JPH10166413A - 熱可塑性樹脂の反応押出方法 - Google Patents

熱可塑性樹脂の反応押出方法

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JPH10166413A
JPH10166413A JP8326959A JP32695996A JPH10166413A JP H10166413 A JPH10166413 A JP H10166413A JP 8326959 A JP8326959 A JP 8326959A JP 32695996 A JP32695996 A JP 32695996A JP H10166413 A JPH10166413 A JP H10166413A
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JP
Japan
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extruder
reactant
thermopolymerizable
thermoplastic resin
reactive extrusion
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Application number
JP8326959A
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English (en)
Inventor
Masashi Okabe
優志 岡部
Takamasa Fukuoka
孝政 福岡
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 押出機中で溶融している熱可塑性樹脂、特に
ポリオレフィンに熱重合性反応剤を精度良く供給し、安
定的に架橋又はグラフト化反応を行う反応押出方法を提
供する。 【解決手段】 押出機に熱可塑性樹脂(例えば、ポリプ
ロピレン)を投入し、該押出機の途中から熱重合性反応
剤(例えば、ペンタエリスリトールテトラアクリレー
ト、トリメチロールプロパントリアクリレート等)を注
入する反応押出方法であって、該熱重合性反応剤を有機
溶剤で希釈(例えば、1.5〜10倍に希釈)して注入
することを特徴とする反応押出方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂を押
出成形する際に、押出機の途中から熱重合性反応剤を注
入し、押出機の中で反応を行う、いわゆる反応押出方法
に関し、特にポリオレフィンへの架橋又はグラフト反応
を行う反応押出方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、熱可塑性樹脂、特にポリオレフィ
ンのシート状発泡体を製造する場合には、ポリオレフィ
ンの溶融粘度を大きくする必要があり、この手段として
は、ポリオレフィンに電離性放射線を照射して架橋する
方法、有機過酸化物を用いて架橋する方法、ビニルシラ
ン、多官能ビニルモノマー、多官能(メタ)アクリル系
モノマー等の熱重合性反応剤を用いてポリオレフィンを
架橋又はグラフト化する方法、等がよく知られている。
【0003】上記、熱重合性反応剤を用いての架橋又は
グラフト化工程を、押出機を用いて行うのは従来公知で
ある。この場合、原料の熱可塑性樹脂と熱重合性反応剤
及び反応触媒等の添加物との混合は、予め混練機で混練
してペレット状に成形しておきこの添加物混和ペレット
を押出機のホッパーに供給する方法、熱可塑性樹脂と添
加剤とを押出機のホッパーに同時に投入する方法、押出
機の途中から添加剤を注入する方法、等が知られてい
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、予めペ
レット化する方法では、ペレット化のための混練工程で
架橋又はグラフト化反応が起きやすく反応の制御が困難
であり、また、混練工程が余分に必要でコスト的に不利
等の問題がある。
【0005】また、熱可塑性樹脂と添加剤とを押出機の
ホッパーに同時に投入する方法では、熱可塑性樹脂と添
加剤の供給が押出機のスクリューの食い込みに任される
ため配合比率の定量性が不安定となり、品質の均一性が
問題となりやすい。
【0006】さらに、押出機の途中から添加剤を注入す
る方法では、添加剤中の熱重合性反応剤の温度が、押出
機からの伝熱により上昇し、注入口で重合反応を起こし
注入口の閉塞を起こしやすい傾向がある。添加剤中に熱
重合性反応剤の反応触媒が添加されている場合はこの傾
向が顕著となりやすい。また、注入口を冷却してこれを
防止することは煩雑である。
【0007】本発明の目的は、以上の問題点を解決し、
押出機中で溶融している熱可塑性樹脂、特にポリオレフ
ィンに熱重合性反応剤を精度良く供給し、安定的に架橋
又はグラフト化反応を行う反応押出方法を提供すること
にある。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明(以
