JPH09208766A - 架橋ポリエチレン管の製造方法 - Google Patents

架橋ポリエチレン管の製造方法

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JPH09208766A
JPH09208766A JP8015168A JP1516896A JPH09208766A JP H09208766 A JPH09208766 A JP H09208766A JP 8015168 A JP8015168 A JP 8015168A JP 1516896 A JP1516896 A JP 1516896A JP H09208766 A JPH09208766 A JP H09208766A
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JP
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polyethylene
pts
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antioxidant
silane
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JP8015168A
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Tsuneo Aoi
恒夫 青井
Kazuko Ebara
加寿子 江原
Tsuneo Okamoto
恒雄 岡本
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Furukawa Electric Co Ltd
Original Assignee
Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱水による酸化防止剤の溶出を抑制し、管
の化学劣化防止機能の低下を長期にわたって抑制するこ
とができる給湯設備の配管として好適な架橋ポリオレフ
ィン管の製造方法を提供する。 【解決手段】ポリエチレンにラジカル発生剤の存在下で
有機シラン化合物を反応させて得られるシラン変性ポリ
エチレンと、ポリブテン−1に酸化防止剤を含有させた
マスターバッチとを混和して成る樹脂組成物を、管状に
押出成形したのち、シラノール縮合触媒の存在下で架橋
させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は架橋ポリエチレン管
に関し、さらに詳しくは、一般家庭、ビル、工場、ある
いは温泉地などにおいて、温水、熱水などを給湯するた
めに好適に用いられる架橋ポリエチレン管の製造方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】給水・給湯管としては、銅管、亜鉛メッ
キ鋼管、ステンレス鋼管などの金属管が使用されてきた
が、これらの金属管は長年の使用で錆による青水、赤水
等の着色水や漏水が生じるおそれがあり、また施工性が
悪いという欠点があるため、近年ではポリオレフィン管
が使用されつつある。また、給水・給湯管用途には高温
時の高強度性、耐クリープ性が求められているため、こ
れらの特性が優れている架橋ポリエチレン管を用いるこ
とが主流となっている。中でも耐熱性、耐寒性が優れて
いることからシラン架橋ポリエチレン管が好適に使用さ
れている。
【0003】これらの管の内部を流れる水道水には殺菌
のため塩素が含有されているが、この塩素は酸化剤とな
って働いて、管の化学劣化を引き起こす原因となってい
る。特に高温高圧負荷を受ける給湯設備の配管では、劣
化が促進される傾向がある。また、水中の銅イオンを始
めとする金属イオンも化学劣化を促進する。このような
熱、塩素や銅イオンによって促進される酸化劣化を防ぐ
ために、ポリオレフィン樹脂に酸化防止剤のような安定
剤を添加して製造した架橋ポリオレフィン管が知られて
いる。例えば、ポリエチレン管の製造においては酸化防
止剤を配合する際、ベース樹脂と同種のポリエチレンに
酸化防止剤を高濃度に配合させたマスターバッチを、ベ
ース樹脂のポリエチレンに混和する方法が行われてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような方
法では配合されている酸化防止剤の一部もしくはかなり
の部分が、管内を通る水または熱水に抽出されてしまう
ために、管の化学劣化の防止機能が低下し、管の破壊が
早まるという問題がある。
【0005】本発明は、給水・給湯管における上記した
問題を解決し、給湯設備の配管として好適に使用するこ
とができる架橋ポリエチレン管の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、ポ
リエチレンにラジカル発生剤の存在下で有機シラン化合
物を反応させて得られるシラン変性ポリエチレンと、ポ
リブテン−1に酸化防止剤を含有させたマスターバッチ
とを混和して成る樹脂組成物を、管状に押出成形したの
ち、シラノール縮合触媒の存在下で架橋させることを特
徴とする架橋ポリエチレン管の製造方法を提供する。
【0007】本発明においては、上記の組成の樹脂組成
物とし、シラン架橋させることによって、酸化防止剤の
抽出が抑制されるという効果が認められる。そのメカニ
ズムの解明には至っていないが、シラン変性ポリエチレ
ンと、ポリブテン−1に酸化防止剤を配合したマスター
バッチとを混和すると、両者は完全には相溶せず、いわ
ばポリブテン−1がシラン変性ポリエチレン中に島状に
分散した状態となり、ポリブテン−1中の酸化防止剤が
