JP3169428B2 - 耐衝撃性ポリエチレン樹脂組成物 - Google Patents

耐衝撃性ポリエチレン樹脂組成物

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JP3169428B2 JP09062192A JP9062192A JP3169428B2 JP 3169428 B2 JP3169428 B2 JP 3169428B2 JP 09062192 A JP09062192 A JP 09062192A JP 9062192 A JP9062192 A JP 9062192A JP 3169428 B2 JP3169428 B2 JP 3169428B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は耐衝撃性の良好なポリエ
チレン樹脂組成物に関する。詳しくは特定の共重合体と
触媒を加熱溶融混合してなる耐衝撃性に優れたポリエチ
レン樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリエチレンは比較的低温の耐衝撃性に
優れたポリオレフィンであるが、用途によっては、より
耐衝撃性を改良することが行われる。耐衝撃性を改良す
る方法としては、エチレン−プロピレンゴムのような耐
衝撃性に優れた樹脂を混合することが行われるが、この
場合、剛性が大きく低下するという問題がある。またポ
リエチレンはその構造から明らかなように、高温の炭化
水素溶剤に対して耐溶剤性が劣るという問題がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】耐衝撃性と剛性のバラ
ンスに優れしかも、炭化水素溶剤に対する耐溶剤性にも
優れたポリエチレン樹脂が得られればその用途が広がる
ことが期待でき、そのようなポリエチレン樹脂を開発す
ることが望まれている。
【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たポリエチレン樹脂組成物につ
いて鋭意検討し本発明を完成した。
【0005】即ち本発明は、結晶性ポリエチレンを99.9
部〜50.0部と下記一般式(化3)
【化3】 (式中nは0〜12、pは1〜3、Rは炭素数1〜12
の炭化水素残基。)で表されるアルケニルシランとオレ
フィンの共重合体を 0.1部〜50.0部とロジウム又は白金
のハロゲン化物及びチタン又はジルコニウムのアルコキ
シ化合物から選ばれた架橋触媒を加熱溶融混合してなる
ポリエチレン樹脂組成物である。
【0006】本発明においてポリエチレンとは、エチレ
ンを主成分とする、分子量10000 〜1000000 のポリマー
であり、エチレンの単独重合体の他に密度が0.900 〜0.
985程度の共重合体が例示できる。ポリエチレンを得る
方法についても制限はなく、後述のアルケニルシランと
オレフィンの共重合体の合成について詳しく説明される
遷移金属触媒を用いて重合する方法、あるいは高温高圧
でラジカル重合で重合する方法であっても良い。このよ
うなポリエチレンとしては市場で種々のものが入手で
き、そのまま利用することができる。
【0007】本発明において用いられるアルケニルシラ
ンは、記一般式(化)で表される化合物である。
【0008】具体的にはビニルシラン、アリルシラン、
ブテニルシラン、ペンテニルシランなどが例示できる。
【0009】またオレフィンとしては下記一般式(化
2)で示される化合物、
【0010】
【化2】H2C=CH-R (式中Rは水素または炭素数1 〜12の炭化水素残基。)
が例示でき、具体的にはエチレン、プロピレン、ブテン
-1、ペンテン-1、ヘキセン-1、2-メチルペンテン、ヘプ
テン-1、オクテン-1などのα−オレフィンの他にスチレ
ンまたはその誘導体も例示される。
【0011】本発明においてオレフィンとアルケニルシ
ランの共重合体は、不活性溶媒を使用する溶媒法の他に
塊状重合法、気相重合法で製造することができる。また
製造するに用いる触媒としては遷移金属化合物と有機金
属化合物からなる触媒を用いるのが一般的であり、遷移
金属化合物としてはハロゲン化チタンが、有機金属化合
物としては有機アルミニウム化合物が好ましく用いられ
る。
【0012】具体的には四塩化チタンを金属アルミニウ
ム、水素或いは有機アルミニウムで還元して得た三塩化
チタンを電子供与性化合物で変性処理したものと有機ア
ルミニウム化合物、さらに必要に応じ含酸素有機化合物
などの電子供与性化合物からなる触媒系、或いはハロゲ
ン化マグネシウム等の担体或いはそれらを電子供与性化
合物で処理したものにハロゲン化チタンを担持して得た
遷移金属化合物触媒と有機アルミニウム化合物、必要に
応じ含酸素有機化合物などの電子供与性化合物からなる
触媒系、あるいは塩化マグネシウムとアルコールの反応
物を炭化水素溶媒中に溶解し、ついで四塩化チタンなど
の沈澱剤で処理することで炭化水素溶媒に不溶化し、必
