JP7493591B2 - ポリプロピレン改質剤及びその製造方法、ポリプロピレン組成物、並びに及びポリプロピレン材料及びその製造方法 - Google Patents
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Description
製造法(1)又は製造法(2)中の極性モノマーグラフト化ポリプロピレンを成分Aに接触させて反応させてから押出造粒を行った後、乾燥させることを含む方法であり、前記極性モノマーグラフト化ポリプロピレン中の極性モノマーは、成分Aと化学反応可能なものであり、
製造法(1)において、前記極性モノマーは、無水マレイン酸、アクリル酸、アクリレート、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、ビニルネオデカノエト(Vinyl neodecanoate)、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、エポキシアクリレート、三量体アリルイソシアヌレート、アクリルアミドから選ばれた少なくとも1つであり、前記成分Aは、ポリイソシアネート及びポリエチレンオキシドから選ばれた少なくとも1つであり、
製造法(2)において、前記極性モノマーは、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、エポキシアクリレート、三量体アリルイソシアヌレート、及びアクリルアミドから選ばれた少なくとも1つであり、前記成分Aは、ポリイソシアネート、ポリエチレンオキシド、及びアミン基含有物質から選ばれた少なくとも1つであり、前記アミン基含有物質は、化合物I及び化合物IIから選ばれた少なくとも1つであり、前記化合物Iは、アミン基、エーテル結合、及びアリール基を含む有機物であり、前記化合物IIはポリアミンであり、
各製造法中の極性モノマーグラフト化ポリプロピレンと成分Aの総重量を基準として、前記極性モノマーグラフト化ポリプロピレンの使用量は95~99.8重量%、前記成分Aの含有量は0.2~5重量%である、
ポリプロピレン改質剤の製造方法が提案されている。
(1)主な原料
無水マレイン酸グラフト化ポリプロピレン:ブランド番号がPO1020、エクソンモービルから購入、グラフト率が1.2%、MIが348g/10min
ポリエチレンオキシド:分子量が1,000,000g/mol、アラジン試薬から購入
ポリプロピレンL5E89:通常の線状ポリプロピレン、神華石炭製油化工有限会社の包頭石炭化学支社から購入
ポリプロピレンWB130:高溶融強度ポリプロピレン、ボレアリス社から購入
PE100:ブランド番号が3490、ボレアリス社から購入
(2)性質の測定
サンプルの赤外分光分析は、島津IRPresidge-21型フーリエ変換赤外分光光度計を用いて行われた。
ポリプロピレン材料の溶融強度は、Rheotens71.97型メルト伸張レオメーター(ドイツのGoettfert社製)を用いて測定され、測定温度が200℃である。ダイ径は2mm、ローラの初期回転数は20mm/s、ローラ加速度は2.4mm/s、ダイからローラまでの距離は65mmである。
ポリプロピレン材料の力学的特性の測定基準は、次の通りである。
(1)ポリプロピレン改質剤の製造
アクリル酸メチルグラフト化ポリプロピレン(グラフト率が1.0%、MIが52g/10min)を98.0部秤取して、ポリエチレンオキシド2.0部と十分に混合した。完全に混合した原料をHAAKE二軸押出機内に投入し、押出温度を190℃、押出機の回転数を50r/min、フィードレートを3Hzとした。押出造粒を行い、得られた製品を90℃で60min乾燥させた結果、ポリプロピレン改質剤が得られた。
ポリプロピレン改質剤サンプルを赤外分光分析したところ、赤外スペクトルにおいて、1722cm-1でカルボニル基の特徴吸収ピークが現れ、1145cm-1、1118cm-1、および1090cm-1の吸収ピークがC-O-C基の対称及び非対称伸縮振動ピークであり、3000~2750cm-1が-CH2基の非対称振動吸収ピークであることが分かった。このことから明らかなように、アクリル酸メチルとポリエチレンオキシドが反応し、且つ製造された製品は目安製品である。
ポリプロピレン改質剤10部を90部のポリプロピレンL5E89と均一に混合した後に、HAAKE二軸押出機内に投入して混合押出を行った。押出温度を200℃、押出機の回転数を100r/min、フィードレートを5Hzとした。造粒後、90℃で60min乾燥させた結果、ポリプロピレン材料が得られた。
当該ポリプロピレン材料の性質は表1に示す通りである。
