JPH07682B2 - 射出成形用ポリプロピレンブロツク共重合体 - Google Patents

射出成形用ポリプロピレンブロツク共重合体

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JPH07682B2
JPH07682B2 JP59046521A JP4652184A JPH07682B2 JP H07682 B2 JPH07682 B2 JP H07682B2 JP 59046521 A JP59046521 A JP 59046521A JP 4652184 A JP4652184 A JP 4652184A JP H07682 B2 JPH07682 B2 JP H07682B2
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浅沼  正
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三井東圧化学株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は剛性と耐衝撃性のバランスに優れ、しかも破断
時の伸びの大きい射出成形用ポリプロピレンブロツク共
重合体に関する。
ポリプロピレン本来の高い剛性を保ち、しかも耐衝撃
性、特に低温での耐衝撃性を改良したものとしてプロピ
レンとエチレンとのブロツク共重合体があり、中でも初
めにプロピレンを単独重合或いは3wt%以下のエチレン
と共重合して全重合体の60〜95重量%を得、次いでプロ
ピレンとエチレンを重量比90/10〜10/90で重合して全重
合体の40〜5重量%を得ることによつて得たポリプロピ
レンブロツク共重合体は比較的剛性と耐衝撃性のバラン
スに優れ、市場の要望に一致することから望ましいもの
である。この望ましいポリプロピレンブロツク共重合体
をさらに改良することを目的として上記範囲の中でさら
にプロピレンとエチレンの重合比率を変えた多段重合、
或いは、分子量を変えて多段重合する方法が数多く提案
されている。
一方、近来の省資源、省エネルギーの要望から剛性、及
び耐衝撃性のさらなる改良に加え、成形時の流れ性を改
良することが要求されている。成形時の流れ性の改良に
は、重合体の分子量を低下させ、メルトフローインデツ
クス(以下MFIと略記)を大きくすることが通常行われ
ている。
ところで、このような対策を取ると成形時の流れ性は改
良になるのであるが、理由は不明であるが、実際の成形
物の耐衝撃性に相関すると言われる破断時の伸びがMFI
を大きくするにつれて急激に小さくなり、成形物とした
場合に問題が生ずる。従つて、剛性と耐衝撃性と同時に
破断時の伸びの大きいポリプロピレンブロツク共重合体
が望まれているのが実情である。
本発明者は、上記問題の解決されたポリプロピレンブロ
ツク共重合体を鋭意探索した結果、特定の物性を有する
ものが破断時の伸びが大きいことを見出し、本発明を完
成した。
本発明の目的は、剛性と耐衝撃性のバランスに優れ、し
かも破断時の伸びの大きいポリプロピレンブロツク共重
合体を提供することにある。
即ち、本発明は、立体規則性触媒を用いてエチレンが3
重量%以下であるプロピレンを重合して全重合体の60〜
95重量%を得、次いでプロピレンとエチレンを重量比90
/10〜10/90で重合して全重合体の40〜5重量%を得るこ
とによって得たポリプロピレンブロック共重合体であっ
て、しかも示差走査熱量測定法によって測定した最大結
晶化温度のピーク温度(Tc)とポリプロピレンブロック
共重合体の30℃の白灯油に不溶かつ沸騰n−ヘプタンに
不溶な部分のゲルパーミエーションクロマトグラフィー
で測定した重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)
の比(Mw/Mn)が下式 1/5(120.0-Tc)+(Mw/Mn-3.5)≧0 で表されるものであることを特徴とする射出成形用ポリ
プロピレンブロック共重合体である。
本発明において、示差走査熱量測定法(以下、DSCと略
記する。)による測定は、通常市販の装置を用いて行わ
れる。この具体的な測定法としては周知であり、例え
ば、日体化学会編の新実験化学講座19「高分子化学II」
(昭和53年9月30日、丸善(株)発行)890〜893ページ
に詳細に説明されている。
なお、DSCによつて測定した最大結晶化温度のピーク温
度(Tc)は、上記した方法により10℃/minで降温したと
きに測定される結晶化温度のピークの温度であり、この
ピークが複数個測定される場合はその最大のピークのも
のである。
本発明において、30℃の白灯油に不溶でしかも沸騰n−
ヘプタンに不溶な部分のゲルパーミエーシヨンクロマト
グラフイー(以下、GPCと略記する。)で測定した重量
平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の比(Mw/Mn)
