JPH0139888B2 - - Google Patents

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JPH0139888B2
JPH0139888B2 JP55134286A JP13428680A JPH0139888B2 JP H0139888 B2 JPH0139888 B2 JP H0139888B2 JP 55134286 A JP55134286 A JP 55134286A JP 13428680 A JP13428680 A JP 13428680A JP H0139888 B2 JPH0139888 B2 JP H0139888B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polyethylene
pipe
silane compound
pipes
tert
Prior art date
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Expired
Application number
JP55134286A
Other languages
English (en)
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JPS5759724A (en
Inventor
Tsutomu Igarashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Original Assignee
Mitsui Petrochemical Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Petrochemical Industries Ltd filed Critical Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Priority to JP55134286A priority Critical patent/JPS5759724A/ja
Publication of JPS5759724A publication Critical patent/JPS5759724A/ja
Publication of JPH0139888B2 publication Critical patent/JPH0139888B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/71General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the composition of the plastics material of the parts to be joined

Landscapes

  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は耐圧強度に優れたシラン化合物グラフ
トポリエチレン管の架橋方法に関する。
従来より、給水・給湯管として亜鉛鍍金鋼管あ
るいは銅管が使用されているが、鋼管の場合は錆
による赤水あるいは黒水の発生、銅管の場合は電
蝕によるピンホールの発生等の欠点があり、新し
い配管材料が求められている。すでに一部では
錆、ピンホール等が発生せず、しかも可撓性の良
い樹脂管が使用されつつある。しかし硬質ポリ塩
化ビニル管は低温耐衝撃性に劣りポリエチレン管
は高温では耐内圧クリープ性に劣り、給湯用とし
ては使用できなかつた。ポリエチレンの高温耐内
圧クリープ性を改良する手段の1つとしてポリエ
チレンを架橋する方法があるが、架橋したポリエ
チレンは逆に熱融着できず架橋ポリエチレン管の
施工は架橋ポリエチレン管を外側から固定するた
めの銅合金製ロツクリング、座金、ポリアセター
ル製等の締付リングを有する管継手、あるいは管
の内側にも管固定用の金属製、ポリアセタール製
等のコアを有する管継手の使用が必要で施工作業
が煩わしくしかも、管継手部から流体が漏洩する
恐れがあつた。そこで本発明者は管同士を熱溶着
によつて接続することが可能で使用時には架橋に
よつて耐圧強度に優れたポリエチレン管を得る方
法について検討した結果、本発明に到達した。
すなわち本発明はオレフイン性不飽和結合を有
する基および加水分解可能な有機基をもつシラン
化合物グラフトポリエチレンを用いて管を成形
し、管同士を熱溶着によつて接続させた後シラノ
ール縮合触媒水溶液を加温通水して架橋する方法
を提供するものである。
管同士の接続は、通常は管端部同士を熱溶着す
ることによつて行なわれるが、一方の管の壁面を
くりぬいた孔に、他方の管端部を挿し込んだ状態
で熱溶着することによつても行なわれる。
本発明はシラン化合物グラフトポリエチレンを
パイプ成形する時点でシラノール縮合触媒との接
触がない為、早期架橋の心配が全く無く、管に成
形した後においても殆ど架橋することがない。そ
の為、管を長期間保管することも可能であるし、
管同士を熱溶着によつて接続させる時にシラン化
合物をグラフトしていない通常のポリエチレン管
と同様に溶融接続が可能である。
本発明で使用されるシラン化合物グラフト用ポ
リエチレンはエチレンの単独重合体あるいはエチ
レンと10モル%以下の他のα―オレフイン、例え
ばプロピレン、1―ブテン、1―ペンテン、1―
ヘキセン、4―メチル―1―ペンテン、もしくは
酢酸ビニル、メタクリル酸メチル等との共重合体