ポリプロピレン改質剤の製造過程中に、ポリエチレンオキシドを質量比1:1の4,4’-ジアミノジフェニルエーテル及びテトラエチレンペンタミンに置換した点で違う以外、実施例1の方法に従ってポリプロピレン改質剤及びポリプロピレン材料を製造した。
製造されたポリプロピレン材料の性質はそれぞれ表1に示す通りである。
(1)ポリプロピレン改質剤の製造
アクリル酸グラフト化ポリプロピレン(グラフト率が1.2%、MIが67g/10min)を98.5部秤取して、2,4-トリレンジイソシアネート1.5部と十分に混合した。完全に混合した原料をHAAKE二軸押出機内に投入し、押出温度を190℃、押出機の回転数を50r/min、フィードレートを3Hzとした。押出造粒を行い、得られた製品を90℃で60min乾燥させた結果、ポリプロピレン改質剤が得られた。
ポリプロピレン改質剤10部を90部のポリプロピレンL5E89と均一に混合した後に、HAAKE二軸押出機内に投入して混合押出を行った。押出温度を200℃、押出機の回転数を100r/min、フィードレートを5Hzとした。造粒後、90℃で60min乾燥させた結果、ポリプロピレン材料が得られた。
当該ポリプロピレン材料の性質は表1に示す通りである。
(1)ポリプロピレン改質剤の製造
アクリルアミドグラフト化ポリプロピレン(グラフト率が1.0%、MIが64g/10min)を99部秤取して、4,4′-ジフェニルメタンジイソシアネート1部と十分に混合した。完全に混合した原料をHAAKE二軸押出機内に投入し、押出温度を180℃とした。押出機の回転数を50r/min、フィードレートを3Hzとした。押出造粒を行い、得られた製品を90で30min乾燥させた結果、ポリプロピレン改質剤が得られた。
ポリプロピレン改質剤5部を95部のポリプロピレンL5E89と均一に混合した後に、HAAKE二軸押出機内に投入して混合押出を行った。押出温度を200℃、押出機の回転数を100r/min、フィードレートを5Hzとした。造粒後、90℃で60min乾燥させた結果、ポリプロピレン材料が得られた。
当該ポリプロピレン材料の性質は表1に示す通りである。
実施例4~6によるポリプロピレン改質剤の製造過程中に、アクリルアミドグラフト化ポリプロピレンを、等質量の無水マレイン酸グラフト化ポリプロピレン、メタクリル酸ジメチルアミノエチルグラフト化ポリプロピレン(グラフト率が1.8%、MIが76g/10min)、エポキシアクリレートグラフト化ポリプロピレン(グラフト率が1.4%、MIが159g/10min、以下では同じ)にそれぞれ置換した点で違う以外、実施例3の方法に従ってポリプロピレン改質剤及びポリプロピレン材料を製造した。製造されたポリプロピレン材料の性質はそれぞれ表1に示す通りである
ポリプロピレン改質剤の製造過程中に、アクリルアミドグラフト化ポリプロピレンの使用量を95部、4,4′-ジフェニルメタンジイソシアネートの使用量を5部に調整した点で違う以外、実施例3の方法に従ってポリプロピレン改質剤及びポリプロピレン材料を製造した。
製造されたポリプロピレン材料の性質はそれぞれ表1に示す通りである。
(1)ポリプロピレン改質剤の製造
三量体アリルイソシアヌレートグラフト化ポリプロピレン(グラフト率が1.6%、MIが78g/10min)を99.3部秤取して、フェノキシアニリン0.7部と十分に混合した。完全に混合した原料をHAAKE二軸押出機内に投入し、押出温度を200℃とした。押出機の回転数を70r/min、フィードレートを3Hzとした。押出造粒を行い、得られた製品を90℃で70min乾燥させた結果、ポリプロピレン改質剤が得られた。
ポリプロピレン改質剤5部を95部のポリプロピレンL5E89と均一に混合した後に、HAAKE二軸押出機内に投入して混合押出を行った。押出温度を200℃、押出機の回転数を100r/min、フィードレートを5Hzとした。造粒後、90℃で60min乾燥させた結果、ポリプロピレン材料が得られた。
当該ポリプロピレン材料の性質は表1に示す通りである。
ポリプロピレン改質剤の製造過程中に、三量体アリルイソシアヌレートグラフト化ポリプロピレンを等質量の無水マレイン酸グラフト化ポリプロピレンに置換した点で違う以外、実施例8の方法に従ってポリプロピレン改質剤及びポリプロピレン材料を製造した。
製造されたポリプロピレン材料の性質は表1に示す通りである。
(1)ポリプロピレン改質剤の製造
無水マレイン酸グラフト化ポリプロピレンを99.3部秤取して、フェノキシアニリン0.4部及びp-フェニレンジアミン0.3部と十分に混合した。完全に混合した原料をHAAKE二軸押出機内に投入し、押出温度を200℃とした。押出機の回転数を70r/min、フィードレートを3Hzとした。押出造粒を行い、得られた製品を90℃で70min乾燥させた結果、ポリプロピレン改質剤が得られた。
