JPH1053628A - 広範な分子量分布を有する高分子量エチレン−プロピレン反応容器ブレンド - Google Patents
広範な分子量分布を有する高分子量エチレン−プロピレン反応容器ブレンドInfo
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Abstract
することができ、低い脆性及び平滑な表面に加えて、高
い靭性及び優れた剛性並びにクリープ特性を有する改良
された成形組成物を提供する。 【解決手段】 本発明の高分子量反応容器ブレンドは、
ポリプロピレン及びエチレン−プロピレンコポリマーを
含み、0.1〜2重量%の範囲のエチレン含量、5dg
/分以下のメルトフローインデックスMFR(230/
5)及び6〜20の範囲の分子量分布Mw/Mnを有する
ことを特徴とする。
Description
有し、0.2〜2重量%の範囲のエチレン含量を有する
高分子量反応容器ブレンドに関する。
方法、並びに、パイプ、装備品、中空物品、棒材及びシ
ートのような成形品を上記記載のポリマーから製造する
方法にも関する。
は、広範な分子量分布を有するホモポリマーが開示され
ている。これらのホモポリマーはパイプにすることがで
きるが、極めて困難であり、これらのパイプは高い脆性
及び粗い表面という欠点を有しており、したがって工業
的な有用性を有しない。
は、20を超える分子量分布Mw/Mn及び良好な加工性
を有するポリプロピレンを製造する方法が開示されてい
る。そのメルトフローインデックスは2dg/分であ
り、その固有粘度は280ml/gである。このポリプ
ロピレンは、気相重合で製造される。ヨーロッパ特許E
P−A−573862の実施例1〜4においては、広範
な分子量分布を有するホモ−PP(ポリプロピレン)粉
末の製造が記載されている。多分散度Mw/Mnはいずれ
の実施例においても示されていないが、固有粘度(80
0ml/g及び67ml/g)によって、第1及び第2
段階における極めて大きな分子量の拡がりが示唆され
る。
(EP−A−573862)から公知の方法を繰り返し
た。すべてのポリプロピレンは高い脆性及びあまり大き
くない加工性を有し、不均質性を示すことが分かった。
溶融粘度が押出には不十分であるので、通常の押出法に
よるPPパイプの製造はしばしば不可能であった。
装置でパイプを製造することができ、低い脆性及び平滑
な表面に加えて、高い靭性及び優れた剛性並びにクリー
プ特性を有する改良された成形組成物を見出すことであ
る。
のメルトフローインデックスMFR(230/5)及び
6〜20の範囲の分子量分布Mw/Mnを有する点である
上記に記載のタイプの反応容器ブレンドによって達成す
ることができた。
レンコポリマーを通常の製造機械で加工して、平滑な仕
上げ表面、良好な加工性及び高い強度並びに良好な硬度
及びクリープ特性を有するパイプを得ることができるこ
とを見出した。
レンとエチレンとを共重合し、第2段階において、懸濁
液中、30〜150℃の温度下、10〜100barの
圧力下、30分〜6時間の反応時間の間、市販の触媒
(例えば、Montell,Milan,Italyの
触媒FT4S)、有機アルミニウム化合物(B)、及び
所望の場合には有機ケイ素化合物(C)の存在下で、プ
ロピレンを重合するか、又は所望の場合には4〜20個
の炭素原子を有する他の1−オレフィンと共重合するこ
とによってプロピレン−エチレン反応容器ブレンドを製
造する方法にも関する。本方法の特徴は、第1段階にお
いて、懸濁媒体がモノマーでもあり、この段階において
500〜1400ml/gの粘度を有するエチレン−プ
ロピレンコポリマーが調製されて、これが全ポリマーの
20〜80%の割合を形成し、第2反応段階の後、全ポ
リマーは200〜400ml/gの粘度及び6〜20の
多分散度Mw/Mnを有することである。