下、請求項1記載の発明を本発明1という)は、押出機
に熱可塑性樹脂を投入し、該押出機の途中から熱重合性
反応剤を注入する反応押出方法であって、該熱重合性反
応剤を有機溶剤で希釈して注入することを特徴とする反
応押出方法である。
【0009】請求項2記載の発明(以下、請求項2記載
の発明を本発明2という)は、熱可塑性樹脂がポリオレ
フィンである請求項1記載の反応押出方法である。
【0010】請求項3記載の発明(以下、請求項3記載
の発明を本発明3という)は、熱重合性反応剤を有機溶
剤で1.5〜10倍に希釈して注入する請求項1記載の
反応押出方法である。
【0011】請求項4記載の発明(以下、請求項4記載
の発明を本発明4という)は、熱重合性反応剤がアクリ
ル系モノマー及びジビニルベンゼンから選ばれる少なく
とも1種からなる請求項1〜3のいずれかに記載の反応
押出方法である。
【0012】本発明1で用いられる熱可塑性樹脂として
は、例えば、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリス
チレン、ABS樹脂等が挙げられる。
【0013】本発明1及び2で用いられるポリオレフィ
ンとしては、例えば、オレフィン性モノマーの(共)重
合体であり、特に限定されるものではないが、例えば、
低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、直鎖状低密
度ポリエチレンなどのポリエチレン、ポリプロピレン、
エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン
−ジエン三元共重合体、エチレン−ブテン共重合体、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−(メタ)アク
リル酸エステル共重合体、塩素化ポリエチレンなどが挙
げられ、これらの1種もしくは2種以上が好適に用いら
れるが、なかでも低密度ポリエチレン、高密度ポリエチ
レン、直鎖状低密度ポリエチレンなどのポリエチレンや
ポリプロピレンなどの1種もしくは2種以上がより好適
に用いられる。尚、ここで言う「(共)重合体」とは
「重合体」または「共重合体」を意味する。
【0014】上記ポリプロピレンとは、例えば、プロピ
レンホモポリマー、プロピレンとα−オレフィンとのラ
ンダム共重合体、プロピレンとα−オレフィンとのブロ
ック共重合体を単独又は2種以上混合したものをいう。
上記α−オレフィンとは、エチレン、1−ヘキセン、4
−メチル−1−ペンテン、1−オクテン、1−ブテン、
1−ペンテン等が挙げられる。
【0015】本発明1〜4で用いられる熱重合性反応剤
は、高温において熱重合を容易に起こす、主として二重
結合を持つ化合物である。例えば、ビニルモノマーとし
ては、スチレン、αメチルスチレン、ジビニルベンゼ
ン、2−ビニルピリジン等;アクリル系モノマーとして
は、アクリル酸、2−エチルヘキシルアクリレート、2
−ヒドロキシプロピルアクリレート、シクロヘキシルア
クリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、ペ
ンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリ
トールテトラアクリレート、トリメチロールプロパント
リアクリレート等;メタクリル系モノマーとしては、メ
タクリル酸、メチルメタクリレート、エチルメタクリレ
ート、グリシジルメタクリレート等;その他としては、
無水マレイン酸、フェニレンビスマレイミド、ジアリル
フタレート等;が挙げられ、単独又は2種以上が混合し
て用いられる。
【0016】上記熱重合性反応剤の中で、ジビニルベン
ゼン及びアクリル系モノマーが、ポリオレフィンの架橋
又はグラフト化には好適である。
【0017】上記熱重合性反応剤は、熱可塑性樹脂10
0重量部に対し、好ましくは0.01〜5重量部用いら
れる。また、多くの場合、反応触媒と併用される。
【0018】上記反応触媒としては、通常、有機過酸化
物が用いられる。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)ヘキサン、ジ−t−ブチルパーオキサイド、2,5
−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキ
シン3等が挙げられ、単独又は2種以上が混合して用い
られる。
【0019】本発明1〜4で用いられる有機溶剤は、熱
重合性反応剤と相溶し、グラフト反応を阻害しないもの
であればとくに限定されず、通常、安価で、低沸点で回
収しやすいものが選ばれる。例えば、メタノール、エタ
ノール、イソプロピルアコール等のアルコール類;ベン
ゼン、トルエン等の芳香族化合物;アセトン、メチルエ
チルケトン等のケトン類;酢酸メチル、酢酸エチル等の
エステル類;エチレングリコールモノメチルエーテル、
テトラヒドロフラン等のエーテル類;が挙げられ、単独
