WO2005033159A1 - ポリオレフィン系グラフト共重合体 - Google Patents

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WO2005033159A1
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polyolefin
graft copolymer
based graft
compound
metal compound
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Yoshifumi Fukui
Harumi Sakamoto
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Kaneka Corporation
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Definitions

  • the present invention is characterized by graft copolymerizing an olefin monomer to modified particles of a metal compound in the presence of a coordination polymerization catalyst, particularly in the presence of a late transition metal complex-based coordination polymerization catalyst.
  • the present invention relates to a novel polyolefin-based graft copolymer, a composition thereof, and a production method thereof.
  • the metal compound particles are composed of various polymers such as rigidity, heat resistance, dimensional stability, impact resistance, flame retardancy, dehydration, dehumidification, radiation protection, UV protection, heat radiation, light scattering and reflection. It is used to improve electromagnetic wave absorption, piezoelectricity, thermal conductivity, conductivity, magnetism, heat insulation, light weight, slidability, vibration damping, and other functions.
  • a metal compound particle and a polymer may have poor compatibility in some cases.
  • a method of grafting a polymer component to be improved to such a metal compound particle is effective.
  • the method of grafting using emulsion polymerization is optimal.
  • a core-shell body can be synthesized by graft copolymerizing a colloidal silica with a bull-based monomer (Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-192408). Also, by graft copolymerizing a butyl monomer onto the core-shell body of colloidal silicide and silicone and then adding it to the thermoplastic resin, the abrasion resistance, weather resistance, impact resistance, etc. of the thermoplastic resin can be improved. (Japanese Patent Laid-Open No. 4-270710).
  • inorganic particles such as calcium carbonate Z calcium phosphate (meth) acrylate ester three-layer core-shell body and inorganic particles Z-organic polymer three-layer core-shell body are synthesized, and the strength, elastic modulus, impact strength, The blocking resistance and the scratch resistance are improved (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-98164).
  • clay compounds ion-exchangeable layered compounds
  • polyolefins by a melt-kneading method or a polymerization method has been actively conducted.
  • an organic compound modified product
  • a composite is obtained by melt-kneading with polyolefin or by olefin polymerization.
  • the compatibility between the organically modified clay and the polyolefin is not always sufficient, attempts have been made to improve the compatibility by grafting the organic portion of the organically modified clay with the polyolefin (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 20-210). 0 0—1 3 6 3 0 8).
  • Grafting of clay compounds is obtained by melt-kneading, but there is no example of grafting by polymerization.
  • An object of the present invention is to provide a polyolefin-based copolymer obtained by graft copolymerizing an olefin monomer to modified particles of a metal compound, and particularly to providing an olefin monomer to the modified particles of a metal compound in a state of being dispersed in water.
  • the present invention relates to a polyolefin-based graft copolymer characterized in that an olefin monomer is graft-copolymerized on a modified particle of a metal compound in the presence of a coordination polymerization catalyst.
  • the present invention relates to a polyolefin-based graft copolymer, wherein the coordination polymerization catalyst is a late transition metal complex-based coordination polymerization catalyst.
  • the late transition metal complex-based coordination polymerization catalyst is a complex comprising a ligand having two imine nitrogens and a transition metal selected from Groups 8 to 10 of the periodic table.
  • the late transition metal complex-based coordination polymerization catalyst is a complex comprising an ⁇ -dimine type ligand and a transition metal selected from Group 10 of the periodic table.
  • the present invention relates to a polyolefin-based graft copolymer.
  • the late transition metal complex-based coordination polymerization catalyst is an active species represented by the following general formula (1) or (2) after reacting with the cocatalyst.
  • the present invention relates to a polyolefin-based graft copolymer.
  • R 4 is each independently a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.
  • R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom or a methyl group.
  • R 5 is a halogen atom, a hydrogen atom, or an organic group having 1 to 20 carbon atoms
  • X is an organic group having a heteroatom which can be coordinated to M, and may be connected to R 5 ; Or X may not be present L- is any anion.
  • R 4 is each independently a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.
  • R 5 is a halogen atom, a hydrogen atom, or an organic group having 1 to 20 carbon atoms.
  • X is an organic group having a heteroatom capable of coordinating to M, and may be connected to R 5 or may be absent.
  • L is any anion.
  • the present invention relates to a polyolefin-based graft copolymer, wherein the olefin monomer is ⁇ -olefin having 10 or less carbon atoms.
  • the metal compound is sodium, potassium, beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium, titanium, molybdenum, iron, zinc, aluminum, gallium, silicon, tin, lead, and antimony.
  • the present invention relates to a polyolefin-based graft copolymer containing at least one metal selected from the group consisting of:
  • the metal compound is selected from oxides, hydroxides, carbonates, sulfates, silicates, nitrides, titanates, zirconates, borates, sulfides, carbides, and borates.
  • the present invention relates to a polyolefin-based graft copolymer characterized by any one of the above.
  • the present invention relates to a polyolefin-based graft copolymer, wherein the metal compound is magnesium hydroxide or silica. In a preferred embodiment, the present invention relates to a polyolefin-based graft copolymer, wherein the metal compound is a clay compound.
  • the modified particles of the metal compound are modified particles obtained by reacting a metal compound with a compound having a functional group, and the compound having the functional group can react with the metal compound in a state of being dispersed in water.
  • the present invention relates to a polyolefin-based graft copolymer, which is a compound having one functional group and one carbon-carbon double bond capable of coordination polymerization in one molecule.
  • the present invention also relates to a polyolefin-based resin composition comprising the polyolefin-based graft copolymer described above and a polyolefin resin.
  • the present invention also relates to a method for producing the above-described polyolefin-based graft copolymer.
  • the polyolefin-based graft copolymer of the present invention has good dispersibility and compatibility when kneaded with a polyolefin resin.
  • the composition can be imparted with high tensile elongation, high tensile modulus (hardness), high polarity (wetability), high flame retardancy, and the like.
  • the present invention relates to a polyolefin-based graft copolymer, which comprises graft copolymerizing an olefin monomer with modified particles of a metal compound in the presence of a coordination polymerization catalyst.
  • any one can be used as long as it has an olefin polymerization activity, but it preferably has an olefin polymerization activity in the presence of a metal compound, particularly in the presence of water. Therefore, a late transition metal complex-based coordination polymerization catalyst is preferred.
  • any one can be used as long as it has an olefin polymerization activity in the coexistence of water.
  • Periodic Tables 8-10 iron, cobalt, nickel, ruthenium, Rhodium, palladium, osmium, iridium, and platinum are preferred, and among these,
  • Nickel, palladium, and platinum of Group 10 are preferable, and nickel and palladium are particularly preferable because palladium is relatively stable even in water.
  • Examples of the ligand in the late transition metal complex of the present invention include ligands containing nitrogen, oxygen, phosphorus, and sulfur, but are not particularly limited.
  • ligands containing nitrogen, oxygen, phosphorus, and sulfur but are not particularly limited.
  • ligands having two imine nitrogens are preferable from the viewpoint of simple synthesis.
  • a species having a structure represented by the following general formula (1) or (2) is preferably used.
  • the olefin monomer coordinates and inserts into this species, and the polymerization proceeds. It is generally called an active species.
  • R 1 R 4 is each independently a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.
  • R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom or a methyl group.
  • R 5 is a halogen atom, a hydrogen atom, or an organic group having 1 to 20 carbon atoms
  • X is an organic group having a heteroatom capable of coordinating with M, and even if it is connected to R 5 Good, or X may not be present, L- is any anion.
  • R and R 4 are each independently a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms.
  • R 5 is a halogen atom, a hydrogen atom, or a carbon atom having 1 to 20 carbon atoms.
  • X is an organic group having a heteroatom capable of coordinating to M, and may be connected to R 5 or may be absent. L-is any anion is there. ) .
  • Molecules that can coordinate to M represented by X include getyl ether, acetone, methyl ethyl ketone, acetoaldehyde, acetic acid, ethyl acetate, water, ethanol, acetonitrile, tetrahydrofuran, dimethylformamide, and dimethyl sulfoxide.
  • Examples include polar compounds such as sides and propylene carbonate.
  • R 5 has a hetero atom, particularly a carbonyl oxygen such as an ester bond, the carbonyl oxygen may be coordinated as X. Further, it is known that, when polymerized with olefin, the olefin is coordinated.
  • the anion represented by L— is formed together with a cation ( ⁇ +) by the reaction between a catalyst composed of an ⁇ -dimine-type ligand and a transition metal and a cocatalyst, but is not coordinated in a solvent. Any material can be used as long as it can form an ionic pair.
  • R 2 and R 3 are preferably a hydrocarbon group, and particularly preferably a hydrogen atom, a methyl group, or an acenaphthene skeleton represented by the general formula (2) because of their simple synthesis and high activity.
  • Ar is preferably an aromatic group having a substituent, for example, 2,6-dimethylphenyl, 2,6-diisopropylphenyl and the like.
  • auxiliary ligand (R 5 ) in the active species obtained from the late transition metal complex of the present invention a hydrocarbon group, a halogen group or a hydrogen group is preferable.
  • the cation (Q +) force of the catalyst which will be described later. Halogen, etc. is extracted from the metal-halogen bond or metal-hydrogen bond or hydrogen-carbon bond of the catalyst to form a salt, while the catalyst forms an active species. This is because a cation (M +) having a metal-carbon bond, metal-halogen bond or metal-hydrogen bond is generated, and it is necessary to form a non-coordinating ion pair with the anion (L_) of the promoter. .
  • R 5 a methyl group, black port group, and a bromo group or hydrogen group, especially preferable because methyl group or a black hole group, the synthesis is simple. It is to be noted that insertion of olefin into the M + -halogen bond is harder than that of the M + -carbon bond (or hydrogen bond), and therefore, particularly preferred R 5 is a methyl group.
  • R 5 may be an organic group having an ester bond having a carbonyl oxygen capable of coordinating to M, for example, a group obtained from methyl butyrate.
  • the promoter can be represented by Q + L-.
  • Q include Ag, Li, Na, K, and ⁇ . Ag is preferable because the halogen extraction reaction is easily completed, and Na and K are preferable because they are inexpensive.
  • PF 6 , As F 6 , S b F 6 , (R f S 0 2 ) 2 CH, (R f S 0 2 ) 3 C, (R f S 0 2 ) 2 N, and R f SO 3 are polar compounds PF 6 , As F 6 , and Sb F 6 are particularly preferred in that they are easy to synthesize and easily available industrially. From the high activity, BF 4 , B (C 6 F 5 ) 4 , B (C 6 H 3 (CF 3 ) 2 ) 4 , especially B (C 6 F 5 ) 4 , B (C 6 H 3 (CF 3 ) 2 ) 4 is preferred.
  • R f is a hydrocarbon group containing a plurality of fluorine groups.
  • R f examples include, but are not limited to, CF 3 , C 2 F 5 , C 4 F 9 , C 8 F 17 , and C 6 F 5 . Some may be combined.
  • the molar ratio of the late transition metal complex-based catalyst co-catalyst is 1 / 0.1 to 110, preferably 1 / 0.5-1 / 2, and particularly preferably 10.75. ⁇ 1 / 1.25.
  • the olefin monomer used in the present invention is not particularly limited as long as it is an olefin having 2 to 20 carbon atoms.
  • ⁇ -olefins having 10 or less carbon atoms are preferable from the viewpoint of high polymerization activity, and examples thereof include ethylene, propylene, 1-butene, 11-hexene, and 11-otene. These olefin monomers may be used alone or in combination of two or more.
  • the amount of the olefin monomer used is not limited, the molar ratio of the olefin monomer / active species (the smaller amount of the catalyst or cocatalyst) is 10 to 10 9 , and more preferably 10 to 10 mol. 0-1 0 7, particularly preferably 1 0 0 0-1 0 5. If the molar ratio is too small, only a polymer having a small molecular weight will be obtained, and if it is too large, the yield of polymer to monomer tends to be low.
