD(F−4)およびパーヘキシルD(F−4)が分解した低分子の化合物の除去を1時間行い、減圧終了後、反応物を取り出し、冷却することで、淡黄色の(メタ)アクリル酸アルキルエステルと不飽和カルボン酸類で変性した変性ポリオレフィン(G−4)の固形品を得た。
得られた変性ポリオレフィン(G−4)の溶融粘度(190℃)は8.6Pa・s、軟化点は96℃、重量平均分子量68,000であった。シクロヘキシルメタクリレート(D−4)の93重量%と無水マレイン酸(E−1)の91重量%がグラフト反応しており、1mm以下の黒色異物が1点見られた。使用した材料、当量比、反応温度を表3に示し、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)及び不飽和カルボン酸類(E)のグラフト率、溶融粘度、分子量の測定値、軟化点、黒色異物の大きさ、数を表4に示す。
(実施例5)実施例用の変性ポリオレフィン(G−5)の製造。
攪拌機、温度計、還流冷却器及び窒素ガス導入管を備えた3000mlセパラフラスコに、ポリオレフィン(A−4)1000g、ソルビトール(B−1)0.5g、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート(C−5)50gを入れ、窒素雰囲気下、160℃に保たれた油浴中で溶融を行い、攪拌を行いながら系内が150℃になるように油浴の温度を調整した。系内が溶融した後、攪拌を行い均一な状態としながら、n−ブチルメタクリレート(D−5)60g、無水マレイン酸(E−1)60g、パーブチルE(F−5)20gをエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート(C−5)150gに溶解せさたモノマー溶液を2時間掛けて滴下し、滴下終了後、スチレン5gを添加した。
添加終了後、150℃で3時間反応を行った後、アスピレーターでフラスコ内を減圧しながら、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート(C−5)と未反応のn−ブチルメタクリレート(D−5)、無水マレイン酸(E−1)、パーブチルE(F−5)およびパーブチルE(F−5)が分解した低分子の化合物の除去を1時間行い、減圧終了後、反応物を取り出し、冷却することで、淡黄色の(メタ)アクリル酸アルキルエステルと不飽和カルボン酸類で変性した変性ポリオレフィン(G−5)の固形品を得た。
得られた変性ポリオレフィン(G−5)の溶融粘度(190℃)は33.9Pa・s、軟化点は121℃、重量平均分子量153,000であった。n−ブチルメタクリレート(D−5)の94重量%と無水マレイン酸(E−1)の93重量%がグラフト反応しており、1mm以下の黒色異物が1点見られた。使用した材料、当量比、反応温度を表3に示し、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)及び不飽和カルボン酸類(E)のグラフト率、溶融粘度、分子量の測定値、軟化点、黒色異物の大きさ、数を表4に示す。
(実施例6)実施例用の変性ポリオレフィン(G−6)の製造。
攪拌機、温度計、還流冷却器及び窒素ガス導入管を備えた3000mlセパラフラスコに、ポリオレフィン(A−3)1000g、ソルビトール(B−1)1g、酪酸ブチル(C−6)50gを入れ、窒素雰囲気下、180℃に保たれた油浴中で溶融を行い、攪拌を行いながら系内が170℃になるように油浴の温度を調整した。系内が溶融した後、攪拌を行い均一な状態としながら、シクロヘキシルメタクリレート(D−4)160g、無水マレイン酸(E−1)60g、パーブチルD(F−1)10gを酪酸ブチル(C−6)150gに溶解せさたモノマー溶液を1.5時間掛けて滴下した。滴下終了後、α−メチルスチレン1gを添加した。
添加終了後、170℃で2時間反応を行った後、アスピレーターでフラスコ内を減圧しながら、酪酸ブチル(C−6)と未反応のシクロヘキシルメタクリレート(D−4)、無水マレイン酸(E−1)、パーブチルD(F−1)およびパーブチルD(F−1)が分解した低分子の化合物の除去を1時間行い、減圧終了後、反応物を取り出し、冷却することで、淡黄色の(メタ)アクリル酸アルキルエステルと不飽和カルボン酸類で変性した変性ポリオレフィン(G−6)の固形品を得た。
得られた変性ポリオレフィン(G−6)の溶融粘度(190℃)は17.3Pa・s、軟化点は106℃、重量平均分子量93,000であった。シクロヘキシルメタクリレート(D−4)の92重量%と、無水マレイン酸(E−1)の90重量%がグラフト反応しており、1mm以下の黒色異物が2点見られた。使用した材料、当量比、反応温度を表3に示し、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)及び不飽和カルボン酸類(E)のグラフト率、溶融粘度、分子量の測定値、軟化点、黒色異物の大きさ、数を表4に示す。
(実施例7)実施例用の変性ポリオレフィン(G−7)の製造。
攪拌機、温度計、還流冷却器及び窒素ガス導入管を備えた3000mlセパラフラスコに、ポリオレフィン(A−1)1000g、ソルビトール(B−1)1gを入れ、窒素雰囲気下、170℃に保たれた油浴中で溶融を行い、攪拌を行いながら系内が160℃になるように油浴の温度を調整した。系内が溶融した後、攪拌を行い均一な状態としながら、2−エチルヘキシルアクリレート(D−2)500g、無水マレイン酸(E−1)350g、パーブチルD(F−1)120gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(C−1)200gに溶解せさたモノマー溶液を1.5時間掛けて滴下した。