は以下のようにして測定される。
ポリプロピレンブロツク共重合体を130℃の白灯油に溶
解し、次いで3時間かけてゆつくりと30℃に降温し、30
℃で12時間保つた後、ろ過して可溶部を分離する。不溶
部をさらに白灯油で繰り返し洗浄した後、ソツクスレー
抽出器を用いて沸騰n−ヘプタンで6時間抽出し、沸騰
n−ヘプタンに不溶な部分を得る。次いで、該部はGPC
によりMw/Mnが測定される。このGPCによる測定は、135
℃で1,2,3−トリクロロベンゼンを媒体として用い測定
される。分子量の算出はポリスチレンの標準分子量のも
のを用い、Qフアクター比として0.639(ポリプロピレ
ンのQフアクター/ポリスチレンのQフアクター)を用
い求める。
本発明においては、上記で求めたMw/MnとTcが以下の関
係式を満足する必要がある。
1/5(120.0-Tc)+(Mw/Mn-3.5)≧0 なお、1/5(120.0-Tc)+(Mw/Mn-3.5)<0 では、破断時の伸びが小さく、射出成形物の実際の耐衝
撃性が劣る結果となる。
本発明においてブロツク共重合体を得る重合では、立体
規則性触媒を用いて初めにプロピレン単独或いは3重量
%以下のエチレンと共重合して全重合体の60〜95重量%
を得、次いでプロピレンとエチレンを重量比90/10〜10/
90で重合して全重合体の40〜5重量%を得ること以外の
条件については格別制限はない。
初めの重合をエチレン含量が3重量%より多くなる条件
下で重合を行うとポリプロピレン本来の剛性が失われ好
ましくない。初めの重合で得た重合体が全重合体の60重
量%未満でも同様に剛性が不良であり、又95重量%より
多いと、耐衝撃性(特に低温での)が不良となる。後段
の重合でのプロピレンとエチレンの反応比が重量比で90
/10より大きいと耐衝撃性の改良が不充分であり、又重
量比で10/90より小さい場合も同様に耐衝撃性の改良が
不充分である。
ブロツク共重合体を得る重合方法としては、不活性な炭
化水素媒体を用いる溶媒重合法、プロピレン自身を媒体
として用いる塊状重合法、或いは気相重合法が採用で
き、通常、常温〜90℃、常圧〜50kg/cm2で重合反応が行
われる。使用する触媒としても高立体規則性のポリプロ
ピレンを与える触媒系即ち、三塩化チタン又は三塩化チ
タンと三塩化アルミニウムの共晶体或いはそれらを錯化
物で処理したり、錯化物を存在させたものと、有機アル
ミニウム化合物からなる触媒系、三価又は四価のチタン
化合物特にハロゲン化物をハロゲン化マグネシウムなど
の担体に担持して得た触媒と有機アルミニウム化合物か
らなる触媒系或いは上記触媒系にエステル、エーテル、
アミン、アルコキシケイ素などの錯化物を添加したもの
などが挙げられる。
ブロツク共重合体を得るに当つて前段の反応及び後段の
反応を制御して剛性と耐衝撃性のバランスの良好なもの
を得る方法については数多くの方法が知られており、特
に後段での反応比に関するものとしては特公昭44-20621
号、特開昭53-35789号、特公昭49-40156号、特公昭49-2
4593号、特公昭47-26190号などが、分子量に関するもの
としては特公昭44-19542号、特公昭47-7141号、特開昭4
9-61278号、特開昭50-142652号、特開昭54-139693号な
どが、又、反応機など特定の装置を使用するものとして
は特公昭49-12589号、特開昭57-145115号、特開昭57-17
0915号などが挙げられる。本発明においては上記のどの
ような方法で得たものであつても良い。
こうして得られたブロツク共重合体のTcは、110〜130℃
であるが、Tcは重合して得られたポリプロピレンブロツ
ク共重合体それ自身の組成だけでなく、造粒の際に添加
される防腐剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止
剤、核剤、色素、場合によつては残存する触媒残渣、流
動性の改良のために添加されるポリエチレンワツクスや
流動パラフイン、或いは剛性の改良のために添加される
タルク、炭酸カルシウム、マイカなどによつて20℃も変
化する場合がある。従つて、上記の各種添加物を適切に
選抜して実際の成形物を製造する際のポリプロピレンブ
ロツク共重合体(即ち、本発明でいう射出成形用ポリプ
ロピレンブロツク共重合体に相当し、これは通常は造粒
物であるが)のTcが適切なものになるように管理される
必要がある。
本発明において、前記式から明らかなように、Mw/Mnが
比較的大きければTcの適切な範囲が広くなり有利であ
る。しかしながら、ポリプロピレンのMw/Mnはポリプロ
ピレンの分子量が小さくなると小さくなる傾向があり、
特に高流動性ポリプロピレンブロツク共重合体(230℃
で測定したメルトフローインデツクスとして10以上)に
おいては、Tcを適切に管理して上記式を満足するように