  • the metal compound used in the present invention is not particularly limited, but may be sodium, potassium, beryllium, magnesium, canolecum, stonium, titanium, titanium, molybdenum, iron, zinc, aluminum, It preferably contains at least one metal selected from the group consisting of gallium, silicon, tin, lead, and antimony; oxides, hydroxides, carbonates, sulfates, silicates, nitrides, titanates , Zirconate, borate, sulfide, carbide, and boric acid.
  • Specific examples include silica, alumina, zinc oxide, titanium oxide, oxidized ruthenium, magnesium oxide, iron oxide, tin oxide, antimony oxide, beryllium oxide, calcium hydroxide, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, and basic oxides.
  • Examples thereof include tin zirconate, aluminum borate, molybdenum sulfide, silicon carbide, and zinc borate.
  • Magnesium hydroxide and silica are particularly preferable because they can be obtained in a state of being dispersed in water.
  • a clay compound can be used as the metal compound used in the present invention.
  • the clay compound as used herein refers to a clay, a clay mineral, or an ion-exchange layered compound, and is not particularly limited.
  • Clay is an aggregate of fine silicate minerals. Clay minerals are hydrous silicates that are the main component of clay. These may be not only natural products but also artificial synthetic products.
  • An ion-exchange layered compound has a crystal structure in which planes formed by ionic bonds, etc., are stacked in parallel with weak bonding force It is a compound whose contained ions are exchangeable.
  • Some clays and clay minerals are ion-exchangeable layered compounds.
  • Specific examples include phyllokeic acids (filokeic acid, phyllokeate) as clay minerals.
  • the bilokeates include the smectites (montmorillonite, savonite, hectolite), the mica (ilite, sericite), and the vermiculites, even if they form a mixed layer.
  • smectites montmorillonite, savonite, hectolite
  • the mica ilite, sericite
  • vermiculites even if they form a mixed layer.
  • Fluorotetrasilicate mica, labonite, smecton and the like are also included.
  • Clay minerals that are not ion-exchangeable layered compounds include bentonite, Kibushi clay, Gairome clay, sepiolite, palygorskite, alofen, imogolite and the like. Clay minerals and ion-exchange layered compounds are preferred, and montmorillonite is particularly preferred.
  • the shape of the metal compound used in the present invention is not particularly limited, but is preferably spherical.
  • the size of the particles There is no particular limitation on the size of the particles.
  • silica which is a preferred example of the present invention, the average particle size is 5 to 100 nm, preferably 30 to 150 nm.
  • magnesium hydroxide the average particle size is 50 to 100 nm, and preferably 300 to 150 nm. These particles may be prepared in a state of being dispersed in water, or the prepared particles may be dispersed in water.
  • colloidal silica is preferable, and these colloidal silicas can be prepared and used by a sol-gel method, but commercially available products such as Nissan Chemical's Snowtex grades may be used. .
  • colloidal silica is silicon dioxide, but it may contain alumina or sodium aluminate as a minor component, and inorganic bases such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, and ammonia as stabilizers.
  • inorganic bases such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, and ammonia as stabilizers.
  • An organic base such as tetramethylammonium may be contained.
  • the modified particles in the present invention refer to particles obtained by introducing active sites capable of coordination polymerization into the above-mentioned metal compound particles.
  • One specific example is the reaction with a metal compound in the molecule.
  • compound (A) a compound having a possible functional group and a coordinatively polymerizable carbon-carbon double bond
  • A coordinatively polymerizable carbon-carbon double bond
  • Double bonds can be introduced.
  • the carbon-carbon double bond capable of coordination polymerization is a component for enabling graft copolymerization between the modified particles of the metal compound and the olefin monomer.
  • the carbon-carbon double bond capable of coordination polymerization is preferably a carbon-carbon double bond at an aryl terminal ( ⁇ -olefin structure), a cyclic olefinic terminal, a styryl terminal, or a (meth) acrylic terminal.
  • aryl terminal ⁇ -olefin structure
  • cyclic olefinic terminal a styryl terminal
  • a (meth) acrylic terminal Those having an acrylic terminal and an aryl terminal are preferred in that coordination polymerization is easy, that is, graft copolymerization with an olefin monomer is easy.
  • the compound ( ⁇ ) is preferably an acid, particularly a carboxylic acid.
  • an acid particularly a carboxylic acid.
  • Specific examples include acrylic acid, vinyl acetic acid, 4-pentenoic acid, 2,2-dimethinole-1-pentenoic acid, pendecylenic acid, 5-norbornene_2,3,1-dicarboxylic acid, and acrylic acid, Vinyl acetic acid, 4-pentenoic acid and pendecylenic acid are particularly preferred.
  • silica which is a preferred example of the present invention, it is preferable to use a hydrolyzable alkoxy group or a silanol group bonded to a silicon atom or a group having a cyclic siloxane structure as a group for reacting with silanol of the silica.
  • the compound ( ⁇ ) include, for example, 3-acryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, 3-acryloxypropylmethylethoxyethoxysilane, 3-attaryloxypropyltriethoxysilane, and the like.
  • 1,3,5,7-tetrakis atalyloxypropyl
  • 1,3,5,7-tetramethylcyclotetrasiloxane 1,3,5-tris
  • organosiloxanes such as 1,3,5-trimethylcyclotrisiloxane, and among them, 3-attaryloxypropylmethyldimethoxysilane is particularly preferred in that it has good reactivity.
  • These compounds (II) may be used alone or in combination of two or more.
  • the functional group capable of reacting with the clay compound is preferably an ammonium ion, and is preferably an ammonium ion or a phosphonium ion.
  • Numium ions are preferred, and ammonium ions are preferred.
  • Specific examples of the compound (A) include, but are not particularly limited to, compounds of the following formulas.
  • These compounds (A) may be used alone or in combination of two or more.
  • the reaction of compound (A) may be carried out at any pH as long as the condition of dispersion in water does not cause gelation. If necessary, the reaction system may be heated, or an auxiliary solvent such as methanol, ethanol, isopropanol, or acetone may be added.
  • an auxiliary solvent such as methanol, ethanol, isopropanol, or acetone may be added.
  • a dispersion stabilizer for preventing aggregation may be present at the time of the reaction of the compound (A) and the subsequent polymerization.
  • the amount of the dispersion stabilizer used should be not less than the amount that maintains the dispersion stability and not more than the concentration at which micelles are formed in the medium (at the start of polymerization). Is desirable.
  • the dispersion stabilizer preferably used in the present invention is an anionic surfactant or a polymer dispersion stabilizer.
  • Higher alkyl ether sulfate esters such as higher alcohol sulfate sodium salt, lauryl alcohol, ethylene oxide adduct sulfate, etc., sulfated oil, sulfated fatty acid ester, sulfated fatty acid, sulfated olefin, Sodium salts of alkylbenzenesulfonates such as sodium dodecylbenzenesulfonate, alkylarylsulfonates, formalin condensed naphthalenesulfonates, ⁇ -olefin sulphonates, oleyl ( ⁇ -methyl) tauride Alkyl ( ⁇ -methyl) taurides, di-sulfosuccinate di-2-ethylhexyl ester sodium salt, etc., sulfosuccinate diester surfactants, higher alcohol phosphate monoester disodium salt, higher alcohol phosphate diester mononatrium salt And phosphate esters
  • composition ratio of the metal compound to the compound ( ⁇ ) is preferably from 0.01 to 50 parts by weight, more preferably from 0.1 to 10 parts by weight, especially from 0.5 to 5 parts by weight, per 100 parts by weight of the metal compound. Parts by weight are preferred.
  • the graft copolymer of modified particles of metal compound and olefin-based monomer of the present invention is prepared by dissolving in water in an aqueous medium in the presence of a dispersion stabilizer. It is obtained by reacting the dispersed metal compound particles with the compound (II), and then graft copolymerizing an olefin monomer in the presence of a late transition metal complex-based coordination polymerization catalyst.
  • the modified particles of the metal compound of the present invention may be used as they are in the reaction with the olefin monomer, or may be subjected to operations such as dilution, concentration, heat treatment, and aging treatment as necessary. May be used after addition, or after adjusting the components by adding additives such as an emulsifier, an antifreezing agent, a stabilizer and a pH adjuster.
  • the metal compound particles are preferably used as a latex having a solid content of 1 to 50% by weight, more preferably a latex having a solid content of 2 to 40% by weight, particularly 5 to 30% by weight. Is preferred. If the solid content is too high, latex particles will aggregate and the reaction tends to be non-uniform. If the solid content is too low, the amount of the entire reaction solution increases, resulting in poor kettle efficiency.
  • the polymerization of the polyolefin-based graft copolymer of the present invention is carried out by emulsification or a system similar thereto.
  • a coordination polymerization catalyst and an olefin monomer may be uniformly dispersed in a latex of modified particles of a metal compound (hereinafter, modified particles) and reacted.
  • modified particles a metal compound
  • the olefin monomer used is a gas at the reaction temperature, it may be condensed or coagulated at a low temperature and charged as a liquid or solid, and then heated to the reaction temperature or charged to be charged as a liquid or gas. But it's fine.
  • the modified particles, the olefin monomer, and the coordination polymerization catalyst may be charged in the reaction vessel all at once or may be partially charged and then the rest may be added continuously or intermittently. Further, it may be charged in any state in which it is mixed with water and an emulsifier to form an emulsion.
  • the ratio of the modified particles to the olefin monomer can be arbitrarily set, but the olefin monomer is preferably 1 to 100 parts by weight, more preferably 5 to 50 parts by weight, based on 100 parts by weight of the modified particles to be used. It is preferable to use 10 parts by weight, especially 10 to 40 parts by weight.
  • the olefin monomer is a volatile liquid or gas having a boiling point of 100 ° C or less
  • use the olefin monomer in a large excess stop the reaction when the above-mentioned preferable amount is polymerized, and heat or release the pressure. Can remove unreacted monomers.
  • an organic solvent may be added to promote the reaction between the olefin monomer and the coordination polymerization catalyst.
  • the solvent is not particularly limited, but is preferably an aliphatic or aromatic solvent, which may be halogenated. Examples include tonoleene, ethynolebenzene, xylene, benzene, dichlorobenzene, pentane, hexane, heptane, octane, cyclohexane, methinolecyclohexane. , Ethylcyclohexane, butyl chloride, methylene chloride and chloroform.
  • a polar solvent such as tetrahydrofuran, dioxane, getyl ether, acetate, ethanol ⁇ , methanole, methinoleethynoleketone, methinoleisobutynoleketone, and ethyl acetate may be used.
  • the solvent is relatively low in water solubility and the catalyst is soluble in the solvent.
  • particularly preferred such solvents include methylene chloride, chloroform, butyl chloride, and benzene. . These solvents may be used alone or in combination of two or more.
  • the total amount of the solvent used is preferably 30% by volume or less, more preferably 10% by volume or less, based on the total volume of the reaction solution.
  • the amount is preferably 150 parts by weight or less, more preferably 50 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of the modified particles used.
  • the amount of the solvent used is 30% by volume or less based on the total volume of the reaction solution, or 150% by weight or less with respect to 100% by weight of the modified particles, the latex particles are stable, and This is preferable because a uniform reaction can be ensured.
  • the production of the polyolefin-based graft copolymer of the present invention is carried out at ⁇ 30 to 200 ° C., preferably 0 to 100 ° C.
  • the polymerization time is not particularly limited, but is usually from 10 minutes to 100 hours
  • the reaction pressure is not particularly limited, but is from normal pressure to 1 OMPa.
  • the temperature and pressure may be kept constant from the start to the end of the reaction, or may be changed continuously or stepwise during the reaction.
  • the olefin monomer used is a gas such as ethylene or propylene
  • the pressure may gradually decrease as the monomer is consumed by the polymerization reaction, but the pressure may be changed and the reaction may be performed as it is, and the monomer is supplied.
  • the polyolefin-based graft copolymer may contain free non-grafted polyolefin in some cases, but preferably contains substantially no free polyolefin, and can be achieved by adjusting various polymerization conditions. .