滴下終了後、160℃で3時間反応を行った後、アスピレーターでフラスコ内を減圧しながら、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(C−1)と未反応の2−エチルヘキシルアクリレート(D−2)、無水マレイン酸(E−1)、パーブチルD(F−1)およびパーブチルD(F−1)が分解した低分子の化合物の除去を1時間行い、減圧終了後、反応物を取り出し、冷却することで、褐色の(メタ)アクリル酸アルキルエステルと不飽和カルボン酸類で変性した変性ポリオレフィン(G−7)の固形品を得た。
得られた変性ポリオレフィン(G−7)の溶融粘度(190℃)は142.3Pa・s、軟化点は153℃、重量平均分子量は146,000のピーク(80%)と500のピーク(20%)からなるバイモーダルな分子量を示した。2−エチルヘキシルアクリレート(D−2)の70重量%と無水マレイン酸(E−1)の62重量%がグラフト反応しており、1mm以下の黒色異物が12点見られた。使用した材料、当量比、反応温度を表3に示し、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)及び不飽和カルボン酸類(E)のグラフト率、溶融粘度、分子量の測定値、軟化点、黒色異物の大きさ、数を表4に示す。
(実施例8)実施例用の変性ポリオレフィン(G−8)の製造。
攪拌機、温度計、還流冷却器及び窒素ガス導入管を備えた3000mlセパラフラスコに、ポリオレフィン(A−2)1000g、ソルビトール(B−1)1g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(C−1)200gを入れ、窒素雰囲気下、170℃に保たれた油浴中で溶融を行い、攪拌を行いながら系内が160℃になるように油浴の温度を調整した。系内が溶融した後、攪拌を行い均一な状態としながら、ラウリルメタクリレート(D−1)4g、無水マレイン酸(E−1)3g、パーブチルD(F−1)0.5gを添加した。
添加後、160℃で2時間反応を行った後、アスピレーターでフラスコ内を減圧しながら、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(C−1)と未反応のラウリルメタクリレート(D−1)、無水マレイン酸(E−1)、パーブチルD(F−1)およびパーブチルD(F−1)が分解した低分子の化合物の除去を1時間行い、減圧終了後、反応物を取り出し、冷却することで、乳白色の(メタ)アクリル酸アルキルエステルと不飽和カルボン酸類で変性した変性ポリオレフィン(G−8)の固形品を得た。
得られた変性ポリオレフィン(G−8)の溶融粘度(190℃)は48.1Pa・s、軟化点は108℃、重量平均分子量118,000であった。ラウリルメタクリレート(D−1)の80重量%と無水マレイン酸(E−1)の75重量%がグラフト反応しており、黒色異物は見られなかった。使用した材料、当量比、反応温度を表3に示し、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)及び不飽和カルボン酸類(E)のグラフト率、溶融粘度、分子量の測定値、軟化点、黒色異物の大きさ、数を表4に示す。
(実施例9)実施例用の変性ポリオレフィン(G−9)の製造。
攪拌機、温度計、還流冷却器及び窒素ガス導入管を備えた3000mlセパラフラスコに、ポリオレフィン(A−3)1000g、ソルビトール(B−1)1g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(C−1)50gを入れ、窒素雰囲気下、170℃に保たれた油浴中で溶融を行い、攪拌を行いながら系内が160℃になるように油浴の温度を調整した。系内が溶融した後、攪拌を行い均一な状態としながら、シクロヘキシルメタクリレート(D−4)120g、無水マレイン酸(E−1)30g、パーブチルD(F−1)5gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(C−1)150gに溶解せさたモノマー溶液を1.5時間掛けて滴下した。
滴下終了後、160℃で2時間反応を行った後、アスピレーターでフラスコ内を減圧しながら、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(C−1)と未反応のシクロヘキシルメタクリレート(D−4)、無水マレイン酸(E−1)、パーブチルD(F−1)およびパーブチルD(F−1)が分解した低分子の化合物の除去を1時間行い、減圧終了後、反応物を取り出し、冷却することで、乳白色の(メタ)アクリル酸アルキルエステルと不飽和カルボン酸類で変性した変性ポリオレフィン(G−9)の固形品を得た。
得られた変性ポリオレフィン(G−9)の溶融粘度(190℃)は17.1Pa・s、軟化点は106℃、重量平均分子量93,000であった。シクロヘキシルメタクリレート(D−4)の73重量%と無水マレイン酸(E−1)の75重量%がグラフト反応しており、1mm以下の黒色異物が3点見られた。使用した材料、当量比、反応温度を表3に示し、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)及び不飽和カルボン酸類(E)のグラフト率、溶融粘度、分子量の測定値、軟化点、黒色異物の大きさ、数を表4に示す。
(実施例10)実施例用の変性ポリオレフィン(G−10)の製造。
攪拌機、温度計、還流冷却器及び窒素ガス導入管を備えた3000mlセパラフラスコに、ポリオレフィン(A−4)1000g、ソルビトール(B−1)1g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(C−1)50gを入れ、窒素雰囲気下、170℃に保たれた油浴中で溶融を行い、攪拌を行いながら系内が160℃になるように油浴の温度を調整した。系内が溶融した後、攪拌を行い均一な状態としながら、n−ブチルメタクリレート(D−5)30g、無水マレイン酸(E−1)60g、パーブチルD(F−1)10gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(C−1)150gに溶解せさたモノマー溶液を1.5時間掛けて滴下した。
