JPS59223740A - ポリプロピレン組成物の製造方法 - Google Patents

ポリプロピレン組成物の製造方法

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JPS59223740A
JPS59223740A JP9689583A JP9689583A JPS59223740A JP S59223740 A JPS59223740 A JP S59223740A JP 9689583 A JP9689583 A JP 9689583A JP 9689583 A JP9689583 A JP 9689583A JP S59223740 A JPS59223740 A JP S59223740A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は低温衝撃強度に優れまた、結晶化速度の速いポ
リプロピレン組成物の製造方法に関する。
結晶性ポリプロピレンは、剛性、表面光沢、耐熱性等に
優れている反面、衝撃強度、特に低温における耐衝撃性
が低いという欠点を有している。
この欠点を改良する目的でポリプロピレンにポリイソブ
チレン、ポリブタジェン、非品性エチレン・プロピレン
共重合体等のゴム状物質やポリエチレンを混合する方法
が従来広く行われている。しかしながら通常ポリプロピ
レンが高衝撃強度を有するためには、高分子量のゴム状
物質あるいはポリエチレンを混合する必要があることか
ら必然的に組成物の溶融粘度が大きくなり、流動性が劣
るという欠点を有していた。かかる欠点を改良する方法
としてエチレンを30重量%以上含む共重合体6〜60
重量%と主としてフ゛ロピレンからなる重合体部分97
〜70重量%よりなるブロック共重合体に0.01〜0
.1重量%の有機過酸化物を混合して180〜270℃
で熱処理する方法(特公昭51−30102号〕が開示
されている。しかしながらそこに開示されている方法、
すなわちエチレン−プロピレンブロック八重合体に有機
過酸化物のみを用いて熱処理を行うと、プロピレン重合
体部分には有機過酸化物が分解剤として作用するため、
流動性は改善されるものの、低温衝撃強度は低下こそす
れ、改善されることはなかった。また、エチレン・プロ
ピレン共重合ゴム等のゴム状物20〜40重量%を含有
するポリプロピレン混合物100重量部に0.01〜1
.0重量部の有機過酸化物を混合した後、溶融混練する
方法が特開昭56−125442号に開示されている。
しかしながらそこに開示されている方法によっても低温
衝撃強度は改善されるが、剛性の劣った組成物しか得ら
れないのが現状であった。そこで本発明者は、ポリプロ
ピレン本来の剛性を損うことなく低温衝撃性に優れ、結
晶化速度の速いポリプロピレンを得る方法について検討
した結果、ポリプロピレンに特定のα−オレフィン・エ
チレンランダム共重合体を混合後、あるいは、混合と同
時に有機過酸化物に加え架橋助剤を併用することにより
上記目的を達成できることが分かり本発明を完成するに
至った。
すなわち本発明は、ポリプロピレン(A):55ないし
95重量部、トライアドアイソタフティシティが0.7
末’lRのα−オレフィン・エチレランダム共重合体(
Bilないし40重量部、及びポリエチレン(0):1
ないし35重量部(組成物全体で100重量部〕からな
る組成物:100重量部に対して、有機過酸化物:0,
001ないし1重量部、及び架橋助剤:0.001ない
し10重量部を添加混合し、180ないし35[)’C
で熱処理することを特徴とするポリプロピレン組成物の
製造方法を提供するものであり、本方法により剛性、表
面光沢、耐熱性を損うことなく低温衝撃強度に優れ、結
晶化速度の速いポリプロピレン組成物が得られる。
本発明に用いるポリプロピレン(A)とは、アイソタフ
ティシティの大きい重合体で、プロピレンの単独重合体
又はプロピレンと他のα−オレフィン、例えばエチレン
、1−ブテンなどとの共重合体(通常プロピレン単位含
有量が90モル%以上)であり、好ましくはデカリン溶
媒135°Cで測定した極限粘度〔η〕が1ないし4.
