JP2011052177A - オレフィン重合体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】重合時に、有機アルミニウム化合物によりマスキングされたフェノール系酸化防止剤を供給してオレフィンモノマーを重合するオレフィン重合体の製造方法において、得られたオレフィン重合体を押出機で溶融混練する際に、スチーム、又は水分を含んだ窒素ガスを押出機内に圧入することを特徴とする。
【選択図】なし
Description
得られたオレフィン重合体を押出機で溶融混練する際に、スチーム、又は水分を含んだ窒素ガスを押出機内に圧入することを特徴とするものである。
(式中、Rは分岐を有してもよい炭素原子数12〜24のアルキル基、置換されていてもよい炭素原子数3〜12のシクロアルキル基、置換基を有してもよい炭素原子数6〜18のアリール基を表す)で表されるものであることが好ましい。
本発明に用いられるフェノール系酸化防止剤としては、有機アルミニウム化合物でマスキング処理しても分解しないものであれば特に限定されず、ステアリル−3−(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸アミド、パルミチル−3−(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸アミド、ミリスチル−3−(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸アミド、ラウリル−3−(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸アミドなどの3−(3,5−ジアルキル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸のアミド化合物や1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼンなどが用いられる。
(式中、Rは分岐を有してもよい炭素原子数1〜30のアルキル基、置換されていてもよい炭素原子数3〜12のシクロアルキル基、置換基を有してもよい炭素原子数6〜18のアリール基を表す。)で表される化合物は、オレフィン重合体の安定化効果と色調に優れるので好ましい。
前記リン系酸化防止剤の使用量は、前記オレフィン重合体100質量部に対して、0.001〜3質量部、より好ましくは、0.005〜0.5質量部である。
前記紫外線吸収剤の使用量は、前記オレフィン重合体100質量部に対して、0.001〜5質量部、より好ましくは0.005〜0.5質量部である。
前記ヒンダードアミン系光安定剤の使用量は、前記オレフィン重合体100質量部に対して、0.001〜5質量部、より好ましくは0.005〜0.5質量部である。
前記造核剤の使用量は、前記オレフィン重合体100質量部に対して、0.001〜10質量部、より好ましくは0.005〜5質量部である。
前記難燃剤の使用量は、前記オレフィン重合体100質量部に対して、1〜70質量部、より好ましくは、10〜30質量部である。特に好ましくは、0.01〜0.1mol/Lである。
下記の手順([1]触媒スラリーの調製、[2]フェノール系酸化防止剤のマスキング処理、[3]オレフィンモノマーの重合)に従い、スラリー重合法でオレフィン重合体1を得た。
無水塩化マグネシウム4.76g(50mmol)、デカン25mL及び2−エチルへキシルアルコール23.4mL(150mmol)を加えて、130℃で2時間加熱反応を行い均一溶液とした後、さらに無水フタル酸1.11g(7.5mmol)を添加し、130℃を維持しながら1時間撹拌して、無水フタル酸を該均一溶液に溶解させた。次に、均一溶液を室温に冷却し、―20℃に保持された四塩化チタン200mL(1.8mol)中に1時間にわたって全量滴下装入した。装入終了後、4時間かけて110℃まで昇温した。110℃に到達後、ジイソブチルフタレート2.68mL(12.5mmol)を加え、110℃を維持しながら2時間撹拌して反応させた。反応終了後、熱時ろ過にて残渣を採取し、該残渣を200mlの四塩化チタンにて再懸濁させた後、再び110℃まで加熱して2時間反応させた。反応終了後、再び熱時ろ過で残渣を採取し、110℃のデカン及びヘキサンにて、洗液中に遊離しているチタン化合物が検出されなくなるまで充分に洗浄して固体チタン触媒成分を得た。この固体チタン触媒成分の一部を乾燥して触媒組成を分析したところ、チタン3.1重量%、塩素56.0重量%、マグネシウム17.0重量%及びイソブチルフタレート20.9重量%であった。
以上の製造方法にて合成された固体チタン触媒成分において、ヘプタンスラリーとして5mg/mLとなるようにヘプタンを加えて触媒スラリーを調製した。
トルエン50mlに対して、トリイソブチルアルミニウム3g及びフェノール系酸化防止剤として前記化合物No.4を2g加えて、室温で2時間撹拌し、フェノール系酸化防止剤がマスキングされた安定剤溶液を得た。