滴下終了後、160℃で2時間反応を行った後、アスピレーターでフラスコ内を減圧しながら、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(C−1)と未反応のn−ブチルメタクリレート(D−5)、無水マレイン酸(E−1)、パーブチルD(F−1)およびパーブチルD(F−1)が分解した低分子の化合物の除去を1時間行い、減圧終了後、反応物を取り出し、冷却することで、黄色の(メタ)アクリル酸アルキルエステルと不飽和カルボン酸類で変性した変性ポリオレフィン(G−10)の固形品を得た。
得られた変性ポリオレフィン(G−10)の溶融粘度(190℃)は6.1Pa・s、軟化点は101℃、重量平均分子量63,000であった。n−ブチルメタクリレート(D−5)の86重量%と無水マレイン酸(E−1)の75重量%がグラフト反応しており、1mm以下の黒色異物が10点見られた。使用した材料、当量比、反応温度を表3に示し、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)及び不飽和カルボン酸類(E)のグラフト率、溶融粘度、分子量の測定値、軟化点、黒色異物の大きさ、数を表4に示す。
(実施例11)実施例用の変性ポリオレフィン(G−11)の製造。
攪拌機、温度計、還流冷却器及び窒素ガス導入管を備えた3000mlセパラフラスコに、ポリオレフィン(A−2)1000g、ソルビトール(B−1)0.1g、プロピオン酸ブチル(C−4)200gを入れ、窒素雰囲気下、160℃に保たれた油浴中で溶融を行い、攪拌を行いながら系内が150℃になるように油浴の温度を調整した。系内が溶融した後、攪拌を行い均一な状態としながら、シクロヘキシルメタクリレート(D−4)5g、イタコン酸(E−2)5g、パーブチルE(F−5)1gをプロピオン酸ブチル(C−4)250gに溶解せさたモノマー溶液を1.5時間掛けて滴下した。
滴下終了後、150℃で2時間反応を行った後、アスピレーターでフラスコ内を減圧しながら、プロピオン酸ブチル(C−4)と未反応のシクロヘキシルメタクリレート(D−4)、パーブチルE(F−5)およびパーブチルE(F−5)が分解した低分子の化合物の除去を1時間行い、減圧終了後、反応物を取り出し、冷却することで、薄茶色の(メタ)アクリル酸アルキルエステルと不飽和カルボン酸類で変性した変性ポリオレフィン(G−11)の固形品を得た。
得られた変性ポリオレフィン(G−11)の溶融粘度(190℃)は24.3Pa・s、軟化点は104℃、重量平均分子量92,000であった。シクロヘキシルメタクリレート(D−4)の65重量%とイタコン酸(E−2)の59重量%がグラフト反応しており、1mm以下の黒色異物が3点見られた。使用した材料、当量比、反応温度を表3に示し、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)及び不飽和カルボン酸類(E)のグラフト率、溶融粘度、分子量の測定値、軟化点、黒色異物の大きさ、数を表4に示す。
(実施例12)実施例用の変性ポリオレフィン(G−12)の製造。
攪拌機、温度計、還流冷却器及び窒素ガス導入管を備えた3000mlセパラフラスコに、ポリオレフィン(A−2)1000g、ソルビトール(B−1)2g、プロピオン酸ブチル(C−4)100gを入れ、窒素雰囲気下、160℃に保たれた油浴中で溶融を行い、攪拌を行いながら系内が150℃になるように油浴の温度を調整した。系内が溶融した後、攪拌を行い均一な状態としながら、2−エチルヘキシルアクリレート(D−2)15g、メタクリル酸(E−3)10g、パーブチルE(F−5)2gをプロピオン酸ブチル(C−4)200gに溶解せさたモノマー溶液を1.5時間掛けて滴下した。
滴下終了後、150℃で2時間反応を行った後、アスピレーターでフラスコ内を減圧しながら、プロピオン酸ブチル(C−4)と未反応の2−エチルヘキシルアクリレート(D−2)、メタクリル酸(E−3)、パーブチルE(F−5)およびパーブチルE(F−5)が分解した低分子の化合物の除去を1時間行い、減圧終了後、反応物を取り出し、冷却することで、乳白色の(メタ)アクリル酸アルキルエステルと不飽和カルボン酸類で変性した変性ポリオレフィン(G−12)の固形品を得た。
得られた変性ポリオレフィン(G−12)の溶融粘度(190℃)は67.6Pa・s、軟化点は119℃、重量平均分子量124,000であった。2−エチルヘキシルアクリレート(D−2)の75重量%とメタクリル酸(E−3)の78重量%がグラフト反応しており、黒色異物は見られなかった。使用した材料、当量比、反応温度を表3に示し、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)及び不飽和カルボン酸類(E)のグラフト率、溶融粘度、分子量の測定値、軟化点、黒色異物の大きさ、数を表4に示す。
(実施例13)実施例用の変性ポリオレフィン(G−13)の製造。
攪拌機、温度計、還流冷却器及び窒素ガス導入管を備えた3000mlセパラフラスコに、ポリオレフィン(A−3)1000g、ソルビトール(B−1)0.5g、酸化防止剤としてチバガイギー社製造のIrganox1010(商品名)1gおよびIrgafos168(商品名)1gを入れ、窒素雰囲気下、190℃に保たれた油浴中で溶融を行い、攪拌を行いながら系内が180℃になるように油浴の温度を調整した。系内が溶融した後、攪拌を行い均一な状態としながら、2−エチルヘキシルアクリレート(D−2)30g、フェニルマレイミド(E−4)30g、パーブチルD(F−1)2.5gをプロピオン酸ブチル(C−4)100gに溶解せさたモノマー溶液を1.5時間掛けて滴下した。