ml/gの粘度を有し、全ポリマーの20〜80重量
%、好ましくは45〜75重量%、特に好ましくは48
〜65重量%の割合を形成する高分子量エチレン−プロ
ピレンコポリマーが調製され、一方、第2反応段階にお
いては、200〜400ml/gの粘度を有し、全ポリ
マーの80〜20重量%、好ましくは55〜25重量
%、特に好ましくは52〜35重量%の割合を形成する
低分子量生成物が調製される。
レンモノマーが同時に出発物質及び懸濁媒体であるバル
ク法で行われる。
重合を先に行う二段階重合として行われる。第1及び第
2の反応段階及び予備重合のいずれも、不連続法又は連
続法のいずれかで行うことができ、連続法が好ましい。
予備重合の前に、成分B及び成分Cを互いに混合した
後、触媒と接触させる。これらの活性成分の存在下にお
いて、プロピレンを懸濁法又はバルク法で予備重合す
る。液体モノマー中での予備重合が好ましい。反応時間
は4〜10分であり、予備重合温度は10〜25℃の範
囲である。
に移し、液体プロピレン中、55〜100℃の温度で、
0.5〜3.5時間の反応時間重合する。PP1kgあ
たり液体プロピレン2.5〜4リットル、好ましくはP
P1kgあたり液体プロピレン3.3リットルの相比を
設定する。第1反応段階において、液体相中のC2濃度
を0.1〜2重量%、好ましくは0.1〜1.5重量%
に保持する速度でエチレンを連続的に計量添加する。分
子量を調節するために水素を計量添加する。
に移し、そこで、55〜100℃の温度で重合する。第
2反応段階は、PP1kgあたり液体プロピレン1〜
2.5リットル、好ましくはPP1kgあたり液体プロ
ピレン1.9リットルの相比が設定されている第2反応
容器内で行われる。本発明によれば、記載された方法に
おいて、二つの反応容器において異なる相比を設定する
ことが好ましい。第2段階においては、エチレンを計量
添加しない。分子量の調節のために、第2段階において
も水素を計量添加する。
は同一であっても異なっていてもよい。エチレン濃度は
二つの反応容器において異なる。好適な反応容器は、撹
拌反応容器及びループ反応容器である。
て、未だに重合活性の触媒/PP系を第2の反応容器に
計量添加することができる。また、これによって、第2
の反応容器における水素濃度を第1反応容器よりも低く
設定することが可能になる。
イソブチルアルミニウム又はトリエチルアルミニウムで
あり、トリエチルアルミニウム及びトリイソブチルアル
ミニウムが好ましく、トリエチルアルミニウムが特に好
ましい。
シシラン、ビスシクロペンチルジメトキシシラン又はジ
フェニルジメトキシシランであり、シクロヘキシルメチ
ルジメトキシシラン及びビスシクロペンチルジメトキシ
シランが好ましい。
ットル、好ましくは0.1〜5ミリモル/リットルの濃
度で用いる。成分Cは、成分Bに対する比Rで用いる。
この比は、Bの濃度をCの濃度(いずれもモル/リット
ル)で割ることによって得られる商として算出される。
比Rは、1〜200、好ましくは2〜100、特に好ま
しくは2.5〜75である。
MFR(230/5)を有する生成物を与えることが好
ましく、0.02〜2dg/分のMFR(230/5)
を有するものが特に好ましい。新規な反応容器ブレンド
は、エチレン単位0.5〜2重量%及びプロピレン単位
99.5〜98重量%からなる。
存在する場合にはエチレンの混合物を精製する。液体モ
ノマーを一段階で迅速に蒸発させることが好ましい。次
に、精製したコポリマーを不活性ガス流中で乾燥し、コ
ポリマーがモノマーを含まないようにする。得られる高
分子量コポリマーを安定剤、滑剤、充填剤、含量等と混
合し、押出機又は配合機を用いて粗砕する。
によってプロピレン、存在する場合にはエチレン、及び
水素に分離する。蒸留は、水素濃度が150ppm未
満、特に好ましくは40ppm未満となるようにしなけ