  • free polyolefin can be reduced by increasing the content of a carbon-carbon double bond capable of coordination polymerization in the modified particles or by adding a solvent during the polymerization of the olefin monomer.
  • the polyolefin-based graft copolymer of the present invention is usually obtained as a latex.
  • the particle size of the latex is obtained according to the particle size of the modified particles used and the amount of reacted olefin monomer. Depending on the reaction conditions, some of the latex particles may be aggregated and precipitated, or free polyolefin may be precipitated as a by-product. However, it is preferable to carry out the reaction under conditions free of such precipitates.
  • the polyolefin-based graft copolymer obtained as described above or a latex containing the same may be obtained, for example, by spray-drying the latex, or by using chloride, magnesium chloride, calcium sulfate, magnesium sulfate, magnesium sulfate, aluminum sulfate, or formic acid. Aggregation by an electrolyte such as calcium, or through such a precipitation process, followed by treatment such as washing, dehydration (desolvation), and drying to obtain a powder, resin mass, or rubber made of polyolefin graft copolymer It can be collected as a lump.
  • a resin in a water-containing (solvent-containing) state obtained by processing the dried product of the graft copolymer of the present invention into a pellet by using an extruder or a Banbury mixer, or by subjecting precipitation to dehydration (desolvation). It can be processed into a pellet and collected by passing it through a compression dehydrator.
  • the resin composition of the present invention can be produced by blending the graft copolymer of the present invention with a polyolefin resin.
  • the polyolefin-based graft copolymer of the present invention contains a polyolefin component, it exhibits good dispersibility even in a low-polarity polyolefin resin.
  • silica can contain various functions, particularly rigidity, scratch resistance, heat resistance, dimensional stability, electrical properties, polarity, etc., because of its components.
  • particularly preferred example of magnesium hydroxide may include various components, especially rigidity, scratch resistance, heat resistance, dimensional stability, flame retardancy, polarity, etc., because of its component.
  • Polyolefin resins include polypropylene, polyethylene, ethylene propylene rubber, ethylene propylene diene rubber, ethylene octene rubber, polymethylpentene, ethylene cyclic olefin copolymer, ethylene-butyl acetate copolymer, ethylene daricidyl methacrylate copolymer, An example is an ethylene methyl methacrylate copolymer.
  • polyethylene and polypropylene are more preferable.
  • polypropylene is particularly preferred in that the polyolefin graft copolymer of the present invention has good dispersibility.
  • the blending ratio of the polyolefin resin and the polyolefin-based graft copolymer may be appropriately determined so that the physical properties of the molded article are well-balanced, but in order to obtain sufficient physical properties, the amount of the polyolefin-based graft copolymer is required. Is 0.1 part or more, preferably 5 parts or more, with respect to 100 parts of the polyolefin resin. In order to maintain the characteristics of the polyolefin resin, the amount of the polyolefin graft copolymer is adjusted to 100 parts by weight of the polyolefin resin. The amount is 500 parts or less, preferably 100 parts or less, more preferably 500 parts or less with respect to 0 parts.
  • graft copolymer of the present invention can be blended with various thermoplastic resins or thermosetting resins, and it is also possible to blend these resins in addition to the above-mentioned polyolefin resin.
  • thermoplastic resin examples include, in addition to polyolefin resin, commonly used resins such as polybutyl chloride, polystyrene, polymethyl methacrylate, methyl methacrylate-styrene copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, and styrene-styrene.
  • polyolefin resin commonly used resins such as polybutyl chloride, polystyrene, polymethyl methacrylate, methyl methacrylate-styrene copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer, and styrene-styrene.
  • Vinyl polymers such as atarilonitrile-N-phenylmaleimide copolymer, ⁇ -methylstyrene-acrylonitrile copolymer, polyester, polycarbonate, polyamide, polyphenylene ether-polystyrene composite, polyacetal, polyether ether ketone, poly An engineering plastic such as ether sulfone is preferably exemplified.
  • thermosetting resin generally used resins, for example, phenol resin, urea resin, melamine resin, unsaturated polyester resin, epoxy resin and the like are preferably exemplified. These thermoplastic resins or thermosetting resins may be used alone or in combination of two or more.
  • the mixing ratio of the thermoplastic resin or the thermosetting resin and the polyolefin-based graft copolymer may be appropriately determined so that the physical properties of the molded article can be obtained in a well-balanced manner.However, in order to obtain sufficient physical properties, the polyolefin-based graft copolymer is used.
  • the amount of the graft copolymer is at least 0.1 part, preferably at least 5 parts with respect to 100 parts of the thermoplastic resin or the thermosetting resin.
  • Polyole to maintain The amount of the fin-based graft copolymer is 500 parts or less, preferably 100 parts or less, and more preferably 50 parts or less, based on 100 parts of the thermoplastic resin or the thermosetting resin.
  • composition comprising the polyolefin-based graft copolymer of the present invention may contain a general additive known in the plastic and rubber industries, for example, a plasticizer, a stabilizer, a lubricant, an ultraviolet absorber, an antioxidant, Compounding agents such as flame retardants, flame retardant aids, pigments, glass fibers, fillers, and polymer processing aids can be included.
  • a method used for blending a usual thermoplastic resin can be used.
  • a thermoplastic resin and the polyolefin-based graft copolymer of the present invention can be used.
  • the additive component by melt-kneading using a heating kneader, for example, a single-screw extruder, a twin-screw extruder, a roll, a Banbury mixer, a Brabender, a kneader, a high-shear mixer, or the like.
  • the order of kneading the components is not particularly limited, and can be determined according to the equipment used, the workability, or the physical properties of the obtained thermoplastic resin composition.
  • thermoplastic resin When the thermoplastic resin is produced by an emulsion polymerization method, the thermoplastic resin and the polyolefin-based graft copolymer are all blended in a latex (emulsion) state, and then coprecipitated. (Coaggregation) can also be obtained.
  • the polyolefin-based graft copolymer composition thus obtained can be molded by a method generally used for molding a thermoplastic resin composition, such as an injection molding method, an extrusion molding method, a blow molding method, or a calendar molding method. Molding method.
  • colloidal silica 6 As (manufactured by Nissan Chemical Industries, SNOWTEX ZL, specific gravity 1. 296, S I_ ⁇ 2 content 40.6%, average particle size 1 1 5 nm) 1 2. 5 m L ( colloidal silica 58 g) was added dropwise with stirring. The pH of the system was adjusted to about 7 by adding a small amount of a 1 N aqueous sulfuric acid solution.
  • the mixture was degassed under reduced pressure with an aspirator and replaced with nitrogen.
  • the temperature of the oil bath was set at 75 to 80 ° C, 0.15 g of 3-acryloxypropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Silicone) was added, and the mixture was stirred for 4 hours, left to room temperature and cooled.
  • the polyolefin graft copolymer of the present invention was obtained.
  • NMR observation it was confirmed that polyhexene was present in the polyolefin-based graft copolymer and its hexane-insoluble matter.
  • Example 2 20 g of polypropylene resin (F 232 DC manufactured by Grand Polymer) and 4 g of the polyolefin-based graft copolymer obtained in Example 1 were subjected to laboplastomill (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd., capacity: 30 cc) at 200 ° C for 100 r. After kneading at 10 pm for 10 minutes, the obtained resin composition is pressed (conditions: 200 ° C, no pressure, 10 min ⁇ 200 ° C, 50 kgf / cm 2 , 10 min ⁇ room temperature, 50 kgf / cm 5 min) to prepare a sheet having a thickness of about 0.7 mm, and the tensile properties and wettability were measured. Table 1 shows the results.
  • Example 2 In the same manner as in Example 2, the tensile properties and wettability of the polypropylene resin alone were measured. It can be seen that Example 2 has higher elastic modulus and higher wettability. The results are shown in Table 1.
  • Example 2 An aqueous solution of calcium chloride was added to the same colloidal silica used in Example 1 to cause precipitation, followed by filtration and washing with a Kiriyama funnel. After drying under reduced pressure, silica was obtained. After kneading 20 g of the polypropylene resin and 4 g of the obtained silica at 200 ° C. and 100 rpm for 10 minutes using a Labo Plastomill, the obtained resin composition is pressed to obtain a sheet having a thickness of about 0.7 mm. Was prepared, and the tensile properties and wettability were measured. Table 1 shows the results Shown in It can be seen that Example 2 shows higher elongation.
  • the temperature of the oil bath was set at 75 to 80 ° C, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane (manufactured by Shin-Etsu Silicone) lg was added, and the mixture was stirred for 4 hours, left to room temperature, and cooled.
  • To 5 Oml (about 5.2 g as colloidal silica) of the obtained silica-modified particles add sodium dodecyl sulfate (sodium lauryl sulfate, manufactured by Wako Pure Chemical Industries) lg, degas under reduced pressure with an aspirator, and replace with nitrogen Was done.
  • Dry methylene chloride (Wako Pure Chemical) l mL added catalytic active species solution obtained in Synthesis Example 1 1.
  • Precipitates were partially observed. Among them, an aqueous calcium chloride solution was added to the latex to precipitate the precipitate, which was filtered and washed with a Kiriyama funnel. After drying under reduced pressure, the polyolefin graft copolymer of the present invention was obtained. In addition, NMR observation confirmed that polyhexene was present in the polyolefin-based graft copolymer.
  • a polypropylene resin (F232DC manufactured by Grand Polymer) 2 Og and 4 g of the polyolefin-based graft copolymer obtained in Example 3 were mixed at a temperature of 200 ° C. and 100 After kneading for 10 minutes at r pm, —
  • the obtained resin composition was pressed to form a sheet having a thickness of about 0.7 mm, and the tensile properties and the wettability were measured. The results are shown in Table 1. It can be seen that the elongation is higher than that of Example 2.
  • Example 6 shows higher elongation. The results are shown in Table 1.
  • the polyolefin-based graft copolymer of the present invention can be kneaded with a polyolefin resin and used as a polyolefin-based composite.
  • This polyolefin-based composite has features such as high tensile elongation, high tensile modulus (hardness), high polarity (wetability), and high flame retardancy, and is made of polyolefin-based engineering plastic, polar polyolefin or It is industrially useful as a flame-retardant polyolefin.