である。
シラン化合物グラフトポリエチレンは従来公知
の方法、すなわちポリエチレンにシラン化合物お
よびラジカル発生剤を配合して、ポリエチレンの
融点以上に加熱して行われる。その際一旦粒状化
してもよいが、直接パイプに成形してもよい。ポ
リエチレンに配合されるシラン化合物は、オレフ
イン性不飽和結合を有する基および加水分解可能
な有機基をもつシラン化合物であればよく、一般
式 R1Si Y1Y2Y3 で表わされる化合物であり、式中R1はオレフイ
ン性不飽和結合を有し、炭素、水素および任意に
酸素からなり、ポリオレフイン中に発生した遊離
ラジカル部位と反応性を有する。このような基の
例としてはビニル、アルリル、ブテニル、シクロ
ヘキセニル、シクロペンタジエニルがあり、とく
に末端オレフイン性不飽和基が好ましい。Y1
Y2、Y3は各々同一または相異なる加水分解可能
な基であり、例えばメトキシ、エトキシ、ブトキ
シ、メトキシエトキシのようなアルコキシ基、ア
ルコキシアルコキシ基、ホルミロキシ、アセトキ
シ、プロピオノキシのようなアシロキシ基等があ
り、とくにY1、Y2、Y3が等しいシラン化合物が
適している。これらのうちでもビニルトリスアル
コキシシラン、例えばビニルトリメトキシシラ
ン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス
(メトキシエトキシ)シランが最適であり、ビニ
ルメチルジエトキシシラン、ビニルフエニルジメ
トキシシランなども同様に用いることができる。
シラン化合物の配合量はポリエチレンの種類、
反応温度、または望ましい架橋度により広い範囲
で変えることができるが、通常ポリエチレン100
重量部に対して0.1〜20重量部、好ましくは0.5〜
5重量部配合される。
また使用されるラジカル発生剤としては、シラ
ングラフト反応条件の下でポリオレフインにラジ
カル部位をつくることができ、反応温度で6分以
下の半減期好ましくは2分以下の半減期をもつ化
合物を使用することができる。これらの化合物に
は有機ペルオキシド、有機ペルエステル、例えば
ベンゾイルオキシド、ジクロルベンゾイルペルオ
キシド、ジクミルペルオキシド、ジ―tert―ブチ
ルペルオキシド、2,5−ジメチル−2,5−ジ
(tert―ブチルペルオキシ)ヘキシン―3、2,
5―ジメチル―2,5―(tert―ブチルペルオキ
シ)ヘキサン、1,4―ビス(tert―ブチルペル
オキシイソプロピル)ベンゼン、ラウロイルペル
オキシド等が例示できる。
グラフト反応に際しては、ポリオレフインに予
め酸化防止剤を添加することもできる。酸化防止
剤の配合量は用いられるポリエチレン、ラジカル
開始剤の種類、配合量、反応条件あるいは酸化防
止剤の種類によつても異なり、ラジカル開始剤の
作用を完全に失わせることのないように選ばれる
べきであり、ポリエチレン100重量部に対し通常
0.01〜3重量部、とくに0.03〜1重量部が好適で
ある。またラジカル架橋性重合体に配合する場合
は、それぞれの種類によつても異なるが一般にラ
ジカル開始剤の配合量の0.02〜1倍量配合するこ
とがグラフト反応時のゲル化もしくは分解を防
ぎ、作業上好ましい。
本発明において好適に使用される酸化防止剤と
してはフエノール系化合物またはアミン系化合物
が好ましく、例えば2,6―ジ―tert―ブチル―
p―クレゾール、2,6―ジ―tert―ブチルフエ
ノール、2,4―ジメチル―6―tert―ブチルフ
エノール、スチレン化フエノール、n―オクタデ
シル―3―(4′―ヒドロキシ―3′,5′―ジ―tert
―ブチルフエノール)プロピオネート、4,4―
ジヒドロキシジフエニル、2,2′―メチレンビス
(4―メチル―6―tert―ブチルフエノール)、テ
トラキス〔メチレン―3―(3′,5′―ジ―tert―
ブチル―4′―ヒドロキシフエニル)プロピオネー
ト〕、4,4′―チオビス(6―tert―ブチル―o―
クレゾール)、4,4′―チオビス(6―tert―ブチ
ル―3―メチルフエノール)、2,5―ジ―tert
―ブチルヒドロキノン、フエニル―α―ナフチル
アミン、p―イソプロポキシジフエニルアミン等
が挙げられる。
本発明のシラン化合物グラフトポリエチレンに
は後述するシラノール縮合触媒や水放出性物質等
は一切添加してはならない。該物質等が添加され
ていると、管成形時あるいは成形後にシラン化合
物グラフトポリエチレンが架橋を起こし、管同士
を熱溶着する時に溶融接続できなくなる。
本発明のシラン化合物グラフトポリエチレンを
管に成形する方法は公知の通常のポリエチレンの
パイプ成形法がとりうる。例えば押出機により該
グラフトポリエチレンを170ないし250℃の温度で
溶融し、ダイを通して押出し、サイジングを行つ
た後、水温10ないし25℃の冷却水槽で冷却した
後、引取機を通して切断あるいは巻取る方法が例
示できる。押出機としては一般には単軸型のメタ
リングタイプのスクリユーが使用できる。ダイは
ストレートヘツドタイプ、クロスヘツドタイプあ
るいはオフセツトタイプが例示できる。又サイジ
ング方法としてはサイジングプレート法、アウト
サイドマンドレル法、サイジングボツクス法ある
いはインサイドマンドレル法がとりうる。
本発明のシラン化合物グラフトポリエチレンは
前述の如く、シラノール縮合触媒を含んでいない
ので、パイプ成形時に水に接触しても殆どゲル化
は起こさないが、水はできる限りパイプ成形後除
去しておくことが望ましい。
本発明のシラン化合物グラフトポリエチレン管
の架橋を行うには、管同士を熱溶着によつて接続
