JP5000513B2 - プレッシャーレスポリマーパイプ、そのための組成物およびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の目的は、高い剛性および低い脆性を併せ持つ、すなわち高い弾性率および低温にて高い衝撃強度を有するプレッシャーレスポリマーパイプを提供することである。
該ポリマーパイプが、プロピレンベースポリマーを含むプロピレンポリマー組成物により製造され、
プロピレンベースポリマーが、
2以上の連続段階において製造された多峰形のプロピレンホモポリマーのマトリックスおよびプロピレンと少なくとも1種のオレフィンコモノマーとのエラストマーコポリマーの分散相を有する異相プロピレンコポリマーであり;
該異相プロピレンコポリマーの重量に基づき2〜7重量%のコモノマー含量を有し;
ISO 1133 C4に従って決定されるメルトフローレートMFR(2/230) 0.1〜2.0g/10分を有し;
200℃で測定されるレオロジー剪断減粘性指数(SHI0/50)9〜30により定義される広い分子量分布を有し;
1mm/分および23℃にて、ISO 527-2/1Bにしたがって決定される引張り弾性率少なくとも1800MPaを有し;
ISO 179/1eAに従って決定される衝撃強度が0℃にて少なくとも6kJ/m2および-20℃にて少なくとも2 kJ/m2の値を有し、
プロピレンポリマー組成物が、核形成剤を含み、
該異相プロピレンコポリマーが、4〜10重量%のキシレン可溶性物質含量(XS)を有し、かつ
パイプが、直径110mmおよび壁厚4mmを有するパイプについて23℃にてENISO 9969に従い決定される環剛性から計算される、少なくとも1800MPaのE弾性率を有し、該計算が、式(I):
[数1]
E = 環剛性 x 12 x [(D−t) /t] 3 (I)
(ここで、EはMPaで表した弾性率であり、
Dはmmで表したパイプの外径であり、かつ
tは、mmで表したパイプの壁厚である)
に従ってなされる、
ことを特徴とするプレッシャーレスポリマーパイプを提供する。
プレッシャーレスポリマーパイプのためのプロピレンポリマー組成物において、
該プロピレンポリマー組成物が、プロピレンベースポリマーを含み、
プロピレンベースポリマーが、
2以上の連続段階において製造された多峰形のプロピレンホモポリマーのマトリックスおよびプロピレンと少なくとも1種のオレフィンコモノマーとのエラストマーコポリマーの分散相を含む異相プロピレンコポリマーであり;
該異相プロピレンコポリマーの重量に基づき2〜7重量%のコモノマー含量を有し;
ISO 1133 C4に従って決定されるメルトフローレートMFR(2/230) 0.1〜2.0g/10分を有し;
200℃で測定されるレオロジー剪断減粘性指数(SHI0/50)9〜30により定義される広い分子量分布を有し;
1mm/分および23℃にて、ISO 527-2/1Bにしたがって決定される引張り弾性率少なくとも1800MPaを有し;
ISO 179/1eAに従って決定される衝撃強度が0℃にて少なくとも6kJ/m2および-20℃にて少なくとも2kJ/m2である値を有し、
プロピレンポリマー組成物が、核形成剤を含み、かつ
異相プロピレンコポリマーが、4〜10重量%のキシレン可溶性物質含量(XS)を有する
ことを特徴とする、プレッシャーレスポリマーパイプのためのプロピレンポリマー組成物を提供する。
(i) 少なくとも1つのループ反応器中で、少なくとも80℃の温度および4600〜10,000kPaの圧力にてプロピレンホモポリマーマトリックスを、かつ
(ii) 少なくとも1つの気相反応器中で、工程(i)より低い温度で、プロピレンおよび少なくとも1種のオレフィンコモノマーのエラストマーコポリマーを
重合して、該プロピレンホモポリマーのマトリックスおよび該エラストマープロピレンコポリマーの分散相を含む異相プロピレンコポリマーのベースポリマーを得、ここで(i)の段階は2以上の連続段階において行われ、製造されたプロピレンホモポリマーは多峰形である;該異相プロピレンコポリマーが、
異相プロピレンコポリマーの重量に基づいて2〜7重量%のコモノマー含量を有し、
ISO 1133 C4に従って決定されるメルトフローレートMFR(2/230)0.1〜2.0g/10分を有し;
200℃で測定されるレオロジー剪断減粘性指数(SHI0/50)9〜30により定義される広い分子量分布を有し;
1mm/分および23℃にて、ISO 527-2/1Bにしたがって決定される引張り弾性率少なくとも1800MPaを有し;
ISO 179/1eAに従って決定される衝撃強度が0℃にて少なくとも6kJ/m2および-20℃にて少なくとも2kJ/m2の値を有し、
プロピレンポリマー組成物が、核形成剤を含み、かつ
異相プロピレンコポリマーが、4〜10重量%のキシレン可溶性物質含量(XS)を有する
ことを特徴とする方法
を提供する。
