JP7080540B2 - 加工性に優れたエチレン/1-ブテン共重合体 - Google Patents
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Description
本出願は、2017年12月21日付韓国特許出願第10-2017-0177534号および2018年12月20日付韓国特許出願第10-2018-0166741号に基づいた優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は本明細書の一部として含まれている。
190℃でASTM D1238によって測定した溶融流動率比(MFR21.6/MFR2.16)値が30~60であり、
分子量分布(Mw/Mn,PDI)が8~20であり、
BOCD(Broad Orthogonal Co-monomer Distribution)Indexが1~2であり、
4.0MPaかつ80℃におけるISO 16770によるフルノッチクリープテスト(FNCT)で測定された耐応力亀裂性が1,000~20,000時間である、
エチレン/1-ブテン共重合体を提供する。
M1は、4族遷移金属であり、
R1~R7は、互いに同一または相異し、それぞれ独立して水素、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数2~20のアルキルアルコキシ基、炭素数2~20のアルコキシアルキル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数7~20のアルキルアリール基、および炭素数7~20のアリールアルキル基からなる群より選ばれた官能基であるか、または互いに隣接する2個以上が互いに連結されて炭素数1~10のヒドロカルビル基で置換または非置換された脂肪族または芳香族環を形成することができ、
X1およびX2は、互いに同一または相異し、それぞれ独立してハロゲン、または炭素数1~20のアルキル基であり;
Qは、炭素、ゲルマニウム、またはシリコンであり、
Nは、窒素であり、
M2は、4族遷移金属であり、
R8~R13中の一つ以上は、-(CH2)n-OR(この時、Rは炭素数1~6の直鎖または分枝鎖アルキル基であり、nは2~10の整数である。)であり、残りは互いに同一または相異し、それぞれ独立して水素、炭素数1~20のアルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数7~20のアルキルアリール基、または炭素数7~20のアリールアルキル基であり、
R14~R17は、それぞれ独立して水素、または炭素数1~20のアルキル基であり、
X3およびX4は、互いに同一または相異し、それぞれ独立してハロゲン、または炭素数1~20のアルキル基である。
(合成例1:[(tBu-O-(CH2)6)(CH3)Si(C5(CH3)4)(tBu-N)TiCl2]の製造)
常温で50gのMg(s)を10L反応器に加えた後、THF300mLを加えた。I2 0.5g程度を加えた後、反応器の温度を50℃に維持した。反応器の温度が安定化された後250gの6-t-ブトキシヘキシルクロリド(6-t-buthoxyhexyl chloride)をフィーディングポンプ(feeding pump)を用いて5mL/minの速度で反応器に加えた。6-t-ブトキシヘキシルクロリドを加えることによって反応器の温度が4~5℃程度上昇することを観察した。継続して6-t-ブトキシヘキシルクロリドを加えながら12時間攪拌した。反応12時間後黒色の反応溶液を得た。生成された黒色の溶液2mLを取った後水を加えて有機層を得て1H-NMRにより6-t-ブトキシヘキサン(6-t-buthoxyhexane)を確認した。前記6-t-ブトキシヘキサンからグリニャール(Gringanrd)反応がよく行われたことが分かった。そして、6-t-ブトキシヘキシルマグネシウムクロリド(6-t-buthoxyhexyl magnesium chloride)を合成した。
(合成例2:[(tBu-O-(CH2)6)(CH3)Si(C5(CH3)4)(tBu-N)TiCl2]の製造)
1H NMR (500MHz, CDCl3): 7.47 (1H, d), 7.38 (1H, d), 7.31 (1H, t), 7.21 (1H, t), 6.21 (1H, s), 3.36 (2H, m), 2.57 (2H, m), 1.73 (2H, m), 1.57 (2H, m), 1.44 (6H, m), 1.21 (9H, s)