5de/g1特に好ましくは1.5ないし4.o a6
/gの範囲のものである。〔η〕が前記範囲より大きい
ものを用いると有機過酸化物及び架橋助剤を添加混合し
て熱処理により得られる組成物の成形性が低下する虞れ
があり、また〔η〕が前記範囲より小さいものは、熱処
理して得られる組成物の機械的強度が不足するので好ま
しくない。
このようなポリプロピレンとしては、典型的には固体状
チタン触媒成分と有機金属化合物成分から形成される触
媒あるいはこれら両成分および電子供与体から形成され
る触媒を用いて製造できる。
固体状チタン触媒成分の代表例が、各種方法で製造され
た三塩化チタン又は三塩化チタン組成物あるいはマグネ
シウム、ハロゲン、電子供与体好ましくは芳香族カルボ
ン酸エステル又はアルキル基含有エーテルまたは5i−
00結合を有する珪素化合物およびチタンを必須成分と
し、比表面積が好適にはID0m/g以上の担体付チタ
ン触媒成分である。とくに後者の担体付触媒成分を用い
て製造したものが好適である。有機金属化合物成分とし
ては有機アルミニウム化合物が好適であり、たとえばト
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
アルミニウムシバライドなどが挙げられ、これらはチタ
ン触媒成分の種類によって好適なものも異なる。電子供
与体としては前記した固体状チタン触媒成分に含むべき
電子供与体、または窒素、リン、イオウ、酸素、ホウ素
などを含む有機化合物、好ましくは、有機酸エステル、
または、5i−00結合を有する珪素化合物、ざらに、
固体状チタン触媒成分に担持する電子供与体が多価カル
ボン酸エステルの場合は、Si −00結合を有する珪
素化合物の使用が特に好ましい。
担体付触媒成分を用いたポリプロピレンの製造方法に関
しては、例えば特開昭50−108385号、同50−
126590号、同51−20297号、同51−28
189号、同51−64586号、同51−92885
号、同51−136625号、同52−87489号、
同52−100596号、同52−104593号、同
52−147688号、同52151691号、同55
−2580号、同53−40095号、同53−430
94号、同55−135102号、同56−13510
3号、同56一80号、同56−1f31019号など
の各公報に記載されている。
本発明に用いられるα−オレフィン・エチレンランダム
共重合体(B)は、α−オレフィンのトライアドアイソ
タフティシティ(triaalsntactlcity
 )が0.7未満、好ましくは0.6以下のものであり
、好ましくは〔η〕が1.0ないしl0d6/g−とく
に好ましくは〔η〕が1.5ないし6dJ?/g、好ま
しくはα−、tL/ フィン含有m10ないし70モル
%、とくに好ましくは15ないし6oモル%のものであ
る。
α−オレフィン晦エチレンランダム共重合体として〔η
〕が1.5d5/g未満のものを用いても耐衝撃性の優
れた最終組成物が得られるが、その程度は充分ではなく
、とくに−10°Cや一20°Cのような低温度におけ
る衝撃強度が低いものしか得られず、又〔η〕がIDt
6e/v、を越えたものは溶融混練が郁しく、−10℃
や一20℃のような低温度における衝撃強度は低い。
前記α−オレフィンとしては、具体的には、例えばプロ
ピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メンルー1−
ペンテン等が挙げられる。
また共重合体のα−オレフィン含有量は10ないし70
モル%の範囲のものが好ましいが、その範囲外のもので
も耐衝撃性の優れた最終組成物は得られるが、剛性、耐
衝撃性のバランスがとれた最終組成物を得るには、前記
範囲内のものが好ましい。
また、本共重合体は少量のジエンモノマー、例えばジシ
クロペンタジェン、エチリデンノルボルネン、1.4−
へキサジエン等が共重合されていても良い。
該共重合体のトライアドアイソタクティシティハ、15
(’ M m % 共鳴スペクトルによってα−オレフ
ィンのメチル基のカーボンのシグナルを用いて定量した
ものであり、エチレンに隣接するα−オレフィンのメチ
ル基は除外して求めた。
このようなα−オレフィン・エチレンランダム共重合体
は通常バナジウム化合物と有機アルミニウムウ    