Abstract

金属化合物の変性粒子にオレフィン系モノマーをグラフト共重合させたポリオレフィン系共重合体を提供することである。配位重合触媒の存在下、特に後周期遷移金属錯体系の配位重合触媒の存在下、金属化合物の変性粒子に、オレフィン系モノマーをグラフト共重合させることにより、ポリオレフィン系グラフト共重合体を得ることができる。さらには、ポリオレフィン樹脂に、該ポリオレフィン系グラフト共重合体を配合することにより、ポリオレフィン樹脂の特性を改善することができる。

Description

明細書
ポリオレフイン系グラフト共重合体 技術分野
本発明は、 配位重合触媒の存在下、 特に後周期遷移金属錯体系の配位重合触媒 の存在下、 金属化合物の変性粒子に、 ォレフィン系モノマーをグラフト共重合さ せることを特徴とする、 新規なポリオレフイン系グラフト共重合体、 その組成物 およびその製造方法に関する。 背景技術
金属化合物の粒子は各種ポリマーの剛性、 耐熱性、 寸法安定性、 耐衝撃性、 難 燃性、 脱水性、 脱湿性、 放射線防護性、 紫外線防護性、 熱線輻射性、 光散乱 ·反 射性、 電磁波吸収性、 圧電性、 熱伝導性、 導電性、 磁性、 断熱 ·軽量性、 摺動性、 制振性、 その他の機能性等を改良するのに用いられている。 しかしながら、 その ような金属化合物の粒子とポリマーは相溶性が悪い場合があり、 そのような場合 には、 改良したいポリマー成分をそのような金属化合物の粒子にグラフトさせる 方法が有効である。 特に水中に分散させやすい金属化合物の粒子の場合には、 乳 化重合を利用してグラフトさせる方法が最適である。 例えば、 コロイダルシリカ にビュル系モノマーをグラフト共重合させることにより、 コアシェル体が合成で きることが開示されている (特開平 9一 1 9 4 2 0 8 ) 。 また、 コロイダルシリ 力とシリコーンのコアシェル体にビュル系モノマーをグラフト共重合させた後、 熱可塑性樹脂に添加することにより、 熱可塑性樹脂の耐磨耗性、 耐候性、 耐衝撃 性等が改良できることが開示されている(特開平 4— 2 7 0 7 1 0 )。さらには、 炭酸カルシウム Zリン酸カルシウム (メタ) アクリル酸エステル重合体系 3層 コアシェル体などの無機粒子ノ無機物 Z有機重合体系 3層コアシェル体が合成さ れ、 熱可塑性樹脂の強度、 弾性率、 衝撃強度、 耐ブロッキング性、 耐スクラッチ 性が改良されている (特開 2 0 0 1 - 9 8 1 6 4 ) 。
しかしながら、 グラフトしたビニル系ポリマーとポリオレフィン樹脂との相溶 性は一般的に異なるため、 これらをポリオレフイン樹脂に配合した場合には、 相 溶性の低さに由来して、 例えば引張伸びが低下する等の問題があつた。
一方、 粘土、 粘土鉱物またはイオン交換性層状化合物 (以下、 粘土化合物とい う) とポリオレフインとの複合体を溶融混練法あるいは重合法により製造する研 究が活発になされている。
一般的には粘土化合物としては有機化したもの (変性物) を用い、 その後、 ポ リオレフインとの溶融混練あるいはォレフィン重合により複合体を得ている。 し かしながら、 有機化粘土とポリオレフインとの相溶性は必ずしも十分ではないた め、 有機化粘土の有機部分とポリオレフインとのグラフトにより相溶性を改良す る試みがなされている (特開 2 0 0 0— 1 3 6 3 0 8 ) 。
粘土化合物のグラフト化は溶融混練法により得られるものであるが、 重合法に よるグラフト化についての例はこれまでなかった。
また、 一般的な配位重合触媒 (前周期遷移金属錯体) は水中で失活する特性を 有するために、 金属化合物の粒子の水中分散体にォレフィン系モノマーをグラフ ト共重合させることは一般的に困難であった。 発明の開示
本発明の課題は、 金属化合物の変性粒子にォレフィン系モノマーをグラフト共 重合させたポリオレフィン系共重合体を提供することであり、 特に水中に分散し た状態で金属化合物の変性粒子にォレフィン系モノマーをグラフト共重合させた ポリオレフイン系共重合体を提供することである。
上記課題を解決するために、 本発明者らは鋭意検討した結果、 本発明を完成す るに至った。
即ち本発明は、 配位重合触媒の存在下、 金属化合物の変性粒子に、 ォレフィン 系モノマーをグラフト共重合させることを特徴とするポリオレフイン系グラフト 共重合体に関する。
好ましい実施態様としては、 配位重合触媒が、 後周期遷移金属錯体系の配位重 合触媒であることを特徴とするポリオレフイン系グラフト共重合体に関する。 好ましい実施態様としては、 後周期遷移金属錯体系の配位重合触媒が、 2つの ィミン窒素を有する配位子と周期表 8〜1 0族から選ばれる遷移金属とからなる 錯体であることを特徴とするポリオレフイン系グラフト共重合体に関する。 好ましい実施態様としては、 後周期遷移金属錯体系の配位重合触媒が、 α—ジ ィミン型の配位子と周期表 1 0族から選ばれる遷移金属とからなる錯体であるこ とを特徴とするポリオレフイン系グラフト共重合体に関する。
好ましい実施態様としては、 後周期遷移金属錯体系の配位重合触媒が、 助触媒 と反応後、 下記一般式 (1 ) 、 または一般式 (2 ) で示される活性種であること を特徴とするポリオレフイン系グラフト共重合体に関する。
Figure imgf000004_0001
(式中、 Mはパラジウムまたはニッケルである。 R 4は各々独立して、 炭素 数 1〜4の炭化水素基である。 R 2, R 3は各々独立して水素原子、 またはメチル 基である。 R 5はハロゲン原子、 水素原子、 または炭素数 1〜2 0の有機基であ る。 Xは Mに配位可能なヘテロ原子をもつ有機基であり、 R 5につながっていて もよい、 または Xは存在しなくてもよい。 L -は任意のァニオンである。 ) 。
Figure imgf000005_0001
(式中、 Mはパラジウムまたはニッケルである。 R 4は各々独立して、 炭素 数 1〜4の炭化水素基である。 R 5はハロゲン原子、 水素原子、 または炭素数 1 〜2 0の有機基である。 Xは Mに配位可能なヘテロ原子をもつ有機基であり、 R 5につながっていてもよい、 または Xは存在しなくてもよい。 L は任意のァニォ ンである。 ) 。
好ましい実施態様としては、 ォレフィン系モノマーが炭素数 1 0以下の α—ォ レフインであることを特徴とするポリオレフイン系グラフト共重合体に関する。 好ましい実施態様としては、 金属化合物が、 ナトリゥム、 力リゥム、 ベリ リウ ム、 マグネシウム、 カルシウム、 ス トロンチウム、 バリ ウム、 チタン、 モリブデ ン、 鉄、 亜鉛、 アルミニウム、 ガリウム、 シリコン、 錫、 鉛、 及びアンチモンか らなる群から選択される少なくともひとつの金属を含むことを特徴とするポリオ レフイン系グラフト共重合体に関する。
好ましい実施態様としては、 金属化合物が、 酸化物、 水酸化物、 炭酸塩、 硫酸 塩、 ケィ酸塩、 窒化物、 チタン酸塩、 ジルコン酸塩、 ボレート、 硫化物、 炭化物、 及びホウ酸塩のいずれかであることを特徴とするポリオレフイン系グラフト共重 合体に関する。
好ましい実施態様としては、 金属化合物が、 水酸化マグネシウム、 シリカであ ることを特徴とするポリオレフイン系グラフト共重合体に関する。 好ましい実施態様としては、 金属化合物が、 粘土化合物であることを特徴とす るポリオレフイン系グラフト共重合体に関する。
好ましい実施態様としては、 金属化合物の変性粒子が、 金属化合物と官能基を 有する化合物とを反応させた変性粒子であり、 該官能基を有する化合物が、 水中 に分散した状態の金属化合物と反応可能な官能基と、 配位重合可能な炭素一炭素 二重結合とを 1つの分子内に有する化合物であることを特徴とするポリオレフィ ン系グラフト共重合体に関する。
また本発明は、 上記記載のポリオレフイン系グラフト共重合体と、 ポリオレフ イン樹脂とを含有することを特徴とする、ポリオレフィン系樹脂組成物に関する。 また本発明は、 上記記載のポリオレフイン系グラフト共重合体の製造方法に関 する。
本発明のポリオレフイン系グラフト共重合体は、 ポリオレフイン樹脂に混練し た際の分散性や相溶性が良好である。 またその結果、 組成物に高い引張伸びや、 高い引張弾性率 (硬質性) 、 高い極性 (ぬれ性) 、 高い難燃性等を付与すること ができる。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明を詳細に説明する。 本発明は、 配位重合触媒の存在下、 金属化合 物の変性粒子にォレフィン系モノマーをグラフト共重合させることを特徴とする、 ポリオレフイン系グラフト共重合体に関する。
本発明に使用される配位重合触媒は、 ォレフィン重合活性をもつものであれば いずれのものでも使用可能であるが、 金属化合物共存下、 特に水共存下でォレフ イン重合活性をもつことが好ましく、 従って、 後周期遷移金属錯体系の配位重合 触媒が好ましい。
(後周期遷移金属錯体系の配位重合触媒)
本発明に使用される後周期遷移金属錯体系の配位重合触媒は、 水共存下でォレ フィン重合活性をもつものであればいずれのものでも使用可能であり、 後周期遷 移金属としては、 周期表 8〜 1 0族の、 鉄、 コバルト、 ニッケル、 ルテニウム、 ロジウム、 パラジウム、 オスミウム、 イリジウム、 白金が好ましく、 この中でも
10族のニッケル、パラジウム、 白金が好ましく、特にニッケル、パラジウムが、 さらにパラジウムが、 水中でも比較的安定であることから好ましい。
本発明の後周期遷移金属錯体中の配位子としては、 窒素、 酸素、 リン、 硫黄を 含有する配位子が挙げられるが、 特に制限はなく、 例えば、 Ch em. R e v. 2000年, 100卷, 1 1 6 9頁、有機合成化学協会誌, 2000年, 58卷, 293頁、 An g ew. Ch em. I n t . E d. 2002年, 4 1巻, 544 頁、 Ch em. R e v. 2003年, 103卷, 283頁等の総説中や、 WO 9 7/1 7380、 WO 97/48740、 Ch em. C o mmu n. 2000年, 30 1頁、 M a c r o m o 1. S ymp. 2000年, 1 50卷, 53頁、 Ma c r omo l e c u l e s, 2001年, 34卷, 1 1 65頁、 Ma c r omo l e c u l e s, 2001年, 34卷, 1 5 1 3頁、 Ma c r omo l e c u l e s, 200 1年, 34卷, 2022頁、 Ma c r omo l e c u l e s , 20 03年, 36卷, 6 7 1 1頁等に記載されている配位子を用いることができる。 その中でも合成が簡便という点で、 2つのイミン窒素を有する配位子が、 特に α —ジィミン型の配位子が好ましい。
本発明の後周期遷移金属錯体系の配位重合触媒は、 助触媒と反応後、 下記一般 式 (1) 、 または一般式 (2) で示される構造の種が好適に使用される。 この種 にォレフイン系モノマーが配位、 挿入していき、 重合が進行していく。 一般的に は活性種と呼ばれている。
Figure imgf000007_0001
(式中、 Mはパラジウムまたはニッケルである。 R 1 R 4は各々独立して、 炭素 数 1〜4の炭化水素基である。 R 2, R 3は各々独立して水素原子、 またはメチル 基である。 R 5はハロゲン原子、 水素原子、 または炭素数 1〜 2 0の有機基であ る。 Xは Mに配位可能なヘテロ原子をもつ有機基であり、 R 5につながっていて もよい、 または Xは存在しなくてもよレ、。 L—は任意のァニオンである。 ) 。
