JP2695975B2 - Method for producing ethylene copolymer - Google Patents

Method for producing ethylene copolymer

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JP2695975B2 JP20390490A JP20390490A JP2695975B2 JP 2695975 B2 JP2695975 B2 JP 2695975B2 JP 20390490 A JP20390490 A JP 20390490A JP 20390490 A JP20390490 A JP 20390490A JP 2695975 B2 JP2695975 B2 JP 2695975B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はエチレン共重合体の製造法に関する。更に詳
しくは、本発明は常温固体の特殊なビニルモノマーとエ
チレンとをラジカル重合させ、未反応のビニルモノマー
の残存量を極力抑えかつビニルモノマーによる反応系の
閉塞のない、安定した状態で優れた耐候性を有するエチ
レン共重合体を製造する方法に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing an ethylene copolymer. More specifically, the present invention is excellent in a stable state without radical polymerization of ethylene at room temperature with a special vinyl monomer which is a solid at room temperature, minimizing the residual amount of unreacted vinyl monomer and preventing the reaction system from being blocked by the vinyl monomer. The present invention relates to a method for producing an ethylene copolymer having weather resistance.

(従来の技術) エチレン系重合体は低価格で優れた成形性を有し、ま
た透明性、強度などの物性が優れているため、広い分野
で実用に供されている。
(Prior Art) Ethylene-based polymers have excellent moldability at low cost and have excellent physical properties such as transparency and strength, so that they are practically used in a wide range of fields.

しかし、耐候性は必ずしも充分でないため、屋外で直
接日光を受けるような用途には制限を受ける。耐候性改
良手段としては、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、ベン
ゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ヒンダートアミン系光
安定剤などを添加する手法が一般的であるが、これら添
加剤が徐々にブリードアウトするため安定効果が充分で
ない。特にフィルムなどの薄肉製品でこの傾向が強い。
However, since the weather resistance is not always sufficient, there is a limitation in applications where direct sunlight is received outdoors. As a means of improving weather resistance, a method of adding a benzophenone-based UV absorber, a benzotriazole-based UV absorber, a hindered amine-based light stabilizer, or the like is generally used.However, since these additives gradually bleed out, they are stable. The effect is not enough. This tendency is particularly strong in thin products such as films.

このため、ブリードアウト性を低減すべく添加剤の高
分子量化が提案されている。例えば、特開昭57-137358
号、特開昭51-126240号があり、ブリードアウトの観点
からは添加剤を高分子量化した効果は期待できるが、ポ
リエチレンのように無極性ポリマーに添加する場合には
分散性が不充分となり易く、必ずしも充分な効果が発揮
されない。
For this reason, it has been proposed to increase the molecular weight of the additive in order to reduce the bleed-out property. For example, JP-A-57-137358
JP-A-51-126240, from the viewpoint of bleed-out, the effect of increasing the molecular weight of the additive can be expected, but when added to a nonpolar polymer such as polyethylene, the dispersibility becomes insufficient. It is easy and does not always have a sufficient effect.

また、特開昭54-21489号には、ポリマーに対して良好
な溶解性または相溶性と、高い耐抽出性を有する添加剤
として、ヒンダードアミンを側鎖に有するビニル化合物
の単独重合体および重合可能な二重結合を少なくとも1
つ含む化合物から成る共重合体が提案されているが、エ
チレンとの共重合に関しては、全く開示がない。
JP-A-54-21489 discloses a homopolymer and a polymerizable vinyl compound having a hindered amine as a side chain as an additive having good solubility or compatibility with a polymer and high extraction resistance. At least one double bond
Copolymers comprising a compound containing two compounds have been proposed, but there is no disclosure at all regarding copolymerization with ethylene.

(発明が解決しようとする課題) 本発明者らは、このような現状を勘案して種々研究を
重ねたところ、特に、側鎖にヒンダードアミン基を有す
るビニルモノマーの2個以上連続的に結合したブロック
構造または反応せずに未反応のまま残存するエステル基
の存在に起因して、共重合体の光安定性および相溶性が
低下することが判明し、高圧ラジカル重合法にてエチレ
ンと、ヒンダードアミン基を側鎖に有するビニル基を重
合させた場合、意外にも側鎖にヒンダードアミン基を有
するビニルモノマーの2個以上連続的に結合したブロッ
ク構造が僅少な、耐候性の優れたエチレン共重合体が得
られることを見出し、特許出願した。
(Problems to be Solved by the Invention) The inventors of the present invention have conducted various studies in view of such a current situation. In particular, the present inventors have found that two or more vinyl monomers having a hindered amine group in a side chain are continuously bonded. The light stability and compatibility of the copolymer were found to be reduced due to the block structure or the presence of ester groups remaining unreacted without reacting, and ethylene and hindered amine were subjected to high-pressure radical polymerization. Surprisingly, when a vinyl group having a side group is polymerized, an ethylene copolymer having a very small block structure in which two or more vinyl monomers having a hindered amine group in the side chain are continuously bonded is excellent. And obtained a patent application.