しないと破断時の伸びが低下する。Mw/Mnを大きくする
方法としては、比較的分子量分布の広いポリプロピレン
を与える触媒例えばハロゲン化マグネシウムにハロゲン
化チタンを担持した触媒と有機酸エステルと有機アルミ
ニウムからなる触媒を用いるか、或いは前段の重合をさ
らに何段階かに分けて分子量の異なるポリプロピレンを
得る方法などを採用すると比較的Tcの許容範囲が広くな
り好ましい。
本発明のポリプロピレンブロツク共重合体は剛性と耐衝
撃性のバランスに優れ、しかも破断時の伸びが大きく、
射出成形用として優れたものである。
以下、実施例を挙げ本発明を説明する。
参考例(ブロツク共重合体の製造) i) 特開昭57-149320号実施例1の方法で初めにプロ
ピレン単独で次いでエチレンとプロピレンを共重合する
ことでエチレン含量10.0重量%のブロツク共重合体を得
た。ただし、この時プロピレンで単独で重合して得た重
合体は135℃テトラリン溶液で測定した極限粘度数(以
下、ηと略記する)が1.15で全重合体に対して83重量%
であり、後段のエチレンとプロピレンの共重合部は、さ
らに2段階で行い、初めは全重合体の8重量%の重合体
ができるようにプロピレン/エチレンの反応比が重量比
で50/50で行い、次に全重合体の9重量%の重合体がで
きるようにプロピレン/エチレンの反応比が重量比で32
/68で行い、後段の共重合で得た共重合体のηが2.85と
なるように重合した。こうして得たブロツク共重合体パ
ウダーはη=1.44、エチレン含量10.1重量%であつた。
このパウダーをサンプルAとする。
ii) 1m3のオートクレーグにn−ヘプタン300l、高活
性三塩化チタン触媒(丸紅ソルヴエー社製TGY-24)40g
及びジエチルアルミニウムクロライド320mlを加え、次
いでプロピレンを装入し、全圧(ゲージ)10kg/cm2で70
℃で初めにプロピレン単独で重合してポリプロピレン10
2kgを得た。次いで50℃に降温した後エチレンとプロピ
レンを装入してエチレンとプロピレンの共重合を行い、
全量で123kgのプロピレンブロツク共重合体を得た。
この際初めのプロピレン単独の重合はηが1.28になるよ
うに水素を装入して制御し、又共重合部はηが3.02とな
るように水素を装入して制御した。共重合部のプロピレ
ンとエチレンの反応比は重量比で60/40であつた。
得られた共重合体スラリーはメタノールで単独を失活し
た後水洗し、次いでろ過して、ポリプロピレンブロツク
共重合体を得た。得られたブロツク共重合体はηが1.5
0、エチレン含量6.9重量%であつた。このパウダーをサ
ンプルBとする。
実施例1〜5及び比較例1〜4 サンプルA,Bを用い、2,6−ジターシャリーブチルp−ク
レゾール10/10000重量比(対パウダー)及びステアリン
酸カルシウム10/10000重量比加え、さらに、それぞれに
つき核剤(パラターシャリーブチル安息香酸アルミニウ
ム塩)、過酸化物(2,5−ジメチル−2,5−tブチルパー
オキシヘキセン−3)、炭酸カルシウムを加えるか又は
加えずに造粒して、ペレツトを得た。それぞれのペレツ
トについて射出成形機で8cm×16cm×2mmのシートを製造
し、物性を測定した。又、Tc及び沸騰n−ヘプタン不溶
分のMw/Mnを測定した。
結果は表−1に示す。
なお、物性は下記に従つて測定した。
メルトフローインデツクス(g/10min)ASTM D1238 降伏応力 (kg/cm2) ASTM D638−64T 破断時伸び (%) ASTM D638−64T 曲げ剛性度 (kg/cm2) ASTM D747−63 デユボン (kg・cm/1/2φ″)JIS K6718 アイゾツト(ノツチ付)(kg・cm/cm)ASTM D256−56

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】立体規則性触媒を用いてエチレンが3重量
    %以下であるプロピレンを重合して全重合体の60〜95重
    量%を得、次いでプロピレンとエチレンを重量比90/10
    〜10/90で重合して全重合体の40〜5重量%を得ること
    によって得たポリプロピレンブロック共重合体であっ
    て、しかも示差走査熱量測定法によって測定した最大結
    晶化温度のピーク温度(Tc)とポリプロピレンブロック
    共重合体の30℃の白灯油に不溶かつ沸騰n-ヘプタンに不
    溶な部分のゲルパーミエーションクロマトグラフィーで
    測定した重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)の
    比(Mw/Mn)が下式 1/5(120.0−Tc)+(Mw/Mn−3.5)≧0 で表されるものであることを特徴とする射出成形用ポリ
    プロピレンブロック共重合体。
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