又は2種以上が混合して用いられる。
【0020】上記有機溶剤による熱重合性反応剤の希釈
倍率は、1.5倍未満では、押出機の熱により熱可塑性
樹脂と均一に混合されない前に重合反応が生じやすく、
また注入口で重合反応が起きて注入口の閉塞を生じやす
く、10倍を超えると、押出機後段の真空ベント孔から
の脱気回収効率が悪化し、樹脂中に有機溶剤が残存しや
すくなるので、1.5〜10倍が好ましく、さらに好ま
しくは3〜7倍である。
【0021】本発明1〜4で用いられる押出機のタイプ
は、一般的に用いられる押出機であって限定されるもの
ではないが、1軸スクリュー押出機、2軸スクリュー押
出機、3本以上のスクリューを備えた多軸スクリュー押
出機などが挙げられ、いずれも好適に用いられる。
【0022】上記押出機において熱可塑性樹脂が溶融さ
れる位置より後方に、液体注入口を設け、該注入口から
有機溶剤で希釈された熱重合性反応剤を注入する。その
際、上記熱重合性反応剤は、プランジャーポンプ等の圧
送式ポンプで送液するのが望ましい。
【0023】上記押出機の後段には真空ベント孔等の脱
気装置を設け、用いた有機溶剤を吸引除去することが好
ましい。これは、熱可塑性樹脂中に有機溶剤を残存させ
ないため、及び有機溶剤を回収し再利用に供するためで
ある。
【0024】上記押出機の操作条件、例えば、スクリュ
ー回転数、押出量等は、用いられる熱可塑性樹脂の種
類、熱重合性反応剤の種類と量、目的とするグラフト化
度、押出される形状等を考慮して適宜選択される。
【0025】
【作用】本発明の反応押出方法によれば、熱重合性反応
剤が有機溶剤で希釈されて用いられるので、押出機の熱
により、注入口で重合が起きて注入口を閉塞したり、押
出機中の溶融された熱可塑性樹脂に均一混合される以前
に重合が起こることがなく、熱重合性反応剤が精度良く
供給され、その結果、安定的に架橋又はグラフト化反応
を行うことができる。
【0026】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を説明す
る。実施例1、2及び比較例1〜3ともに、以下の押出
機、押出方法及び熱重合性反応剤の注入方法を用いた。
【0027】1.押出機の準備 図1に示す押出機1は、セルフワイピング型の2条スク
リュー(直径47mm、L/D=45)と、12分割さ
れたシリンダーバレルとを備えた噛み合い型同方向回転
2軸スクリュー押出機(型式「TEX−44型」、日本
製鋼所社製)である。この押出機の先端には、シートを
成形するTダイ2が連結してある。また、上記12分割
されたシリンダーバレルは、押出方向に向かって配列さ
れた第1バレル区画〜第12バレル区画からなり、第5
バレル区画に液体注入口5が設けられ、第9バレル区画
に真空ベント孔6が設けられており、真空ポンプ7に連
結されている。
【0028】2.押出方法 上記各バレル区画およびTダイの温度は、第2バレル区
画〜第4バレル区画(第1ゾーン)は220℃、第5バ
レル区画(第2ゾーン)は170℃、第6〜第12バレ
ル区画(第3ゾーン)は220℃、Tダイ部(第4ゾー
ン)は220℃に設定した。スクリューの回転数は10
0rpmとし、原料の熱可塑性樹脂の供給量は14kg
/hとした。
【0029】3.熱重合性反応剤の注入 図1において、3は熱重合性反応剤タンク、4はプラン
ジャーポンプである。プランジャーポンプによる熱重合
性反応剤の送液圧力は、40kgf/cm2 に調整し
た。
【0030】実施例1 熱可塑性樹脂としてホモタイプポリプロピレン(三菱化
学社製 EA8、メルトインデックス0.8、密度0.
9)を用いた。有機溶剤で希釈された熱重合性反応剤と
して、ペンタエリスリトールテトラアクリレート(PE
TetA)1重量部を酢酸エチル4重量部にて5倍に希
釈した溶液を用い、ポリプロピレン100重量部に対し
PETetA1.8重量部の比率で注入した。押出機の
運転が安定した定常状態に入ったのち、プランジャーポ
ンプを止めて熱重合性反応剤の送液を停止し、2分間放
置した。その後、送液を再開し、送液圧力の変化を観察
した。送液再開直後、送液圧力は80kgf/cm2
上昇したが、瞬時に下降し始め、10秒後に40kgf
/cm2 に戻った。
【0031】実施例2 熱可塑性樹脂としてランダムタイプポリプロピレン(三
菱化学社製 EG8、メルトインデックス0.8、密度
0.9)を用いた。有機溶剤で希釈された熱重合性反応
剤として、トリメチロールプロパントリアクリレート
(TMPTA)1重量部をアセトン3重量部にて4倍に
希釈した溶液を用い、ポリプロピレン100重量部に対
しTMPTA1.7重量部の比率で注入した。押出機の
運転が安定した定常状態に入ったのち、プランジャーポ
ンプを止めて熱重合性反応剤の送液を停止し、2分間放
置した。その後、送液を再開し、送液圧力の変化を観察
した。送液再開直後、送液圧力は90kgf/cm2
上昇したが、瞬時に下降し始め、10秒後に40kgf
/cm2 に戻った。
【0032】比較例1 熱重合性反応剤PETetAを有機溶剤で希釈せずにそ