本発明は上記出願の発明をさらに発展させたものであ
って、特にビニルモノマーとして常温固体のモノマーを
用いる場合、該ビニルモノマーはエチレンとの相溶性が
悪いので、反応系への安定供給および反応後の未反応モ
ノマーのリサイクルに際して、該ビニルモノマーによる
反応系内の配管の閉塞および圧縮機の吸引、吐出バルブ
および配管へのモノマーの付着などのトラブルが生ずる
ことがあり、この点に本発明は解決を与えようというも
のである。
The present invention is a further development of the invention of the above-mentioned application, and particularly when a room temperature solid monomer is used as a vinyl monomer, the vinyl monomer has poor compatibility with ethylene, so that stable supply to the reaction system and reaction When the unreacted monomer is recycled later, troubles such as blockage of the pipe in the reaction system by the vinyl monomer, suction of the compressor, and adhesion of the monomer to the discharge valve and the pipe may occur. It's about giving a solution.

(課題を解決するための手段) 本発明は、 前段および後段圧縮機により1000kg/cm2以上の圧力を
保持し、150℃以上の温度条件下で、エチレンとビニル
モノマーとをラジカル重合させてエチレン共重合体を製
造する方法において、 該ビニルモノマーが下記一般式: (式中、R1は水素原子またはメチル基を、R2は−O−ま
たは−NH−を、R3は水素原子または−CNを、R4は水素原
子または−CO−CH3を表す)で示される常温固体のビニ
ルモノマーであり、このビニルモノマーを脂肪族アルコ
ールおよび脂肪族エステルから選ばれる溶媒に溶解し、
その溶解を後段圧縮機の吸引側に供給して重合させ、該
ビニルモノマーを0.005モル%以上から9モル%未満含
有するエチレンと該ビニルモノマーの共重合体を得るこ
とを特徴とするエチレン共重合体の製造法、 を提供するものである。
(Means for Solving the Problems) The present invention provides a method in which ethylene and a vinyl monomer are radically polymerized under a temperature condition of 150 ° C. or more while maintaining a pressure of 1000 kg / cm 2 or more by a first stage compressor and a second stage compressor. In a method for producing a copolymer, the vinyl monomer has the following general formula: (Wherein, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 represents —O— or —NH—, R 3 represents a hydrogen atom or —CN, and R 4 represents a hydrogen atom or —CO—CH 3 ) Is a room temperature solid vinyl monomer, which is dissolved in a solvent selected from aliphatic alcohols and aliphatic esters,
The dissolution is supplied to the suction side of a subsequent compressor to be polymerized, and a copolymer of ethylene and the vinyl monomer containing 0.005 mol% or more and less than 9 mol% of the vinyl monomer is obtained. A method for producing a united product is provided.

〔発明の具体的説明〕[Specific description of the invention]

1.共重合モノマー 本発明のエチレン共重合体の製造に使用されるモノマ
ーは、エチレンと下記一般式で示される常温固体のビニ
ル化合物である。
1. Copolymerized Monomer The monomer used for producing the ethylene copolymer of the present invention is ethylene and a room temperature solid vinyl compound represented by the following general formula.

(式中、R1は水素原子またはメチル基を、R2は−O−ま
たは−NH−を、R3は水素原子または−CNを、R4は水素原
子または−CO−CH3を表す)。
(Wherein, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 represents —O— or —NH—, R 3 represents a hydrogen atom or —CN, and R 4 represents a hydrogen atom or —CO—CH 3 ) .

上記式(I)のモノマーは公知であり、公知の方法、
例えば特公昭47-8539号、特開昭48-65180号公報記載の
方法にて合成することができる。
The monomers of the above formula (I) are known and are known in the art,
For example, it can be synthesized by the methods described in JP-B-47-8539 and JP-A-48-65180.

式(I)のモノマーの代表例を挙げれば下記のとおり
である。
Representative examples of the monomer of the formula (I) are as follows.