1H NMR (500MHz, CDCl3): 7.62 (2H, m), 7.24 (2H, m), 6.65 (1H, s), 6.39 (1H, s), 6.02 (1H, s), 5.83 (1H, s), 5.75 (1H, s), 3.29 (2H, m), 2.99 (1H, m), 2.89 (1H, m), 2.53 (1H, m), 1.68 (2H, m), 1.39-1.64 (10H, m), 1.14 (9H, s), 0.93 (4H, m)
(製造例1)
20L sus高圧反応器にトルエン溶液3.0kgを入れて反応器の温度を40℃に維持した。600℃の温度で12時間真空を加えて脱水させたシリカ(Grace Davison,SP2212)500gを反応器に投入してシリカを十分に分散させた後、10wt%メチルアルミノキサン(MAO)/トルエン溶液2.78kgを投入して、80℃で200rpmで15時間以上攪拌した。
トルエンスラリーをfilter dryerに移送してフィルタした。トルエン3.0kgを投入して10分間攪拌した後、攪拌を中止して濾過した。反応器にヘキサン3.0kgを投入して10分間攪拌した後、攪拌を中止して濾過した。50℃で4時間減圧下に乾燥して500g-SiO2担持触媒を製造した。
製造例1で、合成例1のメタロセン化合物/トルエン溶液125gを投入したことを除いては製造例1と同様に担持触媒を製造した。
製造例1で、合成例1のメタロセン化合物/トルエン溶液100gを投入したことを除いては製造例1と同様に担持触媒を製造した。
(実施例1~3)
前記製造例1~3で製造したそれぞれの混成担持メタロセン触媒をhexane slurry stirred tank process重合器を用いて、反応器1個でunimodal運転をしてエチレン/1-ブテン共重合体を製造した。
DOW社のエチレン/1-オクテン共重合体であるDowlex 2388を比較例1とした。
LG Chemのエチレン/1-ヘキセン共重合体であるSP980を比較例2とした。
Basellのエチレン/1-ブテン共重合体であるHostalen 4731Bを比較例3とした。
Sinopec Qiluのエチレン/1-ヘキセン共重合体であるQHM22Fを比較例4とした。
(共重合体の物性評価)
前記実施例および比較例で製造または入手した共重合体に対して下記の方法で物性を評価した。
サンプルをPL-SP260を用いてBHT 0.0125%含まれた1,2,4-Trichlorobenzeneで160℃、10時間溶かして前処理し、PL-GPC220を用いて測定温度160℃で数平均分子量、重量平均分子量を測定した。分子量分布は重量平均分子量と数平均分子量の比で示した。
文献[M.Fleissner in Kunststoffe 77(1987)、pp.45 et seq.]に記述されており、現在まで施行されているISO 16770により測定した。80℃で4.0MPaの張力を用いた応力亀裂促進媒介物であるIGEPAL CO-630(Etoxilated Nonylphenol,Branched)10%濃度で、ノッチ(1.5mm/安全剃刀)による応力開始時間の短縮により破損時間が短縮された。試験片は厚さ10mmの圧縮された圧縮プラークから横10mm、縦10mm、長さ100mmサイズの3個の試験片を鋸で切って製作する。このような目的のために具体的に製造されたノッチ素子から安全剃刀を用いて中央ノッチを検体に提供する。ノッチの深さは1.5mmである。試験片が切れる時間まで測定した。
重量平均分子量(M)のログ値(log M)をx軸とし、前記ログ値に対する分子量分布(dwt/dlog M)をy軸として分子量分布曲線を描いた時、全体面積に対して左右端20%を除いた中間60%の左側および右側の境界でSCB(Short Chain Branch)含有量(炭素1,000個あたり炭素数2~7個の分枝(branch)含有量、単位:個/1,000C)を測定して下記数式1によりBOCD Indexを算出した。
GOTTFERT社の内部直径45OのSingle extruder圧縮機を用いてテストした。Die sizeは60/4であり、温度条件(℃)は190-190-195-195-200-200である。Screwのcompression ratioは2.4である。押出量測定はscrew RPMが50である時測定し、36秒ずつ3回測定し、これを時間当り押出量(kg/hr)に換算した。
