JP3025318B2 - 耐衝撃性ポリプロピレン樹脂組成物 - Google Patents

耐衝撃性ポリプロピレン樹脂組成物

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JP3025318B2
JP3025318B2 JP3020717A JP2071791A JP3025318B2 JP 3025318 B2 JP3025318 B2 JP 3025318B2 JP 3020717 A JP3020717 A JP 3020717A JP 2071791 A JP2071791 A JP 2071791A JP 3025318 B2 JP3025318 B2 JP 3025318B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は耐衝撃性ポリプロピレン
樹脂組成物に関する。詳しくは実質的にシンジオタクチ
ック構造のポリプロピレンとエチレンとプロピレンの共
重合体からなり、しかも実質的に両者が相溶しているポ
リプロピレン樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】シンジオタクチックポリプロピレンにつ
いては古くよりその存在は知られていたが従来のバナジ
ウム化合物とエーテルおよび有機アルミニウムからなる
触媒で低温重合する方法はシンジオタクティシティーが
悪く、シンジオタクチックなポリプロピレンの特徴を表
しているとは言い難く、ましてやエチレンとプロピレン
の共重合体は結晶性のポリプロピレンとは言い難いもの
であった。これに対して、J.A.EWENらにより非対称な配
位子を有する遷移金属触媒成分とアルミノキサンからな
る触媒によってシンジオタクチックペンタッド分率が0.
7 を越えるようなタクティシティーの良好なポリプロピ
レンを得られることが初めて発見された(J.Am.Chem.So
c.,1988,110,6255-6256) 。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記J.A.EWENらによる
方法は遷移金属当たりの活性が良好であり、しかも得ら
れるポリマーのタクティシティーが高く、ポリマーの物
性は比較的バランスの良好なものであるが、低温の耐衝
撃性が不良であるという問題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記問題を
解決して耐衝撃性に優れ、しかも透明性の良好な、物性
バランスに優れたポリプロピレンの組成物について鋭意
探索し本発明を完成した。
【0005】即ち本発明は、実質的にシンジオタクチッ
ク構造を有するポリプロピレンとエチレンとプロピレン
の共重合体からなり、しかも動的粘弾性の分析でエチレ
ンとプロピレンの共重合体に帰属されるtan δのピーク
が観測されないことを特徴とする耐衝撃性ポリプロピレ
ン樹脂組成物である。
【0006】以下に、本発明の組成物についてその製造
方法を説明することで詳細に示す。本発明の組成物の一
成分である実質的にシンジオタクチック構造のポリプロ
ピレンを合成するに好適な触媒としては、上記文献に記
載された化合物が例示できるが、異なる構造であっても
プロピレンの単独重合体を製造した時、得られる重合体
のシンジオタクチックペンタッド分率(A.Zambelliら M
acromolecules vol 6 687(1973),同 vol 8 925(1975))
0.7 以上程度の比較的タクティシティーが高い重合体を
与える触媒系であれば利用可能であり、例えば、非対称
な配位子を有する遷移金属化合物と有機アルミニウムか
らなる触媒系が有効である。
【0007】好適な触媒系の例としては上記文献に記載
されたイソプロピル(シクロペンタジエニル-1- フルオ
レニル) ハフニウムジクロリド、あるいはイソプロピル
(シクロペンタジエニル-1- フルオレニル) ジルコニウ
ムジクロリドなどが例示され、また有機アルミニウムと
してはアルミノキサンあるいはアルキルアルミニウムが
例示でき、アルミノキサンとしては、アルキルアルミニ
ウムを水で縮合した形状のものが例示でき、特にメチル
アルミノキサンが有効であり、重合度として、5 以上好
ましくは10以上のものが利用される。
【0008】上記遷移金属触媒成分に対するアルミノキ
サンの使用割合としては10〜1000000 モル倍、通常50〜
5000モル倍である。またアルキルアルミニウムと安定ア
ニオン、あるいはそれを発生する化合物を組み合わせた
ものも利用できる。
【0009】また重合条件については特に制限はなく不
活性媒体を用いる溶媒重合法、或いは実質的に不活性媒
体の存在しない塊状重合法、気相重合法も利用できる。
重合温度としては−100〜200 ℃、重合圧力としては常
圧〜100 kg/cm2 で行うのが一般的である。好ましくは
−100〜100 ℃、常圧〜50kg/cm2 である。
【0010】また重合に際し10重量%以下の量でエチレ