4−アクリロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペ
リジン 4−アクリロイルオキシ−1,2,2,6,6−ペンタメチルピ
ペリジン 4−アクリロイルオキシ−1−エチル−2,2,6,6−テト
ラメチルピペリジン 4−アクリロイルオキシ−1−プロピル−2,2,6,6−テ
トラメチルピペリジン 4−アクリロイルオキシ−1−ブチル−2,2,6,6−テト
ラメチルピペリジン 4−メタクリロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピ
ペリジン 4−メタクリロイルオキシ−1,2,2,6,6−ペンタメチル
ピペリジン 4−メタクリロイルオキシ−1−エチル−2,2,6,6−テ
トラメチルピペリジン 4−メタクリロイルオキシ−1−ブチル−2,2,6,6−テ
トラメチルピペリジン 4−クロトノイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペ
リジン 4−クロトノイルオキシ−1−プロピル−2,2,6,6−テ
トラメチルピペリジン 4−アクリロイルイミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペ
リジン 4−アクリロイルイミノ−4−シアノ−2,2,6,6−テト
ラメチルピペリジン 4−アクリロイルオキシ−1−アセチル−2,2,6,6−テ
トラメチルピペリジン 4−メタクリロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピ
ペリジン 4−メタクリロイルイミノ−2,2,6,6−テトラメチルピ
ペリジン 4−アクリロイルイミノ−4−シアノ−2,2,6,6−テト
ラメチルピペリジン 4−メタクリロイルオキシ−1−アセチル−2,2,6,6−
テトラメチルピペリジン 上記したモノマーが本発明の共重合体の製造に必須の
成分であるが、これ以外にも小割合のコモノマー成分を
共重合体させることができる。この種のコモノマーとし
ては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのビニルエ
ステル酸:メチルアクリレート、エチルアクリレートな
どのアクリル酸エステル類:メチルメタクリレートなど
のメタクリル酸エステル類:アクリル酸、メタクリル酸
などの不飽和カルボン酸類であり、一般的には9モル%
以下であることが好ましい。
4-acryloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine 4-acryloyloxy-1,2,2,6,6-pentamethylpiperidine 4-acryloyloxy-1-ethyl-2,2,6,6 -Tetramethylpiperidine 4-acryloyloxy-1-propyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidine 4-acryloyloxy-1-butyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidine 4-methacryloyloxy-2 , 2,6,6-tetramethylpiperidine 4-methacryloyloxy-1,2,2,6,6-pentamethylpiperidine 4-methacryloyloxy-1-ethyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidine 4- Methacryloyloxy-1-butyl-2,2,6,6-tetramethylpiperidine 4-crotonoyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine 4-crotonoyloxy-1-propyl-2,2,6 , 6-tetramethylpipe Lysine 4-acryloylimino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine 4-acryloylimino-4-cyano-2,2,6,6-tetramethylpiperidine 4-acryloyloxy-1-acetyl-2,2,2, 6,6-tetramethylpiperidine 4-methacryloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine 4-methacryloylimino-2,2,6,6-tetramethylpiperidine 4-acryloylimino-4-cyano-2, 2,6,6-tetramethylpiperidine 4-methacryloyloxy-1-acetyl-2,2,6,6-
Tetramethylpiperidine The above-mentioned monomer is an essential component for producing the copolymer of the present invention, but a small proportion of a comonomer component can also be copolymerized. Examples of this type of comonomer include vinyl ester acids such as vinyl acetate and vinyl propionate; acrylic esters such as methyl acrylate and ethyl acrylate; methacrylic esters such as methyl methacrylate; and unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid. Acids, generally 9 mol%
The following is preferred.

2.共重合体の製造 本発明による共重合体の製造法は、高圧法、低密度ポ
リエチレン製造装置を用いて行われる。
2. Production of Copolymer The production method of the copolymer according to the present invention is carried out using a high pressure method and a low density polyethylene production apparatus.

(1) 触媒 本発明の共重合体はラジカル重合で製造される。従っ
て本発明方法に使用される触媒は遊離基発生開始剤であ
る。
(1) Catalyst The copolymer of the present invention is produced by radical polymerization. Thus, the catalyst used in the process of the present invention is a free radical generating initiator.

例えば酸素、ジターシャリーブチルパーオキサイド、
ターシャリーブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパ
ーオキサイド等のジアルキルパーオキサイド及び誘導体
類、ジアセチルパーオキサイド、ジオクタノイルパーオ
キサイド等のジアシルパーオキサイド類、ジイソプロピ
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等のパーオキシジカーボネー
ト類、ターシャリーブチルパーオキシイソブチレート、
ターシャリーブチルパーオキシピバレート、ターシャリ
ーブチルパーオキシラウレート等のパーオキシエステル
類、メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサ
ノンパーオキサイド等のケトンパーオキサイド類、2,2
−ビスターシャリーブチルパーオキシオクタン、1,1−
ビス(ターシャリーブチルパーオキシ)シクロヘキサン
等のパーオキシケタール類、ターシャリーブチルハイド
ロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド等の
ハイドロパーオキサイド類、α,α′−アゾイソブチロ
ニトリルの様なアゾ化合物が有用である。
For example, oxygen, ditertiary butyl peroxide,
Dialkyl peroxides and derivatives such as tertiary butyl cumyl peroxide and dicumyl peroxide, diacyl peroxides such as diacetyl peroxide and dioctanoyl peroxide, diisopropyl peroxydicarbonate, di-2-ethylhexyl peroxide Peroxydicarbonates such as carbonate, tertiary butyl peroxyisobutyrate,
Peroxyesters such as tert-butyl peroxypivalate and tert-butyl peroxylaurate; ketone peroxides such as methyl ethyl ketone peroxide and cyclohexanone peroxide; 2,2
-Bicesterary butyl peroxyoctane, 1,1-
Peroxy ketals such as bis (tert-butylperoxy) cyclohexane, hydroperoxides such as tert-butyl hydroperoxide and cumene hydroperoxide, and azo compounds such as α, α'-azoisobutyronitrile Useful.

(2) 重合装置 重合を連続で行うのが好ましい。重合装置はエチレン
の高圧ラジカル重合法で一般的に用いられている連続撹
拌式槽型反応器または連続式管型反応器を使用すること
ができる。
(2) Polymerization device It is preferable to carry out polymerization continuously. As the polymerization apparatus, a continuous stirred tank reactor or a continuous tube reactor generally used in a high-pressure radical polymerization method of ethylene can be used.