上記したように、本発明のパイプおよびポリマー組成物の重要な特性は、その弾性率(elasticity modulus)(または略して、弾性率(modulus))である。本明細書において述べる弾性率は、1mm/分および23℃にて、ISO527-2/1Bにしたがって、4mm厚の試験片で決定された引張り弾性率を意味する。圧縮成形された試験片は、ISO 1873-2に従って押込式金型で作られる。先に述べたように、本発明のプロピレンポリマーの弾性率は、ベースポリマー(すなわち、補助剤、例えば他の添加剤、充填剤および強化剤を有していないポリマー組成物それ自体(プロセスおよび熱安定化のみを有する))について少なくとも1800 MPaである。好ましくは弾性率は少なくとも1900 MPaである。さらに、弾性率が1800〜2500 MPaの範囲にあるのが好ましく、より好ましくは1850〜2100 MPaである。これらの値は非常に高い剛性を示し、一般的に最大で約1700 MPaの従来技術のPP材料の弾性率と比較すべきである。
[数1]
E = 環剛性 x 12 x [(D−t) /t]3 (I)
(ここで、EはMPaで表した弾性率であり、
Dはmmで表したパイプの外径であり、かつ
tは、mmで表したパイプの壁厚である)
に従うE弾性率に関連する。
[数2]
および
[数3]
以下の等式から、
[数4]
および
[数5]
[数6]
[数7]
R''はメチルまたはエチルであり;
nは0〜3の整数であり;
mは0〜3の整数であり;かつ
n+mは1〜3である)
を有する。
これらの実施例においては、ループ反応器およびGPR1における重合条件、すなわち、プロピレンホモポリマーマトリックスの重合のための条件はほぼ同じであった。GPR2におけるエラストマーエチレン-プロピレンコポリマーの重合のために、重合温度は、実施例1および2の両方において70.0℃に維持されたが、プロピレン分圧は、実施例2において上げられた。実施例3においては、GPR2における重合温度は60.0℃に下げられた。
これらの実施例においては、工程(ii)のための重合条件はほぼ同じであったが、ループ反応器でのプロピレンホモポリマーマトリックスの重合は、超臨界条件下で行われた。
これらの実施例は、本発明のポリマー組成物へのタルクの添加の効果を説明する。
比較として、従来技術の異相プロピレンコポリマー組成物でパイプを作り、試験した。組成物の詳細を表7に与える。
Claims (21)
- プレッシャーレスポリマーパイプにおいて、
該ポリマーパイプが、プロピレンベースポリマーを含むプロピレンポリマー組成物により製造され、
プロピレンベースポリマーが、
2以上の連続段階において製造された多峰形のプロピレンホモポリマーのマトリックスおよびプロピレンと少なくとも1種のオレフィンコモノマーとのエラストマーコポリマーの分散相を有する異相プロピレンコポリマーであり;
該異相プロピレンコポリマーの重量に基づき2〜7重量%のコモノマー含量を有し;
ISO 1133 C4に従って決定されるメルトフローレートMFR(2/230) 0.1〜2.0g/10分を有し;
200℃で測定されるレオロジー剪断減粘性指数(SHI0/50)9〜30により定義される広い分子量分布を有し;
1mm/分および23℃にて、ISO 527-2/1Bにしたがって決定される引張り弾性率少なくとも1800MPaを有し;
ISO 179/1eAに従って決定される衝撃強度が0℃にて少なくとも6kJ/m2および-20℃にて少なくとも2 kJ/m2の値を有し、
プロピレンポリマー組成物が、核形成剤を含み、
該異相プロピレンコポリマーが、4〜10重量%のキシレン可溶性物質含量(XS)を有し、かつ
パイプが、直径110mmおよび壁厚4mmを有するパイプについて23℃にてEN ISO 9969に従い決定される環剛性から計算される、少なくとも1800MPaのE弾性率を有し、該計算が、式(I):
[数1]
E = 環剛性 x 12 x [(D−t) /t]3 (I)
(ここで、EはMPaで表した弾性率であり、
Dはmmで表したパイプの外径であり、かつ
tは、mmで表したパイプの壁厚である)
に従ってなされる、
ことを特徴とするプレッシャーレスポリマーパイプ。 - オレフィンコモノマーが、エチレンおよびC4〜C10-αオレフィンからなる群より選択される少なくとも1種のオレフィンである請求項1記載のパイプ。
- コモノマーがエチレンである請求項1または2記載のパイプ。
- プロピレンポリマー組成物が、添加剤、充填剤および強化剤から選択される補助剤を含む請求項1〜3のいずれか1項記載のパイプ。
- 組成物が、タルクを30重量%までの量で含む請求項4記載のパイプ。
- プロピレンベースポリマーが、2500MPaまでの引張り弾性率を有する請求項1〜5のいずれか1項記載のパイプ。
- 異相プロピレンコポリマーが、0.2〜0.5g/10分のメルトフローレートMFR (2/230) を有する請求項1〜6のいずれか1項記載のパイプ。