ン、あるいは炭素数4以上のα−オレフィン、例えばブ
テン-1、ペンテン-1、ヘキセン-1、ヘプテン-1、4-メチ
ルペンテン-1、を共重合することは可能であり、10重量
% より多いと組成物の物性が不良となり好ましくない。
【0011】ここで実質的にシンジオタクチック構造で
あるとはプロピレンの単独重合体にあってはシンジオタ
クチックペンタッド分率として0.6 以上好ましくは0.7
以上であるものであり、0.6 より小さいものでは、結晶
性のポリプロピレンとしての特性が充分でなく物性が不
良であり好ましくない。
【0012】また他のα−オレフィンとの共重合体にあ
っては1,2,4-トリクロロベンゼン溶液で測定した13C-NM
R で約20.2ppm に観測されるピーク強度がプロピレン単
位の全メチル基に帰属されるピーク強度の0.3 以上、好
ましくは0.5 以上であるものであり、0.3 より小さいと
物性が不良であり好ましくない。また分子量としては13
5 ℃のテトラリン溶液で測定した極限粘度として0.1 〜
20、好ましくは0.5 〜10程度である。
【0013】本発明に用いるエチレンとプロピレンの共
重合体はエチレン含量として10〜95wt%であるのが好ま
しく、この範囲を外れると耐衝撃性の改良に効果がな
い。ここでエチレンの一部を炭素数4以上のα−オレフ
ィンで代替することも可能でるがその量は多くともエチ
レンの半量である。
【0014】本発明で用いる共重合体は上記シンジオタ
クチック構造のポリプロピレンと良く相溶することが必
要であり、そのためには共重合体のプロピレンの連鎖が
ラセミであることが好ましい。このラセミの程度は、ポ
リマー鎖中の6個のモノマー単位を見た時、2個あるい
は3個のプロピレンの連続のラセミ分率で表され、この
構造は、13C-NMR によって知ることができる。例えば、
浅倉らによって報告された、Polymer,1988、vol29 2208
に詳細が示されている。また共重合体の分子量としては
135 ℃のテトラリン溶液で測定した極限粘度として0.1
〜20、好ましくは0.5 〜10程度である。
【0015】該共重合体を製造するに好適な触媒として
は、上記プロピレンの重合を行った時、得られる重合体
が高度にシンジオタクチック構造であって、しかもエチ
レンとの共重合性が良好であるようなものが挙げられ
る。具体的には上記、触媒系が利用され、重合条件につ
いても上記条件がそのまま利用できる。
【0016】本発明において上記実質的にシンジオタク
チック構造のポリプロピレンとエチレンとプロピレンの
共重合体の量比としては30/70〜98/2、より好ましく
は45/55〜95/5程度である。30/70より小さいと剛性
が不良であり、98/2を越えると耐衝撃性が不良であ
る。
【0017】本発明の組成物は上記2成分を良好な混合
が可能な混練機を用いて混合することも可能である。ま
た、はじめにプロピレンを重合しついでエチレンとプロ
ピレンを共重合する、いわゆるブロック共重合法によっ
て製造することができるが、本発明の組成物とするため
には、共重合体をさらに混練することが必要である。
【0018】本発明の組成物を製造するに利用する混練
機としては、比較的強度の混練が可能なものが好ましく
利用でき、2軸のスクリューを設けた押出機、バンバリ
ー式混練機などが利用できる。混練の温度としては150
〜350 ℃、好ましくは180 〜300 ℃であり、混練の程度
は動的粘弾性の分析によってガラス転移温度を測定し
て、エチレンとプロピレンの共重合体に帰属される転移
が観測されなくなる程度とすることが必要である。
【0019】ここで転移が観測されないとは、例えば、
動的機械熱分析によって測定した時エチレンとプロピレ
ンの共重合体に帰属されるtan δのピークが混合前の1
/3以下程度となることである。
【0020】本発明の組成物は均一に混合されているた
め電子顕微鏡で切片を観測した時、いわゆる海島構造が
観測されない。
【0021】
【実施例】以下に実施例を示しさらに本発明を説明す
る。
【0022】比較例1 内容積7リットルのオートクレーブで常法に従って合成
したイソプロピルシクロペンタジエニル-1- フルオレン
をリチウム化し、四塩化ジルコニウムと反応し再結晶す
ることで精製して得たイソプロピル(シクロペンタジエ
ニル-1- フルオレニル) ジルコニウムジクロリド15mgと
東ソ−・アクゾ(株)製メチルアルミノキサン(重合度
16.1)2gをトルエン3リットルに溶解し、20℃でプロピ
レンを4kg/cm2-G まで装入し、4kg/cm2-G になるよ
うにプロピレンを追加しながら1時間重合した、ついで
0.5 kg/cm2-G になるまでプロピレンをパージし一部の
スラリーを採取し、濾過乾燥して1,2,4-トリクロロベン
ゼンに溶解して13C-NMR によって分析したところシンジ
オタクチックペンタッドの割合は0.93であった。
【0023】ついでエチレンを3 kg/cm2-G になるよう
に加え20分間重合した。重合後、未反応のモノマーをパ
