JPH0657009A - ポリオレフィンの架橋成形物の製造方法 - Google Patents

ポリオレフィンの架橋成形物の製造方法

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JPH0657009A
JPH0657009A JP21502792A JP21502792A JPH0657009A JP H0657009 A JPH0657009 A JP H0657009A JP 21502792 A JP21502792 A JP 21502792A JP 21502792 A JP21502792 A JP 21502792A JP H0657009 A JPH0657009 A JP H0657009A
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alkenylsilane
olefin
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polyolefin
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Tadashi Asanuma
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Abstract

(57)【要約】 【構成】アルケニルシランとオレフィンの共重合体を含
有する成分と、触媒を含有する成分をその比率を変えな
がら混合し、加熱溶融成形する架橋度に傾斜を有するポ
リオレフィンの架橋成形物の製造方法。 【効果】簡単に架橋度に傾斜を有するポリオレフィンの
架橋成形物を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は成形物の場所により架橋
度の異なる、傾斜材料の製造方法に関する。詳しくは特
定の共重合体と触媒を混合し、加熱溶融成形することで
架橋度に傾斜を有するポリオレフィンの架橋成形物を製
造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】機械物性の改良、耐溶剤性の改良、耐熱
性の改良などの目的でポリオレフィンを架橋することは
広く行われている。架橋する方法としても既に種々の方
法が提案されており、架橋の容易さ、架橋密度の範囲の
広さ、物性などの点からアルケニルシランの共重合体を
用いる方法は優れている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】アルケニルシランを用
いる方法は架橋密度を広い範囲で変えることが可能であ
るが、同じ成形物の中で架橋密度が異なる、いわゆる傾
斜材料とすることが必要な分野もあり、そのような成形
物を製造する方法の開発が望まれている。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記問題を
解決して、架橋密度に傾斜を有する成形物の製造方法に
ついて鋭意検討し本発明を完成した。
【0005】即ち本発明は、アルケニルシランとオレフ
ィンの共重合体を含有する成分と、触媒を含有する成分
をその比率を変えながら混合し、加熱溶融成形すること
を特徴とする架橋度に傾斜を有するポリオレフィンの架
橋成形物の製造方法である。
【0006】本発明においてアルケニルシランとしては
少なくとも一つのSi−H結合を有するものが好ましく
用いられ、例えば下記一般式(化1)で表される化合
物、
【0007】
【化1】H2C=CH-(CH2)n -SiHP R3-P (式中nは0〜12、pは1〜3、Rは炭素数1 〜12の炭
化水素残基。)が例示でき、具体的にはビニルシラン、
アリルシラン、ブテニルシラン、ペンテニルシラン、あ
るいはこれらのモノマーの一部のSi−H結合のHがク
ロルで置換された化合物などが例示できる。
【0008】またオレフィンとしては下記一般式(化
2)で示される化合物、
【0009】
【化2】H2C=CH-R (式中Rは水素または炭素数1 〜12の炭化水素残基。)
が例示でき、具体的にはエチレン、プロピレン、ブテン
-1、ペンテン-1、ヘキセン-1、2-メチルペンテン、ヘプ
テン-1、オクテン-1などのα−オレフィンの他にスチレ
ンまたはその誘導体も例示される。
【0010】本発明においてオレフィンとアルケニルシ
ランの共重合体は、不活性溶媒を使用する溶媒法の他に
塊状重合法、気相重合法で製造することができる。また
製造するに用いる触媒としては遷移金属化合物と有機金
属化合物からなる触媒を用いるのが一般的であり、遷移
金属化合物としてはハロゲン化チタンが、有機金属化合
物としては有機アルミニウム化合物が好ましく用いられ
る。
【0011】具体的には四塩化チタンを金属アルミニウ
ム、水素或いは有機アルミニウムで還元して得た三塩化
チタンを電子供与性化合物で変性処理したものと有機ア
ルミニウム化合物、さらに必要に応じ含酸素有機化合物
などの電子供与性化合物からなる触媒系、或いはハロゲ
ン化マグネシウム等の担体或いはそれらを電子供与性化
合物で処理したものにハロゲン化チタンを担持して得た
遷移金属化合物触媒と有機アルミニウム化合物、必要に
応じ含酸素有機化合物などの電子供与性化合物からなる
触媒系、あるいは塩化マグネシウムとアルコールの反応
物を炭化水素溶媒中に溶解し、ついで四塩化チタンなど
の沈澱剤で処理することで炭化水素溶媒に不溶化し、必
要に応じエステル、エーテルなどの電子供与性の化合物