窒素置換した1000mlオートクレーブにヘプタン400ml、リン系酸化防止剤:トリス(2,4−ジ第三ブチルフェニル)ホスファイト30mg、及び前記[2]フェノール系酸化防止剤のマスキング処理で得られた安定剤溶液50mlを加え、23℃で5分間撹拌した。さらに、ジシクロペンタジメトキシシラン1.14g(5.0mmol)及び前記[1]で調製した触媒スラリー(チタン成分として、5mmol)を加え、二分間撹拌した。
オートクレーブ内をプロピレン雰囲気に置換し、プロピレン圧1kgf/cm2Gの圧力で、35℃で10分間プレ重合した。プレ重合後、プロピレンをパージし、水素150ml(23℃)を導入し、プロピレンで5kgf/cm2Gに圧力をかけ、70℃に昇温し、そのまま圧力を維持して1時間重合した。
重合後、オートクレーブ内を窒素置換し、溶媒を留去してオレフィン重合体1を得た。
前記製造例1で得られたオレフィン重合体1を用いて、二軸押出機(装置:株式会社池貝製PCM−30、押出温度:230℃、スクリュー回転速度:50rpm)で造粒した。造粒の際は、オレフィン重合体1を二軸押出機にフィードするまで窒素下で行い、さらに二軸押出機のヘッド部付近と、スクリューの中央部付近で、ベントの引き込みを行いながら、オレフィン重合体1のフィード口からベントまでの間に、スチームを15kPaの圧力、100ml/minの流量でバレル内に圧入し、ペレットを得た。
実施例1−1において、スチームの導入の代りに、水分が窒素に対する容積比で0.1%の窒素ガスを100mL/minの流量で導入した以外は実施例1−1と同様に実施して、ペレットを得た。
前記実施例1―1において、オレフィン重合体の造粒の際、スチームの導入とベントの引き込みを行わなかった以外は、前記実施例1−1と同様に実施してペレットを得た。
下記の手順([1]触媒スラリーの調製、[2]フェノール系酸化防止剤のマスキング処理、[3]オレフィンモノマーの重合)に従い、バルク重合法でオレフィン重合体2を得た。
無水塩化マグネシウム4.76g(50mmol)、デカン25mL及び2−エチルへキシルアルコール23.4mL(150mmol)を加えて、130℃で2時間加熱反応を行い均一溶液とした後、さらに無水フタル酸1.11g(7.5mmol)を添加し、130℃を維持しながら1時間撹拌して、無水フタル酸を該均一溶液に溶解させた。次に、均一溶液を室温に冷却し、−20℃に保持された四塩化チタン200mL(1.8mol)中に1時間にわたって全量滴下装入した。装入終了後、4時間かけて110℃まで昇温した。110℃に到達後、ジイソブチルフタレート2.68mL(12.5mmol)を加え、110℃を維持しながら2時間撹拌して反応させた。反応終了後、熱時ろ過にて残渣を採取し、該残渣を200mlの四塩化チタンにて再懸濁させた後、再び110℃まで加熱して2時間反応させた。反応終了後、再び熱時ろ過で残渣を採取し、110℃のデカン及びヘキサンにて、洗液中に遊離しているチタン化合物が検出されなくなるまで充分に洗浄して固体チタン触媒成分を得た。この固体チタン触媒成分の一部を乾燥して触媒組成を分析したところ、チタン3.1重量%、塩素56.0重量%、マグネシウム17.0重量%及びイソブチルフタレート20.9重量%であった。
以上の製造方法にて合成された固体チタン触媒成分において、ヘプタンスラリーとして5mg/mLとなるようにヘプタンを加えて触媒スラリーを調製した。
トルエン50mlにトリイソブチルアルミニウム3g、フェノール系酸化防止剤として前記化合物No.4を2g加え、室温で2時間撹拌し、フェノール系酸化防止剤がマスキングされた安定剤溶液を得た。
窒素置換した2000ml耐圧反応器にトリエチルアルミニウム40mg(0.35mmol)、前記[2]フェノール系酸化防止剤のマスキング処理で得た安定剤溶液0.25ml、及びリン系酸化防止剤:トリス(2,4−ジ第三ブチルフェニル)ホスファイト30mg、ジシクロペンタジメトキシシラン7.08mg(0.031mmol)及び前記[1]で調製した触媒スラリー(チタン成分が0.021mmol)を加え、2分間撹拌した。
耐圧反応器をプロピレン雰囲気に置換してから、水素は、水素圧0.2barG、プロピレンは全圧が38.2barGとなるように維持しながら、プロピレンの導入を継続的に行い、25℃で3分間プレ重合した。プレ重合後、プロピレンの全圧を38.2barGに維持しながら、70℃に昇温し、1時間重合反応を行った。反応終了後、溶媒を含んだ重合体を窒素雰囲気の円筒容器に移送した。溶媒は、窒素下でフレアラインに移送して脱溶剤し、オレフィン重合体2を得た。得られたオレフィン重合体はそのまま窒素雰囲気下にて保存した。
前記製造例2で得られたオレフィン重合体2を用いて、二軸押出機(装置:株式会社池貝製PCM−30、押出温度:230℃、スクリュー回転速度:50rpm)で造粒した。造粒の際は、オレフィン重合体2を二軸押出機にフィードするまで窒素下で行い、さらに二軸押出機のヘッド部付近と、スクリューの中央部付近で、ベントの引き込みをしながら、オレフィン重合体2のフィード口からベントまでの間に、スチームを15kPaの圧力、100ml/minの流量でバレル内に圧入し、ペレットを得た。
