JPH0635495B2 - シラン架橋が可能なエチレン共重合体 - Google Patents

シラン架橋が可能なエチレン共重合体

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JPH0635495B2
JPH0635495B2 JP60277208A JP27720885A JPH0635495B2 JP H0635495 B2 JPH0635495 B2 JP H0635495B2 JP 60277208 A JP60277208 A JP 60277208A JP 27720885 A JP27720885 A JP 27720885A JP H0635495 B2 JPH0635495 B2 JP H0635495B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、水によるシラン架橋が可能な保存安定性、成
形加工性、架橋特性に優れる共重合体であって、フイル
ム、発泡体、電線被覆、容器等の各種成形体分野に好適
なエチレンランダム共重合体に関する。
〔従来技術〕
エチレン重合体を架橋して物性を改良し、種々用途に供
することはよく為されている。
エチレン共重合体の架橋は、主として有機過酸化物によ
る方法や放射線を照射する方法が行なわれてきたが、安
全面や高額な設備を要する点、また、成形品の形状の自
由度が小さいこと等の欠点がある。そこで、近年、エチ
レンと不飽和シラン化合物との共重合体をシラノール縮
合触媒の存在下で水分と接触させてシラン架橋させる方
法が、安価な設備、成形品形状の自由度が大きいという
点で試みられている(特開昭55−9611号)。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、このシラン架橋法は、架橋前のエチレン
−不飽和シラン化合物共重合体の保存安定性、成形加工
性および架橋成形品の引張特性等が必ずしも満足できる
ものではないという欠点がある。
本発明は、特定の分子構造を有し、不純物の少ないエチ
レン−不飽和シラン化合物共重合体のみがこれらの欠点
のないシラン架橋法を採り得ることを見い出して、為さ
れたものである。
〔問題点を解決するための手段〕
即ち、本発明は、「エチレンと、γ−メタクリロキシプ
ロピルトリメトキシシラン及びγ−アクリロキシプロピ
ルトリメトキシシランから選ばれる少なくとも1種の不
飽和シラン化合物であって該不飽和シラン化合物に含有
される不純物である塩素の含量とメタクリル酸及びアク
リル酸の含量のそれぞれが60重量ppm以下である不
飽和シラン化合物とを、高圧ラジカル共重合させて得ら
れるランダム共重合体であって、該共重合体中の塩素含
量とメタクリル酸及びアクリル酸含量がそれぞれ0.2
重量ppm以下で、かつ該不飽和シラン化合物が単独系
又は複合系で0.2〜5重量%含有されており、かつ分
子量分布が10以下、メルトフローレートが0.1〜1
0g/10分、密度が0.932g/cm3以下であることを特
徴とする水によるシラン架橋が可能なエチレンランダム
共重合体」である。
〔作 用〕
本発明のエチレン共重合体は、エチレンと上記の特定の
不飽和シラン化合物とから本質的になるものである。こ
こで「本質的」とは、他の不飽和単量体、例えば、プロ
ピレン、ブテン−1、4−メチルペンテン−1、ヘキセ
ン−1等のα−オレフィン;酢酸ビニル、酪酸ビニル等
のビニルエステル;アクリル酸メチル、メタクリルアミ
ド、メタクリル酸メチル、アクリロニトリル、無水マレ
イン酸等の不飽和有機酸誘導体;スチレン、α−メチル
スチレン等の不飽和芳香族単量体;ビニルメチルエーテ
ル等のビニルエーテル等が本発明の効果を損なわない範
囲、即ち一般には30重量%以下の範囲でランダム共重合
されていても良い。
また、前記の不飽和シラン化合物以外の不飽和シラン化
合物、例えばビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエ
トキシシラン等が前記不飽和シラン化合物よりも少ない
量でランダム共重合されていても良い。
上記以外の不飽和シラン化合物とエチレンとから本質的
になる共重合体は、本発明の効果が低い。
かかる本発明のエチレンランダム共重合体は、γ−メタ
クリロキシプロピルトリメトキシシランまたはγ−アク
リロキシプロピルトリメトキシシランの不飽和シラン化
合物を単独系または複合系で0.2〜5重量%、好ましく
は0.5〜3重量%含有し、分子量分布(重量平均分子量
と数平均分子量の比)が10以下、好ましくは8以下、
メルトフローレート(MFR)が0.1〜10g/10
分、好ましくは0.3〜5g/10分、密度が0.932g/cm
3以下、好ましくは0.930g/cm3以下で、かつ塩素含量
とメタクリル酸およびアクリル酸含量がそれぞれ0.2重
量ppm以下、好ましくは0.1重量ppm以下のエチレンと該
不飽和シラン化合物とから本質的になるエチレン共重合
体である。
ここで、該不飽和シラン化合物が0.2重量%未満では十
分な架橋度が得られず、一方、5重量%超過では保存安
