JPS6031503A - 成型性の良好な塩素化ポリエチレンゴムの製造法 - Google Patents

成型性の良好な塩素化ポリエチレンゴムの製造法

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JPS6031503A
JPS6031503A JP13795783A JP13795783A JPS6031503A JP S6031503 A JPS6031503 A JP S6031503A JP 13795783 A JP13795783 A JP 13795783A JP 13795783 A JP13795783 A JP 13795783A JP S6031503 A JPS6031503 A JP S6031503A
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好三 三隅
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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、物理的、化学的並びに電気絶縁性等の特性を
兼ね備えた成型性の良好な粉末状加硫用塩素化ポリエチ
レンゴムの製造法に関する。
従来ゴム状の塩素化ポリエチレン(以下CPEと称づる
)は耐熱性、耐候性、i1薬品性、耐油性、耐燃焼性、
耐オゾン性、電気絶縁性等が良好なうえに、更にゴム状
CPE自身が粉状であることにより取扱いが容易なゴム
状高分子材籾として種々の用途、即ちPVCの耐衝撃性
改質剤、PE、PPの耐ストレスクラッキング改良剤、
PE、PP、ABS、AS樹脂の難燃剤、電線の被覆材
、ゴム磁石、加硫ゴム成品等に使用されてきた。いずれ
の場合もその成品物性の向上のためには塩素含量が25
〜45重量%、分子量は大きい方が望ましく、通常原料
ポリエチレンのMlが10g/10分以下のCPEが好
まれている。一方、加工性の面からは融解粘度を低くす
るためtこ分子量が小さく且つその分布が狭いポリエチ
レンを原料とすることが望ましいが、前記の成品物性か
ら要求と相矛盾している。そのため、CPEを熱可塑性
樹脂として使用する場合には夫々の用途に応じてその分
子量が選択されてきた。しかし乍ら、CPEを加硫ゴム
成品として使用する場合には分子量が小さいと架橋性が
悪くなるという根本的な欠陥のため、分子量の大きいC
PEを使用Uざるを得ず、それ故高温度で加工する必要
が生じるが、ゴム加工業界は一般に高温で加工する方式
は少く、はとんどの場合、低温で加工が可能なように成
型時に可塑剤や油が添加されてきた。
その結果、成品の耐熱性、耐油性等が犠牲になり、折角
のCPEラバーの使用が制約されてきた。
近年、特に自動車業界、電気業界、土木建築業界等は耐
オゾン性、耐熱性、耐油性、耐候性等の優れた安価な加
lIl!ICPEゴム成品の使用を望んでおり、CPE
ゴム成型加工業者らからはその物性は勿論加工性の改良
された粉末状加硫用CPEゴムの出現が強く望まれてい
る。
そこで、本発明者らは、分子量が大きくても加工性が良
好なゴム状CPEをlqるために、CPEの流動抵抗を
低下させる方法を種々研究した結果、前記のように添加
剤を加えずとも、分子聞分布(MW /Mn )を20
以上のポリエチレンを原料とすれば分子量が大ぎくても
(M I 1!If/10分以下)低温度で加圧下に流
動融解し、成型加工し易くなることを発見し本発明に達
した。
すなわち、本発明は、分子聞分布(MV/ /Mn)が
20以上で溶融粘度指数(Ml)が1g/10分以下の
粉末状ポリエチレンを、その結晶の融点付近の高温水性
懸濁下に塩素ガスを用いて、塩素を25〜45重量%含
有し、残存結晶が1%以下になるように塩素化すること
を特徴とJる成型加工性の良りTな粉末状加硫用塩素化
ポリエチレンゴムの製造法である。
本発明に使用するポリエチレンは、M I 10/10
分以下の高分子mポリエチレンのうら、分子団分布(M
w /Mn )が20以上、密度0.92以上であれば
その製法は高圧、中圧、低圧、気相、液相等のいずれで
もよい。また密度が0.92以上であれば、エチレン単
独、もしくは受石のプロピレン、ブテン、ペンテン、ア
クリル酸エステル等の共重合体であってもよい。
MIは架橋反応性および成品の物性面から1g/10分
以下が望ましい。1(ll/10分以上のものは架橋が
おそく、引張り強度、耐油性等が低くなり好ましくない
密度はポリエチレンの結晶と共重合体上ツマ−の種類と
量によって左右されるが、0.92以下では水性懸濁塩
素化中にブロッキングを生じ易く適当でない。
本発明の最も重要な特徴は分子聞分布であり、それの巾
が広い程加工性が良くなる。本発明に到達するまでは、
CP’Eについて分子量分布の概念は採り上げられてい
なかったし、むしろ分布は狭い程B ’tAでの融解粘
度が低くて好ましいと考えられていた。即ちCP、Eの
従来の主な用途は熱可塑性樹脂の性能改質剤であったた
めに押し出し機や射出機による使用が多く高温を採り易