要に応じエステル、エーテルなどの電子供与性の化合物
で処理し、ついでハロゲン化チタンで処理する方法など
によって得られる遷移金属化合物触媒と有機アルミニウ
ム化合物、必要に応じ含酸素有機化合物などの電子供与
性化合物からなる触媒系等が例示される(例えば、以下
の文献に種々の例が記載されている。Ziegler-Natta Ca
talysts and Polymerization by John Boor Jr(Academi
c Press),Journal of Macromorecular Science Reviews
in MacromolecularChemistry and Physics,C24(3) 355
-385(1984)、同C25(1) 578-597(1985)) 。
【0013】あるいは炭化水素溶剤に可溶な遷移金属触
媒とアルミノキサンからなる触媒を用いて重合すること
もできる。
【0014】ここで電子供与性化合物としては通常エー
テル、エステル、オルソエステル、アルコキシ硅素化合
物などの含酸素化合物が好ましく例示でき、さらにアル
コール、アルデヒド、水なども使用可能である。
【0015】有機アルミニウム化合物としては、トリア
ルキルアルミニウム、ジアルキルアルミニウムハライ
ド、アルキルアルミニウムセスキハライド、アルキルア
ルミニウムジハライドが使用でき、アルキル基としては
メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル
基などが例示され、ハライドとしては塩素、臭素、沃素
が例示される。また上記有機アルミニウムと水または結
晶水とを反応することで得られるオリゴマー〜ポリマー
であるアルミノキサンも利用できる。
【0016】ここでアルケニルシランとオレフィンの重
合割合としては、通常アルケニルシランが 0.1〜30モル
%程度、好ましくは0.5 〜10モル%である。オレフィン
としてエチレンを用いる場合に限って、この範囲は0.01
〜10モル%、好ましくは0.05〜5 モル%となる。またこ
の場合、10モル%以下の量の他のα−オレフィンを共重
合することで得られる共重合体の密度を調整することが
できる。
【0017】重合体の分子量としては特に制限はない
が、前述のポリエチレンより溶融粘度が小さくなるよう
な分子量とするのが加熱溶融混合を行うため好ましい。
具体的には、135 ℃のテトラリン溶液で測定した極限粘
度が0.1 〜10程度、特に好ましくは0.5 〜5.0 程度であ
る。
【0018】本発明においてはポリエチレンとアルケニ
ルシランとオレフィンの共重合体の混合割合としてはポ
リエチレンが99.9〜50.0部、アルケニルシランとオレフ
ィンの共重合体が 0.1〜50.0部である。ポリエチレンの
使用量が99.9部を越えると耐衝撃性の改良効果がなく、
また50部を下回るとポリエチレン本来の特性が失われ好
ましくない。オレフィンとしてエチレンを用いる場合に
はポリエチレンの使用量が50部を下回ってもアルケニル
シラン共重合体中のアルケニルシラン含量は少なく、ポ
リエチレン本来の特性が失われることはなく、エチレン
をオレフィンとして用いる場合に限って、ポリエチレン
が99.9〜0.0 部、エチレンとアルケニルシランの共重合
体が 0.1〜100.0 部の範囲も本願発明の範囲に含まれ
る。
【0019】本発明において用いられる架橋触媒は、ロ
ジウムあるいは白金のハロゲン化物、あるいはチタン、
ジルコニウムのアルコキシ化合物である
【0020】上記ポリエチレン、アルケニルシランとオ
レフィンの共重合体、架橋触媒の加熱溶融混合方法とし
ては特に制限はなく通常のパウダー状態で混合し、つい
で加熱溶融して成形して成形物とする方法、架橋触媒を
含有するペレットと架橋触媒を含有しないペレット(ア
ルケニルシランの共重合体を含有する。)を予め製造し
ついで両者を混合して加熱溶融混合する方法などが利用
される。アルケニルシランの含量が0.1 %を越えるよう
な高濃度でアルケニルシランの共重合体を利用する場合
には加熱溶融すると同時に目的の成形物とするのが好ま
しい。またそれ以下の比較的アルケニルシラン濃度の低
い場合には加熱溶融してペレット状に成形し、次いで目
的の成形方法で成形物とすることもできる。加熱溶融混
合の温度としては、特に制限はなく通常の加熱溶融温度
で行えばよく、通常 150〜300 ℃である。
【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】実施例1 直径12mmの鋼球9kgの入った内容積4リットルの粉砕用
ポットを4個装備した振動ミルを用意する。各ポットに
窒素雰囲気下で塩化マグネシウム 300g、テトラエトキ
シシラン60mlおよびα, α, α−トリクロロトルエン45
mlを入れ、40時間粉砕した。こうして得た共粉砕物 300
gを5リットルのフラスコに入れ、四塩化チタン 1.5リ