定性、成形加工性および架橋成形品の引張特性が悪化す
る。分子量分布が10を超えると保存安定性、成形加工
性が悪化し、かつ架橋成形品の引張特性も不十分とな
る。また、MFRが0.1g/10分未満では成形加工性およ
び架橋成形品の引張特性が不十分となり、一方、10g
/10分を超えると架橋成形体の引張特性が不満足とな
る。
この共重合体の密度は一般に0.920g/cm3以上である
が、0.932g/cm3超過では架橋特性が劣るようになる。
さらに、この共重合体中の塩素含量またはメタクリル酸
およびアクリル酸含量のいずれかでも0.2重量ppm超過で
は、保存安定性、成形加工性および架橋成形品の引張特
性が悪化する。これらの不純物は原料の不飽和シラン化
合物により混入するものである。
このような本発明のエチレンランダム共重合体は、例え
ば、圧力1000〜4000kg/cm2、温度150〜2
80℃の条件下でラジカル発生剤および連鎖移動剤の存
在下にエチレンと上記不飽和シラン化合物および場合に
より他の不飽和単量体を共重合して得られる。
反応器は槽型、管型のいずれでもよいが、槽型の方が合
理的で好ましい。
具体的には、分子量分布が10以下のものを得るには連
鎖移動剤を用いて、好ましくは、重合圧力が1500〜
3000kg/cm2で、圧力1500kg/cm2の時の反応温
度が210℃以下、かつ圧力3000kg/cm2の時の反
応温度が250℃以下で重合する。
また、MFRが0.1〜10g/10分のものを得るに
は、連鎖移動剤量を比較的多く、例えば、重合モノマー
および連鎖移動剤の合計量に対して0.5〜15重量%と
し、重合圧力と反応温度を種々コントロールする。
密度が0.932g/cm3以下のものを得るのに好ましい条件
は、重合圧力が1500〜3000kg/cm2で、圧力1
500kg/cm2の時の反応温度は170℃以上、かつ圧
力3000kg/cm2の時の反応温度が190℃以上であ
り、さらに好ましくは、連鎖移動剤としてプロピレン、
ブテンのようなα−オレフィン、中でもプロピレンを用
いると有効である。。
従って、これらをまとめると、本願発明のエチレンラン
ダム共重合体を得るのに好ましい重合条件は、重合圧力
が1500〜3000kg/cm2および反応温度が170
〜250℃かつ連鎖移動剤を特定量用いることである。
さらに、塩素含量とメタクリル酸およびアクリル酸含量
がそれぞれ0.2重量ppm以下のものを得るためには、用い
る該不飽和シラン化合物中の塩素含量とメタクリル酸お
よびアクリル酸含量のそれぞれが60重量ppm以下、好
ましくは30重量ppm以下であることが必要である。
以上の条件下で重合する際に用いるラジカル発生剤は、
有機過酸化物(例えば、ラウロイルパーオキシド、ジプ
ロピオニルパーオキシド、ベンゾイルパーオキシド、ジ
−t−ブチルパーオキシド、t−ブチルヒドロパーオキ
シド、t−ブチルパーオキシピバレート、t−ブチルパ
ーオキシイソブチレート等)、分子状酸素、アゾ化合物
(例えば、アゾビスイソブチロニトリル等)等を用いる
ことができる。また、連鎖移動剤としては、パラフィン
系炭化水素(例えば、メタン、ヘキサン等)、α−オレ
フィン(例えば、プロピレン、ブテン等)、ケトン(例
えば、アセトン、シクロヘキサノン等)、アルデヒド
(例えば、アセトアルデヒド、n−ブチルアルデヒド
等)、芳香族炭化水素等を用いることができる。共重合
し得る不飽和単量体は、先に「本質的」の説明において
挙げた不飽和単量体を意味する。
本発明の共重合体は、例えば、架橋発泡、架橋フイル
ム、架橋電線被覆材、パイプ、チユーブ等に応用され
る。
応用に際して架橋に用いられるシラノール縮合触媒とし
ては、例えば、ジブチル錫ジラウレート、酢酸第一錫、
オクタン酸第一錫、ナフテン酸鉛、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等のカルボ
ン酸金属塩、チタン酸エステルおよびキレート化合物等
の有機金属化合物(例えば、チタン酸テトラブチルエス
テル、チタン酸テトラノニルエステルおよびビス(アセ
チルアセトニトリル)ジ−イソプロピルチタネート
等)、その他塩基や酸等がある。中でも、有機錫化合
物、例えば、ジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジ
ラウレート、ジブチル錫ジアセテート等が好適である。
〔実施例〕
以下の例で製造したエチレンランダム共重合体につい
て、その物性および品質の評価は次の方法によった。
(物性評価) (1) 不飽和シラン化合物の含有量 赤外分光光度計による。
(2) 分子量分布 重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)
は、ゲル拡散クロマトグラフ(GPC)による分別物を
低角度レーザー光散乱装置で定量する方法で測定し、次
式および手法により求めた。
なお、検量線は、標準高密度ポリエチレンNBS-SRM−
1475を用いて作った。