Zwick社のZ010 UTMを用いて80℃チャンバー内でtensile testを行った。テスト試験片はISO37に規定されたtype 3試験片であり、narrow sectionの長さが16mmであるとした。試験片をチャンバー内のgripに取り付けて30分コンディショニングした後測定をした。Strain hardeningが起きる伸び率700~1100%に該当する直線を取ってその勾配値をStrain Hardening constantで定義した。
Claims (9)
- 190℃でASTM D1238によって測定した溶融流動率比(MFR21.6/MFR2.16)が30~60であり、
分子量分布(Mw/Mn,PDI)が8~20であり、
BOCD(Broad Orthogonal Co-monomer Distribution)Indexが1~2であり、
4.0MPaかつ80℃におけるISO 16770によるフルノッチクリープテスト(FNCT)で測定された耐応力亀裂性が1,000~20,000時間である、エチレン/1-ブテン共重合体であって、
下記化学式1で表される第1メタロセン化合物1種以上;下記化学式2で表される第2メタロセン化合物1種以上;助触媒化合物;および担体を含む混成担持メタロセン触媒の存在下に、エチレンおよび1-ブテンを共重合させることによって製造される、エチレン/1-ブテン共重合体:
M 1 は、4族遷移金属であり、
R 1 ~R 7 は、互いに同一または相異し、それぞれ独立して水素、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のアルコキシ基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数2~20のアルキルアルコキシ基、炭素数2~20のアルコキシアルキル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数7~20のアルキルアリール基、および炭素数7~20のアリールアルキル基からなる群より選ばれた官能基であるか、または互いに隣接する2個以上が互いに連結されて炭素数1~10のヒドロカルビル基で置換または非置換された脂肪族または芳香族環を形成することができ、
X 1 およびX 2 は、互いに同一または相異し、それぞれ独立してハロゲン、または炭素数1~20のアルキル基であり;
Qは、炭素、ゲルマニウム、またはシリコンであり、
Nは、窒素であり、
M 2 は、4族遷移金属であり、
R 8 ~R 13 中の一つ以上は、-(CH 2 )n-OR(この時、Rは炭素数1~6の直鎖または分枝鎖アルキル基であり、nは2~10の整数である。)であり、残りは互いに同一または相異し、それぞれ独立して水素、炭素数1~20のアルキル基、炭素数2~20のアルケニル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数7~20のアルキルアリール基、または炭素数7~20のアリールアルキル基であり、
R 14 ~R 17 は、それぞれ独立して水素、または炭素数1~20のアルキル基であり、
X 3 およびX 4 は、互いに同一または相異し、それぞれ独立してハロゲン、または炭素数1~20のアルキル基である。 - SCB(Short Chain Branch)含有量(炭素1,000個あたり炭素数2~7個の分枝(branch)含有量、単位:個/1,000C)が5~20個である、請求項1に記載のエチレン/1-ブテン共重合体。
- MFR2.16(ASTM D1238に準じて190℃、2.16kg荷重で測定された溶融流動指数)が0.1~5g/10minであり、
MFR21.6(ASTM D1238に準じて190℃、21.6kg荷重で測定された溶融流動指数)が10~40g/10minである、請求項1または2に記載のエチレン/1-ブテン共重合体。 - 重量平均分子量(Mw)が10,000~400,000g/molである、請求項1~3のいずれかに記載のエチレン/1-ブテン共重合体。
- 前記溶融流動率比(MFR21.6/MFR2.16)が33~45である、請求項1~4のいずれかに記載のエチレン/1-ブテン共重合体。
- 前記分子量分布(Mw/Mn,PDI)が10~12である、請求項1~5のいずれかに記載のエチレン/1-ブテン共重合体。
- 前記BOCD Indexが1.2~2.0である、請求項1~6のいずれかに記載のエチレン/1-ブテン共重合体。
Applications Claiming Priority (5)
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