JP2013227389A - ブテン系重合体組成物およびそれから得られる成形体 - Google Patents
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Abstract
【課題】
耐クリープ特性、耐環境応力亀裂性、柔軟性、強靱性、耐熱性、高温・低温特性、耐摩耗性等に優れ、さらに成形後の寸法、剛性の変化が小さく、顧客での品質管理、在庫管理が容易なブテン系重合体組成物を提供すること.
【解決手段】
本発明は、特定の組成およびメルトフローレートのブテン系重合体(A)80〜99.5質量部と、ブテン系重合体(A)よりも分子量の小さい特定の極限粘度をもつブテン系重合体(B)0.5〜20質量部((A)と(B)の合計を100質量部とする)とを含むブテン系重合体組成物およびそれからなる成形体に関する。
【選択図】なし
Description
[1] 以下特徴を満たすブテン系重合体(A)80〜99.5質量部と、以下特徴を満たすブテン系重合体(B)を0.5〜20質量部((A)と(B)の合計を100質量部とする)とを含むブテン系重合体組成物。
ブテン系重合体(A)
70〜100mol%の1−ブテンに対し、炭素数2〜10の1−ブテン以外のα−オレフィンを0〜30mol%共重合して得られ(合計で100mol%とする)、
ASTM D1238(190℃、2.16kg荷重)の条件で測定したMFRが、0.01〜50g/10minである
ブテン系重合体(B)
極限粘度[η](溶媒デカリン、測定温度135℃)が0.03〜0.8dl/gである
[2]前記ブテン系重合体(B)が、前記ブテン系重合体(A)を熱分解して得られることを特徴とする、[1]に記載のブテン系重合体組成物。
[3]前記ブテン系重合体(B)の結晶転移率が2時間で80%を超えることを特徴とする、[1]又は[2]に記載のブテン系重合体組成物。
[4]重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnの比(Mw/Mn)で示される分子量分布が3〜30であることを特徴とする、[1]〜[3]のいずれか一項に記載のブテン系重合体組成物。
[5]カルボン酸アミド化合物、又はタルクを結晶核剤として含むことを特徴とする、[1] 〜[4]のいずれか一項に記載のブテン系重合体組成物。
[6][1] 〜[5] のいずれか一項に記載のブテン系重合体組成物から成る成形体。
[7]パイプであることを特徴とする、[6]に記載の成形体。
[8]パイプ継手であることを特徴とする、[6]に記載の成形体。
本発明の組成物の主成分であるブテン系重合体(A)は、70〜100mol%の1−ブテンに対し、炭素数2〜10の1−ブテン以外のα−オレフィンを0〜30mol%共重合して得られる(1−ブテンと、1−ブテン以外のα−オレフィンの合計を100mol%とする)。好ましくは、1−ブテンの単独重合体が好ましい。
ン、プロピレン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1 −オクテン、1−ノネン、1−デセン等が挙げられるが、特にプロピレンが好ましい。これらのα−オレフィンは1 種単独で、あるいは2 種以上組み合わせて用いられる。
媒あるいはメタロセン系触媒の存在下に、1 − ブテンのみを重合、または1−ブテンとエチレン、プロピレン等の1−ブテン以外のα−オレフィンとを共重合させることにより調製することができる。
本発明のブテン系重合体(B)は、1−ブテンの単独重合体が好ましいが、1−ブテンに対し、炭素原子数2〜10の1−ブテン以外のα−オレフィンを共重合して得られる1−ブテン・α−オレフィン共重合体が用いられることもある。
ン、プロピレン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1 −オクテン、1−ノネン、1−デセン等が挙げられるが、特にプロピレンが好ましい。これらのα−オレフィンは1 種単独で、あるいは2 種以上組み合わせて用いられる。
本発明のブテン系重合体(B)は、従来公知の製法、例えばチーグラーナッタ触媒あるいはメタロセン系触媒の存在下に、1 − ブテンのみを重合、または1−ブテンとエチレン、プロピレン等の1−ブテン以外のα−オレフィンとを共重合させることにより製造することも可能であり、分子量が比較的大きいブテン系重合体(A’)を熱分解することにより製造することも可能であり、特に制限はない。
本発明のブテン系重合体組成物は、ブテン系重合体(A)を80〜99.5重量部、好ましくは90〜99重量部、より好ましくは95〜99重量部、特に好ましくは97〜99重量部含み、ブテン重合体(B)を0.5〜20重量部、好ましくは1〜10重量部、より好ましくは1〜5重量部、特に好ましくは1〜3重量部含む。((A)と(B)の合計を100質量部とする。)