Figure imgf000008_0001
(式中、 Mはパラジウムまたはニッケルである。 Rい R 4は各々独立して、 炭素 数 1〜4の炭化水素基である。 R 5はハロゲン原子、 水素原子、 または炭素数 1 〜2 0の有機基である。 Xは Mに配位可能なヘテロ原子をもつ有機基であり、 R 5につながっていてもよい、 または Xは存在しなくてもよい。 L -は任意のァニォ ンである。 ) 。
Xで表される Mに配位可能な分子としては、 ジェチルエーテル、 アセトン、 メ チルェチルケトン、 ァセトアルデヒ ド、 酢酸、 酢酸ェチル、 水、 エタノール、 ァ セトニトリル、 テトラヒ ドロフラン、 ジメチルホルムアミ ド、 ジメチルスルホキ シド、 炭酸プロピレンなどの極性化合物を例示することができるが、 なくてもよ レ、。 また R 5がへテロ原子、 特にエステル結合等のカルボニル酸素を有する場合 には、 このカルボニル酸素が Xとして配位してもよい。 また、 ォレフインとの重 合時には、 該ォレフインが配位する形になることが知られている。 また、 L—で表される対ァニオンは、 α—ジィミン型の配位子と遷移金属とか らなる触媒と助触媒の反応により、 カチオン (Μ + ) と共に生成するが、 溶媒中 で非配位性のイオンペアを形成できるものならばいずれでもよい。
両方のィミン窒素に芳香族基を有するひ _ジイミン型の配位子、 具体的には、 A r N = C (R2) C (R3) =NA rで表される化合物は、 合成が簡便で、 活性 が高いことから好ましい。 R2、 R3は炭化水素基であることが好ましく、 特に、 水素原子、 メチル基、 および一般式 (2) で示されるァセナフテン骨格としたも のが合成が簡便で活性が高いことから好ましい。 さらに、 両方のィミン窒素に置 換芳香族基を有する α—ジィミン型の配位子を用いることが、 立体因子的に有効 で、 ポリマーの分子量が高くなる傾向にあることから好ましい。 従って、 Arは 置換基を持つ芳香族基であることが好ましく、 例えば、 2, 6—ジメチルフヱ二 ノレ、 2, 6—ジイソプロピルフエニルなどが挙げられる。
本発明の後周期遷移金属錯体から得られる活性種中の補助配位子 (R5) とし ては、 炭化水素基あるいはハロゲン基あるいは水素基が好ましい。 後述する助触 媒のカチオン (Q+) 力 触媒の金属一ハロゲン結合あるいは金属一水素結合あ るいは水素一炭素結合から、 ハロゲン等を引き抜き、 塩が生成する一方、 触媒か らは、 活性種である、 金属一炭素結合あるいは金属一ハロゲン結合あるいは金属 一水素結合を保有するカチオン (M+) が発生し、 助触媒のァニオン (L_) と非 配位性のイオンペアを形成する必要があるためである。 R5を具体的に例示する と、 メチル基、 クロ口基、 ブロモ基あるいは水素基が挙げられ、 特に、 メチル基 あるいはクロ口基が、 合成が簡便であることから好ましい。 なお、 M+—ハロゲ ン結合へのォレフィンの挿入は M+—炭素結合 (あるいは水素結合) に比べてお こりにくいため、 特に好ましい R5はメチル基である。
さらに、 R5としては Mに配位可能なカルボニル酸素を持つエステル結合を有 する有機基であってもよく、 例えば、 酪酸メチルから得られる基が挙げられる。 助触媒としては、 Q + L-で表現できる。 Qとしては、 Ag、 L i、 Na、 K、 Ηが挙げられ、 A gがハロゲンの引き抜き反応が完結しやすいことから好ましく、 Na、 Kが安価であることから好ましい。 Lとしては、 BF4 B (C6F5) 4 B (C6H3 (CF3) 2) 4、 P F6、 A s F6、 S b F6、 (R f S02) 2CH、 (R f S02) 3C、 (R f S02) 2N、 R f S O 3が挙げられる。 特に、 P F 6、 A s F6、 S b F6、 (R f S02) 2CH、 (R f S02) 3C、 (R f S02) 2N、 R f SO3が、 極性化合物に安定な傾向を示すという点から好ましく、 さらに、 P F6、 A s F6、 S b F6が、 合成が簡便で工業的に入手容易であるという点から特 に好ましい。 活性の高さからは、 BF4、 B (C6F5) 4、 B (C6H3 (CF3) 2) 4が、 特に B (C6F5) 4、 B (C6H3 (CF3) 2) 4が好ましい。 R f は複数の フッ素基を含有する炭化水素基である。 これらフッ素は、 ァニオンを非配位的に するために必要で、 その数は多いほど好ましい。 R f の例示としては、 CF3、 C2F5、 C4F9、 C8F17、 C6F5があるが、 これらに限定されない。 またいく つかを組み合わせてもよい。
上述の活性化の理由から、 後周期遷移金属錯体系触媒 助触媒のモル比は、 1 /0. 1〜1 10、 好ましくは 1/0. 5-1/2, 特に好ましくは 1 0. 75〜 1/1. 25である。
(ォレフイン系モノマー)
本発明に用いられる、 ォレフィン系モノマーは、 炭素数 2〜20のォレフィン であれば特に制限はなく、 例えば、 エチレン、 プロピレン、 1—ブテン、 1 _へ キセン、 1—ォクテン、 1—デセン、 1—へキサデセン、 1—エイコセン、 4— メチノレー 1 _ペンテン、 3—メチノレ一 1ーブテン、 ビニノレシクロへキサン、 シク 口ペンテン、 シクロへキセン、 シクロオタテン、 ノノレボノレネン、 5 _フエニノレー 2—ノルボルネン等が挙げられる。
この中でも炭素数 10以下の α—ォレフィンが重合活性の高さから好ましく、 エチレン、 プロピレン、 1—プテン、 1一へキセン、 1一オタテンなどが挙げら れる。 これらのォレフィン系モノマーは、 単独で使用してもよく、 また 2種以上 使用してもよい。
また、 1, 3—ブタジエン、 イソプレン、 1, 4一へキサジェン、 1, 5—シ クロォクタジェン、 ノ^/ボノレナジェン、 5—ビニ — 2—ノ^/ボ^/ネン、 ェチリ デンノルボルネン、 ジメタノォクタヒ ドロナフタリン、 ジシクロペンタジェン等 のジェンを少量併用してもよい。
ォレフィン系モノマーの使用量としては、 制限はないが、 ォレフィン系モノマ 一/活性種 (触媒または助触媒のうち少ない方の量になる) がモル比で 1 0〜1 0 9、 さらには 1 0 0〜 1 0 7、 とくには 1 0 0 0〜1 0 5とするのが好ましい。 当該モル比が小さすぎると、 分子量の小さい重合体しか得られなくなり、 大きす ぎると、 モノマーに対するポリマーの収率が低くなる傾向が生ずる。
(金属化合物の変性粒子)
本発明で用いられる金属化合物としては、 特に制限はないが、 ナトリウム、 力 リウム、 ベリ リ ウム、 マグネシウム、 カノレシゥム、 ス ト口ンチウム、 ノくリ ゥム、 チタン、 モリブデン、 鉄、 亜鉛、 アルミニウム、 ガリウム、 シリコン、 錫、 鉛、 及びアンチモンからなる群から選択される少なくともひとつの金属を含むことが 好ましく、 酸化物、 水酸化物、 炭酸塩、 硫酸塩、 ケィ酸塩、 窒化物、 チタン酸塩、 ジルコン酸塩、 ボレート、 硫化物、 炭化物、 及びホウ酸のいずれかであることが 好ましい。 具体例としては、 シリカ、 アルミナ、 酸化亜鉛、 酸化チタン、 酸化力 ルシゥム、 酸化マグネシウム、 酸化鉄、 酸化錫、 酸化アンチモン、 酸化ベリ リゥ ム、 水酸化カルシウム、 水酸化マグネシウム、 水酸化アルミニウム、 塩基性炭酸 マグネシウム、 炭酸カルシウム、 炭酸マグネシウム、 炭酸亜鉛、 炭酸バリウム、 硫酸カルシウム、 硫酸バリウム、 硫酸ガリウム、 ケィ酸カルシウム、 窒化アルミ 二ゥム、 窒化ホウ素、 窒素ケィ素、 チタン酸カリウム、 チタン酸バリウム、 チタ ン酸ジルコン酸鈴、 アルミニウムボレート、 硫化モリブデン、 炭化ケィ素、 ホウ 酸亜鉛が挙げられ、 水酸化マグネシウム、 シリカが水に分散した状態で入手でき るので特に好ましい。
また本発明で用いられる金属化合物として、 粘土化合物を使用することもでき る。 ここでいう粘土化合物は、 粘土、 粘土鉱物またはイオン交換性層状化合物の ことをいい、 特に制限はない。 粘土とは、 微細なケィ酸塩鉱物の集合体であり、 粘土鉱物とは、 粘土の主成分をなす含水ケィ酸塩をいう。 これらは天然物だけで なく、 人工合成物であってもよい。 イオン交換性層状化合物とは、 イオン結合等 によって構成される面が互いに弱い結合力で平行に積み重なった結晶構造をとる 化合物であり、 含有するイオンが交換可能なものをいう。
粘土や粘土鉱物の中には、 イオン交換性層状化合物であるものもある。 具体例 としては、 粘土鉱物としてのフィロケィ酸類 (フイロケィ酸、 フィロケィ酸塩) が挙げられる。 ブイロケィ酸塩としては、 スメクタイ ト族 (モンモリロナイ ト、 サボナイ ト、 へク トライ ト) 、 雲母族 (ィライ ト、 セリサイ ト) 、 バーミキユラ イ ト族等があり、 これらは混合層を形成していてもよレ、。 フッ素四ケィ素雲母、 ラボナイ ト、 スメク トン等も挙げられる。
α - Z r ( H P 04) 2、 y - Z r (H P 04) 2、 a - T i (H P 04) 2、 γ— T i (H P 04) 2、 等の粘土鉱物ではないイオン交換性層状化合物も挙げられる。 イオン交換性層状化合物ではない粘土鉱物としては、ベントナイ ト、木節粘土、 ガイロメ粘土、 セピオライ ト、 パリゴルスカイ ト、 ァロフェン、 ィモゴライ ト等 がある。 粘土鉱物かつイオン交換性層状化合物が好ましく、 モンモリロナイ トが 特に好ましい。
本発明で用いられる金属化合物の形状には特に制限はないが、 球状であること が好ましい。 粒子の大きさとしても特に制限はない。 本発明の好ましい例である シリカの場合には平均粒径が 5〜1 0 0 0 n mであり、 3 0〜1 5 0 n mが好ま しい。水酸化マグネシウムの場合には、平均粒径が 5 0〜1 0 0 0 0 n mであり、 3 0 0〜 1 5 0 0 n mが好ましい。 これらの粒子は水に分散した状態として調製 してもよいし、 調製した粒子を水に分散させてもよい。
シリカの場合には、 コロイダルシリカが好ましく、 これらコロイ ド状シリカは ゾル一ゲル法で調製して使用することもできるが、 日産化学製のスノーテックス の各グレード等、 市販品を利用すればよい。
コロイダルシリカの主成分は二酸化ケイ素であるが、 少量成分としてアルミナ あるいはアルミン酸ナトリゥム等を含んでいてもよく、 さらに安定剤として水酸 化ナトリウム、 水酸化カリウム、 水酸化リチウム、 アンモニア等の無機塩基ゃテ トラメチルアンモニゥムのような有機塩基が含まれていてもよい。
本発明でいう変性粒子とは、 上記金属化合物の粒子に配位重合可能な活性点を 導入した粒子のことをいう。 具体的な一例としては、 分子内に金属化合物と反応 可能な官能基および配位重合可能な炭素一炭素二重結合を有する化合物 (以下化 合物 (A) という) を、 金属化合物の粒子と反応させることにより、 配位重合可 能な炭素一炭素二重結合を導入することができる。 この配位重合可能な炭素一炭 素二重結合は、 金属化合物の変性粒子とォレフィン系モノマーとのグラフト共重 合を可能にするための成分である。 前記配位重合可能な炭素一炭素二重結合はァ リル末端 (α—才レフイン構造) 、 環状ォレフィン末端、 スチリル末端、 (メタ) アクリル末端の炭素一炭素二重結合が好ましく、 特に (メタ) アクリル末端およ びァリル末端のものが、 配位重合しやすく、 すなわち、 ォレフィン系モノマーと グラフト共重合しやすいという点で好ましい。