滴下終了後、180℃で2時間反応を行った後、アスピレーターでフラスコ内を減圧しながら、プロピオン酸ブチル(C−4)と未反応の2−エチルヘキシルアクリレート(D−2)、パーブチルD(F−1)およびパーブチルD(F−1)が分解した低分子の化合物の除去を1時間行い、減圧終了後、反応物を取り出し、冷却することで、乳白色の(メタ)アクリル酸アルキルエステルと不飽和カルボン酸類で変性した変性ポリオレフィン(G−13)の固形品を得た。
得られた変性ポリオレフィン(G−13)の溶融粘度(190℃)は12.1Pa・s、軟化点は98℃、重量平均分子量88,000であった。2−エチルヘキシルアクリレート(D−2)の91重量%とフェニルマレイミド(E−4)の88重量%がグラフト反応しており、黒色異物は見られなかった。使用した材料、当量比、反応温度を表3に示し、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)及び不飽和カルボン酸類(E)のグラフト率、溶融粘度、分子量の測定値、軟化点、黒色異物の大きさ、数を表4に示す。
(実施例14)実施例用の変性ポリオレフィン(G−14)の製造。
攪拌機、温度計、還流冷却器及び窒素ガス導入管を備えた3000mlセパラフラスコに、ポリオレフィン(A−4)1000g、ソルビトール(B−1)1g、プロピオン酸ブチル(C−4)50gを入れ、窒素雰囲気下、180℃に保たれた油浴中で溶融を行い、攪拌を行いながら系内が170℃になるように油浴の温度を調整した。系内が溶融した後、攪拌を行い均一な状態としながら、n−ブチルメタクリレート(D−5)60g、マレイン酸i−ブタノールハーフエステル(E−5)100g、パーブチルD(F−1)10gの混合液を1.5時間掛けて滴下した。
滴下終了後、170℃で2時間反応を行った後、アスピレーターでフラスコ内を減圧しながら、プロピオン酸ブチル(C−4)と未反応のn−ブチルメタクリレート(D−5)、パーブチルD(F−1)およびパーブチルD(F−1)が分解した低分子の化合物の除去を1時間行い、減圧終了後、反応物を取り出し、冷却することで、淡黄色の(メタ)アクリル酸アルキルエステルと不飽和カルボン酸類で変性した変性ポリオレフィン(G−14)の固形品を得た。
得られた変性ポリオレフィン(G−14)の溶融粘度(190℃)は5.2Pa・s、軟化点は97℃、重量平均分子量70,000であった。n−ブチルメタクリレート(D−5)の90重量%とマレイン酸i−ブタノールハーフエステル(E−5)の88重量%がグラフト反応しており、1mm以下の黒色異物が3点見られた。使用した材料、当量比、反応温度を表3に示し、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)及び不飽和カルボン酸類(E)のグラフト率、溶融粘度、分子量の測定値、軟化点、黒色異物の大きさ、数を表4に示す。なお、分子量はゲルパーミネーションクロマトグラフィー(前出)を、溶融粘度及び軟化点はフローテスター(前出)を用いた測定値である。
(実施例15)実施例用の変性ポリオレフィン(G−15)の製造。
攪拌機、温度計、還流冷却器及び窒素ガス導入管を備えた5000mlセパラフラスコに、ポリオレフィン(A−4)1000g、ソルビトール(B−1)5g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(C−1)50gを入れ、窒素雰囲気下、160℃に保たれた油浴中で溶融を行い、攪拌を行いながら系内が150℃になるように油浴の温度を調整した。系内が溶融した後、攪拌を行い均一な状態としながら、2−エチルヘキシルアクリレート(D−2)300g、マレイン酸i−ブタノールハーフエステル(E−5)300g、パーブチルE(F−5)60gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(C−1)450gに溶解せさたモノマー溶液を3時間掛けて滴下した。
滴下終了後、150℃で3時間反応を行った後、アスピレーターでフラスコ内を減圧しながら、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(C−1)と未反応の2−エチルヘキシルアクリレート(D−2)、マレイン酸i−ブタノールハーフエステル(E−5)、パーブチルE(F−5)およびパーブチルE(F−5)が分解した低分子の化合物の除去を1時間行い、減圧終了後、反応物を取り出し、冷却することで、濃黄色の(メタ)アクリル酸アルキルエステルと不飽和カルボン酸類で変性した変性ポリオレフィン(G−15)の固形品を得た。
得られた変性ポリオレフィン(G−15)の溶融粘度(190℃)は84.5Pa・s、軟化点は148℃、重量平均分子量は182,000のピーク(95%)と2300のピーク(5%)からなるバイモーダルな分子量を示した。2−エチルヘキシルアクリレート(D−2)の74重量%とマレイン酸i−ブタノールハーフエステル(E−5)の70重量%がグラフト反応しており、1mm以下の黒色異物が8点見られた。使用した材料、当量比、反応温度を表3に示し、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)及び不飽和カルボン酸類(E)のグラフト率、溶融粘度、分子量の測定値、軟化点、黒色異物の大きさ、数を表4に示す。
(実施例16)実施例用の変性ポリオレフィン(G−16)の製造。
攪拌機、温度計、還流冷却器及び窒素ガス導入管を備えた3000mlセパラフラスコに、ポリオレフィン(A−5)1000g、ソルビトール(B−1)1g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(C−1)50gを入れ、窒素雰囲気下、170℃に保たれた油浴中で溶融を行い、攪拌を行いながら系内が160℃になるように油浴の温度を調整した。系内が溶融した後、攪拌を行い均一な状態としながら、n−ブチルメタクリレート(D−5)60g、無水マレイン酸(E−1)60g、パーブチルD(F−1)10gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(C−1)150gに溶解せさたモノマー溶液を1.5時間掛けて滴下した。