ればならない。この方法で精製したモノマーを、次に、
第1反応容器中に戻す。
のポリマー分析法を用いて調製された生成物を分析し
た。 メルトフローインデックスMFR(230/5):DI
N53735による。 粘度数(ml/g):デカリン中135℃で測定。 クリープ特性:DIN53759による。 衝撃強さ:DIN8078による。 Mw/Mn比:Waters150Cクロマトグラフで1
35℃においてオルトジクロロベンゼン中のゲル透過ク
ロマトグラフィーによる。
ットル反応容器中で連続重合を行った。いずれの反応容
器にも、液体プロピレン10リットルを入れた。共触媒
Bは、濃度1ミリモル/リットルのトリエチルアルミニ
ウムであり、立体構造調整剤Cは、濃度0.1ミリモル
/リットルのシクロヘキシルメチルジメトキシシランで
あった。液体相中の水素濃度を40容量ppmに設定し
た。
レンとの混合物を、MontellFT4S触媒の存在
下、70℃で重合した。触媒、共触媒、エチレン、プロ
ピレン及び水素を連続的に補充した。プロピレン1kg
あたりエチレン3.8gを計量添加した。PP1kgあ
たり3.3リットルの液体プロピレンの相比を与え、懸
濁液1リットルあたり224gのPP固形分含量が得ら
れるまで重合を継続した。液相中40ppmの濃度を保
持する速度で水素を補充した。
媒と共に第2反応容器に移し、次にその中に水素及びプ
ロピレンを計量添加した。液相中の水素濃度は420容
量ppmであった。第2反応容器中の反応温度は、第1
反応容器と同様に、70℃であった。PP1kgあたり
液体プロピレン1.9リットルの相比を与えて、懸濁液
1リットルあたり324gのPPの固形分含量が得られ
るまで重合を継続した。
離した後に算出した触媒収率は、触媒1gあたりPP1
6kgであった。測定により、9.0の分子量分布Mw
/Mn、0.8dg/分のMFR及び570ml/gの
粘度数が示された。IR分光光度測定によって、0.5
重量%のC2単位が示された。冷キシレン中の可溶分の
割合は3.3重量%と測定された。
し、いずれの反応容器においても同じ水素濃度を設定し
た他は実施例1の手順を繰り返した。いずれの反応容器
にも、エチレンを計量添加しなかった。4.0のMw/
Mn値が測定された。
のスクリュー直径を有する二軸押出機内で、0.15%
のIrganox 1010及び0.15%のHost
anox PAR24を安定剤として加えて、約240
℃で粗砕した。着色剤混合物も添加した。得られた粒状
物に関して測定されたMw/Mn値は8.0であった。
用いて、実施例2からの粒状物をパイプ押出物ユニット
に成形して、32×4.5mm(内径=32mm、壁厚
=4.5mm)の寸法を有するパイプを得た。処理速度
は150kg/時であり、溶融温度は210℃であっ
た。
ずれも極めて平滑であることが確認された。パイプの表
面は、同一の条件下で同一のパイプ押出物ユニットを用
いてより狭い分子量分布を有する粒状物(比較例1参
照;Mw/Mn=4)から得られたパイプと比較すること
によって、特徴づけられた。実施例2の粒状物から製造
されたパイプは、弾性衝撃試験及びクリープ破壊強度試
験に関するDIN8078(一般的な品質の要求及び試
験)の要求を満足するものであった。
(95℃、σ=3.5N/mm2)にしたがって、且つ
DIN8078を参照して(120℃、σ=3.0N/
mm2)行った。実施例2の粒状物から製造されたパイ
プは、上記に示す値から分かるように、DIN8078
の必要最小破壊時間を超え、優れた品質の表面を有して
いた。比較例1からの粒状物を用いて比較のために製造
されたパイプは、クリープ破壊強度試験をパスできなか
った。
た。触媒(MontellからのFT4S)、トリエチ
ルアルミニウム及びシクロヘキシルメチルジメトキシシ
ランを互いに混合し、予備重合反応容器内において、液