本発明の好ましい例である水酸化マグネシウムの場合、化合物(Α) としては、 酸、 特にカルボン酸であることが好ましい。 具体例としては、 アクリル酸、 ビニ ル酢酸、 4—ペンテン酸、 2, 2—ジメチノレ一 4—ペンテン酸、 ゥンデシレン酸、 5—ノルボルネン _ 2, 3, 一ジカルボン酸が挙げられるが、 アクリル酸、 ビニ ル酢酸、 4 _ペンテン酸、 ゥンデシレン酸が特に好ましい。
本発明の好ましい例であるシリカの場合、 シリカのシラノールと反応するため の基としては、珪素原子に結合した加水分解性アルコキシ基またはシラノール基、 あるいは環状シロキサン構造を持つ基を用いることが好ましい。 化合物 (Α) の 具体例としては、 たとえば 3—ァクリロキシプロピルメチルジメ トキシシラン、 3—ァクリロキシプロピルトリメ トキシシラン、 3—ァクリロキシプロピルメチ ルジェトキシシラン、 3—アタリロキシプロピルトリエトキシシランなどのアル コキシシラン化合物、 および 1 , 3 , 5, 7—テトラキス (アタリロキシプロピ ル) 一 1 , 3, 5, 7—テトラメチルシクロテトラシロキサン、 1 , 3, 5—ト リス (アタリロキシプロピル) 一 1 , 3 , 5—トリメチルシクロ トリシロキサン などのオルガノシロキサンがあげられ、 このうち 3—アタリロキシプロピルメチ ルジメ トキシシランが反応性が良好であるという点で特に好ましい。 これら化合 物 (Α) は単独で用いてもよく、 2種以上を併用してもよい。
本発明の好ましい例である粘土化合物の場合、 粘土化合物と反応可能な官能基 としては、 ォニゥムイオンであることが好ましく、 アンモニゥムイオン、 ホスホ ニゥムイオンが挙げられ、アンモニゥムイオンであることが好ましい。化合物(A) の具体例としては、特に制限はないが、下記の式の化合物を挙げることができる。
Figure imgf000014_0001
Figure imgf000014_0002
Figure imgf000014_0003
これら化合物 (A) は単独で用いてもよく、 2種以上を併用してもよい。
化合物 (A) の反応は、 水に分散した状態がゲル化しない条件下であればいか なる p Hで行われてもよい。 また、 必要に応じて反応系は加熱されてもよいし、 また補助溶媒、 例えばメタノール、 エタノール、 イソプロパノール、 アセトンな どが添加されてもよい。
化合物 (A) の反応時および後続の重合時には凝集防止のための分散安定化剤 を存在させておくとよい。 分散安定化剤の使用量は分散安定性を維持する量以上 で、 かつ (重合開始時点に) 媒体中でミセル形成する濃度以下の範囲であること が望ましい。
本発明で好ましく用いられる分散安定化剤は、 陰イオン界面活性剤および も しくは高分子分散安定化剤である。
本発明に使用できる陰イオン界面活性剤としてはラウリン酸ナトリウム、 ステ アリン酸ナトリウム、 ォレイン酸ナトリウムなど高級脂肪酸のアルカリ金属塩類 (セッケン) 、 ラウリル硫酸エステルナトリウム塩、 セチル硫酸エステルナトリ ゥム塩などの高級アルコール硫酸エステルナトリゥム塩類、ラウリルアルコール、 エチレンォキサイ ド付加物硫酸エステル塩などの高級アルキルエーテル硫酸エス テル塩類、 硫酸化油、 硫酸化脂肪酸エステル、 硫酸化脂肪酸類、 硫酸化ォレフィ ン、 ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリ ウムなどアルキルベンゼンスルホン酸ナ トリウム塩類、 アルキルァリールスルホン酸塩、 ホルマリン縮合ナフタレンスル ホン酸塩、 α—ォレフインスルホン酸塩類、 ォレイル (Ν—メチル) タウライ ド などアルキル (Ν—メチル) タウライ ド類、 スルホコハク酸ジ _ 2—ェチルへキ シルエステルナトリ ゥムなどスルホコハク酸ジエステル型界面活性剤、 高級アル コールリン酸モノエステルジナトリウム塩、 高級アルコールリン酸ジエステルモ ノナトリゥム塩、高級アルコールエチレンォキサイ ド付加物のリン酸エステル塩、 ジアルキルジチォリン酸亜鉛などが挙げられる。 また、 本発明には分散安定化剤 として高分子分散安定化剤を使用もしくは併用してもよい。
金属化合物と化合物 (Α) の組成比は、 金属化合物 1 0 0重量部に対して 0 . 0 1〜 5 0重量部が好ましく、 さらに 0 . 1〜1 0重量部、 特に 0 . 5〜5重量 部が好ましい。
(金属化合物の変性粒子とォレフィン系モノマーのグラフト共重合体) 本発明の金属化合物の変性粒子とォレフィン系モノマーのグラフト共重合体は、 水性媒体中、 分散安定化剤の存在下で、 水中に分散した状態の金属化合物の粒子 と化合物 (Α) とを反応させた後に、 後周期遷移金属錯体系の配位重合触媒の存 在下、 ォレフィン系モノマーをグラフト共重合させて得られる。
本発明の金属化合物の変性粒子は、 そのままォレフィン系モノマーとの反応に 用いても良いし、 必要に応じて希釈、 濃縮、 熱処理、 熟成処理などの操作を加え た後用いても良いし、 乳化剤、 凍結防止剤、 安定剤、 p H調整剤などの添加物を 加えて成分を調整した後用いても良い。
金属化合物の粒子は、 固形分含量が 1〜5 0重量%のラテックスとして用いる ことが好ましく、 さらに好ましくは固形分含量が 2〜 4 0重量%、 特に 5〜 3 0 重量%のラテックスとして用いることが好ましい。 固形分含量が多すぎるとラテ ックス粒子の凝集が起って反応が不均一になりやすく、 固形分含量が少なすぎる と反応液全体の量が増えるので釜効率が悪くなる。
本発明のポリオレフイン系グラフト共重合体の重合は、 乳化あるいはそれに近 い系で行う。 例えば、 金属化合物の変性粒子 (以下変性粒子) のラテックスに配 位重合触媒およびォレフィン系モノマーを均一に分散させて反応させることが出 来る。 用いるォレフィン系モノマーが反応温度において気体である場合は、 低温 で凝縮あるいは凝固させて液体もしくは固体として仕込んだ後に系を反応温度ま で加熱しても良いし、 圧力をかけて液体または気体として仕込んでも良い。 変性 粒子、 ォレフィン系モノマーおよび配位重合触媒は、 反応容器内に一括して全量 を仕込んでも一部を仕込んだ後に残りを連続的にまたは間欠的に追加しても良い。 また、 水および乳化剤と混合して乳化液とした状態のいずれで仕込んでも良い。 変性粒子とォレフィン系モノマーの使用割合は任意に設定しうるが、 用いる変 性粒子 1 0 0重量部に対してォレフィン系モノマーを好ましくは 1〜 1 0 0重量 部、 さらに好ましくは 5〜 5 0重量部、 特に 1 0〜4 0重量部用いることが好ま しい。 ォレフィン系モノマーが特に沸点 1 0 0 °C以下の揮発性液体もしくは気体 である場合は、 ォレフィン系モノマーを大過剰に用い、 上記の好ましい量が重合 した時点で反応を停止して加熱あるいは圧力開放により未反応モノマーを除去す ることも可能である。
重合の際、 ォレフィン系モノマーおよび配位重合触媒の反応を促進するために 有機溶媒を少量添加してもよい。 その溶媒としては特に制限はないが、 脂肪族ま たは芳香族溶媒が好ましく、これらはハロゲン化されていてもょレ、。例としては、 トノレエン、 ェチノレべンゼン、 キシレン、 クロ口ベンゼン、 ジクロロベンゼン、 ぺ ンタン、 へキサン、 ヘプタン、 オクタン、 シクロへキサン、 メチノレシクロへキサ ン、 ェチルシクロへキサン、 ブチルクロリ ド、 塩化メチレン、 クロ口ホルムが挙 げられる。 また、 テトラヒ ドロフラン、 ジォキサン、 ジェチルエーテル、 ァセト ン、 エタノー^^、 メタノーノレ、 メチノレエチノレケトン、 メチノレイソブチノレケトン、 酢酸ェチル等の極性溶媒であってもよい。 水溶性が比較的低く、 かつ触媒が溶解 しゃすい溶媒であることが特に好ましく、 このような特に好ましい例としては塩 化メチレン、クロ口ホルムおょぴブチルク口リ ド、クロ口ベンゼンが挙げられる。 これらの溶媒は単独で用いても良いし、 複数を組み合わせて用いても良い。 溶 媒の合計使用量は、 反応液全体の体積に対して好ましくは 3 0容量%以下、 さら に好ましくは 1 0容量%以下である。 あるいは、 使用する変性粒子の 1 0 0重量 部に対して好ましくは 1 5 0重量部以下、 さらに好ましくは 5 0重量部以下であ る。 溶媒使用量が反応液全体の体積に対して 3 0容量%以下、 あるいは、 変性粒 子 1 0 0重量部に对して 1 5 0重量部以下の場合には、ラテックス粒子が安定で、 且つ均一な反応が確保できるために好ましい。
本発明のポリオレフイン系グラフト共重合体の製造は、 — 3 0〜2 0 0 °C、 好 ましくは 0〜 1 0 0 °Cで行われる。 重合時間は特に制限はないが、 通常 1 0分〜 1 0 0時間、 反応圧力は特に制限はないが、 常圧〜 1 O M P aである。 温度およ び圧力は、 反応開始から終了まで常時一定に保っても良いし、 反応途中で連続的 もしくは段階的に変化させても良い。 用いるォレフィン系モノマーがエチレン、 プロピレンなどの気体である場合は、 重合反応によるモノマー消費に伴って徐々 に圧力が低下しうるが、 そのまま圧力を変化させて反応を行っても良く、 モノマ 一を供給したり加熱するなどにより常時一定の圧力を保って反応を行っても良レ、。 なお、 該ポリオレフイン系グラフト共重合体は、 グラフトしていないフリーの ポリオレフインを含有する場合があるが、 フリーのポリオレフインを実質的に含 まないのが好ましく、 各種の重合条件の調整により達成しうる。 例えば前記変性 粒子において配位重合可能な炭素一炭素二重結合の含量を増やしたり、 ォレフィ ン系モノマーの重合時に溶媒を添加することにより、 フリ一のポリオレフインを 低減しうる。
本発明のポリオレフイン系グラフト共重合体は通常ラテックスとして得られる。 ラテックスの粒径は使用した変性粒子の粒径および反応させたォレフィン系モノ マーの量に対応して得られる。 反応条件によってはラテックス粒子の一部が凝集 して析出したりフリーのポリオレフインが副生成して析出する場合があるが、 こ のような析出物の無い条件で反応を行うことが好ましい。
なお、 前記のごとく得られるポリオレフイン系グラフト共重合体あるいはそれ を含むラテックスは、 たとえば該ラテックスを噴霧乾燥したり、 あるいは塩化力 ルシゥム、 塩化マグネシウム、 硫酸カルシウム、 硫酸マグネシウム、 硫酸アルミ 二ゥム、 ギ酸カルシウムなどの電解質により凝集させたり、 このような析出のプ 口セスを経たのち洗浄 ·脱水 (脱溶媒) ·乾燥などの処理を経て、 ポリオレフィ ン系グラフト共重合体からなる粉末、 樹脂塊あるいはゴム塊として回収すること ができる。 本発明のグラフト共重合体の乾燥物を押出機またはバンバリ一ミキサ 一などを用いてペレッ ト状に加工したり、 析出から脱水 (脱溶媒) を経て得られ た含水 (含溶媒) 状態の樹脂を圧搾脱水機を経由させることによりペレッ ト状に 加工し回収することもできる。
(樹脂組成物)
本発明のグラフト共重合体をポリオレフィン樹脂に配合することにより本発明 の樹脂組成物を製造することができる。
本発明のポリオレフイン系グラフト共重合体は、 ポリオレフイン成分を含むた め低極性のポリオレフイン樹脂に対しても良好な分散性を示す。 特に好ましい例 としてのシリカの場合には、 その成分を含むため様々な機能、 特に剛性、 耐擦傷 性、 耐熱性、 寸法安定性、 電気的特性、 極性等を付与しうる。 同じく特に好まし い例として水酸化マグネシウムの場合には、 その成分を含むため様々な機能、 特 に剛性、 耐擦傷性、 耐熱性、 寸法安定性、 難燃性、 極性等を付与しうる。