滴下終了後、160℃で2時間反応を行った後、アスピレーターでフラスコ内を減圧しながら、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(C−1)と未反応のn−ブチルメタクリレート(D−5)、無水マレイン酸(E−1)、パーブチルD(F−1)およびパーブチルD(F−1)が分解した低分子の化合物の除去を1時間行い、減圧終了後、反応物を取り出し、冷却することで、淡黄色の(メタ)アクリル酸アルキルエステルと不飽和カルボン酸類で変性した変性ポリオレフィン(G−16)の固形品を得た。
得られた変性ポリオレフィン(G−16)の190℃の溶融粘度は測定範囲外であったため、軟化点以上の温度であり、測定可能な温度である140℃での溶融粘度を測定した。140℃の溶融粘度は0.3Pa・s、軟化点は126℃、重量平均分子量10,000であった。n−ブチルメタクリレート(D−5)の92重量%と無水マレイン酸(E−1)の89重量%がグラフト反応しており、1mm以下の黒色異物が1点見られた。使用した材料、当量比、反応温度を表3に示し、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)及び不飽和カルボン酸類(E)のグラフト率、溶融粘度、分子量の測定値、軟化点、黒色異物の大きさ、数を表4に示す。
(比較例1)比較例用の変性ポリオレフィン(H−1)の製造。
攪拌機、温度計、還流冷却器及び窒素ガス導入管を備えた3000mlセパラフラスコに、ポリオレフィン(A−1)1000g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(C−1)50g、酸化防止剤としてチバガイギー社製造のIrganox1010(商品名)1gおよびIrgafos168(商品名)1gを入れ、窒素雰囲気下、170℃に保たれた油浴中で溶融を行い、攪拌を行いながら系内が160℃になるように油浴の温度を調整した。系内が溶融した後、攪拌を行い均一な状態としながら、n−ブチルメタクリレート(D−5)60g、無水マレイン酸(E−1)60g、パーヘキシルD(F−4)10gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(C−1)150gに溶解せさたモノマー溶液を1.5時間掛けて滴下した。
添加終了後、160℃で2時間反応を行った後、アスピレーターでフラスコ内を減圧しながら、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(C−1)と未反応のn−ブチルメタクリレート(D−5)、無水マレイン酸(E−1)、パーヘキシルD(F−4)およびパーヘキシルD(F−4)が分解した低分子の化合物の除去を1時間行い、減圧終了後、反応物を取り出し、冷却することで、黄色の(メタ)アクリル酸アルキルエステルと不飽和カルボン酸類で変性した変性ポリオレフィン(H−1)の固形品を得た。
得られた変性ポリオレフィン(H−1)の溶融粘度(190℃)は17.8Pa・s、軟化点は108℃、重量平均分子量92,000であった。n−ブチルメタクリレート(D−4)の86重量%と、無水マレイン酸(E−1)の82重量%がグラフト反応しており、1mm以下の黒色異物が25点見られた。使用した材料、当量比、反応温度を表3に示し、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)及び不飽和カルボン酸類(E)のグラフト率、溶融粘度、分子量の測定値、軟化点、黒色異物の大きさ、数を表4に示す。
(比較例2)比較例用の変性ポリオレフィン(H−2)の製造。
攪拌機、温度計、還流冷却器及び窒素ガス導入管を備えた3000mlセパラフラスコに、ポリオレフィン(A−2)1000g、ソルビトール(B−1)1g、キシレン200gを入れ、窒素雰囲気下、170℃に保たれた油浴中で溶融を行い、攪拌を行いながら系内が160℃になるように油浴の温度を調整した。系内が溶融した後、攪拌を行い均一な状態としながら、n−ブチルメタクリレート(D−5)12g、無水マレイン酸(E−1)12gを添加した後、日本油脂株式会社製造のパーヘキシルD(F−4)2gを添加した。系内を160℃に保ったまま、30分間反応を継続したあと、n−ブチルメタクリレート(D−5)12g、無水マレイン酸(E−1)12gを添加し、パーヘキシルD(F−4)2gを添加した。同様にしてn−ブチルメタクリレート(D−4)、無水マレイン酸(E−1)、パーヘキシルD(F−4)の添加を30分毎に合計5回行い、n−ブチルメタクリレート(D−5)の添加量の合計が60g、無水マレイン酸(E−1)の添加量の合計が60g、パーヘキシルD(F−4)の添加量の合計が10gになるようにした。
添加終了後、160℃で2時間反応を行った後、アスピレーターでフラスコ内を減圧しながら、未反応のn−ブチルメタクリレート(D−5)、無水マレイン酸(E−1)、パーヘキシルD(F−4)およびパーヘキシルD(F−4)が分解した低分子の化合物の除去を1時間行い、減圧終了後、反応物を取り出し、冷却することで、黄色の(メタ)アクリル酸アルキルエステルと不飽和カルボン酸類で変性した変性ポリオレフィン(H−2)の固形品を得た。
得られた変性ポリオレフィン(H−2)の溶融粘度(190℃)は20.2Pa・s、軟化点は109℃、重量平均分子量93,000であった。n−ブチルメタクリレート(D−5)の78重量%と、無水マレイン酸(E−1)の70重量%がグラフト反応しており、1mm以下の黒色異物が25点見られた。使用した材料、当量比、反応温度を表3に示し、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)及び不飽和カルボン酸類(E)のグラフト率、溶融粘度、分子量の測定値、軟化点、黒色異物の大きさ、数を表4に示す。