体プロピレン中で予備重合を連続的に行った。触媒、ト
リエチルアルミニウム、シクロヘキシルメチルジメトキ
シシラン、プロピレン及びポリプロピレンの混合物を第
1反応容器中に計量添加した。更にプロピレンを保存容
器を介して第1反応容器に加えた。水素及びエチレンを
液体プロピレン中に溶解し、この流れを介して反応容器
中に計量添加した。液体プロピレン中の水素40ppm
の濃度を設定した。1時間あたり17メートルトンのプ
ロピレンを第1の反応容器内で供給し、プロピレン1メ
ートルトンあたり1.8kgのエチレンを計量添加し
た。反応容器内において、FT4S触媒の存在下でプロ
ピレンがPPを転化させた。反応混合物を第1反応容器
から連続的に除去し、第2反応容器中に計量添加した。
更に1時間あたり7メートルトンのプロピレンを第2反
応容器中に計量添加した。このプロピレン流中におい
て、420ppmの水素濃度を設定した。第2反応容器
中にはエチレンを計量添加しなかった。第2反応容器を
通過した後、圧力を18barに減圧することによって
反応混合物をフラッシュ蒸留容器中で精製し、PPを気
体状成分から分離した。気体状プロピレンを濃縮し、蒸
留した後、保存タンクに戻した。計量添加した液体プロ
ピレン1リットルあたり、0.9ミリモルのAl、0.
18ミリモルのドナー及び5ミリモルの触媒(Tiのミ
リモル数として計量)を、第1反応容器中に計量添加し
た。
3.3リットルの液体プロピレンの相比を設定し、第2
反応容器においては、PP1kgあたり1.9リットル
の液体プロピレンにこの比を設定した。反応容器から熱
抽出された量は、1.4:1(第1反応容器:第2反応
容器)の比であった。得られたPP生成物は7.0の多
分散度Mw/Mnを有していた。
り3.3リットルの液体プロピレンの相比を設定し、実
施例4の手順を繰り返した。二つの反応容器から熱抽出
された量は、3.4:1(第1反応容器:第2反応容
器)であった。
Mw/Mnを有していた。この方法で得られたPP粉末
を、実施例2と同様に粗砕し、実施例3と同様に粒状物
からパイプを製造し、実施例3と同様にパイプクリープ
試験にかけた。パイプは、極めて粗い表面を有し、DI
N8078の3.5章の要求を満たしていなかった。パ
イプをDIN43759に対応する種々のクリープ試験
にかけたが、要求された値は達成されなかった。
1リットルあたりジシクロペンチルジメトキシシラン
0.036ミリモルの濃度で、立体構造調節剤として用
い、実施例4の手順を繰り返した。水素40ppmを第
1反応容器中に計量添加した。第2反応容器にいれる気
体流においては、水素3500モルppmの濃度を設定
した。得られた触媒収率は、触媒1gあたりPP20k
gであった。最終生成物は、10.5の分子量分布Mw
/Mn及び0.8dg/分のMFR(230/5)を有
していた。プロピレン1トンあたりエチレン1.8kg
を第1反応容器中に計量添加した。
様に行った。パイプ試験においては、DIN8078の
3.5章の要求を満足した。パイプを、DIN5375
9に対応する種々のクリープ特性試験にかけた。DIN
8078(パイプに関するクリープ破壊強度及び弾性衝
撃試験)の要求を満足した。
P−Rパイプに関する最小破壊時間を大きく超えた。パ
イプは、極めて良好なクリープ破壊強度及び極めて平滑
な表面を有していた。
い、実施例4の手順を繰り返した。6.1のMw/Mn値
が粉末に関して測定された。DINクリープ試験をパス
し、パイプ表面は平滑であった。
Claims (16)
- 【請求項1】 ポリプロピレン及びエチレン−プロピレ
ンコポリマーを含み、0.1〜2重量%の範囲のエチレ
ン含量、5dg/分以下のメルトフローインデックスM
FR(230/5)及び6〜20の範囲の分子量分布M
w/Mnを有することを特徴とする高分子量反応容器ブレ
