JPH028605B2

JPH028605B2 -

Info

Publication number: JPH028605B2
Application number: JP55047769A
Authority: JP
Inventors: Mitsuharu Myoshi; Fumihiko Yazaki; Takashi Inoe; Kazuo Matsura
Original assignee: Nippon Oil Corp
Current assignee: Eneos Corp
Priority date: 1980-04-11
Filing date: 1980-04-11
Publication date: 1990-02-26
Also published as: JPS56143895A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は鋼管の保護被覆層に関する。一般に、鋼管は外部環境から保護するために、
その外装に保護被覆層を設け、使用されている。
この保護被覆層には、耐環境応力亀裂性、耐候
性、耐寒性、耐摩耗性、耐油性、耐薬品性の諸特
性等が要求されている。従来、保護被覆層形成材
料として高圧法ポリエチレンやエチレン・酢酸ビ
ニル共重合体が用いられているが、高圧法ポリエ
チレンは耐環境応力亀裂性が未だ不十分であり、
エチレン・酢酸ビニル共重合体は耐寒性、耐摩耗
性が悪いという欠点があつた。本発明者らは、上記欠点を解決するために鋭意
研究の結果、特定の方法で製造された特殊ポリオ
レフインを用いることにより、上記問題点が一挙
に解決し得ることを見出し、本発明を完成させる
に至つたものである。すなわち、本発明はマグネ
シウムとチタンおよび／またはバナジウムとを含
有する固体物質と有機アルミニウムとからなる触
媒の存在下、実質上溶媒の存在しない気相状態で
エチレンと炭素数３〜12のα−オレフインとを共
重合させて得られる密度が0.890〜0.945で、かつ
メルトインデツクスが0.01〜５のエチレン・α−
オレフイン共重合体を主体とする鋼管の保護被覆
層に関する。本発明の特殊ポリオレフインを用いて得られた
本発明の保護被覆層は、耐環境応力亀裂性が、著
しくすぐれているばかりか、耐候性、耐寒性、耐
摩耗性、耐油性、耐薬品性が極めて良好である。
更に、本発明の特殊ポリオレフインは加工性のう
えでも極めてすぐれている。本発明の保護被覆層形成材料に用いるポリオレ
フインは、マグネシウムとチタンおよび／または
バナジウムとを含有する固体物質と有機アルミニ
ウム化合物とからなる触媒の存在下で、実質上溶
媒のない気相状態でエチレンと炭素数３〜12のα
−オレフインとを共重合させて得られるもので、
密度が0.890〜0.945、好ましくは0.910〜0.940、
メルトインデツクスが0.01〜５、好ましくは0.2
〜１のエチレン・α−オレフイン共重合体であ
る。以下に、本発明において用いるエチレンとα−
オレフインの共重合体の製造法について説明す
る。まず使用する触媒系は、マグネシウムとチタン
および／またはバナジウムとを含有する固体物質
と有機アルミニウム化合物を組み合わせたもの
で、該固体物質としてはたとえば金属マグネシウ
ム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、酸
化マグネシウム、塩化マグネシウムなど、またケ
イ素、アルミニウム、カルシウムから選ばれる金
属とマグネシウム原子とを含有する複塩、複酸化
物、炭酸塩、塩化物、水酸化物などさらにはこれ
らの無機質固体担体を含酸素化合物、含硫黄化合
物、芳香族炭化水素、ハロゲン含有物質で処理又
は反応させたもの等の無機質固体担体にチタン化
合物および／またはバナジウム化合物を公知の方
法により担持させたものが挙げられる。上記の含酸素化合物としては、例えば水、アル
コール、フエノール、ケトン、アルデヒド、カル