シラン変性ポリエチレンに移行してポリエチレンの劣化
を防止するが、必要以上に移行しないため酸化防止剤が
長期間樹脂内に留まるためと推定される。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明におけるシラン変性ポリエ
チレンは、ポリエチレンにラジカル発生剤の存在下で有
機シラン化合物を反応させて得られる。ポリエチレン
は、管の成形材料として用いられるものであれば格別限
定されるものではなく、低密度ポリエチレン、中密度ポ
リエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエ
チレン、超低密度ポリエチレンなどが挙げられる。
【0009】ラジカル発生剤としては、シラン架橋に用
いられるものであれば何であってもよく、例えば、ジク
ミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ
(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、1,3−ビス
(t−ブチルパーオキシジイソプロピル)ベンゼン、t
−ブチルクミルパーオキサイド、4,4−ジ(t−ブチ
ルパーオキシ)パレリック酸−n−ブチルエステル、
1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−ト
リメチルシクロヘキサンおよびジ−t−ブチルパーオキ
サイドなどをあげることができる。このラジカル発生剤
の配合量は、ポリエチレン100重量部に対し0.01
〜2重量部、さらに好ましくは0.05〜1重量部であ
る。
【0010】有機シラン化合物としては、一般式RSi
R’nY3−n(R:エチレン性不飽和ハイドロカーボ
ン基またはハイドロカーボンオキシ基、R’:脂肪酸族
飽和ハイドロカーボン基、Y:エチレン性不飽和シラン
化合物;n=0〜2)で表されるエチレン性不飽和シラ
ン化合物が挙げられ、具体的には、ビニルトリメトキシ
シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジメ
トキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)
シランなどを挙げることができる。その配合量は、ポリ
エチレン100重量部に対し、0.05〜20重量部、
好ましくは0.1〜5重量部である。
【0011】本発明におけるシラン変性ポリエチレン
は、上記のポリエチレン、ラジカル発生剤、有機シラン
化合物を押出機に供給して、190〜205℃で混練し
て得られる。
【0012】本発明の樹脂組成物は、上記のようにして
得られたシラン変性ポリエチレンと、ポリブテン−1に
酸化防止剤を含有させたマスターバッチとを混和して成
る。
【0013】本発明におけるポリブテン−1は、密度
0.905〜0.925g/cm3、メルトインデック
ス1以下のものが好ましい。
【0014】酸化防止剤としては、特に限定されない
が、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス
(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)
ベンゼン、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチル
フェノール、4,4’−チオビス(6−tert−ブチ
ル−3−メチルフェノール)、テトラキス[メチレン−
3−(3’,5’−ジ−tert−ブチル−4’−(ヒ
ドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、n−オク
タデシル−3−(4’−ヒドロキシ−3,5’−ジ−t
ert−ブチル−フェニル)プロピオネート、ペンタエ
リスリチル−テトラキス[3−(3,5−ジ−t−ブチ
ル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]などが
挙げられ、単独または2種以上の混合物として用いるこ
とができる。中でも1,3,5−トリメチル−2,4,
6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ
ベンジル)ベンゼンを選択すると対熱水抽出性の点で特
に優れた架橋ポリエチレン管が得られる。ポリブテン−
1 100重量部に対する配合量は、酸化防止剤の種類
等によって適宜調整すればよいが、0.05〜20重量
部が適当である。好ましくは0.5〜15重量部とす
る。
【0015】マスターバッチの配合量は、酸化防止剤が
ポリエチレン100重量部に対して0.005〜5重量
部の範囲内になるように調整する。
【0016】本発明の架橋ポリエチレン管は、上記の組
成からなる樹脂組成物を管状に押出成形した後、シラノ
ール縮合触媒の存在下で架橋させて製造される。押出温
度は使用する樹脂の種類によって異なるが、190〜2
05℃である。架橋は、特に反応条件に制限はないが、
80〜95℃程度の温水中に浸漬する、または水蒸気雰
囲気中にさらす等して行う。
【0017】シラノール縮合触媒としては、シラン架橋
に用いられるものであれば特に限定されず、例えば、ジ
ブチルすずジラウレート、酢酸第一すず、オクタン酸第
一すず、ナフテン酸鉛、カプリン酸亜鉛、2−エチルヘ
キサン鉄、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、チタン酸テトラノニル
エステル、ビス(アセチルアセトニトリル)ジイソプロ
ピルチタネートのようなチタン酸エステルを挙げること