ポリプロピレン改質剤5部を95部のポリプロピレンL5E89と均一に混合した後に、HAAKE二軸押出機内に投入して混合押出を行った。押出温度を200℃、押出機の回転数を100r/min、フィードレートを5Hzとした。造粒後、90℃で60min乾燥させた結果、ポリプロピレン材料が得られた。
当該ポリプロピレン材料の性質は表1に示す通りである。
(1)ポリプロピレン改質剤の製造
エポキシアクリレートグラフト化ポリプロピレンを98.3部秤取して、1,9-ジアミノノナン1.7部と十分に混合した。完全に混合した原料をHAAKE二軸押出機内に投入し、押出温度を200℃とした。押出機の回転数を100r/min、フィードレートを5Hzとした。押出造粒を行い、得られた製品を90℃で30min乾燥させた結果、ポリプロピレン改質剤が得られた。
ポリプロピレン改質剤6部を94部のポリプロピレンL5E89と均一に混合した後に、HAAKE二軸押出機内に投入して混合押出を行った。押出温度を200℃、押出機の回転数を100r/min、フィードレートを5Hzとした。造粒後、90℃で60min乾燥させた結果、ポリプロピレン材料が得られた。
当該ポリプロピレン材料の性質は表1に示す通りである。
(1)ポリプロピレン改質剤の製造
メタクリル酸ジメチルアミノエチルグラフト化ポリプロピレンを97.2部秤取して、ジエチレントリアミン2.8部と十分に混合した。完全に混合した原料をHAAKE二軸押出機内に投入し、押出温度を200℃とした。押出機の回転数を50r/min、フィードレートを3Hzとした。押出造粒を行い、得られた製品を90℃で120min乾燥させた結果、アミン改質ポリプロピレンが得られた。
ポリプロピレン改質剤10部を90部のポリプロピレンL5E89と均一に混合した後に、HAAKE二軸押出機内に投入して混合押出を行った。押出温度を200℃、押出機の回転数を100r/min、フィードレートを5Hzとした。造粒後、90℃で120min乾燥させた結果、ポリプロピレン材料が得られた。
当該ポリプロピレン材料の性質は表1に示す通りである。
ポリプロピレン改質剤の製造過程中に、メタクリル酸ジメチルアミノエチルグラフト化ポリプロピレンを等質量のアクリル酸グラフト化ポリプロピレンに置換した点で違う以外、実施例10の方法に従ってポリプロピレン改質剤及びポリプロピレン材料を製造した。
製造されたポリプロピレン材料の性質は表1に示す通りである。
(1)ポリプロピレン改質剤の製造
アクリルアミドグラフト化ポリプロピレンを99.2部秤取して、3,3’,4,4’-テトラアミノジフェニルエーテル0.8部と十分に混合した。完全に混合した原料をHAAKE二軸押出機内に投入し、押出温度を210℃とした。押出機の回転数を50r/min、フィードレートを3Hzとした。押出造粒を行い、得られた製品を90℃で120min乾燥させた結果、アミン改質ポリプロピレンが得られた。
ポリプロピレン改質剤10部を90部のポリプロピレンL5E89と均一に混合した後に、HAAKE二軸押出機内に投入して混合押出を行った。押出温度を200℃、押出機の回転数を100r/min、フィードレートを5Hzとした。造粒後、90℃で120min乾燥させた結果、ポリプロピレン材料が得られた。
当該ポリプロピレン材料の性質は表1に示す通りである。
ポリプロピレン改質剤の製造過程中に、アクリルアミドグラフト化ポリプロピレンを三量体アリルイソシアヌレートグラフト化ポリプロピレンに置換した点で違う以外、実施例11の方法に従ってポリプロピレン改質剤及びポリプロピレン材料を製造した。
製造されたポリプロピレン材料の性質はそれぞれ表1に示す通りである。
ポリプロピレン改質剤の製造過程中に、アクリルアミドグラフト化ポリプロピレンの使用量を99.7部、3,3’,4,4’-テトラアミノジフェニルエーテルの使用量を0.3部に調整した点で違う以外、実施例11の方法に従ってポリプロピレン改質剤及びポリプロピレン材料を製造した。
製造されたポリプロピレン材料の性質はそれぞれ表1に示す通りである。
PE100を10部秤取して90部のポリプロピレンL5E89と均一に混合した後に、HAAKE二軸押出機内に投入して混合押出を行った。押出温度を200℃、押出機の回転数を100r/min、フィードレートを5Hzとした。造粒後、90℃で60min乾燥させた結果、ポリプロピレン材料が得られた。
当該ポリプロピレン材料の性質は表1に示す通りである。