ボン酸、エステル、酸アミド等の有機含酸素化合
物、金属アルコキシド、金属オキシ塩化物等の無
機含酸素化合物を例示することができる。含硫黄
化合物としては、チオール、チオエーテルの如き
有機含硫黄化合物、二酸化硫黄、三酸化硫黄、硫
酸の如き無機硫黄化合物を例示することができ
る。芳香族炭化水素としては、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、アントラセン、フエナンスレンの
如き各種単環および多環の芳香族炭化水素化合物
を例示することができる。ハロゲン含有物質とし
ては、塩素、塩化水素、金属塩化物、有機ハロゲ
ン化物の如き化合物等を例示することができる。チタン化合物および／またはバナジウム化合物
としては、チタンおよび／またはバナジウムのハ
ロゲン化物、アルコキシハロゲン化物、アルコキ
シド、ハロゲン化酸化物等を挙げることができ
る。チタン化合物としては４価のチタン化合物と
３価のチタン化合物が好適であり、４価のチタン
化合物としては具体的には一般式Ti（OR）nX₄−
ｎ（ここでＲは炭素数１〜20のアルキル基、アリ
ール基またはアラルキル基を示し、Ｘはハロゲン
原子を示す。ｎは０≦ｎ≦４である。）で示され
るものが好ましく、四塩化チタン、四臭化チタ
ン、四ヨウ化チタン、モノメトキシトリクロロチ
タン、ジメトキシジクロロチタン、トリメトキシ
モノクロロチタン、テトラメトキシチタン、モノ
エトキシトリクロロチタン、ジエトキシジクロロ
チタン、トリエトキシモノクロロチタン、テトラ
エトキシチタン、モノイソプロポキシトリクロロ
チタン、ジイソプロポキシジクロロチタン、トリ
イソプロポキシモノクロロチタン、テトライソプ
ロポキシチタン、モノブトキシトリクロロチタ
ン、ジブトキシジクロロチタン、モノベントキシ
トリクロロチタン、モノフエノキシトリクロロチ
タン、ジフエノキシジクロロチタン、トリフエノ
キシモノクロロチタン、テトラフエノキシチタン
等を挙げることができる。３価のチタン化合物と
しては、四塩化チタン、四臭化チタン等の四ハロ
ゲン化チタンを水素、アルミニウム、チタンある
いは周期律〜族金属の有機金属化合物により
還元して得られる三ハロゲン化チタンが挙げられ
る。また一般式Ti（OR）mX₄−ｍ（ここでＲは炭
素数１〜20のアルキル基、アリール基またはアラ
ルキル基を示し、Ｘはハロゲン原子を示す。ｍは
Ｏ＜ｍ＜４である。）で示される４価のハロゲン
化アルコキシチタンを周期律表〜族金属の有
機金属化合物により還元して得られる３価のチタ
ン化合物が挙げられる。バナジウム化合物として
は、四塩化バナジウム、四臭化バナジウム、四ヨ
ウ化バナジウムの如き４価のバナジウム化合物、
オキシ三塩化バナジウム、オルソアルキルバナデ
ートの如き５価のバナジウム化合物、三塩化バナ
ジウム、バナジウムトリエトキシドの如き３価の
バナジウム化合物が挙げられる。これらのチタン化合物およびバナジウム化合物
のうち、４価のチタン化合物が特に好ましい。これらの触媒の具体的なものとしては、たとえ
ばMgO−RX−TiCl₄系（特公昭51−3514号）、
Mg−SiCl₄−ROH−TiCl₄系（特公昭50−23864
号）、MgCl₂−Al（OR）₃−TiCl₄系（特公昭51−
152号、特公昭52−15111号）、MgCl₂−SiCl₄−
ROH−TiCl₄系（特開昭49−106581号）、Mg
（OOCR）₂−Al（OR）₃−TiCl₄系（特公昭52−
11710号）、Mg−POCl₃−TiCl₄系（特公昭51−
153号）、MgCl₂−AlOCl−TiCl₄系（特公昭54−
15316号）などの固体物質（前記式中において、
Ｒは有機残基、Ｘはハロゲン原子を示す）に有機
アルミニウム化合物を組み合わせたものが好まし
い触媒系の例としてあげられる。他の触媒系の例としては固体物質として、いわ
ゆるグリニヤ化合物などの有機マグネシウム化合