(重量平均分子量) =ΔV・Σ(K/R)−1/m ここで、 ΔVはサンプリング体積 K=2π2n2/(λN)(dn/dc)2(Hcos2θ) n:屈折率 λ:波長 N:アボガドロ数 dn/dc:屈折率の濃度増分 θ:散乱角 Rは溶液と溶媒のRayleigh比の差 mは注入ポリマー重量 (数平均分子量)は、E.E.DrohおよびR.A.Mendelsonの
手法を基に計算した。
(3) MFR JIS−K6760に従った。
(4) 密度 JIS−K6760に従った。
(5) メタアクリル酸、アクリル酸の含量 (イ)10mlのアセトン中に共重合体10gを浸漬し、
50℃で24時間の抽出を実施する。
(ロ)50℃で2時間、クマリン螢光誘導体化を実施す
る。
(ハ)液クロマトグラフィーにて螢光検出する。
(6) 塩素の含有量 (イ)共重合体をメタノール/アセトン混合溶媒中に浸漬
し、50℃で24時間加熱した後、溶媒を共重合体から
分離する。
(ロ)この溶媒に、ナトリウムメチラートのメタノール溶
液を加え、良く混合撹拌する。
(ハ)この液に、ブロムフェノールブルー指示薬を加え、
指示薬の色が黄色になる迄、硝酸を滴下する。
(ニ)次いで、電位差自動滴定装置の電極を入れ、撹拌し
ながら硝酸銀溶液で滴定定量する。
(7) 保存安定性 製造直後のエチレン−不飽和シラン化合物ランダム共重
合体のMFRと23℃、50%相対湿度の雰囲気下で1
月間保存した該共重合体のMFRとの比を求め、その減
少率により次の如く評価した。
A:10%未満 B:10〜30% C:30%超過 (8) 成形加工性 エチレン−不飽和シラン化合物共重合体100重量部に
対し、ジブチル錫ジラウレート1重量%を含有する低密
度ポリエチレン(三菱油化社製「ユカロンEH30」)
を5重量部ブレンドし、L/D22の押出機を用いて1
70℃で内径2mmのオリフィスからストランドにして押
出してその外観を観察した。
(9) 架橋特性 上記の成形加工性の評価方法にて押出したストランドを
80℃温水中に8時間浸漬して架橋処理を施したサンプ
ル(前者)と同ストランドを23℃、50%相対湿度の
雰囲気下に1週間放置して架橋処理を施したサンプル
(後者)とから各1gをとり、これをソックスレー抽出
器に入れ、沸騰キシレンにて10時間抽出することによ
って各ゲル分率を求め、前者のゲル分率に対する後者の
ゲル分率の比にて次の通り評価した。
A:80%超過 B:50〜80% C:50%未満 (10) 引張特性 上記架橋特性の評価方法にて得られた8時間浸漬の架橋
処理したストランドをオートグラフにて引張速度200
mm/分で引張伸びを測定し、次の通り評価した。
A:350%超過 B:250〜350% C:250%未満 実施例および比較例 内容積1.5リットルの撹拌機付き反応器にエチレンと第
1表に示した不飽和シラン化合物および分子量調節剤の
混合物と、触媒として同表に示すラジカル発生剤を供給
し、連続的にエチレンランダム共重合体を製造した。
このときの重合条件および生成した共重合体の物性、品
質評価は第1表の通りであった。
なお、第1表中での略記号の意味は次の通りである。
(1)γ−M:γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシ
シラン (2)γ−A:γ−アクリロキシプロピルトリメトキシシ
ラン (3)IB:t−ブチルパーオキシイソブチレート (4)I:t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネー
ト (5)PV:t−ブチルパーオキシピバレート (6)P:プロピレン (7)H:ヘキサン
フロントページの続き (72)発明者 石野 巌 三重県四日市市東邦町1番地 三菱油化株 式会社樹脂研究所内 (72)発明者 大野 昭彦 三重県四日市市東邦町1番地 三菱油化株 式会社樹脂研究所内 (56)参考文献 特開 昭56−95912(JP,A) 特開 昭57−207632(JP,A) 特開 昭57−208006(JP,A) 特開 昭60−198006(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】エチレンと、γ−メタクリロキシプロピル
    トリメトキシシラン及びγ−アクリロキシプロピルトリ
    メトキシシランから選ばれる少なくとも1種の不飽和シ
    ラン化合物であって該不飽和シラン化合物に含有される
    不純物である塩素の含量とメタクリル酸及びアクリル酸
    の含量のそれぞれが60重量ppm以下である不飽和シ
    ラン化合物とを、高圧ラジカル共重合させて得られるラ
    ンダム共重合体であって、該共重合体中の塩素含量とメ
    タクリル酸及びアクリル酸含量がそれぞれ0.2重量p
    pm以下で、かつ該不飽和シラン化合物が単独系又は複
    合系で0.2〜5重量%含有されており、かつ分子量分
    布が10以下、メルトフローレートが0.1〜10g/
    10分、密度が0.932g/cm3以下であることを特
    徴とする水によるシラン架橋が可能なエチレンランダム
    共重合体。
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