重合はこれら単一の反応器を用いて単一区域法として
実施できるが、多くの反応器をシリーズに、場合によっ
ては冷却器を連結して用いるか、または多区域法になる
様に内部をいくつかの区域に効果的に分割した単一の反
応器を用いることもできる。多区域法では、各区域にお
ける反応条件に差をもたせて、それらの各反応器または
各反応区域で得られる重合体の特性をコントロールする
様に、夫々の反応器または、反応区域ごとに単量体組
成、触媒濃度、分子量調整剤濃度等を調節するのが普通
である。複数反応器をシリーズに連結して用いる場合に
は、2基以上の槽型反応器または2基以上の管型反応器
の組合わせの他に、1基以上の槽型反応器と1基以上の
管型反応器の組合わせも使用することができる。
The polymerization can be carried out as a single zone process using these single reactors, but many reactors can be used in series, optionally connected with a cooler, or the interior can be multi-zone processes. It is also possible to use a single reactor effectively divided into several zones. In the multi-zone method, the reaction conditions in each zone are made different to control the properties of the polymer obtained in each reactor or each reaction zone. It is common to adjust body composition, catalyst concentration, molecular weight regulator concentration, and the like. When using a plurality of reactors connected in series, in addition to a combination of two or more tank reactors or two or more tube reactors, one or more tank reactors and one or more Can also be used.

1基または2基以上の反応器中で生成した重合体は、
これを未反応の単量体から分離し、普通の高圧法ポリエ
チレン製造の場合の様に処理することができる。未反応
の単量体の混合物は、追加量の同一単量体と混合し、再
加圧して反応器に循環させる。前記の様に添加する追加
量の単量体は、混合物の組成を元のフィードの組成に戻
すような組成のものであり、一般にはこの追加量の単量
体は、重合容器から分離した重合体の組成にほぼ相当す
る組成を持つ。
The polymer formed in one or more reactors is
This can be separated from unreacted monomers and processed as in normal high pressure polyethylene production. The unreacted monomer mixture is mixed with an additional amount of the same monomer, repressurized and recycled to the reactor. The additional amount of monomer added as described above is of a composition that returns the composition of the mixture to that of the original feed. Generally, this additional amount of monomer is separated from the polymerization vessel by weight. It has a composition that approximately corresponds to the composition of the coalescence.

なお、反応器は均一な組成の共重合体を得るには槽型
反応器が好ましい。
In order to obtain a copolymer having a uniform composition, a tank reactor is preferable.

触媒は通常連鎖移動効果の小さい溶媒に溶解し、直接
高圧ポンプで反応器中に注入する。濃度は0.5〜30重量
%程度が望ましい。
The catalyst is usually dissolved in a solvent having a small chain transfer effect, and is directly injected into the reactor by a high-pressure pump. The concentration is desirably about 0.5 to 30% by weight.

適切な溶媒の例として、ヘキサン、ヘプタン、ホワイ
トスピリット、炭化水素油、シクロヘキサン、トルエ
ン、キシレン、高級分枝鎖飽和脂肪酸炭化水素およびこ
れらの混合物である。
Examples of suitable solvents are hexane, heptane, white spirit, hydrocarbon oils, cyclohexane, toluene, xylene, higher branched saturated fatty acid hydrocarbons and mixtures thereof.

高圧ラジカル重合では生成共重合体の分子量の調整
に、特殊な場合を除いて一般には、連鎖移動剤が使用さ
れる。連鎖移動剤は通常の高圧ラジカル重合で用いられ
るものが全て使用できる。例えば、エタン、プロパン、
ブタン、ヘキサン、ヘプタンなどのアルカン類:プロピ
レン、ブテン、ヘキセンなどのアルケン類:メタノー
ル、エタノール、プロパノールなどのアルコール類:ア
セトン、メチルエチルケトンなどのケトン類:アセトア
ルデヒド、プロピオンアルデヒドなどのアルデヒド類を
挙げることができる。
In high-pressure radical polymerization, a chain transfer agent is generally used for adjusting the molecular weight of the produced copolymer, except for special cases. As the chain transfer agent, all those used in ordinary high-pressure radical polymerization can be used. For example, ethane, propane,
Alkanes such as butane, hexane and heptane: alkenes such as propylene, butene and hexene: alcohols such as methanol, ethanol and propanol: ketones such as acetone and methyl ethyl ketone: aldehydes such as acetaldehyde and propionaldehyde it can.

これらのうち、ガス状のものは圧縮機の吸入側に注入
され、液状のものはポンプにて注入される。
Of these, gaseous ones are injected into the suction side of the compressor, and liquid ones are injected by a pump.

(3) ビニルモノマーの供給 これらビニルモノマーは、常温では固体であるから重
合反応に供する際には、溶媒に溶解して用いる必要があ
る。
(3) Supply of vinyl monomer Since these vinyl monomers are solid at room temperature, they need to be dissolved in a solvent before use in a polymerization reaction.