かったためと考えられる。
故に本発明は従来の常識を破るものである。
その分布が広いと何故に低温での加工性が良くなるかは
その構造粘性の破壊によって説明されるかも知れないが
、未だ解明されていない。尚、Mlが1g/10分以下
のポリエチレンでその分子量分布が極端に広(なると低
分子金層も増加し恐らく塩素化し難くなり、またその物
性も低下すると考えられるが、その分布の上限について
は実用的には、好ましく(よ50以下で充分と考えられ
る。但し、M I Ig/10分以下で分布20以上の
ポリエチレンが工業化されたのは比較的新らしいもので
ある。従来のポリエチレンの分子聞分布としては、10
〜15程度以下のものが殆んどである。
ポリエチレンの分子聞分布(MW /Mn )とは、溶
媒1,2.4−1−リクロUベンゼン中0.1重量%溶
液について、135℃に於て、ゲル透過クロマトグラフ
ィにより測定されたポリスチレン基準の重量平均分子量
(Mw ) 63よび数平均分子m(Mn)との比であ
る。測定に用いる検出器は示差屈折計rある。
本発明を実施するには、上記によって限定されたポリエ
チレンを水性懸濁下にポリエチレンの融点付近で塩素化
し、塩素含量25〜45重量%でその残存結晶を1%以
下にしな(プればならない。1%をこえる結晶が残って
いるCPEはモジュラスは高く、また低温でのゴム弾性
が低く好ましくない。また残存結晶が少くても塩素含量
が多くなると硬くなり物性上好ましくない。それ故、で
きるだけ少量の塩素で結晶を壊すことがゴム状CPE製
造には必要であり、その為には、塩素化)、を水性懸濁
法では、できるだけポリエチレンの融点付近の高温で行
う必要がある。このような技術は既知のものであり、M
Iが極めて大きいか、密度が0.92以下で、低温でも
粘着性を有し、塊状化し易くて水性懸濁塩素化が困難な
場合を除けばこの技術は比較的容易である。
一方、本発明に使用する分子m分布が大きいポリエチレ
ンには低分子量ポリエチレンが存在する。それ故に、そ
のポリ1チレンの融点付近での塩素化は、ポリエチレン
粒子の融着、塊状化が生じ易く、その塩素化は高度の注
意と技術が必要である。即ち塩素化の程度に応じてその
塩素化温度を段階的に変化させる方法や必要ならば塩素
化の途中での塩素ガスの非供給条件下での熱処理工程を
含む多段後塩素化エチレンの製法(例えば特公昭47−
7896号、特公昭49−9111号、US))No 
3,759.888など)によって行う必要がある。そ
れらについては実施例によって詳述する。塩素化によっ
て融着、塊状化が生じるとそれ以後の塩素化反応、さら
にはCPEからの塩酸水の除去、乾燥が困難になる。
本発明によって得られる粉末状CPEの粒度は、原料ポ
リエチレンの粒度によって変化覆るが、平均0.5n以
下が望ましい。このような粒度の粉末状CPEゴムは成
型加工時にも粉の移動、添加剤のブレンド工程等で取扱
いが容易で加工上好ましい。
本発明の塩素化ポリエチレンは、公知の各種のゴム配合
剤たとえば、ジクミルパーオキシドその他のパーオキサ
イド系加硫剤、トリチオシアヌル酸その他のトリアジン
系加硫剤、その他各種の加硫剤ニトリアリルイソシアヌ
レート、ジシクロヘキシルアミン2−ベンゾチアゾール
、その他各種の加硫助剤二酸化マグネシウム、酸化鉛そ
の他各種の受酸剤;酸化チタン、カーボンブラック、タ
ルク、その他各種の充填剤もしくは着色剤;老化防止剤
;安定剤;OOP、TOPM、その他各種の可塑剤;ス
テアリン酸カルシウム、その他各種の加工助剤等の適量
を配合してゴム組成物を形成し、常法に従って加硫し加
硫物とすることができる。
これらの組成物の配合方法は、当該技術分野において一
般に用いられているオープンロール、ドライブレンダ−
、バンバリーミキサ−、ニーダ−の如き混合機を使用し
て混合すればよいが、本発明のCPEは、上記混合機を
用いて混合する際に、混合時間が短く、かつ所要動力も
少なくて済む点が本発明の特徴の一つとなっている。
又、本発明のCPEおよびこれらの組成物は、一般のゴ
ム業界および樹脂業界において通常使用されている押出
成形機、射出成形機、圧縮成形機、カレンダー成形機の
如き成形機を用いて所望の形状物に成形しうるが、これ
らの成形時に、表面肌の美しい成形物とりることができ
るのが本発明の特徴でもある。このことは、例えば、ホ
ース、電線等の押出成形時に、従来のCPEより高速で
成形できるということを意味し、経済的効果が大きい。
以下実施例によって説明する。
実施例1 M I −0,05(1/10分、Mw /Mn =3
0.密度= 0.955、DSC法結晶融点128℃の
低圧法ポリエチレンの40メツシユ以下の粉末5kgを
、100βのオートクレーブに、イオン交換水7゜β、
湿潤剤2g、分散剤2oo17+と共に込み、第1段工
程として塩素含有量20重量%迄106℃で塩素化した
のち、塩素ガスを追い出し、塩素の供給を断った状態で
128℃で撹拌のみを1時間行った後、同温度で塩素含
有量35重量%迄塩素化を行った。冷却後、洗滌、乾燥
した。このCPEの粒径は平均0.11であった。