で処理し、ついでハロゲン化チタンで処理する方法など
によって得られる遷移金属化合物触媒と有機アルミニウ
ム化合物、必要に応じ含酸素有機化合物などの電子供与
性化合物からなる触媒系等が例示される(例えば、以下
の文献に種々の例が記載されている。Ziegler-Natta Ca
talysts and Polymerization by John Boor Jr(Academi
c Press),Journal of Macromorecular Science Reviews
in MacromolecularChemistry and Physics,C24(3) 355
-385(1984)、同C25(1) 578-597(1985)) 。
【0012】あるいは炭化水素溶剤に可溶な遷移金属触
媒とアルミノキサンからなる触媒を用いて重合すること
もできる。
【0013】ここで電子供与性化合物としては通常エー
テル、エステル、オルソエステル、アルコキシ硅素化合
物などの含酸素化合物が好ましく例示でき、さらにアル
コール、アルデヒド、水なども使用可能である。
【0014】有機アルミニウム化合物としては、トリア
ルキルアルミニウム、ジアルキルアルミニウムハライ
ド、アルキルアルミニウムセスキハライド、アルキルア
ルミニウムジハライドが使用でき、アルキル基としては
メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル
基などが例示され、ハライドとしては塩素、臭素、沃素
が例示される。また上記有機アルミニウムと水または結
晶水とを反応することで得られるオリゴマー〜ポリマー
であるアルミノキサンも利用できる。
【0015】ここでアルケニルシランとオレフィンの重
合割合としては架橋度を高くするという意味から、通常
アルケニルシランが 0.1〜30モル%程度、好ましくは
0.5〜10モル%である。また他のオレフィンの重合体と
混合して用いる場合には1〜20モル%である。
【0016】重合体の分子量としては特に制限はない
が、成形物の物性を向上させる意味からは分子量はでき
るだけ高い方が、少ないアルケニルシラン含量でも架橋
度を高めることができる。また成形性という点では分子
量があまり高いと成形性が悪くなることから、好ましく
は 135℃のテトラリン溶液で測定した極限粘度が 0.5〜
10程度、特に好ましくは 1.0〜5.0 程度である。
【0017】ポリオレフィン(例えば、下記のような混
合して用いるポリオレフィンが使用できる。)にアルケ
ニルシランをグラフト重合して得たグラフト共重合体も
本発明の目的に使用可能であり、その場合、ポリオレフ
ィンにアルケニルシランをグラフトする方法としては特
に制限はなく、通常のグラフト共重合に用いる方法及び
条件が利用でき、通常は用いるポリオレフィンとアルケ
ニルシランをパーオキサイドなどのラジカル開始剤の存
在下にラジカル開始剤の分解温度以上に加熱することで
簡単にグラフト共重合することができる。
【0018】本発明において、必要に応じ上記共重合体
と混合して用いるポリオレフィンとしては上記一般式
(化2)で示されるオレフィン、具体的にはエチレン、
プロピレン、ブテン-1、ペンテン-1、ヘキセン-1、2-メ
チルペンテン、ヘプテン-1、オクテン-1などのα−オレ
フィンあるいは、スチレンまたはその誘導体の単独重合
体、相互のランダム共重合体、或いは、始めにオレフィ
ン単独、或いは少量の他のオレフィンと共重合し、つい
で2種以上のオレフィンを共重合することによって製造
される所謂ブロック共重合体などが例示される。
【0019】これらのポリオレフィンの製造法について
は既に公知であり種々の銘柄のものが市場で入手可能で
ある。またアルケニルシランを用いない他は上記オレフ
ィンとアルケニルシランの共重合体の製造法と同様に行
うことでも製造可能である。
【0020】本発明においては必要に応じて、少なくと
も2つの不飽和結合を含有する化合物を併用することも
でき、そのようなものとしては、ジビニルベンゼン、ジ
イソプロペニルベンゼン、ジアリルベンゼンなどの芳香
族ビニル化合物、エチレングリコールジメタクリレー
ト、エチレングリコールジアクリレートなどの不飽和エ
ステル、ポリブタジエン、ポリイソプレンなどの重合体
などが例示でき、反応性の不飽和結合を少なくとも2つ
以上有する化合物であればどの様なものも利用できる。
【0021】本発明において触媒としては、塩化ロジウ
ムのトリフェニルフォスフィン錯体などのロジウムの
塩、あるいはチタン酸エステルなどの以下の一般式(化
3)で示す周期律表IVB 族金属のアルコキシ化合物が好
ましく例示される。
【0022】
【化3】R1 n M(O-R2)4-n (式中R1 、R2 は、同じか異なる炭素数1 〜12の炭化
水素残基、nは0〜3の整数、Mはチタン、ジルコニウ
ム、ハフニウムから選ばれた金属。) 。
【0023】本発明において重要なのは、上記アルケニ
ルシランとオレフィンの共重合体と触媒をそれぞれ含有
する成分を予め製造し、成形に際して、両者をその比率
を変えながら混合し加熱溶融成形することにある。従っ
て、アルケニルシランとオレフィンの共重合体と触媒が
混合されない限りそれぞれの成分の組成は自由に定めら
れる。例えば、一方の成分としては、アルケニルシラン
とオレフィンの共重合体単独あるいは、酸化防止剤など
の安定剤、さらには必要に応じ少なくとも二つの不飽和
結合を含有する化合物からなるペレットとし、一方の成
分としては、触媒をポリオレフィンに混入するか、ある