(比較例3)比較例用の変性ポリオレフィン(H−3)の製造。
攪拌機、温度計、還流冷却器及び窒素ガス導入管を備えた3000mlセパラフラスコに、ポリオレフィン(A−1)1000g、ソルビトール(B−1)1gを入れ、窒素雰囲気下、170℃に保たれた油浴中で溶融を行い、攪拌を行いながら系内が160℃になるように油浴の温度を調整した。系内が溶融した後、攪拌を行い均一な状態としながら、n−ブチルメタクリレート(D−5)12g、無水マレイン酸(E−1)12gを添加した後、日本油脂株式会社製造のパーヘキシルD(F−4)2gを添加した。系内を160℃に保ったまま、30分間反応を継続したあと、n−ブチルメタクリレート(D−5)12g、無水マレイン酸(E−1)12gを添加し、パーヘキシルD(F−4)2gを添加した。同様にしてn−ブチルメタクリレート(D−4)、無水マレイン酸(E−1)、パーヘキシルD(F−4)の添加を30分毎に合計5回行い、n−ブチルメタクリレート(D−5)の添加量の合計が60g、無水マレイン酸(E−1)の添加量の合計が60g、パーヘキシルD(F−4)の添加量の合計が10gになるようにした。
添加終了後、160℃で2時間反応を行った後、アスピレーターでフラスコ内を減圧しながら、未反応のn−ブチルメタクリレート(D−5)、無水マレイン酸(E−1)、パーヘキシルD(F−4)およびパーヘキシルD(F−4)が分解した低分子の化合物の除去を1時間行い、減圧終了後、反応物を取り出し、冷却することで、濃黄色の(メタ)アクリル酸アルキルエステルと不飽和カルボン酸類で変性した変性ポリオレフィン(H−3)の固形品を得た。
得られた変性ポリオレフィン(H−3)の溶融粘度(190℃)は14.6Pa・s、軟化点は105℃、重量平均分子量84,000であった。n−ブチルメタクリレート(D−5)の63重量%と、無水マレイン酸(E−1)の57重量%がグラフト反応しており、1mm以下の黒色異物が50点以上見られた。使用した材料、当量比、反応温度を表3に示し、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)及び不飽和カルボン酸類(E)のグラフト率、溶融粘度、分子量の測定値、軟化点、黒色異物の大きさ、数を表4に示す。
(比較例4)比較例用の変性ポリオレフィン(H−4)の製造。
攪拌機、温度計、還流冷却器及び窒素ガス導入管を備えた5000mlセパラフラスコに、ポリオレフィン(A−1)1000g、ソルビトール(B−1)1g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(C−1)50g、酸化防止剤としてチバガイギー社製造のIrganox1010(商品名)1gおよびIrgafos168(商品名)1gを入れ、窒素雰囲気下、170℃に保たれた油浴中で溶融を行い、攪拌を行いながら系内が還流し、160℃になる様に温度を調整した。系内が溶融した後、攪拌を行いながら、無水マレイン酸(E−1)60g、パーヘキシルD(F−4)10gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(C−1)150gに溶解せさたモノマー溶液を1.5時間掛けて滴下した。
添加終了後、160℃で2時間反応を行った後、アスピレーターでフラスコ内を減圧しながら、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(C−1)と未反応の無水マレイン酸(E−1)、パーヘキシルD(F−4)およびパーヘキシルD(F−4)が分解した低分子の化合物の除去を1時間行い、減圧終了後、反応物を取り出し、冷却することで、濃黄色の不飽和カルボン酸類で変性した変性ポリオレフィン(H−4)の固形品を得た。
得られた変性ポリオレフィン(H−4)の溶融粘度(190℃)は6.6Pa・s、軟化点は103℃、重量平均分子量58,000であった。無水マレイン酸(E−1)の43重量%がグラフト反応しており、1mmから3mmの黒色異物が20点見られた。使用した材料、当量比、反応温度を表3に示し、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)及び不飽和カルボン酸類(E)のグラフト率、溶融粘度、分子量の測定値、軟化点、黒色異物の大きさ、数を表4に示す。
(比較例5)比較例用の変性ポリオレフィン(H−5)の製造。
攪拌機、温度計、還流冷却器及び窒素ガス導入管を備えた3000mlセパラフラスコに、ポリオレフィン(A−3)1000g、ソルビタンラウレート(B−2)1g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(C−1)50gを入れ、窒素雰囲気下、170℃に保たれた油浴中で溶融を行い、攪拌を行いながら系内が160℃になるように油浴の温度を調整した。系内が溶融した後、攪拌を行い均一な状態としながら、n−ブチルメタクリレート(D−5)60g、パーヘキシルD(F−4)10gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(C−1)150gに溶解せさたモノマー溶液を1.5時間掛けて滴下した。
滴下終了後、160℃で2時間反応を行った後、アスピレーターでフラスコ内を減圧しながら、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(C−1)と未反応のn−ブチルメタクリレート(D−4)、パーヘキシルD(F−4)およびパーヘキシルD(F−4)が分解した低分子の化合物の除去を1時間行い、減圧終了後、反応物を取り出し、冷却することで、乳白色の(メタ)アクリル酸アルキルエステルで変性した変性ポリオレフィン(H−5)の固形品を得た。