ビニルモノマーの溶媒としては、脂肪族アルコールお
よび脂肪族エステルが用いられる。具体的にはメタノー
ル、エタノール、プロパノール等の脂肪族アルコール類
および蟻酸、酢酸、プロピオン酸などのメチル、エチ
ル、プロピル、ブチルエステルのごとき脂肪族エステル
類を挙げることができ、これらを混合して用いることも
できる。この中でも、メタノールおよび酢酸エチルは、
連鎖移動効果が小さくビニル化合物との溶解性に優れて
おり、ビニルモノマー含量および分子量の比較的高いポ
リマーが得られやすいので好ましいものである。
As a solvent for the vinyl monomer, an aliphatic alcohol and an aliphatic ester are used. Specific examples include aliphatic alcohols such as methanol, ethanol, and propanol and aliphatic esters such as formic acid, acetic acid, and propionic acid, such as methyl, ethyl, propyl, and butyl esters. You can also. Among them, methanol and ethyl acetate are:
It is preferable because the chain transfer effect is small, the solubility with the vinyl compound is excellent, and a polymer having a relatively high vinyl monomer content and molecular weight is easily obtained.

ビニルモノマーをこれらの溶媒に溶かした溶液を、反
応系に供給するには、種々の手法が考えられる。
Various methods are conceivable for supplying a solution in which a vinyl monomer is dissolved in these solvents to the reaction system.

例えば、ビニルモノマー溶液を50kg/cm2未満の低圧下
でエチレンと混合して供給する方法では、1000kg/cm2
上の反応圧力まで昇圧しようとすると、圧縮機内でビニ
ルモノマーとエチレンが相分離し、圧縮機のドレン分離
器にてビニルモノマーが分離され、反応器へ供給される
モノマー組成濃度が不均一となり、また圧縮機の吸引、
吐出バルブおよびその配管にビニルモノマーが付着し、
閉塞トラブルが発生すしやすくなる。さらに重合反応後
の生成物と未反応ガスは、一般に高圧製品分離器および
低圧製品分離器にて分離され、未反応ガスはリサイクル
使用されるが、その際低圧製品分離器にて分離された未
反応ガスのリサイクルラインでエチレンとビニルモノマ
ーとが相分離し、配管の閉塞現象が発生するので好まし
くないことがわかった。
For example, in a method in which a vinyl monomer solution is mixed with ethylene under a low pressure of less than 50 kg / cm 2 and supplied, when pressure is increased to a reaction pressure of 1000 kg / cm 2 or more, the vinyl monomer and ethylene are phase-separated in a compressor. The vinyl monomer is separated by the drain separator of the compressor, and the monomer composition concentration supplied to the reactor becomes non-uniform.
Vinyl monomer adheres to the discharge valve and its piping,
Blockage trouble is likely to occur. Further, the product after the polymerization reaction and the unreacted gas are generally separated by a high-pressure product separator and a low-pressure product separator, and the unreacted gas is recycled. It was found that ethylene and vinyl monomer phase-separated in the recycle line of the reaction gas, causing a clogging phenomenon of the piping, which was not preferable.

これを避けるためには、50kg/cm2以上の高圧下でビニ
ルモノマー溶液をエチレンと混合し、反応圧力まで昇圧
して後反応器へ供給することが必要であり、例えば超高
圧ポンプで反応器へ直接ビニルモノマー溶液を注入する
ことが考えられるが、超高圧ポンプは非常に高価であり
経済的でない。
To avoid this, the vinyl monomer solution is mixed with ethylene under 50 kg / cm 2 or more high-pressure, it is necessary to supply to the rear reactor was raised to reaction pressure, for example the reactor in an ultra high pressure pump Although it is conceivable to inject the vinyl monomer solution directly into the system, an ultra-high pressure pump is very expensive and not economical.

従って、本発明ではビニルモノマーの供給手法とし
て、後段圧縮機の吸引側にビニルモノマー溶液を供給す
る方法を採用することとした。後段圧縮機の吸引側に
は、通常高圧製品分離器にて分離された圧力150〜500kg
/cm2の未反応ガスがリサイクルされるので、これにビニ
ルモノマー溶液を加え反応圧力まで圧縮してから反応器
へ供給することにより、エチレンと相溶性の悪い常温固
体のビニルモノマーを高い相溶状態の流体として反応に
供することが可能となり、その結果重合反応も安定し、
均一かつランダムにビニルモノマーが共重合されたエチ
レン共重合体を製造することができるのである。
Therefore, in the present invention, a method of supplying the vinyl monomer solution to the suction side of the latter-stage compressor is adopted as the method of supplying the vinyl monomer. On the suction side of the latter stage compressor, the pressure separated by a high pressure product separator is usually 150 to 500 kg.
Since / unreacted gases cm 2 is recycled by supplying from the compressed to the reaction pressure to the vinyl monomer solution into the reactor to a high vinyl monomers of ethylene and poor compatibility is solid at room temperature compatible It is possible to provide the reaction as a fluid in a state, so that the polymerization reaction is also stable,
This makes it possible to produce an ethylene copolymer in which vinyl monomers are copolymerized uniformly and randomly.

(4) 重合条件 採用される圧力は1000kg/cm2以上、好ましくは1500〜
4000kg/cm2、さらに好ましくは2000〜4000kg/cm2の範囲
である。
(4) Polymerization conditions The pressure used is 1000 kg / cm 2 or more, preferably 1500 to
4000 kg / cm 2, more preferably in the range of 2000~4000kg / cm 2.

重合温度は150℃以上、好ましくは150〜300℃、さら
に好ましくは150〜250℃の範囲である。
The polymerization temperature is 150 ° C. or higher, preferably 150 to 300 ° C., more preferably 150 to 250 ° C.