(1)組成
ブテン系重合体の1−ブテン由来の構成単位、及び炭素数2〜10の1−ブテン以外のα−オレフィン由来の構成単位は、13C−NMRスペクトルの解析により求めた。
ASTM D1238に準じて、190℃、荷重2.16kgで測定した。
アトランテイック型粘度計を用いて135℃で、共重合体のデカリン溶液の比粘度を測定し、比粘度から極限粘度〔η〕を算出した。
測定サンプルをホットプレス180℃×10minの後、コールドプレス水冷×5minすることにより、1mm厚のプレスシートを作製した。得られたプレスシートについて、回転試料台を有するX線回折装置(リガク製RINT2500、Cuターゲット、50kv、300mA)を用い、I型結晶の(100)面反射ピーク強度のII型結晶の(200)面反射ピーク強度に対する比を測定した。プレスシート作製直後(0時間)、1時間後、2時間後、3時間後の結晶転移率をそれぞれ測定した。
(i)分子量既知の標準ポリスチレン(単分散ポリスチレン、東ソー(株)製)を用い、異なる分子量のポリスチレンを下記の条件で、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)分析に供し、分子量MとEV値(Elutionvolume:溶媒体積)の較正曲線を作成する。
<測定条件>
装置:Water社製, ALC/GC150−C型
カラム:東ソー(株)製、TSKgel GMHH−H( S ) HT× 2 + TSKgel GMH−HTL×1(それぞれ7.8mmφ × 300mm 、7.5mmφ × 600mm)
温度: 140℃
移動相: o−ジクロロベンゼン
検出器: RI
流速: 1m l/分
分子量を測定するポリマー試料と溶媒o−ジクロロベンゼンとをフラスコに入れ、ポリマー30mgに対して溶媒20mlの割合の溶液を調整する。
得られたポリマー溶液に、安定剤として2, 6−ジ−t−ブチルクレゾールを0.1重量%の濃度になるように加える。この溶液を145℃で1時間攪拌して、ポリマー及び安定剤を完全に溶解させる。次に、145℃の温度で0.45μmのフィルターで溶液を濾過する。得られた濾過液を、上記の( i )と同じ測定条件でGPC分析に供し、得られたEV 値から、前記( i )で作成しておいた較正曲線により、数平均分子量(Mn=Σ Mi2Ni/ΣNi) 及び重量平均分子量(Mw=ΣMi2Ni/ΣMiNi)を求め、Mw/Mnを計算する。
ブテン系重合体の融点(Tm)は、DSC(示差走査型熱量測定法)に従い、DSC−20(セイコー電子工業社製)によって測定した。試料約10mgを0℃から200℃まで10℃/分で昇温し、得られたカーブの吸熱ピークを融点として求めた。この昇温測定の前に、一旦、樹脂を200℃程度まで昇温し、5分間保持した後、10℃/分で常温(0℃)まで降温する操作を行い、樹脂の熱履歴を統一した。
上記DSCにより得られた吸熱ピークと吸熱ピーク全体のベースラインとで区切られた面積より、融解熱量(ΔH)(J/g)を算出した。
ブテン系重合体が有する末端ビニリデン量は1H−NMRにより測定される。1H−NMRについては、日本電子製JNM−ECX400P型核磁気共鳴装置を用い、試料20mgをNMRサンプル管(5mmφ)中で重水素化o-ジクロロベンゼン約0.5mlに完全に溶解させた後、120℃にて測定した。観測核は1H(400MHz)、シーケンスはシングルパルス、パルス幅は5.12μ秒(45°パルス)、繰り返し時間は7.0秒、積算回数は500回以上とした。プロピレン系重合体由来シグナルの全積分強度を2000に規格化し、4.7ppm付近に観測されるビニリデン基に由来する2プロトン分のピーク(C)を用い、下式により、末端ビニリデン量を定量した。
末端ビニリデン量L(個/1000炭素)=C/2
(9)1/2結晶転移時間
結晶転移率と同様の方法で1mm厚のプレスシートを作製した。さらに、結晶転移率と同様のX線回折装置を用い、I型結晶の(100)面反射ピーク強度のII型結晶の(200)面反射ピーク強度に対する比を測定し、時間経過に伴う強度比の飽和値の1/2に達する時間を測定した。
結晶転移率と同様の方法で1mm厚のプレスシートを作製した。シート作製後、常温下に15日静置したシートサンプルについて、結晶転移率と同様のX線回折装置を用い、透過法にてX線プロファイルを測定した。得られたX線プロファイルより、結晶部分と非結晶部分とを分離して、結晶化度を求めた。