のまま注入した他は実施例1と同様にして押出成形し
た。運転開始後、熱重合性反応剤の送液圧力は徐々に
(0.5kgf/cm2 /分程度)上昇していった。6
0kgf/cm2 となったところで送液を停止し、2分
間放置した。送液を再開しようとしたが送液不可能であ
った。
【0033】比較例2 有機溶剤で希釈された熱重合性反応剤として、PETe
tA1重量部を酢酸エチル0.3重量部にて1.3倍に
希釈した溶液を用いた他は実施例1と同様にして押出成
形した。運転開始後、熱重合性反応剤の送液圧力は徐々
に(0.1kgf/cm2 /分程度)上昇していった。
50kgf/cm2 となったところで送液を停止し、2
分間放置した。送液を再開しようとしたが送液不可能で
あった。
【0034】比較例3 有機溶剤で希釈された熱重合性反応剤として、PETe
tA1重量部を酢酸エチル12重量部にて13倍に希釈
した溶液を用いた他は実施例1と同様にして押出成形し
た。押出機の運転が安定した定常状態に入ったのち、プ
ランジャーポンプを止めて熱重合性反応剤の送液を停止
し、2分間放置した。その後、送液を再開し、送液圧力
の変化を観察した。直ちに再送液は可能で、直後から送
液圧力40kgf/cm2 での安定した送液ができた。
しかし、真空ベント孔からの脱気による溶剤の回収が不
十分で、Tダイからはポリプロピレン樹脂とともに酢酸
エチルの蒸気が噴出した。
【0035】実施例1、2及び比較例1〜3の結果を表
1にまとめ、一覧に供する。表中、送液安定性は、送液
中断後直ちに送液圧力が元に回復したものを○、再送液
が不可能になったものを×とした。また、溶剤回収性
は、真空ベント孔から十分回収できたものを○、不十分
なものを×とした。
【0036】
【表1】
【0037】
【発明の効果】本発明1の反応押出方法の構成は上記の
通りであり、本発明1によると、熱重合性反応剤が有機
溶剤で希釈されて用いられるので、押出機の熱により、
注入口で重合反応が起きて注入口を閉塞したり、押出機
中の溶融された熱可塑性樹脂に均一混合される以前に重
合が起こることがなく、熱重合性反応剤が精度良く供給
され、その結果、安定的に架橋又はグラフト化反応を行
うことができる。
【0038】本発明2の反応押出方法の構成は上記の通
りであり、本発明2によると、熱可塑性樹脂がポリオレ
フィンであるので、上記効果がより発揮される。
【0039】本発明3の反応押出方法の構成は上記の通
りであり、本発明3によると、熱重合性反応剤の有機溶
剤での希釈倍率が1.5〜10倍とされるので、上記効
果がより発揮される。
【0040】本発明4の反応押出方法の構成は上記の通
りであり、本発明4によると、熱可塑性樹脂がポリオレ
フィンであって、熱重合性反応剤がアクリル系モノマー
及びジビニルベンゼンから選ばれた少なくとも1種を用
いるので、架橋又はグラフト化する場合に、特に上記効
果がより発揮される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明で用いられる押出装置の一例を示す概略
図である。
【符号の説明】
1 押出機 2 Tダイ 3 熱重合性反応剤タンク 4 プランジャーポンプ 5 液体注入口 6 真空ベント孔 7 真空ポンプ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 押出機に熱可塑性樹脂を投入し、該押出
    機の途中から熱重合性反応剤を注入する反応押出方法で
    あって、該熱重合性反応剤を有機溶剤で希釈して注入す
    ることを特徴とする反応押出方法。
  2. 【請求項2】 熱可塑性樹脂がポリオレフィンである請
    求項1記載の反応押出方法。
  3. 【請求項3】 熱重合性反応剤を有機溶剤で1.5〜1
    0倍に希釈して注入する請求項1記載の反応押出方法。
  4. 【請求項4】 熱重合性反応剤がアクリル系モノマー及
    びジビニルベンゼンから選ばれる少なくとも1種からな
    る請求項1〜3のいずれかに記載の反応押出方法。
JP8326959A 1996-12-06 1996-12-06 熱可塑性樹脂の反応押出方法 Pending JPH10166413A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009510250A (ja) * 2005-10-07 2009-03-12 アドバンスド エラストマー システムズ,エル.ピー. 過酸化物で硬化された熱可塑性加硫ゴムとその製造方法

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JP2009510250A (ja) * 2005-10-07 2009-03-12 アドバンスド エラストマー システムズ,エル.ピー. 過酸化物で硬化された熱可塑性加硫ゴムとその製造方法

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