DSC測定による結晶は0cal/(Jであった。
またこのCPEのトルエン10重量%溶液粘度(23℃
)は18X 103 cpsであつ躇。通常のゴム混線
用ロール(直径6インチ)を40℃に加熱し、ミロ混練
部分を通過するだけC1この粉末状CPEはシート状に
まとまり、約5分で混練された。それにさらにカーボン
を配合すると、シートに直ちに吸収され、ロールより落
下はみられなかった。
また、このCPE100部(重岱部、以下同じ)、カー
ボン(SRF)30部の配合でカーベダイ試験(使用機
器ブラベンダー、シリンダー径19■、L/D10、圧
縮比1、回転数30rpHl、温度シリンダー75℃、
ダイ80℃)の結果、吐出圧力20〜30k(1/c+
Jで表面が平滑な成型体が得られた。
また、このCPE100部に対し、カーボン(SRF)
30部と架橋剤としてジクミルパーオキサイド285部
、トリアリルイソシアヌレ−1へ2.5部、リサージ1
0部を加えて、40℃のロールで5分間混練したのち、
160℃、20分間熱プレスして架橋反応を行った。そ
の加硫物物性は硬度10、引張強度205k(1/aJ
、伸び300%を示し、耐油性試験[JIS3号油12
0り×3日コの値は重量増加率52%で充分架橋してい
ることが判った。
比較例1 M I = 6.5 Q/ 10分、MW/Mn=5、
密度= 0.956、DSC法結晶融点126℃の低圧
法ポリエチレンの40メツシユ以下の粉末を実施例1と
同じ条件で塩素含有135m ff1%迄塩素化し粉末
状(平均粒径0,2+i++ > CP Eを得た。
このCPEのトルエン10重量%溶液粘度(23℃)は
11x 103 cpsで実施例1のCPEよりも小さ
いにもかかわらず、実施例1と同じ6インチロールでシ
ート状にまとまるにはロールm度が80℃以上必要であ
った。
また実施例1と同じように熱プレスで架橋反応を行った
が耐油性試験[JIS3号油12o℃X 3日]の値は
重量増加率130%で架橋性が悪いことが判った。
比較例2 M I = 0.045 g/10分、MW /Mn 
=12、密度= 0.956、DSC法融点128℃の
低圧法ポリエチレンの40メツシユ以下の粉末を実施例
1と同じ条件で塩素含量35重重但迄塩素化し粉末状(
平均粒径0.1n)CPEを得た。このCPEはDSC
測定による結晶LJOcal/pであった。
ガーベダイ試験で実施例1と同じ条件では吐出しないの
で、可塑剤(DOP)を15部添加した配合で11出圧
力40〜50k(1/carで成型体を得たが、表面が
粗い成形体しか11tられなかった。またこのCPEを
6インチ臼−ルでシート状にまとめるには110℃以上
の温度が必要であった。
実施例2 M I = 0.07 (J /10分、密度= 0.
951、分子量分布(Mw /Mn ) =26、DS
C法結晶融点127℃の低圧法ポリエチレンの40メツ
シユ以下の粉末を実施例1と同じ条件下で塩素化し、そ
の塩素含量を40重量%とじた。そのCI) Eのトル
エン10重量%溶液粘1a(23℃)は30X 103
 cpsであった。また40℃の6インヂ混練ロールで
容易に混線された。また実施例1と同様に架橋反応を行
い耐熱性試験[JIS3号油12oり×3日Jの値は重
信増加率21%で架橋性のよいことも判った。
出願人 大阪費達株式会社 代理人 弁理士 同条 透

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 分子量分布(Mw /Mn )が20以上で溶融粘度指
    数(MI)が1g/10分以下の粉末状ポリエチレンを
    、その結晶の融点付近の高温水性懸濁下に塩素ガスを用
    いて、塩素を25〜45重足%含有し、残存結晶が1%
    以下になるように塩素化することを特徴とする成型加工
    性の良好な粉末状加硫用塩素化ポリエチレンゴムの製造
    法。
JP13795783A 1983-07-28 1983-07-28 成型性の良好な塩素化ポリエチレンゴムの製造法 Granted JPS6031503A (ja)

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WO1996015161A1 (en) * 1994-11-14 1996-05-23 Dsm N.V. Catalyst system for the preparation of a rubber-like copolymer
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WO2014171772A1 (ko) * 2013-04-19 2014-10-23 (주) 엘지화학 저입도 폴리에틸렌, 이의 염소화 폴리에틸렌 및 이를 포함하는 pvc 조성물
CN105169727A (zh) * 2015-09-09 2015-12-23 陕西科技大学 氯化聚乙烯生产所产生的稀盐酸的蒸发浓缩系统及工艺

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