重合温度は高い程生産性は向上するが、共重合体の分
子量は低下し高分子量体が得られ難くなり、また重合系
内のポリマー密度の上昇に伴い重合反応が不安定となり
易くなるので、基本的に低温反応が好ましい。
The higher the polymerization temperature, the higher the productivity, but the lower the molecular weight of the copolymer, the more difficult it is to obtain a high molecular weight polymer, and the higher the polymer density in the polymerization system, the more likely the polymerization reaction becomes unstable, Basically a low temperature reaction is preferred.

3.共重合体 本発明方法により得られるエチレン共重合体は、その
耐候性および重合反応の安定性の点から、上記式(I)
で示されるビニルモノマーが0.005モル%以上、9モル
%未満、好ましくは0.5〜5モル%含有されていること
が望ましい。
3. Copolymer In view of the weather resistance and the stability of the polymerization reaction, the ethylene copolymer obtained by the method of the present invention has the above formula (I)
It is desirable that the vinyl monomer represented by is contained in an amount of from 0.005 mol% to less than 9 mol%, preferably from 0.5 to 5 mol%.

該共重合体は耐候性に優れているので、特に高度の耐
候性が要求される分野、例えば農業用ハウスフィルム、
マルチフィルム、屋外使用の各種配管、その関連部品類
などに有用である。この場合、共重合体の数平均分子量
は10000以上であることが好ましい。
Since the copolymer is excellent in weather resistance, particularly in fields where a high degree of weather resistance is required, such as agricultural house films,
It is useful for multi films, various pipes for outdoor use, and related parts. In this case, the number average molecular weight of the copolymer is preferably 10,000 or more.

本エチレン共重合体は、他の高分子材料にブレンドし
て使用することもできる。その場合本発明共重合体のブ
レンド率が5重量%以下のときは該共重合体の数平均分
子量が10000未満でもよいが、10000以上であることが好
ましい。
The present ethylene copolymer can also be used by blending it with another polymer material. In this case, when the blend ratio of the copolymer of the present invention is 5% by weight or less, the number average molecular weight of the copolymer may be less than 10,000, but is preferably 10,000 or more.

本発明のエチレン共重合体は、単独使用の場合、フェ
ノール系、硫黄系、リン系の安定剤や、アミド系、金属
石ケン系の滑剤、シリカ、タルク等の無機化合物を配合
してもよい。
When the ethylene copolymer of the present invention is used alone, phenol-based, sulfur-based, phosphorus-based stabilizers, amide-based, metallic soap-based lubricants, silica, and inorganic compounds such as talc may be blended. .

また、帯電防止剤、流滴剤、中和剤、核剤、他の光安
定剤等を配合することもできる。
Further, an antistatic agent, a dropping agent, a neutralizing agent, a nucleating agent, other light stabilizers, and the like can also be blended.

本発明のエチレン共重合体を他の高分子材料にブレン
ドして使用する場合には、上記の添加剤と合わせブレン
ド使用してもよい。
When the ethylene copolymer of the present invention is used by blending it with another polymer material, it may be used in combination with the above-mentioned additives.

(実施例) 次に、本発明を実施例によって具体的に説明する。な
お、以下の例では第1図に示した高圧法ポリエチレン製
造装置を用いた。
(Examples) Next, the present invention will be specifically described with reference to examples. In the following examples, the high-pressure polyethylene manufacturing apparatus shown in FIG. 1 was used.

実施例−1 ライン1よりエチレンを40kg/時の割合で前段圧縮機
Aの吸引側に供給し、ビニルモノマーとして4−アクロ
イルオキシ−2,2,6,6−テトラメチピペリジンを用い、3
00g/リットルの割合で酢酸エチルに溶解した溶液を、ポ
ンプIにて後段圧縮機Bの吸入側に1.26リットル/時の
割合で供給した。連鎖移動剤として酢酸エチルを7.0リ
ットル/時の割合でポンプJにて前段圧縮機Aの吸入側
に供給し、触媒としてターシャリーブチルパーオキシピ
バレートを5g/リットルの割合でノルマルヘキサンに溶
解した溶液を0.5リットル/時の割合でポンプKにて反
応器Cへ供給し、重合圧力1900kg/cm2、重合温度190℃
で重合を行った。
Example 1 Ethylene was supplied from the line 1 at a rate of 40 kg / hour to the suction side of the pre-compressor A, and 4-acryloyloxy-2,2,6,6-tetramethipiperidine was used as a vinyl monomer.
A solution dissolved in ethyl acetate at a rate of 00 g / liter was supplied to the suction side of the latter compressor B by a pump I at a rate of 1.26 liter / hour. Ethyl acetate was supplied as a chain transfer agent at a rate of 7.0 liter / hour to the suction side of the first compressor A by a pump J, and tertiary butyl peroxypivalate was dissolved in normal hexane at a rate of 5 g / liter as a catalyst. the solution was fed to the reactor C by pump K at a rate of from 0.5 l / h, and the polymerization pressure 1900 kg / cm 2, the polymerization temperature 190 ° C.
The polymerization was carried out.