させた後、シラノール縮合触媒水溶液を好ましく
は40℃以上の温度、とくに好ましくは50℃以上の
温度で10時間以上、好ましくは20時間以上通水し
て行う。本発明により熱溶着によつて接続した管
を給水・給湯用に用いる場合は架橋終了後シラノ
ール縮合触媒水溶液を完全にパージする必要があ
るが、温水暖房等のクローズドシステム用途に用
いられる場合には必ずしもパージする必要はな
い。
本発明で使用されるシラノール縮合触媒は、ジ
ブチル錫ジラウレート、酢酸第一錫、カプリル酸
第一錫、ナフテン酸錫、カプリル酸亜鉛、2―エ
チルヘキサン酸鉄、ナフテン酸コバルトのような
カルボン酸塩、チタン酸テトラブチルエステル、
エチルアミン、ジブチルアミンなどの有機塩基等
がある。これらのうちでも有機錫化合物、とくに
錫カルボキシレート、例えばジブチル錫ジラウレ
ート、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジオ
クテートが好適である。
前記シラノール縮合触媒を水溶液にするには通
常濃度0.01〜2重量%にすることが望ましい。又
シラノール縮合触媒単独を分散させてもよいが、
パイプ内面との濡れを良くするためには界面活性
剤を0.05〜3重量%添加することが好ましい。界
面活性剤として種々公知のもの、例えばアルキル
スルホン酸ナトリウム、アルキルベンゼンスルホ
ン酸ナトリウム、アルキルナフタレンスルホン酸
ナトリウム、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビ
タン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エス
テル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、
N,N―ビス(2―ヒドロキシエチル)脂肪酸ア
ミン、クエン酸モノステアリン酸エステル、N―
アシルザルコシネートなどがある。
本発明により架橋されたシラン化合物グラフト
ポリエチレン管は管同士を熱溶着によつて接続さ
れているので継手部からの漏洩の恐れもなく、又
接続に架橋が行われているので使用時は通常のポ
リエチレン管に比べて高温耐内圧クリープ性、耐
熱性等が格別に優れており、しかも低温耐衝撃性
はポリエチレン管並みに良好であるので、ビル内
の温・冷水冷暖房システム等に最適である。
次に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明
するが、本発明はその要旨を越えない限りこれら
の実施例に制約されるものではない。
実施例 1 〔シラン化合物グラフトポリエチレン管の製
造〕 メルトインデツクス1.0g/10min(ASTM
D1238 E)、密度0.958g/cm3の高密度ポリエチ
レン粉末100重量部に、 ジクミルペルオキシド(DCP) 0.10重量部 ビニルトリメトキシシラン(VTMOS)
2.0重量部 4,4′―チオビス(3―メチル―6―tert―ブ
チルフエノール) 0.03重量部 をベンシエルミキサーで十分撹拌混合し65mmφ押
出機を用い樹脂温度220℃で粒状化した。得られ
たグラフトポリエチレンはメルトインデツクス
0.2g/10min、VTMOSグラフト量1.6%であつ
た。次いで40mmφの押出機に供えたクロスヘツ
ド・ダイ式パイプ成形機を用い樹脂温度180℃で
内径22mm、肉厚2.6mmの管を製造した。
〔シラン化合物グラフトポリエチレン管の架橋〕
前記方法にて得られたシラン化合物グラフトポ
リエチレン管を1.5mの長さに切断し、端部を融
着機(ホツトプレート型)を用いて170〜190℃で
溶融接続した。次いで、ジブチル錫ジラウレート
0.3重量%およびドデシルベンゼンスルホン酸ナ
トリウム0.6重量%を含んだ80℃の水溶液を48時
間通水して架橋を行つた。得られた接続管の熱間
内圧クリープ試験を長期内圧クリープ試験機(海
陸電波製)を用い80℃の水温中で内水圧4Kg/cm3
Gを接続管にかけてテストした結果10000時間以
上耐えた。
比較例 1 実施例1のシラン化合物グラフトポリエチレン
の代わりにメルトインデツクス0.1g/10min、
密度0.955g/cm3の高密度ポリエチレンを用いて
実施例1と同様の方法でパイプ成形し、溶融接続
した後、熱間クリープ試験を行つた。その結果、
600時間以下で破壊した。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 オレフイン性不飽和結合を有する基および加
    水分解可能な有機基をもつシラン化合物グラフト
    ポリエチレンの管を成形し、管同士を熱溶着によ
    つて接続させた後、シラノール縮合触媒水溶液を
    加温通水して架橋する方法。
JP55134286A 1980-09-29 1980-09-29 Method for crosslinking polyethylene pipe grafted with silane compound Granted JPS5759724A (en)

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JPS5759724A JPS5759724A (en) 1982-04-10
JPH0139888B2 true JPH0139888B2 (ja) 1989-08-24

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