ポリプロピレンWB130を10部秤取して90部のポリプロピレンL5E89と均一に混合した後に、HAAKE二軸押出機内に投入して混合押出を行った。押出温度を200℃、押出機の回転数を100r/min、フィードレートを5Hzとした。造粒後、90℃で60min乾燥させた結果、ポリプロピレン材料が得られた。
当該ポリプロピレン材料の性質は表1に示す通りである。
Claims (10)
- 製造法(1)として極性モノマーグラフト化ポリプロピレンを成分Aに接触させて反応押出及び造粒を行うことを含む方法であり、前記極性モノマーグラフト化ポリプロピレン中の極性モノマーは、成分Aと化学反応可能なものであるか、又は、
製造法(2)として極性モノマーグラフト化ポリプロピレンを成分A’に接触させて反応押出及び造粒を行うことを含む方法であり、前記極性モノマーグラフト化ポリプロピレン中の極性モノマーは、成分A’と化学反応可能なものであり、
製造法(1)において、前記極性モノマーは、無水マレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、エポキシアクリレート、アクリルアミドから選ばれた少なくとも1つであり、前記成分Aは、ポリイソシアネート及びポリエチレンオキシドから選ばれた少なくとも1つであり、
製造法(2)において、前記極性モノマーは、エポキシアクリレート、及び三量体アリルイソシアヌレートから選ばれた少なくとも1つであり、前記成分A’は、アミン基含有物質から選ばれた少なくとも1つであり、前記アミン基含有物質は、化合物I及び化合物IIから選ばれ、前記化合物Iは、アミン基、エーテル結合、及びアリール基を含む有機物であり、前記化合物IIはポリアミンであり、
製造法(1)中の極性モノマーグラフト化ポリプロピレンと成分Aの総重量を基準として、前記極性モノマーグラフト化ポリプロピレンの使用量は95~99.8重量%、前記成分Aの含有量は0.2~5重量%であり、
製造法(2)中の極性モノマーグラフト化ポリプロピレンと成分A’の総重量を基準として、前記極性モノマーグラフト化ポリプロピレンの使用量は95~99.8重量%、前記成分A’の含有量は0.2~5重量%である、
ことを特徴とするポリプロピレン改質剤の製造方法。 - 前記ポリイソシアネートは、ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、p-フェニレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、及びトリフェニルメタン4,4’,4’’-トリイソシアネートから選ばれた1つまたは複数である、請求項1に記載の製造方法。
- 前記化合物Iは、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、フェノキシアニリン、3,4’-ジアミノジフェニルエーテル、及び3,3’,4,4’-テトラアミノジフェニルエーテルから選ばれた1つまたは複数であり、
前記化合物IIは、アルキルジアミン、アルキレンジアミン、アルキレントリアミン、アルキレンテトラアミン、アルキレンペンタミン、及びアリールジアミンから選ばれた1つまたは複数である、請求項1に記載の製造方法。 - 製造法(1)又は(2)における極性モノマーグラフト化ポリプロピレンと成分A又は成分A’の総重量を基準として、前記極性モノマーグラフト化ポリプロピレンの使用量は97~99.5重量%、前記成分A又は成分A’の含有量は0.5~3重量%である、請求項1乃至3の何れか一項に記載の製造方法。
- 前記極性モノマーグラフト化ポリプロピレンのグラフト率は、0.1~3%である、請求項1に記載の製造方法。
- 前記反応押出の温度は150~220℃である、請求項1乃至5の何れか一項に記載の製造方法。
- 請求項1乃至6の何れか一項に記載の製造方法により製造されたポリプロピレン改質剤。
- 請求項7に記載のポリプロピレン改質剤及びポリプロピレンを含有するポリプロピレン組成物であって、
前記組成物の総重量を基準として、前記ポリプロピレン改質剤の含有量は2~20%である、ポリプロピレン組成物。 - 請求項7に記載のポリプロピレン改質剤とポリプロピレンを180~220℃で混合してから押出造粒を行うことを含むポリプロピレン材料の製造方法であって、
ポリプロピレン改質剤とポリプロピレンの総重量を基準として、前記ポリプロピレン改質剤の含有量は2~20%である、ポリプロピレン材料の製造方法。 - 請求項9に記載の製造方法により製造されたポリプロピレン材料。
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