 lム化合物の組合せ触媒を用いて製造される。例えば
溶媒としてヘキサンを用い、これにオキシ三塩化バナジ
ウムを添加し、次にエチレン−α−オレフィン混合ガス
を溶解、飽和させた後、エチルアルミニウムセスキクロ
リドをあらかじめヘキサンに溶かした溶液を添加して重
合を行うことによって製造できる。
本発明に用いられるポリエチレン(0)としては、エチ
レンの単独重合体又はエチレンと他のα−オレフィンと
の共重合体(通常、エチレン含有量95モル%以上の樹
脂状共重合体)であって、高圧法、中圧法又は低圧法で
製造されるものである。
ポリプロピレン組成物を製造するに際し、ポリエチレン
は別個に重合したものを混合してもよいし、前記ポリプ
ロピレンと同一系内で製造して混合してもよい。好まし
いポリエチレン(0)としては、密度0.900ないし
0.980 glon、とくに好ましくは0.9’IO
ないしo、q7og/an 、 (η)が1.0ないし
+OdMg1とくに好まL < ハ1.57:c イL
 6607gの範囲のものである。ポリエチレンの〔η
〕が+、oag/g未満のものを用いても耐衝撃性のよ
いものが得られるが、その程度は充分でなく、−10’
Cあるいは一20°Cでの低温耐衝撃性が低くなる虞れ
があり、又〔η〕が10d6/gを越えたものは溶融混
練が難しく、−’10°Cや一20°Cのような低温に
おける衝撃強度が低い。
有機過酸化物及び架橋助剤を添加する前の組成物中の各
成分の割合は、剛性と耐衝撃性のバランスを考慮すると
ポリプロピレン(A)が55ないし95重量部、好まし
くは60ないし90重量部、α−オレフィン・エチレン
ランダム共重合体(B)が1ないし40重量部、好まし
くは3ないし35重爪部及びポリエチレン(0)が1な
いし35重量部、好ましくほろないし25重爪部(組成
物全体で100重量部)となるような割合である。上記
範囲外では剛性あるいは低温衝撃強度のいずれかが劣っ
た組成物となる。
本発明の方法は前記組成物:100重量部に対して有機
過酸化物をり、001ないし1重量部、好ましくは0.
OD 5ないしC1,8重量部及び架橋助剤を0.00
1ないし10重量部、好ましくは0.005ないし8重
量部添加混合し180ないし550°C1好ましくは2
00ないし520°Cで熱処理する方法である。
有機過酸化物の添加量がり、D D 1重量部未満では
低温衝撃強度および結晶化速度の改良効果が小さく、1
重量部を越えると5次元的に架橋が進み、ゲルが多量に
発生することにより機械的強度が低下する虞れがある。
また架橋助剤の添加量がo、o O1重量部未満では組
成物中のポリプロピレンが熱分解を起こし分子量が低下
し低湿衝撃強度が改良されず、又機械的強度が低下する
虞れもある。架橋助剤の量は有機過酸化物の添加量に対
して、0.1倍から100倍の範囲で添加すればよく1
0重量部を越えると組成物中に未反応の架橋助剤が残る
ことになり好ましくはない。
前記組成物に添加混合する有機過酸化物は半減期1分と
なる分解温度が150ないし270℃の範囲のものが好
ましく、具体的には、有機ペルオキシド、有機ペルエス
テル、例えばベンゾイルペルオキシド、ジクロルベンゾ
イルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ジーter
t−ブチルペルオキシド、2.5−ジメチル−2,5−
ジ(ペルオキシベンゾエート)ヘキシン−5,1,4−
ビス(tart−ブチルペルオキシイソプロピル)ベン
ゼン、ラウロイルペルオキシド、tert−ブーチルペ
ルアセテート、2゜5−ジメチル−2,5−ジ(t6r
t−ブチルペルオキシノヘキシン−6,2,5−ジメチ
ル−2,5−ジ(tert−ブチルペルオキシ)ヘキサ
ン、tert−ブチルペルベンソニー)、tert−ブ
チルペルフェニルアセテート、tert−ブチルペルイ
ソブチレート、tert−ブチルペルー5ec−オクト
エート、tert−ブチルペルピバレート、クミルペル
ピバレートおよびtert−ブチルペルジエチルアセテ
ートが挙げられる。
これらのうちではジクミルペルオキシド、ジーtert
−ブチルペルオキシド、2,5−ジメチル−2゜5− 
シ(tert−ブチルベルオキシノヘキシン−6,2,
5−ジメチル−2,5−ジ(tert−ブチルペルオキ