実施例2−1において、スチームの導入の代りに、水分が窒素に対する容積比で0.1%の窒素ガスを100mL/minの流量で導入した以外は実施例2−1と同様に実施して、ペレットを得た。
前記実施例2−1において、オレフィン重合体の造粒の際、スチームの導入とベントの引き込みを行わなかった以外は、前記実施例2−1と同様に実施してペレットを得た。
下記の手順([1]触媒スラリーの調製、[2]フェノール系酸化防止剤のマスキング処理、[3]オレフィンモノマーの重合)に従い、気相重合法でオレフィン重合体3を得た。
前記製造例1の[1]と同様に実施して、固体チタン触媒成分5mg/mLのヘプタンスラリーである触媒スラリーを調製した。
ヘプタン50mlに対して、トリエチルアルミニウム3g及びフェノール系酸化防止剤として前記化合物No.4を2g加えて、2時間撹拌し、フェノール系酸化防止剤がマスキングされた安定剤溶液を得た。
窒素置換した1000mlオートクレーブにヘプタン400mlを加え、トリエチルアルミニウム148mg(1.3mmol)、ジシクロペンタジメトキシシラン29.7mg(0.13mmol)及び、前記[1]で調製した触媒スラリー(Ti成分として、0.0026mmol)を加えた。
オートクレーブ内をプロピレン雰囲気に置換し、プロピレンで1kgf/cm2Gの圧力をかけ、35℃で10分間プレ重合した。プレ重合後、プロピレンをパージし、落圧後、水素150ml(23℃)を導入し、60℃に昇温し、オートクレーブ内にプロピレンを供給して全圧を5kgf/cm2G圧に維持しながら、70℃に昇温して、1時間重合した。得られた重合体において、下記の精製を二回行うことによりオレフィン重合体3を得た。
オートクレーブ内を窒素置換して、重合体をオートクレーブ内に残し、上澄み液のヘプタンをデカンテーションした。重合体に含まれるヘプタンは、オートクレーブを減圧して留去し、重合体を乾燥させた。乾燥した重合体10gをオートクレーブ内に残し、トリエチルアルミニウム44.5mg(3.9mmol)、ジシクロペンタジメトキシシラン89mg(0.39mmol)、[1]で調製した触媒スラリー(チタン成分として、0.0078mmol)、[2]で調製した安定剤溶液0.25ml、及びリン系酸化防止剤としてトリス(2,4−ジ第三ブチルフェニル)ホスファイト30mgを加えた。
オートクレーブ内をプロピレンに置換し、プロピレンをパージして落圧後、水素150ml(23℃)を導入し、オートクレーブ内にプロピレンを供給して、全圧を5kgf/cm2Gに維持しながら、70℃に昇温して、1時間の気相重合を行い、目的のオレフィン重合体3を精製した。
前記製造例3で得られたオレフィン重合体3を用いて、二軸押出機(装置:株式会社日本製鋼所TEX−30α、押出温度:230℃、スクリュー回転速度:100rpm)で造粒した。造粒の際は、オレフィン重合体3を二軸押出機にフィードするまで窒素下で行い、さらに二軸押出機のヘッド部付近と、スクリューの中央部付近で、ベントの引き込みをしながら、二軸押出機のオレフィン重合体3のフィード口からベントまでの間にスチームを15kPaの圧力、100ml/minの流量でバレル内に圧入し、ペレットを得た。
実施例3−1において、スチームの導入の代りに、水分が窒素に対する容積比で0.1%の窒素ガスを100mL/minの流量で導入した以外は実施例3−1と同様に実施して、ペレットを得た。
前記実施例3−1において、オレフィン重合体3の造粒の際、スチームの導入とベントの引き込みを行わなかった以外は、前記実施例3−1と同様に実施してペレットを得た。
前記各実施例、比較例で得られたペレットについて、単軸押出機(装置:株式会社東洋精機製作所製プラストミルμ、押出温度:230℃、スクリュー回転速度:50rpm)による造粒をそれぞれ行い、押出加工前後の重量平均分子量の変化によりオレフィン重合体の安定化効果について評価した。
重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(装置:ウォーターズ社製GPC2000型、カラム:ウォーターズ社製StyragelHT 6Eを2本と、Styragel HT2を1本、測定温度145℃、溶媒:オルトジクロロベンゼン、濃度:4mg/10g)により、測定した。
これらの評価結果について、下記表1に示す。
Claims (4)
- 重合時に、有機アルミニウム化合物によりマスキングされたフェノール系酸化防止剤を供給してオレフィンモノマーを重合するオレフィン重合体の製造方法において、
得られたオレフィン重合体を押出機で溶融混練する際に、スチーム、又は水分を含んだ窒素ガスを押出機内に圧入することを特徴とするオレフィン重合体の製造方法。 - 前記有機アルミニウム化合物が、トリアルキルアルミニウムである請求項1又は2記載の製造方法。
- 前記オレフィン重合体が、ポリプロピレンである請求項1〜3のうち何れか一項記載の製造方法。
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