物とチタン化合物および／またはバナジウム化合
物との反応生成物を用い、これに有機アルミニウ
ム化合物を組み合わせた触媒系を例示することが
できる。有機マグネシウム化合物としては、たと
えば、一般式RMgX、R₂Mg、RMg（OR）など
の有機マグネシウム化合物（ここで、Ｒは炭素数
１〜20の有機残基、Ｘはハロゲンを示す）および
これらのエーテル錯合体、またこれらの有機マグ
ネシウム化合物をさらに、他の有機金属化合物た
とえば有機ナトリウム、有機リチウム、有機カリ
ウム、有機ホウ素、有機カルシウム、有機亜鉛な
どの各種化合物を加えて変性したものを用いるこ
とができる。これらの触媒系の具体的な例としては、例えば
RMgX−TiCl₄系（特公昭50−39470号）、RMgX
−フエノール−TiCl₄系（特公昭54−12953号）、
RMgX−ハロゲン化フエノール−TiCl₄系（特公
昭54−12954号）等の固体物質に有機アルミニウ
ム化合物を組み合わせたものを挙げることができ
る。これらの触媒系において、チタン化合物およ
び／またはバナジウム化合物を有機カルボン酸エ
ステルとの付加物として使用することもでき、ま
た前記したマグネシウムを含む無機化合物固体担
体を有機カルボン酸エステルと接触処理させたの
ち使用することもできる。また、有機アルミニウ
ム化合物を有機カルボン酸エステルとの付加物と
して使用しても何ら支障がない。さらには、あら
ゆる場合において、有機カルボン酸エステルの存
在下に調製された触媒系を使用することも何ら支
障なく実施できる。ここで有機カルボン酸エステルとしては各種の
脂肪族、脂環族、芳香族カルボン酸エステルが用
いられ、好ましくは炭素数７〜12の芳香族カルボ
ン酸が用いられる。具体的な例としては安息香
酸、アニス酸、トルイル酸のメチル、エチルなど
のアルキルエステルをあげることができる。上記した固体物質と組合わせるべき有機アルミ
ニウム化合物の具体的な例としては一般式R₃Al、
R₂AlX、RAlX₂、R₂AlOR、RAl（OR）Ｘおよび
R₃Al₂X₃の有機アルミニウム化合物（ここでＲは
炭素数１〜20のアルキル基、アリール基またはア
ラルキル基、Ｘはハロゲン原子を示し、Ｒは同一
でもまた異なつてもよい）で示される化合物が好
ましく、トリエチルアルミニウム、トリイソブチ
ルアルミニウム、トリヘキシルアルミニウム、ト
リオクチルアルミニウム、ジエチルアルミニウム
クロリド、エチルアルミニウムセスキクロリド、
およびこれらの混合物等があげられる。有機アルミニウム化合物の使用量はとくに制限
されないが通常遷移金属化合物に対して0.1〜
1000モル倍使用することができる。また、前記の触媒系をα−オレフインと接触さ
せたのち気相重合反応に用いることによつて、そ
の重合活性を大巾に向上させ、未処理の場合より
も一層安定に運転することもできる。このとき使
用するα−オレフインとしては種々のものが使用
可能であるが、好ましくは炭素数３〜12のα−オ
レフインであり、さらに好ましくは炭素数３〜８
のα−オレフインが望ましい。これらのα−オレ
フインの例としてはたとえばプロピレン、ブテン
−１、ペンテン−１、４−メチルペンテン−１、
ヘプテン−１、ヘキセン−１、オクテン−１、デ
セン−１、ドデセン−１等およびこれらの混合物
などをあげることができる。触媒系とα−オレフ
インとの接触時の温度、時間は広い範囲で選ぶこ
とができ、たとえば０〜200℃、好ましくは０〜
110℃で１分〜24時間で接触処理させることがで
きる。接触させるα−オレフインの量も広い範囲
で選べるが、通常、前記固体物質１ｇ当り１ｇ〜
50000ｇ、好ましくは５ｇ〜30000ｇ程度のα−オ
レフインで処理し、前記固体物質１ｇ当り１ｇ〜
500ｇのα−オレフインを反応させることが望ま
しい。このとき、接触時の圧力は任意に選ぶこと
ができるが通常、−１〜100Kg／cm²・Ｇの圧力下に