反応器Cから流出した反応混合物は高圧製品分離器D
にて反応生成体と未反応ガスに分離され、反応生成体は
低圧製品分離器Eへ、一方未反応ガスは高圧リサイクル
ガス分離器Gを経て後段圧縮機Bの吸引側へリサイクル
される。反応生成体は分離器Eから造粒押出機Fにて造
粒し、ペレット状の共重合体を得た。
The reaction mixture flowing out of the reactor C is separated into a high pressure product separator D
The reaction product is separated into a low-pressure product separator E, while the unreacted gas is recycled to a suction side of the second compressor B via a high-pressure recycle gas separator G. The reaction product was granulated from the separator E by a granulating extruder F to obtain a pellet-shaped copolymer.

得られた共重合体のMFR(JIS K−6760)は2.3g/10分
であり、共重合体中の4−アクリロイルオキシ−2,2,6,
6−テトラメチルピペリジン成分は実質的にランダム
で、その含量は0.52モル%であることがNMRにより確認
された。また、GPC法による分析の結果、共重合体の数
平均分子量は28300であった。
The MFR (JIS K-6760) of the obtained copolymer was 2.3 g / 10 minutes, and the 4-acryloyloxy-2,2,6,
NMR confirmed that the 6-tetramethylpiperidine component was substantially random, with a content of 0.52 mol%. Further, as a result of analysis by the GPC method, the number average molecular weight of the copolymer was 28,300.

実施例−2 実施例−1と同様の装置、手法を用い、以下の条件の
み変更して共重合体を製造した。
Example 2 Using the same apparatus and method as in Example 1, only the following conditions were changed to produce a copolymer.

4−アクリロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピ
ペリジンの酢酸エチル溶液を2.62リットル/時、連鎖移
動剤として用いる酢酸エチルを6.5リットル/時、触媒
はヘキサンへの希釈割合が10g/リットルの溶液を0.82リ
ットル/時の割合で連続的に供給し、重合を行った。
2.62 liters / hour of a solution of 4-acryloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine in ethyl acetate, 6.5 liters / hour of ethyl acetate used as a chain transfer agent, and the catalyst was diluted to 10 g / liter in hexane. Was continuously supplied at a rate of 0.82 liter / hour to carry out polymerization.

得られた共重合体のMFRは6.1g/10分であり、共重合体
中の4−アクリロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチル
ピペリジン成分は実質的にランダムで、その含量は1.05
モル%であることがNMRにより確認された。
The MFR of the obtained copolymer was 6.1 g / 10 minutes, and the 4-acryloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine component in the copolymer was substantially random, and the content was 1.05.
NMR confirmed the mole%.

実施例−3 実施例−1と同様の装置、手法を用い、以下の条件の
み変更して共重合体を製造した。
Example 3 Using the same apparatus and method as in Example 1, only the following conditions were changed to produce a copolymer.

4−アクリロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチルピ
ペリジンの酢酸エチルへの飽和希釈濃度である550g/リ
ットルの溶液を5.78リットル/時、連鎖移動剤として用
いる酢酸エチルを2.4リットル/時、触媒はヘキサンへ
の希釈割合が50g/リットルの溶液を0.86リットル/時の
割合で連続的に供給し、重合を行った。
5.78 l / h of a solution of 4-acryloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine at 550 g / l which is a saturated dilution concentration in ethyl acetate, and 2.4 l / h of ethyl acetate used as a chain transfer agent. As the catalyst, polymerization was carried out by continuously supplying a solution having a dilution ratio to hexane of 50 g / liter at a rate of 0.86 liter / hour.

得られた共重合体のMFRは13.0g/10分であり、共重合
体中の4−アクリロイルオキシ−2,2,6,6−テトラメチ
ルピペリジン成分は実質的にランダムで、その含量は5.
0モル%であることがNMRにより確認された。
The MFR of the obtained copolymer was 13.0 g / 10 minutes, and the 4-acryloyloxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine component in the copolymer was substantially random, and the content was 5%. .
NMR confirmed that it was 0 mol%.

比較例−1 ビニルモノマーの注入点を、実施例−1の後段圧縮機
Bの吸入側から、共重合体の製造時一般的に供給される
前段圧縮機Aの吸入側に変更した以外は実施例−1と同
様の方法で共重合体の製造を試みた。
Comparative Example-1 Except that the injection point of the vinyl monomer was changed from the suction side of the latter-stage compressor B of Example-1 to the suction side of the former-stage compressor A which is generally supplied during the production of the copolymer. Production of a copolymer was attempted in the same manner as in Example-1.

その結果、反応温度は200℃±10℃前後変動し、重合
反応は非常に不安定であり、また反応を開始して約6時
間後には前段圧縮機Aの吐出圧力が変動し、さらに低圧
リサイクルラインフィルターMが閉塞してその後の反応
を継続することが不可能となった。
As a result, the reaction temperature fluctuated around 200 ° C. ± 10 ° C., and the polymerization reaction was very unstable. About 6 hours after the start of the reaction, the discharge pressure of the pre-compressor A fluctuated, and the low pressure recycling The line filter M was blocked, and it became impossible to continue the subsequent reaction.