得られた変性ポリオレフィン(H−5)の溶融粘度(190℃)は3.4Pa・s、軟化点は99℃、重量平均分子量60,000であった。n−ブチルメタクリレート(D−5)の23重量%がグラフト反応しており、黒色異物は見られなかった。使用した材料、当量比、反応温度を表3に示し、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)及び不飽和カルボン酸類(E)のグラフト率、溶融粘度、分子量の測定値、軟化点、黒色異物の大きさ、数を表4に示す。
(比較例6)比較例用の変性ポリオレフィン(H−6)の製造。
攪拌機、温度計、還流冷却器及び窒素ガス導入管を備えた3000mlセパラフラスコに、ポリオレフィン(A−6)1000g、ソルビトール(B−1)1g、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(C−1)50gを入れ、窒素雰囲気下、170℃に保たれた油浴中で溶融を行い、攪拌を行いながら系内が160℃になるように油浴の温度を調整した。系内が溶融した後、攪拌を行い均一な状態としながら、n−ブチルメタクリレート(D−5)60g、無水マレイン酸(E−1)60g、パーヘキシルD(F−4)10gをプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(C−1)150gに溶解せさたモノマー溶液を1時間掛けて滴下した。
滴下終了後、160℃で2時間反応を行った後、アスピレーターでフラスコ内を減圧しながら、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(C−1)と未反応のn−ブチルメタクリレート(D−5)、無水マレイン酸(E−1)、パーヘキシルD(F−4)およびパーヘキシルD(F−4)が分解した低分子の化合物の除去を1時間行い、減圧終了後、反応物を取り出し、冷却することで、(メタ)アクリル酸アルキルエステルと不飽和カルボン酸類で変性した変性ポリオレフィン(H−6)の固形品を得た。
但し、変性ポリオレフィン(H−6)の場合、モノマー溶液の5割(約130g)程度を滴下すると、変性ポリオレフィンの粘度が急激に上昇し、攪拌が不十分となったため、樹脂が不均一な状態となり、黄色、乳白色の樹脂が混在し、黒色の部分も点在する状態で変性ポリオレフィン(H−6)を得た。得られた変性ポリオレフィン(H−6)の性状に関しては、黄色部の樹脂に関して検討した。
得られた変性ポリオレフィン(H−6)の黄色部の溶融粘度(190℃)は142.2Pa・s、軟化点は148℃、重量平均分子量9,500であった。n−ブチルメタクリレート(D−5)の43重量%と、無水マレイン酸(E−1)の36重量%がグラフト反応していた。変性ポリオレフィン(H−6)1000gは乳白色ワックス状及び黄色ワックス状の部分が混在しており、黒色異物も3〜5mm程度の大きさで、50点以上見られた。使用した材料、当量比、反応温度を表3に示し、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)及び不飽和カルボン酸類(E)のグラフト率、溶融粘度、分子量の測定値、軟化点、黒色異物の大きさ、数を表4に示す。
Figure 2008222896
Figure 2008222896
表中の注釈などの説明:
>1mm:1mm未満、>50点:50点より多いことを示す。
(*1)Mw=146,000の高分子量成分80%、Mw=500の低分子量成分20%よりなるバイモーダルなピーク
(*2)Mw=182,000の高分子量成分95%、Mw=2300の低分子量成分5%よりなるバイモーダルなピーク
(*3)溶融温度は、実施例16に限り、140℃で測定した値とした。
(*4)乳白色ワックス状及び黄色ワックス状の部分が混在していた。
(実施例17)変性ポリオレフィン樹脂水性分散体組成物(G−17)。
攪拌機、温度計、還流冷却器を備えた1000mlセパラフラスコに、実施例4で得られた変性ポリオレフィン(G−4)100g、AS1540(アルケニル無水コハク酸、星光PMC株式会社製)10gを加え、130℃に保たれた油浴中で溶融し、攪拌を行い混合した。溶融混合後、2−メチル−2−アミノプロパノール90%水溶液10gを添加した後、強く攪拌しながら、80℃のイオン交換水を少量ずつ加えた。粘度は上昇したが、そのまま水を加え続けると粘度は低下した。水を250g加えたところで内容物を取り出し、乳白色の変性ポリオレフィン樹脂水性分散体組成物(G−17)を得た。
得られた変性ポリオレフィン樹脂水性分散体組成物(G−17)は固形分32.0%、粘度180mPa・s(25℃)、pH7.3、粒子径(メジアン径)0.16μmであった。使用した材料、当量比、及び性状を表5に示す。なお、粒子径は動的光散乱法/レーザードップラー法による粒度分布測定装置(日機装株式会社製:マイクロトラック UPA150)による測定値、粘度はブルックフィールド回転粘度計(トキメック株式会社製:VISCOMETER)を用いた25℃の測定値である。
(碁盤目試験)実施例、比較例の変性ポリオレフィンの接着性。
樹脂中の欠陥となる黒色異物が15点以下と少なく、ストレーナー等により黒色異物が容易に除去できると考えられる実施例1〜16、比較例5で得られた変性ポリオレフィンについて、15重量%トルエン溶液を調整した。また実施例17で得られた変性ポリオレフィン樹脂水性分散体組成物をイオン交換水で希釈し、固形分15重量%とした。得られたトルエン溶液及び水性分散体を超高剛性ポリプロピレン板にNo.20バーコーターで塗布し、90℃で30分間乾燥させた。試験片を室温で3日間静置した後、塗膜表面にカッターで素地に達する切れ目を入れ、2mm間隔で100個の碁盤目を作り、その上にセロテープ(登録商標)(ニチバン株式会社製、包装用セロハン粘着テープ 24mm幅)を密着させて180度方向に引き剥がし、残存する碁盤目の数(X)を数え、作製した碁盤目100個あたりの残存個数(X/100)として表5に表示した。残存する碁盤目の数(X)が多いほど接着性がよいことを示している。比較例1〜4で得られた変性ポリオレフィン(H−1)〜(H−4)は、黒色異物が、15点より多いため、ストレーナー等による黒色異物の分離が困難になると推定される。また比較例6で得られた変性ポリオレフィン(H−6)は、不均一であり、樹脂の一部しかトルエンに溶解しなかった。そのためため、変性ポリオレフィン(H−1)〜(H−4)、(H−6)については碁盤目試験は行わなかった。