シ)ヘキサン、1.4−ビス(tert−ブチルペルオ
キシイソプロピル)ベンゼンなどのジアルキルペルオキ
シドが好ましい。
又、有機過酸化物と併用する架橋助剤としては、・具体
的には例えば、エチレングリコールジメタアクリレート
、ポリエチレングリコールジメタアクリレート、および
化学式 で表わされる2官能アクリレートなどのアクリレート系
化合物、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシア
ヌレートなどのアリル1.化合物、フェニールマレイミ
ドなどのマレイミド系化合物、P、P−ジベンゾイルキ
ノンジオキシムなどのキノンジオキシム系化合物、その
他、1.5.5− )リアクリロイルへキサヒドロ−8
−トリアジン、ジビニルベンゼンが挙げられる。
又熱処理温度が180°C未満ではポリプロピレン(A
) 、!−α−オレフィン・エチレンランダム共重合体
(B)モシクハポリエチレン(0)との間の架橋反応が
起こらず、低温衝撃強度に優れたポリプロピレン組成物
が得られず、650°Cを越えると組成物の分解が甚だ
しく、機械的強度の劣ったポリプロピレン組成物となる
熱処理に要する時間は有機過酸化物及び架橋助剤を添加
する前の組成物及び熱処理後の目?リプロピレン組成物
のメルトフローレート(MFR)により異なるが、通常
(ないし10分程度である。
また更には、熱処理前の組成物のMFRl(ASTM 
D  +258L)と熱処理後の組成物のMFR2との
比が、 好ましくは、 0.5≦−一λ≦7 MFR1 の範囲になるように熱処理することにより、機械的強度
を低下させることなく、更に低温衝撃強度に優れ、結晶
化速度が速く、且つ、押出加工性が良好な組成物となる
ので好ましい。
前記組成物と有機過酸化物及び架橋助剤とを混合する方
法として一種々公知の方法、例えばポリプロピレン組成
物の粒状混合物と粉状または液状の有機過酸化物及び架
橋助剤とをヘンシェルミキサー、■・ブレングー等で混
合してニーグー、バンバリーミキサ−1−軸押出機、二
軸押出機で熱処理する方法、あるいはポリプロピレン組
成物(D 溶融混線物に粉状または液状の有機過酸化物
及び架橋助剤を添加して前記の方法で熱処理する方法等
が挙げられる。また押出機等で熱処理する際に二度練り
等を行って分散をよくすると更に機械的強度を改善する
ことができる。
本発明の方法でポリプロピレン組成物を製造するに際し
、その混合の任意の段階で酸化防止剤、紫外線吸収剤、
滑剤、核剤、帯電防止剤、難燃剤、顔料、染料、無機ま
たは有機の充填剤などの各種添加剤を配合することがで
きる。
本発明の方法によって得られる組成物は、低温での耐衝
撃性に優れ、しかも、溶融張力が大きく、結晶化速度が
速いので射出成形、ブロー成形等の際の成形サイクルを
速くすることができる特長を有するので、各種工業用部
品、電気器具部品、日用雑貨品等の各種用途に供するこ
とができる。
次に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。
実施例1 無水塩化マグネシウム、安息香酸エチルおよびメチルポ
リシロキサンを振動ボールミルで粉砕した後、四塩化チ
タンと反応させて得たチタン含有量1,9wt%、塩素
65wt%のチタン触媒成分、トリエチルアルミニウム
およびp−)ルイル酸メチルからなる触媒を用い、第1
段の重合器で〔η〕1.5dN/gのポリプロピレンを
製造し、次いで第2段の重合器で〔η) 3.1de/
gのポリエチレンヲ製造し、全体としてエチレン含量が
+9mo1%(ポリエチレン量が12.7wt%)のポ
リプロピレン・ポリエチレン混合物(AO)を得た。
一方、オキシ三塩化バナジウムとエチルアルミニウムセ
スキクロリドからなる触媒を用いて〔η)2,9d6/
g、プロピレン含有量38モル%、トライアドアイソタ
フティシティ0.58のエチレン・プロピレンランダム
共重合体(B)を得た。
前記(AC)90重量部と(B) 10重量部に酸化防
止剤、防錆剤およびジクミルペルオキシド(商品名カヤ
クミルD1化薬ヌーリー製) [1,01重量部、ジビ
ニルベンゼン1重量部を加えヘンシェルミキサーで混合
後、30mmφの一軸押出機を用いて、樹脂温度220
°Cの条件で混練造粒した。造粒後のMFRは+ 4.