アイソタクチック指数(mmmm%)は以下の方法により測定した。核磁気共鳴装置(13C−NMR;ブルカー・バイオスピン製、AVANCEIIIcyro−500型)の試料管に、試料を50mg入れ、溶媒オルトジクロロベンゼン0.48mlを加え、30分間超音波処理し、110℃の加熱炉に入れ、試料を溶解させた。試料のほぼ全量が溶解した時点で、重水素化ベンゼン0.12mlを加え、さらに試料を均一に加熱溶解させた。均一溶解した時点で、試料管を溶封し、測定試料とした。この試料について、以下条件に基づき、ブテン重合体の立体規則性を反映するブテン側鎖メチレンシグナルの積分強度を用い、アイソタクチック指数(mmmm%)を測定した。シーケンスはシングルパルスプロトンでカップリング、パルス幅は4.7μ秒(4.5°パルス)、繰り返し時間は5.5秒、積算回数は1万回以上とした。
測定温度120℃ 測定核:13C 周波数:125MHz パルス幅:45° 測定温度:120℃ ケミカルシフト基準:ブテンユニット側鎖メチレン(mmmm)=27.50ppm
攪拌装置、窒素導入管、コンデンサーを備えた1.5Lステンレス製熱分解装置にブテン系重合体(A−1、1−ブテンの単独重合体、MFR0.5g/10min、その他物性測定値を表1に示す)を200g入れ、系内を充分に窒素置換した。次に、窒素を流入したまま熱分解装置を380℃まで昇温し樹脂を溶融した後、攪拌を開始した。系内の樹脂温度が所定温度に達してから5時間加熱し熱分解を実施した。その後、熱分解装置をその後、常温まで冷却することにより、表1に示すブテン系重合体B−1を得た。
製造例1で得たブテン系重合体の熱分解の加熱時間を8時間とする以外は、製造例1と同様の方法でブテン系共重合体B−2を得た。物性を表1に示す。
ブテン系重合体(A−1、MFR0.5g/10min)100重量部に対し、製造例1で得られたブテン系重合体B−1を2重量部配合し、成形温度200℃で1軸押出機にて溶融混練しブテン系重合体組成物を得た。得られたブテン系重合体組成物の1/2結晶転移時間と結晶化度を表2に示した。
B−1に替えて、製造例2で得られたブテン系重合体B−2を1重量部配合した以外は、実施例1と同様の方法でブテン系重合体組成物を得た。得られたブテン系重合体組成物の1/2結晶転移時間と結晶化度を表2に示した。
B−1に替えて、製造例2で得られたブテン系重合体B−2を2重量部配合した以外は、実施例1と同様の方法でブテン系重合体組成物を得た。得られたブテン系重合体組成物の1/2結晶転移時間と結晶化度を表2に示した。
ブテン系重合体(A−1、MFR0.5g/10min)100重量部とアセチレンブラック(電気化学工業社製、デンカブラック粉状、デンカブラックHS−100)40重量部を2軸押出機にて成形温度200℃で溶融混練して、ブテン系重合体中にアセチレンブラックを含有する高濃度マスターバッチを作成した。
B−1に替えて製造例2で得られたブテン系重合体B−2とした以外は、実施例4と同様の方法でブテン系重合体組成物を得た。得られたブテン系重合体組成物の1/2結晶転移時間と結晶化度を表2に示した。
B−1を配合せず、ブテン系重合体A−1単体について実施例1と同様の方法で溶融混練した後、1/2結晶転移時間と結晶化度を評価した。結果を表2に示した。
B−1を配合しなかったこと以外は、実施例4と同様の方法でブテン系重合体組成物を得た。得られたブテン系重合体組成物の1/2結晶転移時間と結晶化度を表2に示した。
Claims (7)
- 以下特徴を満たすブテン系重合体(A)80〜99.5質量部と、以下特徴を満たすブテン系重合体(B)を0.5〜20質量部((A)と(B)の合計を100質量部とする)とを含むブテン系重合体組成物。
ブテン系重合体(A)
70〜100mol%の1−ブテンに対し、炭素数2〜10の1−ブテン以外のα−オレフィンを0〜30mol%共重合して得られ(合計で100mol%とする)、
ASTM D1238(190℃、2.16kg荷重)の条件で測定したMFRが、0.01〜50g/10minである
ブテン系重合体(B)
極限粘度[η](溶媒デカリン、測定温度135℃)が0.03〜0.8dl/gである - 前記ブテン系重合体(B)が、前記ブテン系重合体(A)を熱分解して得られることを特徴とする、請求項1に記載のブテン系重合体組成物。
- 前記ブテン系重合体(B)の結晶転移率が2時間で80%を超えることを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載のブテン系重合体組成物。
- カルボン酸アミド化合物、又はタルクを結晶核剤として含むことを特徴とする、請求項1 〜4のいずれか一項に記載のブテン系重合体組成物。
- 請求項1 〜 5 のいずれか一項に記載のブテン系重合体組成物から成る成形体。
- パイプであることを特徴とする、請求項6に記載の成形体。
- パイプ継手であることを特徴とする、請求項6に記載の成形体。
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