反応停止までに得られた共重合体について分析した結
果、共重合体のMFRは2.3〜4.1g/10分と振れており、共
重合体中の4−アクリロイルオキシ−2,2,6,6−テトラ
メチルピペリジンの含量は0.1〜0.6モル%と低かった。
また、ポリマーの表面にビニルモノマーがブリードアウ
トしている状態が確認され、ポリマーの溶媒抽出液をガ
スクロマトグラフィーにて分析した結果、多くの未反応
ビニルモノマーがポリマー中に残存していることがわか
った。
As a result of analyzing the copolymer obtained up to the termination of the reaction, the MFR of the copolymer fluctuated as 2.3 to 4.1 g / 10 minutes, and 4-acryloyloxy-2,2,6,6 in the copolymer. -The content of tetramethylpiperidine was as low as 0.1 to 0.6 mol%.
In addition, it was confirmed that the vinyl monomer was bleeding out on the surface of the polymer, and as a result of analyzing the solvent extract of the polymer by gas chromatography, it was found that many unreacted vinyl monomers remained in the polymer. all right.

(発明の効果) 本発明の方法では、常温固体のビニルモノマーの使用
による反応装置の機器および配管などの閉塞が生じるこ
となく、安定して目的の共重合体を製造することが可能
である。得られた共重合体は、エチレンとビニルモノマ
ーが実質的にランダムに共重合され、ビニルモノマーが
耐候保護されるべきエチレンを主体とするポリマー鎖に
均一に分散して存在させることができ、未反応のビニル
モノマーの残存量が少ないので、該ビニルモノマーのブ
リードアウトがなく、耐候性に優れている。
(Effect of the Invention) In the method of the present invention, it is possible to stably produce the target copolymer without using a room temperature solid vinyl monomer to block the equipment and piping of the reactor. In the obtained copolymer, ethylene and a vinyl monomer are copolymerized substantially at random, and the vinyl monomer can be uniformly dispersed and present in a polymer chain mainly composed of ethylene to be weather-protected. Since the residual amount of the vinyl monomer in the reaction is small, there is no bleed-out of the vinyl monomer, and it is excellent in weather resistance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、本発明の方法に用いられる共重合体製造設備
の概略図である。 1:エチレン供給ライン A:前段圧縮機 B:後段圧縮機 C:反応器 D:高圧製品分離器 E:低圧製品分離器 F:造粒押出機 G:高圧リサイクルガス分離器 H:低圧リサイクルガス分離器 I:コモノマー注入ポンプ J:連鎖移動剤注入ポンプ K:触媒注入ポンプ L:高圧リサイクルラインフィルター M:低圧リサイクルラインフィルター
FIG. 1 is a schematic diagram of a facility for producing a copolymer used in the method of the present invention. 1: Ethylene supply line A: First stage compressor B: Second stage compressor C: Reactor D: High pressure product separator E: Low pressure product separator F: Granulation extruder G: High pressure recycle gas separator H: Low pressure recycle gas separator I: Comonomer injection pump J: Chain transfer agent injection pump K: Catalyst injection pump L: High pressure recycle line filter M: Low pressure recycle line filter

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−53804(JP,A) 特開 昭57−180616(JP,A) 特開 昭55−54312(JP,A) 特開 昭58−79033(JP,A) 特開 昭58−38708(JP,A) 特開 昭55−157612(JP,A) 特開 昭54−71185(JP,A) 特開 昭46−43302(JP,A)Continuation of the front page (56) References JP-A-2-53804 (JP, A) JP-A-57-180616 (JP, A) JP-A-55-54312 (JP, A) JP-A-58-79033 (JP, A) JP-A-58-38708 (JP, A) JP-A-55-157612 (JP, A) JP-A-54-71185 (JP, A) JP-A-46-43302 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】前段および後段圧縮機により1000kg/cm2
上の圧力を保持し、150℃以上の温度条件下で、エチレ
ンとビニルモノマーとをラジカル重合させてエチレン共
重合体を製造する方法において、 該ビニルモノマーが下記一般式: (式中、R1は水素原子またはメチル基を、R2は−O−ま
たは−NH−を、R3は水素原子または−CNを、R4は水素原
子または−CO−CH3を表す)で示される常温固体のビニ
ルモノマーであり、このビニルモノマーを脂肪族アルコ
ールおよび脂肪族エステルから選ばれる溶媒に溶解し、
その溶液を後段圧縮機の吸引側に供給して重合させ、該
ビニルモノマーを0.005モル%以上から9モル%未満含
有するエチレンと該ビニルモノマーの共重合体を得るこ
とを特徴とするエチレン共重合体の製造法。
1. A method for producing an ethylene copolymer by radically polymerizing ethylene and a vinyl monomer under a temperature condition of 150 ° C. or more while maintaining a pressure of 1000 kg / cm 2 or more by first and second stage compressors. The vinyl monomer has the following general formula: (Wherein, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 represents —O— or —NH—, R 3 represents a hydrogen atom or —CN, and R 4 represents a hydrogen atom or —CO—CH 3 ) Is a room temperature solid vinyl monomer, which is dissolved in a solvent selected from aliphatic alcohols and aliphatic esters,
The solution is supplied to the suction side of a post-stage compressor to be polymerized, and a copolymer of ethylene and the vinyl monomer containing the vinyl monomer in an amount of 0.005 to less than 9 mol% is obtained. Manufacturing method of coalescence.
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