いは触媒を液状の不飽和化合物に溶解した触媒溶液とす
ることなどが例示できる。
【0024】成形は成形物の各部の触媒とアルケニルシ
ランとオレフィンの共重合体の比率に傾斜が作られる限
りどのような成形法であっても良く、射出成形、押出成
形、プレス成形などが例示される。ここで混合物中のア
ルケニルシラン濃度としては0.01〜20モル%、触媒濃度
としては用いる触媒によってもその好ましい範囲は異な
るが、通常1ppm 〜1%程度である。成形温度としては
特に制限はなく、通常のポリオレフィンの成形温度で行
えば良く、通常150 〜300 ℃で行われる。
【0025】本発明においては上記方法で得られた成形
物をさらに 100℃以上、成形物の変形温度以下に加熱処
理することで架橋をより進行させることができる。加熱
温度としては成形物が変形しない限り高温である方が好
ましいが、好ましくは 100〜200 ℃、特に好ましくは 1
00〜160 ℃である。
【0026】
【実施例】以下に実施例を示しさらに本発明を説明す
る。
【0027】実施例1 直径12mmの鋼球9kgの入った内容積4リットルの粉砕用
ポットを4個装備した振動ミルを用意する。各ポットに
窒素雰囲気下で塩化マグネシウム 300g、テトラエトキ
シシラン60mlおよびα, α, α−トリクロロトルエン45
mlを入れ、40時間粉砕した。こうして得た共粉砕物 300
gを5リットルのフラスコに入れ、四塩化チタン 1.5リ
ットルおよびトルエン 1.5リットルを加え、 100℃で30
分間撹拌処理し、次いで上澄液を除いた。再び四塩化チ
タン 1.5リットルおよびトルエン1.5 リットルを加え、
100℃で30分間撹拌処理し、次いで上澄液を除いた。そ
の後固形分をn-ヘキサンで繰り返し洗浄して遷移金属触
媒スラリーを得た。一部をサンプリングしてチタン分を
分析したところチタン分は 1.9wt%であった。
【0028】内容積5リットルのオートクレーブに窒素
雰囲気下トルエン40ml、上記遷移金属触媒 100mg、ジエ
チルアルミニウムクロライド 0.128ml、p-トルイル酸メ
チル0.06mlおよびトリエチルアルミニウム0.20mlを入
れ、プロピレン 1.5kg、ビニルシラン80gを加え、水素
0.5Nリットル圧入した後、75℃で2時間重合した。重合
後未反応のプロピレンをパージし、パウダーを取り出
し、乾燥して 480gのパウダーを得た。
【0029】得られたパウダーは、135 ℃のテトラリン
溶液で測定した極限粘度が2.35であり、また示差熱分析
装置を用い10℃/min で昇温或いは降温することで融点
及び結晶化温度を最大ピーク温度として測定したところ
融点 156℃、結晶化温度 120℃である結晶性のプロピレ
ン共重合体であった。尚、元素分析によればビニルシラ
ン単位を 1.3wt%含有していた。
【0030】得られた共重合体100gに対しn −ブチルチ
タネートを0.5g、0.2g、0.1g、0.05g 、をそれぞれ混合
し、その混合物を順次並べて20cm×5cm×2mmのプレス
シートを 250℃×150Kg/cm2 で製造した。この成形物を
長さ方向に5cmずつに切断し各部の沸騰キシレンで12時
間抽出した抽出残分の割合を測定したところ96、82、7
2、45%であった。またこの成形物を140 ℃で1 時間加
熱処理したところ、沸騰キシレンで12時間抽出した抽出
残分の割合はそれぞれ、99、91、85、62%であった。こ
のように架橋密度に傾斜を持たせた材料が成形できた。
【0031】実施例2 ビニルシランの使用量を10gとした他は実施例1と同様
にして極限粘度が2.40でありビニルシランを0.15wt%含
有した共重合体を得た。得られた共重合体100gに対し塩
化ロジウムのトリフェニルフォスフィン錯体を0.1g、0.
05g 、0.01g 、0.005g、をそれぞれ混合し、実施例1と
同様に成形し、各部の沸騰キシレンで12時間抽出した抽
出残分の割合を測定したところ78、71、34、11%であっ
た。またこの成形物を140 ℃で1 時間加熱処理したとこ
ろ、沸騰キシレンで12時間抽出した抽出残分の割合はそ
れぞれ、96、88、56、28%であった。このように架橋密
度に傾斜を持たせた材料が成形できた。
【0032】
【発明の効果】本発明の方法を実施することにより簡単
に架橋度に傾斜を有するポリオレフィンの架橋成形物を
得ることができ工業的に極めて価値がある。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルケニルシランとオレフィンの共重合
    体を含有する成分と、触媒を含有する成分をその比率を
    変えながら混合し、加熱溶融成形することを特徴とする
    架橋度に傾斜を有するポリオレフィンの架橋成形物の製
    造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2301059B (en) * 1995-05-24 2000-01-12 Ford Motor Co Resin transfer moulding

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GB2301059B (en) * 1995-05-24 2000-01-12 Ford Motor Co Resin transfer moulding

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