ができる。シラノール縮合触媒は、樹脂組成物にあらか
じめ配合してもよいし、押出成形された管を架橋のため
に浸漬する温水中に溶解させても良い。シラノール縮合
触媒を樹脂組成物中に配合させる場合の配合量は、ポリ
エチレン100重量部に対し、0.005〜5重量部、
さらに好ましくは0.005〜0.5重量部である。
【0018】
【実施例】以下に実施例ならびに比較例を挙げて本発明
を具体的に説明する。
【0019】シラン変性ポリエチレン 以下に示すAまたはBの成分を単軸押出機に供給し、設
定温度200℃でストランドを行い、水冷後、コンパウ
ンドカットを行い、ペレット状のシラン変成ポリエチレ
ンAまたはBを作製した。 A.直鎖状低密度ポリエチレン(密度0.930g/c
3、メルトフローレート7g/10min)100重量部 ビニルトリメキシシラン 2重量部 ジクミルパーオキサイド 0.06重量部 B.高密度ポリエチレン(密度0.950g/cm3、メルトフ
ローレート2g/10min)100重量部 ビニルトリメキシシラン 2重量部 ジクミルペルオキシド 0.06重量部
【0020】マスターバッチ 以下に示すCまたはDの樹脂100重量部に対して、ペ
ンタエリスリチル−テトラキス[3−(3,5−ジ−t
−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]
(CIBA−GEIGY社製、商品名IRGANOX1
010)を12重量部混練してマスターバッチCおよび
Dを作製した。 C.ポリブテン−1(密度0.920g/cm3、メルトフローレー
ト=0.5g/10min)100重量部 D.低密度ポリエチレン(密度0.920g/cm3、メルトフ
ローレート=0.5g/10min)100重量部
【0021】実施例1〜2、比較例1〜3 以下に示す組成、配合割合からなる樹脂組成物を単軸押
出機内で190℃で混練し、設定温度200℃で管状に
押出成形して得られた、外径10.0mm、内径7mm
の管を95℃の温水中に12時間浸漬して架橋処理を施
し、実施例1、2および比較例1、2の架橋ポリエチレ
ン管を得た。 ・実施例1 シラン変性ポリエチレンA 100重量部 マスターバッチC 5重量部 ジブチル錫ジラウレート 0.05重量部 ・実施例2 シラン変性ポリエチレンB 100重量部 マスターバッチC 5重量部 ジブチル錫ジラウレート 0.05重量部 ・比較例1 シラン変性ポリエチレンA 100重量部 マスターバッチD 5重量部 ジブチル錫ジラウレート 0.05重量部 ・比較例2 シラン変性ポリエチレンB 100重量部 マスターバッチD 5重量部 ジブチル錫ジラウレート 0.05重量部
【0022】評価・測定 実施例1、2および比較例1、2で得られた架橋ポリエ
チレン管を10cmの長さの切り取ったものをサンプル
管とした。温水に浸漬しないサンプル管と温水に100
時間浸漬したサンプル管から、管の全厚み方向部分が含
まれるように試験片を採取し、酸化誘導時間を測定し
た。酸化誘導時間の測定は、島津製作所のshimad
zu DSC 50により、測定温度200℃、100
ml/minの乾燥空気中で、アルミパンを使用して行
った。
【0023】結果を表1に示す。
【0024】
【表1】
【0025】実施例1、2の架橋ポリエチレン管は、酸
化防止剤が、ブテン−1に配合されたマスターバッチと
して配合されているので、100時間熱水に浸漬後も酸
化防止剤が十分に残存している。
【0026】一方、比較例1、2は、酸化防止剤が、ブ
テン−1でなく低密度ポリエチレンに配合されたマスタ
ーバッチとして配合されているので、100時間熱水浸
漬後には酸化防止剤の効果が激減している。
【0027】
【発明の効果】本発明の製造方法によれば、熱水による
酸化防止剤の溶出を抑制することができるので、化学劣
化の防止機能の低下を長期にわたって抑制することがで
きる給湯設備の配管として好適な架橋ポリオレフィン管
が得られる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // B29K 105:24 B29L 23:00

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリエチレンにラジカル発生剤の存在下
    で有機シラン化合物を反応させて得られるシラン変性ポ
    リエチレンと、ポリブテン−1に酸化防止剤を含有させ
    たマスターバッチとを混和して成る樹脂組成物を、管状
    に押出成形したのち、シラノール縮合触媒の存在下で架
    橋させることを特徴とする架橋ポリエチレン管の製造方
    法。
JP8015168A 1996-01-31 1996-01-31 架橋ポリエチレン管の製造方法 Pending JPH09208766A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108929477A (zh) * 2018-08-22 2018-12-04 温州市星峰新材料有限公司 一种耐变色高强度的聚乙烯管材及其制备方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108929477A (zh) * 2018-08-22 2018-12-04 温州市星峰新材料有限公司 一种耐变色高强度的聚乙烯管材及其制备方法
CN108929477B (zh) * 2018-08-22 2020-09-22 温州市星峰新材料有限公司 一种耐变色高强度的聚乙烯管材及其制备方法

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