接触させることが望ましい。 α−オレフイン処理の際、使用する有機アルミ
ニウム化合物を全量、前記固体物質と組み合わせ
たのちα−オレフインと接触させてもよいし、ま
た、使用する有機アルミニウム化合物のうち一部
を前記固体物質と組み合わせたのちガス状のα−
オレフインと接触させ、残りの有機アルミニウム
化合物を気相重合のさいに別途添加して重合反応
を行なつてもよい。また、触媒系とα−オレフイ
ンとの接触時に、水素ガスが共存しても支障な
く、また、窒素、アルゴン、ヘリウムなどその他
の不活性ガスが共存しても何ら支障ない。本発明における特殊ポリオレフインは前記マグ
ネシウムとチタン化合物および／またはバナジウ
ム化合物を含有する固体物質および有機アルミニ
ウム化合物からなる触媒の存在下、気相でエチレ
ンとα−オレフインの共重合を行なうことによつ
て得られた所定のメルトインデツクスと密度を有
する共重合体を用いることを本質とし、共重合反
応に用いられるα−オレフインとしては、炭素数
３〜12のものが用いられる。具体的にはプロピレ
ン、ブテン−１、ペンテン−１、４−メチルペン
テン−１、ヘプテン−１、ヘキセン−１、オクテ
ン−１、デセン−１、ドデセン−１などを挙げる
ことができる。重合反応は、実質的に溶媒の存在しない気相状
態で行なわれる。使用する反応器としては、流動
床、撹拌槽など公知のものが使用できる。重合反応温度は、通常０〜110℃、好ましくは
20〜80℃であり、圧力は常圧〜70Kg／cm²・Ｇ、好
ましくは２〜60Kg／cm²・Ｇである。分子量の調節
は重合温度、触媒のモル比、コモノマー量などに
よつても調節できるが、重合系中に水素を添加す
ることにより効果的に行なわれる。もちろん、水
素濃度、コモノマー濃度、重合温度など重合条件
の異なつた２段階ないしそれ以上の多段階の重合
反応を行つてもよい。本発明は、以上の如くマグネシウムとチタンお
よび／またはバナジウムとを含有する固体物質と
有機アルミニウムとからなる触媒の存在下、実質
上溶媒の存在しない気相状態でエチレンと炭素数
３〜12のα−オレフインを共重合させて得られる
密度が0.890〜0.945で、かつメルトインデツクス
が0.01〜５のエチレン・α−オレフイン共重合体
を保護被覆層形成材料として用いることにより、
保護被覆層の特性を著しく改善できたことは全く
予期できないことであつた。本発明においては、本発明の特殊ポリオレフイ
ンに必要により顔料、充填剤、分散剤、酸化防止
剤、紫外線吸収剤などの公知の助剤を適宜配合す
ることができる。また、本発明においては本発明の特定の方法に
より得られた特殊ポリオレフインに、他の方法で
得られたポリオレフインを適宜配合することは、
本発明の特殊ポリオレフインの特性を損わない限
りにおいて何ら問題はない。これら他のポリオレ
フインの例としては高圧法ポリエチレン、エチレ
ン・酢酸ビニル共重合体、中・低圧法による溶液
重合あるいはスラリー重合により得られるポリオ
レフインが挙げられる。これらの配合割合は本発
明の特殊ポリオレフイン100重量部に対して100重
量部以下が望ましい。以下に、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれらに制限されるものではな
い。実施例１無水塩化マグネシウム1000ｇ、１，２−ジクロ
ルエタン50ｇおよび四塩化チタン170ｇを窒素雰
囲気下、室温で16時間ボールミリングし、チタン
化合物を担体に担持させた。この固体物質は１ｇ
当り40mgのチタンを含有していた。気相重合用の装置としてはステンレス製のオー
トクレーブを用い、ブロワー、流量調節弁、およ
び生成ポリマー分離用の乾式サイクロンでループ
をつくりオートクレーブはジヤケツトに温水を流
すことにより温度コントロールを行なつた。重合温度70℃とし、オートクレーブに上記固体
物質を250mg／hr、およびトリエチルアルミニウ
ムを50ｍ−mol／hrの速度で供給し、またブロワ