ポリオレフイン樹脂としては、 ポリプロピレン、 ポリエチレン、 エチレンプロ ピレンゴム、 エチレンプロピレンジェンゴム、 エチレンォクテンゴム、 ポリメチ ルペンテン、エチレン環状ォレフィン共重合体、エチレン—酢酸ビュル共重合体、 エチレンダリシジルメタクリ レート共重合体、 エチレンメチルメタクリ レート共 重合体などが例示できる。 そのなかでもポリエチレン、 ポリプロピレンがより好 ましく、 特にポリプロピレンが、 本発明のポリオレフイン系グラフト共重合体の 分散性が良好であるという点で好ましい。
ポリオレフイン樹脂とポリオレフイン系グラフト共重合体との配合割合は、 成 形品の物性がバランスよくえられるように適宜決定すればよいが、 充分な物性を 得るためにはポリオレフイン系グラフト共重合体の量がポリオレフイン樹脂 1 0 0部に対して 0 . 1部以上、 好ましくは 5部以上であり、 またポリオレフイン樹 脂の特性を維持するためには、 ポリオレフイングラフト共重合体の量がポリオレ フィン樹脂 1 0 0部に対して 5 0 0部以下、 好ましくは 1 0 0部以下、 さらに好 ましくは 5 0部以下である。
また本発明のグラフ ト共重合体は、 各種の熱可塑性樹脂、 または熱硬化性樹脂 に配合することもでき、 さらに上記ポリオレフイン樹脂に加えて、 これら樹脂を 配合することも可能である。
前記熱可塑性樹脂としては、 ポリオレフイン樹脂以外に、 一般に用いられてい る樹脂、 例えばポリ塩化ビュル、 ポリスチレン、 ポリメタクリル酸メチル、 メタ クリル酸メチル—スチレン共重合体スチレン一アクリロニトリル共重合体、 スチ レン一アタリ ロニトリル一 N—フエニルマレイミ ド共重合体、 α—メチルスチレ ンーアクリロニトリル共重合体などのビニルポリマー、 ポリエステル、 ポリカー ボネート、 ポリアミ ド、 ポリフエ二レンエーテル—ポリスチレン複合体、 ポリア セタール、 ポリエーテルエーテルケトン、 ポリエーテルスルフォンなどのェンジ ニアリングプラスチックが好ましく例示される。 前記熱硬化性樹脂としては、 一 般に用いられている樹脂、 例えばフエノール樹脂、 尿素樹脂、 メラミン樹脂、 不 飽和ホリエステル樹脂、 エポキシ樹脂などが好ましく例示される。 これら熱可塑 性樹脂または熱硬化性樹脂は単独で用いてもよく、 2種以上を併用してもよい。 熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂とポリオレフイン系グラフト共重合体との配 合割合は、 成形品の物性がバランスよくえられるように適宜決定すればよいが、 充分な物性を得るためにはポリオレフイン系グラフト共重合体の量が熱可塑性樹 脂または熱硬化性樹脂 1 0 0部に対して 0 . 1部以上、 好ましくは 5部以上であ り、 また熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂の特性を維持するためには、 ポリオレ フィン系グラフト共重合体の量が熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂 1 0 0部に対 して 5 0 0部以下、 好ましくは 1 0 0部以下、 さらに好ましくは 5 0部以下であ る。
さらに、 本発明のポリオレフイン系グラフト共重合体からなる組成物は、 プラ スチック、 ゴム工業において知られている通常の添加剤、 たとえば可塑剤、 安定 剤、 滑剤、 紫外線吸収剤、 酸化防止剤、 難燃剤、 難燃助剤、 顔料、 ガラス繊維、 充填剤、 高分子加工助剤などの配合剤を含有することができる。
本発明のポリオレフイン系グラフト共重合体組成物を得る方法としては、 通常 の熱可塑性樹脂の配合に用いられる方法を用いることができ、 たとえば、 熱可塑 性樹脂と本発明のポリオレフイン系グラフト共重合体および所望により添加剤成 分とを、 加熱混練機、 例えば、 一軸押出機、 二軸押出機、 ロール、 バンバリーミ キサ一、 ブラベンダー、 ニーダー、 高剪断型ミキサー等を用いて溶融混練するこ とで製造することができる。 また各成分の混練順序は特に限定されず、 使用する 装置、 作業性あるいは得られる熱可塑性樹脂組成物の物性に応じて決定すること ができる。
また、 その熱可塑性樹脂が乳化重合法で製造されるばあいには、 該熱可塑性樹 脂とポリオレフイン系グラフト共重合体とを、 いずれもラテックス (ェマルジョ ン) の状態でブレンドしたのち、 共析出 (共凝集) することで得ることも可能で ある。
かく して得られるポリオレフイン系グラフト共重合体組成物の成形法としては、 通常の熱可塑性樹脂組成物の成形に用いられる、 たとえば射出成形法、 押出成形 法、 ブロー成形法、 カレンダー成形法などの成形法があげられる。
(実施例)
以下に、 実施例に基づき本発明を更に詳細に説明するが、 本発明はこれらによ り何ら制限を受けるものではない。
なお、 以下の合成例、 実施例および比較例において、 各物性あるいは特性の測 定は、 それぞれ以下の方法にしたがって行った。 [平均粒子径] N I COMP製の S u b m i c r o n P a r t i c l e S i z e r Mo d e l 3 70を用いて動的光散乱法によりラテックスの粒子径 を測定し、 体積平均粒子径を求めた。
[XH NMRスペク トル] 試料約 1 Omgを重水素化クロ口ホルム (アルド リッチ製) 約 0. 7mLに溶かし、 30 OMH z NMR装置 ( V a r i a n社 製 Gem i n i 300) により 1 H NMRスペク トルを測定した。
[引張弾性率、 引張伸び] ポリプロピレン樹脂または本発明の樹脂組成物の約 0. 7 mm厚プレスシートを作成し、 そこから J I S—K7 1 1 3付属書 1に記 載の 2 (1/3) 号形小型試験片を打ち抜いた。 オートグラフ (S h i ma d z u製、 AUTOGRAPH AG- 2000 A) を用いて、 n = 3で引張特性を 測定した。 初速 l mmZm i nで引張弾性率を測定した後 30 %まで引っ張り、 次に 5mmZm i nの速度で 40%まで引っ張り、 最後に引張速度を 1 6. 66 mm/m i nに上げて破断点の伸び率を測定した。
[ぬれ性] ポリプロピレン樹脂または本発明の樹脂組成物の約 0. 7mm厚プレ スシートを用い、 J I S—K6 768に準じて表面張力を測定した。 1試験片の 6箇所で測定を行い、 その平均値をぬれ性の指標として採用した。 表面張力やぬ れ性の高さは極性の高さを示す。
[難燃性] 本発明の樹脂組成物の約 3 mm厚プレスシートから幅 6. 5mm、 長さ 8 Ommの試料を切り出し、 これを用いて J I S— K720 1に準じて酸素 指数を測定した。
(合成例 1 )
(配位重合触媒の合成と触媒活性種の調整)
下記化学式 (3)
Figure imgf000022_0001
の構造を持つ配位重合触媒 (以下 [N ~ N] P dMe C l という) を J . Am. C h e m. S o c. 1 995年, 1 1 7卷, 64 14頁等の文献に記載されてい る公知の方法によって合成した。 [N ~ N] P dMe C l と L i B (C6F5) 4 (ST REM社製) を脱水ジェチルエーテル (和光純薬製) 中、 室温で 1週間攪 拌し、 L i C 1を沈殿させて [N Λ N] P dMe +♦ B (C6F5) 4 -錯体 (触媒 活性種) を調製した。 その後、 脱水ジェチルエーテルを濃縮し、 脱水塩化メチレ ン (和光純薬製) に交換した (濃度 40 mm o 1 ZL) 。
(実施例 1 )
(シリカ変性粒子の合成およびシリカ変性粒子とォレフィン系モノマーのグラフ ト共重合体の合成)
10 OmLのナスフラスコに、 蒸留水 (和光純薬製) 1 2. 5mLを入れ、 そ れにドデシル硫酸ナトリウム (ラウリル硫酸ナトリウム、 和光純薬製) 8 1 m g を溶解させた。 次にコロイダルシリカ (日産化学工業製、 スノーテックス Z L、 比重 1. 296、 S i〇2含量 40. 6 %、 平均粒子径 1 1 5 n m) 1 2. 5 m L (コロイダルシリカとして 6. 58 g) を攪拌しながら滴下した。 1 Nの硫酸 水溶液を少量加えて系の p Hを約 7に調製した。 ァスピレーターで減圧脱気し、 窒素置換を行った。 オイルバスの温度を 75〜80°Cに設定し、 3—アクリルォ キシプロビルトリメ トキシシラン (信越シリコーン製) 0. 1 5 gを添加し、 4 時間攪拌、 室温まで放置、 冷却した。
さらに 1—へキセン (和光純薬製) 3mL (2. 0 g) を添加、 超音波洗浄器 (シャープ製、 UT— 204) で超音波を 1分間かけた。 続いて合成例 1で得ら れた触媒活性種溶液 0. 5mL (20 μπιο 1 ) を添加、 同様に超音波を 1分間 かけた。 室温で 10時間攪拌した。 平均粒子径 1 07 nm (—部 377 n m) 。 一部析出分が見られたが、 このうちラテックス分に塩化カルシウム水溶液を加 えて析出させ、 桐山ロートを用いて濾過、 水洗した。 減圧乾燥後本発明のポリオ レフイン系グラフト共重合体を得た。 なお、 NMR観測により、 ポリオレ フィン系グラフト共重合体およびそのへキサン不溶分中に、 ポリへキセンが存在 することを確認した。
(実施例 2 )
(ポリプロピレン樹脂組成物の特性)
ポリプロピレン樹脂 (グランドポリマー製 F 232 DC) 20 gと実施例 1で 得られたポリオレフイン系グラフト共重合体 4 gをラボプラストミル (東洋精機 製、 容量 30 c c) を用いて 200°C、 100 r pmで 1 0分間混練した後、 得 られた樹脂組成物をプレス (条件: 200°C、 無圧、 10m i n→200°C、 5 0 k g f /cm2、 1 0m i n→室温、 50 k g f /c m 5 m i n) して約 0. 7mm厚のシートを作成し、 引張特性、 ぬれ性を測定した。 結果を表 1に示す。
(比較例 1 )
(ポリプロピレン樹脂単体の特性)
実施例 2と同様にし、ポリプロピレン樹脂単体の引張特性、ぬれ性を測定した。 実施例 2の方が高い弾性率、 高いぬれ性を示していることがわかる。 結果を表 1 に示す。
(比較例 2 )
(ポリプロピレン樹脂とシリカの組成物の特性)
実施例 1で使用したのと同じコロイダルシリカに塩化カルシウム水溶液を加え て析出させ、 桐山ロートを用いて濾過、 水洗した。 減圧乾燥後シリカを得た。 ポリプロピレン樹脂 20 gと得られたシリカ 4 gをラボプラストミルを用いて 200°C、 100 r pmで 10分間混練した後、 得られた樹脂組成物をプレスし て約 0. 7 mm厚のシートを作成し、 引張特性、 ぬれ性を測定した。 結果を表 1 に示す。 実施例 2の方が高い伸びを示していることがわかる。
(実施例 3 )
(シリカ変性粒子の合成おょぴシリカ変性粒子とォレフィン系モノマーのグラフ ト共重合体の合成)