ージし濾過して得られたパウダーはヘキサン1リットル
で5回洗浄した後80℃で減圧乾燥して220gのポリマーを
得た。
【0024】13C-NMR によって分析したところエチレン
含量は12.4wt%、シンジオタクチックペンタッドの割合
は0.78であった。また、135 ℃テトラリン溶液で測定し
た極限粘度(以下、ηと記す)は1.24であり、135 ℃
1,2,4−トリクロロベンゼン溶液で測定した重量平均分
子量と数平均分子量の比(以下、MW/MN と記す) は6.7
であった。エチレンとプロピレンの共重合を開始する前
と後のスラリー濃度から算出した共重合体の全重合体に
対する割合は32wt% であり、従って共重合体のエチレン
含量は41wt%であると推定できる。このパウダーを 200
℃でプレス成型し2mmのシートを作製して以下の物性を
測定した。 ・曲げ剛性度:kg/cm2 ASTM D747 (23℃) ・引張降伏強さ:kg/cm2 ASTM D638 (23℃) ・伸び:% ASTM D638 (23℃) ・アイゾット(ノッチ付) 衝撃強度:kg・cm/cm ASTM D
256 (23℃、−10℃) ・ヘイズ:% ASTM D1003に準拠した。
【0025】曲げ剛性度は2600kg/cm2 、引張降伏強さ
は 120kg/cm2 、伸びは250 %、アイゾット衝撃強度は
61、15.6(それぞれ23℃、−10℃) kg・cm/cmであり、
ヘイズは78%であった。このシートのセイコー電子
(株)社製(SDM5500)の動的粘弾性測定装置(以
下、DMAと記す)を用い0.5Hz で−100 〜150 ℃を2
℃/min で昇温して測定したガラス転移温度(tanδのピ
ークとして測定。) は8.5 ℃と−42.5℃であった。
【0026】実施例1 比較例1で得た 共重合体をさらに池貝鉄工(株)製の30
mmφの押出機(池貝PCM30)で210 ℃(100rpm)を用い
混練した後、同様にシートを作成し物性を測定したとこ
ろ曲げ剛性度は3000kg/cm2 、引張降伏強さは 139kg/
cm2 、伸びは323 %、アイゾット衝撃強度は61、64(そ
れぞれ23℃、−10℃) kg・cm/cmであり、ヘイズは71%
であった。またDMAで測定したガラス転移温度は−1.
2 ℃の単一のピークであった。
【0027】比較例 エチレンを用いることなく重合してη1.38、シンジオタ
クチックペンタッドの割合が0.93、MW/MN が2.1 のポリ
マーを得、物性を測定した他は実施例1と同様にしたと
ころ、曲げ剛性度は7700kg/cm2 、引張降伏強さは278
kg/cm2 、伸びは250 %、アイゾット衝撃強度は63.1、
3.7(それぞれ23℃、−10℃) kg・cm/cmであり、ヘイズ
は58%であった。
【0028】実施例2比較 例1で得た触媒を用い、プロピレンを0.5 kg/cm2-
G 加えさらにエチレンを3kg/cm2-G 追加してエチレン
とプロピレンの共重合体を20℃で製造した。この共重合
体のηは0.88であった。この共重合体20重量部と比較例
で得たシンジオタクチックポリプロピレン70重量部を
実施例1で用いた押出機で同様に混合して組成物を得
た。この組成物の物性は以下の通りであった。曲げ剛性
度は4500kg/cm2 、引張降伏強さは157 kg/cm2 、伸び
は240%、アイゾット衝撃強度は61、48( それぞれ23℃、
−10℃) kg・cm/cmであり、ヘイズは66%であった。ま
たDMAで測定したガラス転移温度は−1.8 ℃の単一の
ピークであった。
【0029】
【発明の効果】本発明の共重合体、および組成物は耐衝
撃製に優れ、しかも極めて物性バランスに優れており、
工業的に極めて価値がある。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−226552(JP,A) 特開 平4−114050(JP,A) 特開 平3−12439(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 23/12,23/16

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 実質的にシンジオタクチック構造を有す
    るポリプロピレンとエチレンとプロピレンの共重合体か
    らなり、しかも動的粘弾性の分析によってエチレンとプ
    ロピレンの共重合体に帰属されるtanδのピークが観測
    されないことを特徴とする耐衝撃性ポリプロピレン樹脂
    組成物。
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JP4979987B2 (ja) * 2006-06-02 2012-07-18 三井化学株式会社 プロピレン系重合体組成物、および該組成物を用いてなる成形体

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