ーでオートクレーブに供給するガス中のエチレン
およびプロピレンの組成（モル比）をそれぞれ75
％および25％となるように調整し、水素を全圧の
10％となるように調整しながらエチレンとプロピ
レンの共重合を行なつた。生成したエチレン・プロピレン共重合体は、メ
ルトインデツクス0.2、密度0.925であつた。上記のエチレン・プロピレン共重合体100重量
部にカーボンブラツク2.5重量部および４，4′−
チオビス（６−ｔ−ブチル−４−ハイドロキシベ
ンジル）0.2重量部を添加し、160℃に設定したロ
ール上で混合した。混合物のメルトインデツクス
は0.2、密度は0.935であつた。次に該混合物を厚
さ3.0±0.2ｍ／ｍのシートとしASTM Ｄ−1693
により耐環境応力亀裂性（ESCR）を測定したと
ころ、6000時間以上経過しても全く割れなかつ
た。また該混合物を厚さ2.0±0.2ｍ／ｍのシート
としてJIS K6760に準じて−75℃の温度で低温脆
性を調べたところ全く割れなかつた。また該混合
物を厚さ3.0±0.1ｍ／ｍのシートとして、テーパ
式摩耗試験機により摩耗性を調べたところ摩耗は
非常に少なかつた。実施例２実施例１において、オートクレーブに供給する
ガスの組成をエチレン96モル％およびヘキセン−
１４モル％とし、また水素を全圧の18％とし
て、85℃で重合を行つた以外は実施例１と同様の
方法にてエチレンとヘキセン−１の共重合を行つ
た。生成したエチレン・ヘキセン−１共重合体の
メルトインデツクスは1.0で、密度は0.925であつ
た。このエチレン・ヘキセン−１共重合体100重
量部に、カーボンブラツク2.5重量部および４，
4′−チオビス（６−ｔ−ブチル−４−ハイドロキ
シベンジル）0.2重量部を添加し、混合して得ら
れるメルトインデツクス1.0、密度0.935の混合物
を実施例１と同様の方法にてESCR、低温脆性お
よび耐摩耗性を調べたところ全ての点で良好であ
つた。実施例３実施例１において、オートクレーブに供給する
ガスの組成をエチレン88モル％およびブテン−１
12モル％とし、また水素を全圧の14％として、
80℃で重合を行つた以外は実施例１と同様の方法
にてエチレンとブテン−１の共重合を行つた。生
成したエチレン・ブテン−１共重合体のメルトイ
ンデツクスは1.0で、密度は0.920であつた。この
エチレン・ブテン−１共重合体100重量部に、カ
ーボンブラツク2.5重量部および４，4′−チオビ
ス（６−ｔ−ブチル−４−ハイドロキシベンジ
ル）0.2重量部を添加し、混合して得られるメル
トインデツクス1.0、密度0.930の混合物を実施例
１と同様の方法にてESCR、低温脆性および耐摩
耗性を調べたところ全ての点で良好であつた。比較例１実施例１において使用したエチレン・プロピレ
ン共重合体の代わりに、高圧法により製造された
メルトインデツクス0.15、密度0.920の低密度ポ
リエチレンを用いたことを除いては実施例１と同
様な方法でESCR、低温脆性および耐摩耗性を調
べたところ、ESCRは非常に悪く、また耐摩耗性
も満足できないものであつた。比較例２実施例１において使用したエチレン・プロピレ
ン共重合体の代わりに、高圧法により製造された
メルトインデツクス0.15、密度0.922のエチレ
ン・酢酸ビニル共重合体（酢酸ビニル含量３モル
％）を用いたことを除いては実施例１と同様な方
法でESCR、低温脆性および耐摩耗性を調べたと
ころ全ての点において満足できないものであつ
た。【表】

Claims

【特許請求の範囲】

１マグネシウムとチタンおよび／またはバナジ
ウムとを含有する固体物質と有機アルミニウムと
からなる触媒の存在下、実質上溶媒の存在しない
気相状態でエチレンと炭素数３〜12のα−オレフ
インとを共重合させて得られる密度が0.890〜
0.945で、かつメルトインデツクスが0.01〜５の
エチレン・α−オレフイン共重合体を主体とする
鋼管の保護被覆層。