50 OmLのセパラブルフラスコに、 蒸留水 (和光純薬製) 3 10. 7mLを 入れ、 それにジー 2—ェチルへキシルスルホコハク酸ナトリウム (日本油脂製、 ラピゾール A— 80) 499m gを溶解させた。 次にコロイダルシリカ (日産ィ匕 学工業製、 スノーテックス Z L) 76mL、 98. 5 g (コロイダルシリカとし て 40 g) を攪拌しながら滴下した。 2 Nの硫酸水溶液を少量加えて系の pHを 約 7に調製した。 ァスピレーターで減圧脱気し、 窒素置換を行った。 オイルバス の温度を 75〜80°Cに設定し、 3—ァクリルォキシプロピルトリメ トキシシラ ン (信越シリコーン製) l gを添加し、 4時間攪拌、 室温まで放置、 冷却した。 得られたシリカ変性粒子のうち 5 Om l (コロイダルシリカとして約 5. 2 g) に、 ドデシル硫酸ナトリウム (ラウリル硫酸ナトリウム、 和光純薬製) l gを加 え、 ァスピレーターで減圧脱気し、 窒素置換を行った。 脱水塩化メチレン (和光 純薬製) l mL、 合成例 1で得られた触媒活性種溶液 1. OmL (約 40 μπιΟ 1 ) を添加、 超音波洗浄器 (シャープ製、 UT— 204) で超音波を 5分間かけ た。 続いて、 1一へキセン (和光純薬製) 6mL (2. 0 g) を添加し、 室温で 7時間攪拌した。 平均粒子径 1 54 nm。
一部析出分が見られたが、 このうちラテックス分に塩化カルシウム水溶液を加 えて析出させ、 桐山ロートを用いて濾過、 水洗した。 減圧乾燥後本発明のポリオ レフイン系グラフ ト共重合体を得た。 なお、 NMR観測により、 ポリオレ フィン系グラフト共重合体中に、 ポリへキセンが存在することを確認した。
(実施例 4)
(ポリプロピレン樹脂組成物の特性)
ポリプロピレン樹脂 (グランドポリマー製 F 232 DC) 2 O gと実施例 3で 得られたポリオレフイン系グラフト共重合体 4 gをラボプラストミル (東洋精機 製、 容量 30 c c ) を用いて 200°C、 100 r pmで 1 0分間混練した後、 得 —
24
られた樹脂組成物をプレスして約 0. 7 mm厚のシートを作成し、 引張特性、 ぬ れ性を測定した。 結果を表 1に示す。 実施例 2よりも高い伸びを示していること がわかる。
(実施例 5 )
(水酸化マグネシゥム変性粒子の合成および水酸化マグネシゥム変性粒子とォレ フィン系モノマーのグラフト共重合体の合成)
冷却管、 三方コック、 温度計、 メカニカルスターラーを備えた 50 OmLセパ ラプルフラスコに、 蒸留水 (和光純薬製) 347. 7mL、 ジ一 2—ェチルへキ シルスルホコハク酸ナトリウム (日本油脂製、 ラピゾ一ル A— 80) 499mg および水酸化マグネシウム (協和化学工業製) 39. 9 gを入れて撹拌し、 懸濁 させた。 窒素気流下、 アクリル酸 (和光純薬製) 1. O O gを添加し、 70°Cで 3時間加熱した後、 室温まで放置、 冷却した。
得られたァクリル酸変性水酸化マグネシウム粒子のうち 50m 1 (水酸化マグ ネシゥムとして約 5. 1 g) に、 ドデシル硫酸ナトリウム (ラウリル硫酸ナトリ ゥム、 和光純薬製) l gを加え、 ァスピレーターで減圧脱気し、 窒素置換を行つ た。 合成例 1で得られた触媒活性種溶液 1. OmL (約 40 μπιΟ 1 ) を添加、 超音波洗浄器 (シャープ製、 UT— 204) で超音波を 5分間かけた。 続いて、 1—へキセン (和光純薬製) 2mL (2. 0 g) を添加し、 室温で 7時間攪拌し た。 平均粒子径 3900 n m。
桐山ロートを用いて濾過、 水洗した。 減圧乾燥後本発明のポリオレフイン系グ ラフト共重合体を得た。 なお、 I R観測により、 ポリオレフイン系グラフト共重 合体およびそのへキサン不溶分中に、 ポリへキセンが存在することを確認した。
(実施例 6 )
(ポリプロピレン樹脂組成物の特性)
ポリプロピレン樹脂 (グランドポリマー製 F 232 DC) 20 gと実施例 5で得 られたポリオレフイン系グラフト共重合体 4 gをラボプラストミル(東洋精機製、 容量 30 c c) を用いて 200°C、 1 00 r pmで 1 0分間混練した後、 得られ た樹脂組成物をプレスして約 0. 7 mm厚のシートを作成し、 引張特性を測定し た。 結果を表 1に示す。
(比較例 3 )
(ポリプロピレン樹脂と水酸化マグネシゥムの組成物の特性)
ポリプロピレン樹脂 2 0 gと実施例 5で使用した原料の水酸化マグネシウム 4 gをラボプラストミルを用いて 2 0 0 °C、 1 0 0 r p mで 1 0分間混練した後、 得られた樹脂組成物をプレスして約 0 . 7 mm厚のシートを作成し、 引張特性を 測定した。 実施例 6の方が高い伸びを示していることがわかる。 結果を表 1に示 す。
(表 1 )
Figure imgf000026_0001
(実施例 7 )
(ポリプロピレン樹脂組成物の難燃性)
ポリプロピレン樹脂 2 2 . 5 gと実施例 5と同様にして得られたポリオレフィ ン系グラフト共重合体 2 2 . 5 gをラボプラストミル (東洋精機製、 容量 6 0 c c ) を用いて 2 0 0 °C、 1 0 0 r p mで 1 0分間混練した後、 得られた樹脂組成 物をプレスして約 3 mm厚のシートを作成し、 難燃性を測定した。 酸素指数は 2 4であり、 高い難燃性を示していることがわかった。
(合成例 2 ) (化合物 (A) : ァリル基含有アンモニゥム塩の合成)
(一) 一N—ドデシル一 N—メチルエフエ ドリニゥムブロミ ド ( (一) 一 N— D o d e c y 1— N— me t h y 1 e p h e d r ι n i u m b r om i d e)
(CAS. No. 3 1 35 1— 20— 9、 アルドリッチ社製) 0. 5 gとゥンデ シレン酸 (和光純薬製) 0. 2 1 5 gの混合物に、 窒素雰囲気下、 トリフルォロ 酢酸無水物 (和光純薬製) 0. 1 65m lを添加し、 30°Cで 4時間攪拌後、 減 圧濃縮した。
FT— I Rによると、 新たに 1 746. 5 cm—1にエステル結合のピークが認 められ、 (―) —N—ドデシルー N—メチルエフエドリニゥムブ口ミ ドの水酸基 とゥンデシレン酸との反応の進行が確認でき、 下記構造になっていることが確認 できた。
Figure imgf000027_0001
(実施例 8 )
(粘土変性物の合成および粘土変性物とォレフィン系モノマーのグラフト共重合 体の合成)
窒素雰囲気下、 100m 1のナスフラスコに、 蒸留水 (和光純薬製) 72 gと 粘土 (クニピア F、 クニミネ工業製) 1. 08 gとの分散液を入れ、 合成例 2で 合成したァリル基含有アンモニゥム塩 78mgと水 2 gとの溶液を滴下し、 粘土 変性物を合成した。
合成例 1で合成した触媒活性種の塩化メチレン溶液 0. 25m l (1 0 μπιο 1 ) を滴下し、 分散させた。 窒素雰囲気下、 3 0 O m 1のオートクレーブに上記分散液を入れ、 3 M P aの エチレンを導入し、 室温で 2 1時間反応させた。
得られた析出物 (1 . 4 7 g ) を T E M写真観察した結果、 ポリマ一中に多く の粘土が単層で分散していた。 産業上の利用可能性
本発明のポリオレフイン系グラフト共重合体は、ポリオレフイン樹脂に混練し、 ポリオレフイン系コンポジットとして利用できる。 本ポリオレフイン系コンポジ ットは、 高い引張伸びや、 高い引張弾性率 (硬質性) 、 高い極性 (ぬれ性) 、 高 い難燃性等の特徴を有し、 ポリオレフイン系エンジニアリングプラスチック、 極 性ポリオレフインあるいは難燃性ポリオレフインとして産業上有用である。

Claims

請求の範囲
1 . 配位重合触媒の存在下、 金属化合物の変性粒子に、 ォレフィン系モノマーを グラフト共重合させることを特徴とする、 ポリオレフイン系グラフト共重合体。
2 . 配位重合触媒が、 後周期遷移金属錯体系の配位重合触媒であることを特徴と する、 請求項 1に記載 ( ト共重合体。
3 . 後周期遷移金属錯体系の配位重合触媒が、 2つのイミン窒素を有する配位子 と周期表 8〜1 0族から選ばれる遷移金属とからなる錯体であることを特徴とす る、 請求項 2に記載のポリオレフイン系グラフト共重合体。
4 . 後周期遷移金属錯体系の配位重合触媒が、 α—ジィミン型の配位子と周期表 1 0族から選ばれる遷移金属とからなる錯体であることを特徴とする、 請求項 3 記載のポリオレフイン系グラフト共重合体。
5 .後周期遷移金属錯体系の配位重合触媒が、助触媒と反応後、下記一般式( 1 )、 または一般式 (2 ) で示される活性種であることを特徴とする、 請求項 4に記載 のポリオレフイン系グラフト共重合体。
Figure imgf000029_0001
(式中、 Mはパラジウムまたはニッケルである。 R 4は各々独立して、 炭素 数 1〜4の炭化水素基である。 R 2, R 3は各々独立して水素原子、 またはメチル 基である。 R 5はハロゲン原子、 水素原子、 または炭素数 1〜 2 0の有機基であ る。 Xは Mに配位可能なヘテロ原子をもつ有機基であり、 R 5につながっていて もよレ、、 または Xは存在しなくてもよい。 L—は任意のァニオンである。 ) 。
Figure imgf000030_0001
(式中、 Mはパラジウムまたはニッケルである。 R 4は各々独立して、 炭素 数 1〜4の炭化水素基である。 R 5はハロゲン原子、 水素原子、 または炭素数 1 〜2 0の有機基である。 Xは Mに配位可能なヘテロ原子をもつ有機基であり、 R 5につながっていてもよい、 または Xは存在しなくてもよい。 L—は任意のァニォ ンである。 ) 。
6 . ォレフィン系モノマーが炭素数 1 0以下の c —ォレフィンであることを特徴 とする、 請求項 1から 5のいずれか 1項に記載のポリオレフイン系グラフト共重 合体。
7 . 金属化合物が、 ナトリゥム、 力リゥム、 ベリ リゥム、 マグネシウム、 カルシ ゥム、 ストロンチウム、 バリウム、 チタン、 モリブデン、 鉄、 亜鉛、 アルミユウ ム、 ガリウム、 シリコン、 錫、 鉛、 及びアンチモンからなる群から選択される少 なくともひとつの金属を含むことを特徴とする、 請求項 1から 6のいずれか 1項 に記載のポリオレフイン系グラフト共重合体。
8 . 金属化合物が、 酸化物、 水酸化物、 炭酸塩、 硫酸塩、 ケィ酸塩、 窒化物、 チ タン酸塩、 ジルコン酸塩、 ボレート、 硫化物、 炭化物、 及びホウ酸塩のいずれか であることを特徴とする、請求項 7に記載のポリオレフイン系グラフト共重合体。
9 . 金属化合物が、 水酸化マグネシウム、 シリカであることを特徴とする、 請求 項 8に記載のポリオレフイン系グラフト共重合体。
1 0 . 金属化合物が、 粘土化合物であることを特徴とする、 請求項 1から 6のい ずれか 1項に記載のポリオレフイン系グラフト共重合体。
1 1 . 金属化合物の変性粒子が、 金属化合物と官能基を有する化合物とを反応さ せた変性粒子であり、 該官能基を有する化合物が、 水中に分散した状態の金属化 合物と反応可能な官能基と、 配位重合可能な炭素一炭素二重結合とを 1つの分子 内に有する化合物であることを特徴とする、 請求項 1から 1 0のいずれか 1項に 記載のポリオレフイン系グラフト共重合体。
1 2 . 請求項 1〜1 1のいずれか 1項に記載のポリオレフイン系グラフト共重合 体と、 ポリオレフイン樹脂とを含有することを特徴とする、 ポリオレフイン系樹 脂組成物。
1 3 . 請求項 1から 1 1のいずれか 1項に記載のポリオレフイン系グラフト共重 合体の製造方法。
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