Figure 2008222896
表3に示すように、ポリオレフィン(A)の分子量や不飽和カルボン酸類(E)の添加量は、生成する変性ポリオレフィンの使用目的に応じて様々な値に設定できる。
表4の示した(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)、不飽和カルボン酸類(E)のグラフト率ならびに黒色異物の大きさ及び数が副生成物の発生量を示す指標として見ることが出来る。その結果、ソルビトール類(B)を使用しない比較例1や有機溶剤(C)を使用せずにキシレンを使用した比較例2では、接着性が十分にあるものの実施例と比較して黒色異物は多く、樹脂中の欠陥が多くなる結果となっている。有機溶剤(C)を使用しない比較例3では、黒色異物も実施例と比較して極めて多く、樹脂中の欠陥が多大となる結果であった。(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)を使用しない比較例4は、接着性が悪化し、黒色異物も実施例と比較して多くなるという結果であった。不飽和カルボン酸類(E)を使用しない比較例5では、黒色異物は発生していないが、樹脂のポリプロピレン基材に対する接着性が非常に低い結果であった。比較例6ではプロピレンを含まないポリエチレンのグラフト化を行っているが、均一な変性ポリオレフィンが製造できない結果となった。しかし、実施例では、黒色異物も極微量しか発生しておらず、接着性も良好であり、いずれも良好な結果となった。
実施例17に示すように、実施例で得られた変性ポリオレフィン樹脂は水性分散体組成物として得ることができ、表5で示すように良好な接着性を示した。
本発明の変性ポリオレフィン樹脂の製造方法により、ポリオレフィンの分子量低下を抑え、副生成物の発生を抑制した変性ポリオレフィンを得ることが出来る。また得られた変性ポリオレフィンを水に分散して変性ポリオレフィン樹脂水性分散体組成物を得ることが出来る。また本発明の製造方法により得られた変性ポリオレフィンは、接着性が優れるため、例えば、ヒートシール剤や接着剤および接着剤の改質剤として使用でき、特にポリオレフィン系の樹脂や複合材料と他の樹脂や金属等との接着において接着性が優れるものと考えられえる。またフィルム、シート、構造材料、建築材料、自動車部品、電気・電子製品、包装材料等のポリオレフィン系の樹脂や複合材料の改質剤としても使用できるものと考えられえる。また塗料、インキ用バインダー、塗料用バインダー、プライマーなどにも使用でき、特にポリオレフィン系の樹脂や複合材料に対する塗装の際に、密着性、塗装性などが優れるものと考えられえる。また本発明の製造方法により得られた変性ポリオレフィン樹脂水性分散体組成物は接着性が優れるため、塗料、インキ用バインダー、塗料用バインダー、プライマーなどにも使用でき、特にポリオレフィン系の樹脂や複合材料に対する塗装の際に、密着性、塗装性などが優れるものと考えられえる。また接着剤、ヒートシール剤、ガラス繊維のサイジング剤などにも使用できる。以上のような汎用のポリオレフィン系樹脂が使用される広範な範囲において様々な用途に使用することができるものと考えられえる。

Claims (5)

  1. 少なくともエチレンとプロピレンを構成単位として有するポリオレフィン(A)に、ソルビトール類(B)と、アルキルアルキレート、アルキレングリコールアルキルエーテルアルキレート、ジアルキレングリコールアルキルエーテルアルキレートから選ばれる少なくとも1種であり、かつ、その沸点が250℃以下である有機溶剤(C)との存在下、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)と不飽和カルボン酸類(E)((メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)を除く)を、有機過酸化物(F)を用いて付加させることにより得られることを特徴とする変性ポリオレフィン樹脂の製造方法。
  2. ポリオレフィン(A)100質量部に、ソルビトール類(B)0.01質量部以上2質量部以下と有機溶剤(C)5質量部以上50質量部以下の存在下、(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)0.5質量部以上30質量部以下と不飽和カルボン酸類(E)0.5質量部以上30質量部以下を、有機過酸化物(F)0.1質量部以上10質量部以下を用いて付加させることにより得られることを特徴とする請求項1に記載の変性ポリオレフィン樹脂の製造方法。
  3. (メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)と不飽和カルボン酸類(E)のモル比が(メタ)アクリル酸アルキルエステル(D)/不飽和カルボン酸類(E)=0.5〜2.0であること特徴とする請求項1又は請求項2に記載の変性ポリオレフィン樹脂の製造方法。
  4. ポリオレフィン(A)の重量平均分子量が10000以上200000以下であり、密度が0.85g/cm以上0.89g/cm以下である請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の変性ポリオレフィン樹脂の製造方法。
  5. 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の変性ポリオレフィン樹脂の製造方法により得られた変性ポリオレフィンを水に分散して得られる変性ポリオレフィン樹脂水性分散体組成物。
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