7 g、/ I Ominであった。
前記最終組成物をl5−50射出成形機(東芝機械KK
製)によりBCnIx 15o+X0.2Cノ〃の形状
をもつ試験片をつくり、以下の物性をΔ111定した。
曲げ初期弾性率(FM):ASTM D 790光沢(
Gloss) :ASTM D 525落錘強度(FD
): 0°Cおよび一20°Cにおいて、水平に置いた
試験片に一定の高さから 一定形状の錘を落下させ、一定枚数 の試験片の50%が破壊するに要する エネルギーにより衝撃強度を求めた。
結晶化温度(°CJ:結晶化速度を表わす指標として用
い、結晶化速度が高いほど結晶化 速度が速い。結晶化温度はパーキン エルマー社製DSO−11型を用い、試刺約5mgを2
00°CIO分間保持し、I O’C/minで降温し
た時に得られる発熱曲線の極大を示す温度とした。
結果を第1表に示す。
実施例2 実施例1と同じ触媒を用い、第1段の重合器で〔η) 
2.2dt?/gのポリプロピレンを製造し、次いで第
2段の重合器で〔η) 4.4ae/gのポリエチレン
を製造し、全体としてエチレン含量が10.5モル%(
ポリエチレン量が7wt%〕のポリプロピレン・ポリエ
チレン混合物(AO)を得り。
一方、実施例1と同じバナジウム糸触媒を用イ”’C(
77) 4jl?/g、フロヒレン含ff137wt%
、トライアドアイソタフティシティ0.55のエチレン
・プロピレンランダム共重合体(B)を得た。
前記(AC)90重量部と(B) 10重量部に酸化防
止剤、防錆剤および2,5−ジメチル−2,5−ジ(t
ert−ブチルペルオキシ)ヘキサン(商品名ハ−へキ
サ25B、日本油脂前) 0.01重量部、トリアリル
、イソシアヌレート(商品名TA工01 日本化成(株
)製)2mm部を加えヘンシェルミキサーで混合後、5
0mmφの一軸押出機を用いて、樹脂温度250°Cの
条件で混練造粒した。造粒後のMFRは5、B g/ 
I Ominであった。
前記最終組成物の物性を実施例1と同様の方法で測定し
た。結果を第1表に示す。
比較例1 実施例1で得られたポリプロピレン・ポリエチレン混合
物(AO)90重量部と同じ〈実施例1で得られたプロ
ピレン・エチレンランダム共重合体(B) + 0重量
部とを酸化防止剤および防錆剤を加えヘンシェルミキサ
ーで混合後、50mmφの一軸押出機を用いて、樹脂湿
度220°Cの条件で混練造粒した。造粒後のMFRは
I 5.Og/ I Ominであった。
前記最終組成物の物性を実施例1と同様の方法で測定し
た。結果を第1表に示す。
比較例2 実施例2で得られたポリプロピレン・ポリエチレン混合
物90重量部と同じ〈実施例2で得られたエチレン・プ
ロピレンランダム共重合体10重量部に酸化防止剤、防
錆剤およびジクミルペルオキシド(商品名カヤクミル℃
、化成ヌーリー製)o、o4i量部を加えヘンシェルミ
キサーで混合後、50mmφの一軸押出機を用いて、樹
脂温度220℃の条件で混合造粒した。造粒後のMFR
は36.5 g/ I Ominであった。
前記最終組成物の物性を実施例1と同様の方法で測定し
た。結果を第1表に示す。
比較例5 実施例1と同じ触媒を用いて製造した〔η〕1.4de
/gのポリプロピレン70重量部と実施例1で得うれた
エチレン俸プロピレンランダム共重合体50重量部に酸
化防止剤、防錆剤およびジクミルペルオキシド0.01
重量部、ジビニルベンゼン1重量部を加えヘンシェルミ
キサーで混合後、3[]mmφの一軸押出機を用いて樹
脂温度22 D ’Cの条件で混練造粒した。造粒後の
MFRはl 3.2 g/ I Ominであった。
前記最終組成物の物性を実施例1と同様の方法で測定し
た。結果を第1表に示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ポリプロピレン(A):55ないし95重量部、
    トライアドアイソタフティシティが0.7未満のα−オ
    レフィン・エチレンランダム共重合体(B)lないし4
    0重量部及びポリエチレン(C):1ないし35重量部
    (組成物全体で100重量部)からなる組成物:100
    重量部に対して、有機過酸化物:o、ooiないし1重
    量部及び架橋助剤:0.001ないし10重量部を添加
    混合し、180ないし650°Cで熱処理することを特
    徴とするポリプロピレン組成物の製造方法。
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