ンド。 - 【請求項2】 0.02〜2dg/分の範囲のMFR
(230/5)及び7〜18の範囲の分子量分布Mw/
Mnを有し、0.1〜1.5重量%のエチレン単位を有
する請求項1に記載の反応容器ブレンド。 - 【請求項3】 第1段階においてプロピレンとエチレン
とを共重合し、第2段階において、懸濁液中、30〜1
50℃の温度下、10〜100barの圧力下、30分
〜6時間の反応時間の間、触媒、有機アルミニウム化合
物(B)及び有機ケイ素化合物(C)の存在下で、プロ
ピレンを重合するか、又は所望の場合には4〜20個の
炭素原子を有する他の1−オレフィンと共重合すること
によって請求項1に記載のプロピレン−エチレン反応容
器ブレンドを製造する方法であって、第1段階におい
て、懸濁媒体がモノマーでもあり、この段階において5
00〜1400ml/gの粘度を有するエチレン−プロ
ピレンコポリマーが調製されて、これが全ポリマーの2
0〜80%の割合を形成し、第2反応段階の後、全ポリ
マーは200〜400ml/gの粘度及び6〜20の多
分散度Mw/Mnを有することを特徴とする方法。 - 【請求項4】 第1反応段階において、全ポリマーの4
5〜75重量%の割合を形成するポリプロピレンが調製
される請求項3に記載の方法。 - 【請求項5】 第2反応段階において、200〜400
ml/gの粘度を有し、全ポリマーの55〜25重量%
の割合を形成する低分子量ポリプロピレンが調製される
請求項4に記載の方法。 - 【請求項6】 第2反応段階において、200〜400
ml/gの粘度を有し、全ポリマーの52〜35重量%
の割合を形成する低分子量ポリプロピレンが調製される
請求項4に記載の方法。 - 【請求項7】 成分B及び成分Cを重合前に互いに混合
した後、触媒を接触させ、プロピレンをこれらの活性成
分の存在下懸濁液中で、4〜15分の反応時間、10〜
25℃の範囲の温度で予備重合することによって予備重
合を行う請求項3〜6のいずれかに記載の方法。 - 【請求項8】 第1反応段階において、重合を、液体プ
ロピレン中、55〜100℃の温度で、0.5〜3.5
時間の反応時間行う請求項3〜7のいずれかに記載の方
法。 - 【請求項9】 第1反応段階において、PP1kgあた
り液体プロピレン2.5〜4リットルの範囲の相比を設
定する請求項3〜8のいずれかに記載の方法。 - 【請求項10】 第1反応段階において、0.1〜2重
量%の、液相中のエチレン濃度を設定する請求項3〜9
のいずれかに記載の方法。 - 【請求項11】 第2反応段階において、重合を55〜
100℃の範囲の温度で行い、相比を、PP1kgあた
り液体プロピレン1〜2.5リットルに設定する請求項
3〜10のいずれかに記載の方法。 - 【請求項12】 第1反応段階及び第2反応段階におい
て異なる相比を設定する請求項3〜11のいずれかに記
載の方法。 - 【請求項13】 トリメチルアルミニウム、トリイソブ
チルアルミニウム又はトリエチルアルミニウムを成分B
として用いる請求項3〜12のいずれかに記載の方法。 - 【請求項14】 シクロヘキシルメチルジメトキシシラ
ン、ビスシクロペンチルジメトキシシラン又はジフェニ
ルジメトキシシランを成分Cとして用いる請求項3〜1
3のいずれかに記載の方法。 - 【請求項15】 成分Bを、0.001〜10ミリモル
/リットル、好ましくは0.1〜5ミリモル/リットル
の濃度で用いる請求項3〜14のいずれかに記載の方
法。 - 【請求項16】 Bの濃度(モル/リットル)をCの濃
度(モル/リットル)で割ることによって得られる商と
して算出され、1〜200、好ましくは2〜100、特
に好ましくは2.5〜7.5の範囲の、成分Bに対する
比Rで成分Cを用いる請求項3〜15のいずれかに記載
の方法。
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