- パイプが、32mm/3.0mmまたは110mm/4.0mmの外径/壁厚を有するパイプについて、水条件下で、EN 921に従い決定されるパイプの耐圧性が4.2MPa/80℃で200時間超および2.5MPa/95℃で1500時間超である値を有する請求項1〜7のいずれか1項記載のパイプ。
- プレッシャーレスポリマーパイプのためのプロピレンポリマー組成物において、
該プロピレンポリマー組成物が、プロピレンベースポリマーを含み、
プロピレンベースポリマーが、
2以上の連続段階において製造された多峰形のプロピレンホモポリマーのマトリックスおよびプロピレンと少なくとも1種のオレフィンコモノマーとのエラストマーコポリマーの分散相を含む異相プロピレンコポリマーであり;
該異相プロピレンコポリマーの重量に基づき2〜7重量%のコモノマー含量を有し;
ISO 1133 C4に従って決定されるメルトフローレートMFR(2/230) 0.1〜2.0g/10分を有し;
200℃で測定されるレオロジー剪断減粘性指数(SHI0/50)9〜30により定義される広い分子量分布を有し;
1mm/分および23℃にて、ISO 527-2/1Bにしたがって決定される引張り弾性率少なくとも1800MPaを有し;
ISO 179/1eAに従って決定される衝撃強度が0℃にて少なくとも6kJ/m2および-20℃にて少なくとも2kJ/m2である値を有し、
プロピレンポリマー組成物が、核形成剤を含み、かつ
異相プロピレンコポリマーが、4〜10重量%のキシレン可溶性物質含量(XS)を有する
ことを特徴とする、プレッシャーレスポリマーパイプのためのプロピレンポリマー組成物。 - オレフィンコモノマーが、エチレンおよびC4〜C10-αオレフィンからなる群より選択される少なくとも1種のオレフィンである請求項9記載の組成物。
- オレフィンコモノマーがエチレンである請求項9または10記載の組成物。
- 組成物が、添加剤、充填剤および強化剤から選択される補助剤を含む請求項9〜11のいずれか1項記載の組成物。
- 異相プロピレンコポリマーが、0.2〜0.5g/10分のメルトフローレートMFR (2/230) を有する請求項9〜12のいずれか1項記載の組成物。
- プレッシャーレスポリマーパイプのためのポリマー組成物を製造する方法であって、電子ドナーを含む立体特異的なチーグラー-ナッタ触媒の存在下で、
(i) 少なくとも1つのループ反応器中で、少なくとも80℃の温度および4600〜10,000kPaの圧力にてプロピレンホモポリマーマトリックスを、かつ
(ii) 少なくとも1つの気相反応器中で、工程(i)より低い温度で、プロピレンおよび少なくとも1種のオレフィンコモノマーのエラストマーコポリマーを
重合して、該プロピレンホモポリマーのマトリックスおよび該エラストマープロピレンコポリマーの分散相を含む異相プロピレンコポリマーのベースポリマーを得、ここで(i)の段階は2以上の連続段階において行われ、製造されたプロピレンホモポリマーは多峰形である;該異相プロピレンコポリマーが、
異相プロピレンコポリマーの重量に基づいて2〜7重量%のコモノマー含量を有し、
ISO 1133 C4に従って決定されるメルトフローレートMFR(2/230)0.1〜2.0g/10分を有し;
200℃で測定されるレオロジー剪断減粘性指数(SHI0/50)9〜30により定義される広い分子量分布を有し;
1mm/分および23℃にて、ISO 527-2/1Bにしたがって決定される引張り弾性率少なくとも1800MPaを有し;
ISO 179/1eAに従って決定される衝撃強度が0℃にて少なくとも6kJ/m2および-20℃にて少なくとも2 kJ/m2の値を有し、
プロピレンポリマー組成物が、核形成剤を含み、かつ
異相プロピレンコポリマーが、4〜10重量%のキシレン可溶性物質含量(XS)を有する
ことを特徴とする方法。 - 該少なくとも1種のオレフィンコモノマーが、エチレンおよびC4〜C10-αオレフィンからなる群より選択される請求項14記載の方法。
- オレフィンコモノマーがエチレンである請求項14または15記載の方法。
- 工程(i)が、ループ反応器および気相反応器での逐次重合を含む請求項14〜16のいずれか1項記載の方法。
- ループ反応器での重合が、超臨界条件下で行われる請求項14〜17のいずれか1項記載の方法。
- ループ反応器での重合が、92〜100℃の温度および4,600〜10,000kPaの圧力で行われる請求項18記載の方法。
- 工程(ii)における重合が、40〜90℃の温度および500〜3,000kPaの圧力で行われる請求項14〜19のいずれか1項記載の方法。
- 工程(i)の気相反応器における重合が、50〜115℃の温度および500〜5,000kPaの圧力で行われる請求項17〜20のいずれか1項記載の方法。
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