ットルおよびトルエン 1.5リットルを加え、 100℃で30
分間撹拌処理し、次いで上澄液を除いた。再び四塩化チ
タン 1.5リットルおよびトルエン1.5 リットルを加え、
100℃で30分間撹拌処理し、次いで上澄液を除いた。そ
の後固形分をn-ヘキサンで繰り返し洗浄して遷移金属触
媒スラリーを得た。一部をサンプリングしてチタン分を
分析したところチタン分は 1.9wt%であった。
【0023】内容積5リットルのオートクレーブに窒素
雰囲気下トルエン40ml、上記遷移金属触媒 100mg、ジエ
チルアルミニウムクロライド 0.128ml、p-トルイル酸メ
チル0.06mlおよびトリエチルアルミニウム0.20mlを入
れ、プロピレン 1.5kg、ビニルシラン 100gを加え、水
素0.8Nリットル圧入した後、75℃で2時間重合した。重
合後未反応のプロピレンをパージし、パウダーを取り出
し乾燥して 480gのパウダーを得た。
【0024】135 ℃のテトラリン溶液で極限粘度 (以下
ηと略記する) を測定し、示差熱分析装置を用い10℃/
min で昇温或いは降温することで融点及び結晶化温度を
最大ピーク温度として測定したところ、得られたパウダ
ーは、ηが1.23であり、融点156 ℃、結晶化温度 118℃
である結晶性のプロピレン共重合体であった。尚、元素
分析によればビニルシラン単位を 1.8wt%含有してい
た。
【0025】得られた共重合体 10gにポリエチレン(上
記触媒を用い単量体としてエチレンのみを用い、n-ブタ
ン1.0kg を溶媒として用い、水素を6.5Nリットル用いて
圧力30kg/cm2となる様にエチレンを追加しながら重合す
ることでηが1.45のポリエチレンを920g得た。)500gと
塩化ロジウムのトリフェニルフォスフィン錯体250mgを
混合しついで20mmφの押し出し機で 190℃でペレット化
した後、射出成形機で厚さ1mmの成形物を製造した。
【0026】この成形物について以下の物性を測定し
た。 曲げ剛性率:kg/cm2 ASTM D747(23℃) 引張降伏強さ:kg/cm2 ASTM D638(23℃) アイゾット( ノッチ付) 衝撃強度: kg・cm/cm2 ASTM D256(20℃、−10℃) 触媒を用いない場合には、曲げ剛性率は9200kg/cm2、引
張降伏強さは260kg/cm2、アイゾット衝撃強度はそれぞ
れ9.4 、8.0kg ・cm/cm2であったのに対し触媒を用いた
場合には、曲げ剛性率は9100kg/cm2、引張降伏強さは25
5kg/cm2 、アイゾット衝撃強度はそれぞれ14.5、13.0kg
・cm/cm2であった。また沸騰キシレンで12時間抽出した
抽出残分の割合は12wt%であった。
【0027】比較例1 プロピレンとビニルシランの共重合体を用いることなく
同様に触媒を混合して成形し同様に評価したところ、成
形物の物性は曲げ剛性率が8900kg/cm2、引張降伏強さは
250kg/cm2 、アイゾット衝撃強度はそれぞれ8.9 、7.8k
g ・cm/cm2であった。また沸騰キシレンで12時間抽出し
た抽出残分の割合は1wt%以下であった。
【0028】実施例2 実施例1のエチレンの重合の際にアリルシランを5g存
在させた他は同様に重合してアリルシラン含量 0.1wt%
のエチレンとアリルシランの共重合体を製造した。共重
合体のηは1.40であった。このパウダー500gに同様に塩
化ロジウムのトリフェニルフォスフィン錯体250mg を混
合し、射出成形機で厚さ1mmの成形物として同様に物性
を測定したところ、曲げ剛性率は8100kg/cm2、引張降伏
強さは215kg/cm2 、アイゾット衝撃強度はそれぞれ38.
5、24.6kg・cm/cm2であった。また沸騰キシレンで12時
間抽出した抽出残分の割合は65wt%であった。一方触媒
を用いること無く成形したところ、曲げ剛性率は8200kg
/cm2、引張降伏強さは225kg/cm2 、アイゾット衝撃強度
はそれぞれ10.5、8.9kg ・cm/cm2であった。また沸騰キ
シレンで12時間抽出した抽出残分の割合は1wt%以下で
あった。
【0029】
【発明の効果】本発明の組成物は極めて耐衝撃性に優れ
たものであり工業的に極めて価値がある。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】結晶性ポリエチレンを99.9部〜50.0部と
    記一般式(化1) 【化1】 (式中nは0〜12、pは1〜3、Rは炭素数1〜12
    の炭化水素残基。)で表されるアルケニルシランとオレ
    フィンの共重合体を 0.1部〜50.0部とロジウム又は白金
    のハロゲン化物及びチタン又はジルコニウムのアルコキ
    シ化合物から選ばれた架橋触媒を加熱溶融混合してなる
    ポリエチレン樹脂組成物。
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