JP3014136B2 - ポリオレフィン樹脂組成物の製造方法 - Google Patents

ポリオレフィン樹脂組成物の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アルケニルシランとオレフィンの共重合体
をさらに−OH基含有化合物と反応させて修飾されたポリ
オレフィン樹脂組成物を製造する方法に関する。
〔従来技術〕
オレフィンの重合体は安価で比較的物性のバランスが
良好であるため種々の用途に利用されている。また物性
バランスの改良を目的としてオレフィン相互のランダム
あるいはブロック共重合についても種々の改良がなされ
ている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、オレフィンの重合体はその本質により
極性基を含有する重合体、金属などとの接着性は不良で
あるとか、塗料との接着性が不良であるなどの特徴があ
りポリオレフィンの用途をさらに広げるためポリオレフ
ィンに極性基を導入して物性を改良することが試みられ
ている。
しかしながら、エチレンにおいては、高圧重合によっ
てラジカル重合で極性基を含有する単量体と共重合する
ことが可能であるが、他のポリオレフィンにおいては極
性基含有単量体をポリオレフィンにラジカル的にグラフ
トすると言った特定の方法が成功しているにすぎない。
また本発明者らは先にアルケニルシランとオレフィンの
共重合体をSi−H結合と反応する化合物で処理すること
でポリオレフィンを修飾することを試みたが得られた組
成物を成形しようとすると流れ性が悪く成形できず、他
のオレフィンと混合して用いることができないとか、触
媒を用いて反応すると、理由は不明であるが、ポリプロ
ピレンの架橋が進行するなど再現性良くポリオレフィン
を修飾することが困難であった。
〔課題を解決するための手段〕
本発明者らは上記問題を解決して修飾されたポリオレ
フィン樹脂組成物を製造する方法について鋭意検討し本
発明に到達した。
即ち、本発明はオレフィンとアルケニルシランを共重
合して得た共重合体とリン系の安定剤を加熱溶融混合し
た混合物に一価アルコール、多価アルコール、−OH基を
含有するポリブタジエン及び−OH基を含有するシリコン
から選ばれた−OH基含有化合物を塩基の存在下に接触処
理することを特徴とするポリオレフィン樹脂組成物の製
造方法である。
本発明の組成物の製造において利用されるアルケニル
シランとオレフィンの共重合体は以下のようにして製造
される。例えば、公知の遷移金属化合物と有機金属化合
物からなる触媒の存在下にアルケニルシランとオレフィ
ンを重合することで達成でき、アルケニルシランとオレ
フィンを遷移金属化合物と有機金属化合物の存在下に重
合してアルケニルシランとα−オレフィンの共重合体を
製造することについては、米国特許3,223,686号に開示
されている。
ここでアルケニルシランとしては、ビニルシラン、ア
リルシラン、ブテニルシラン、ペンテニルシラン、ある
いはこれらのモノマーのSi−H結合の1〜2個がアルキ
ル基で置換された化合物が例示できる。
本発明においてα−オレフィンとしてはエチレン、プ
ロピレン、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−1、
2−メチルペンテン−1あるいはこれらの混合物、さら
にはこれらと少量の炭素数のより多いオレフィンとの混
合物が例示される。
本発明における共重合体を製造するに用いる遷移金属
化合物と有機金属化合物からなる触媒としては、上記米
国特許に記載されたものばかりでなく、その後開示され
た多くの性能が改良されたα−オレフィンの重合用の触
媒を支障無く使用することができ、重合法としても不活
性溶媒を使用する溶媒法のみならず、塊状重合法、気相
重合法も採用できる。ここで遷移金属化合物と有機金属
化合物からなる触媒としては、遷移金属化合物としては
ハロゲン化チタン、あるいはハロゲン化バナジウムが、
有機金属化合物として有機アルミニウム化合物が好まし
く用いられる。例えば四塩化チタンを金属アルミニウ
ム、水素或いは有機アルミニウムで還元して得た三塩化
チタン又はそれらを電子供与性化合物で変性処理したも
のと有機アルミニウム化合物、さらに必要に応じ含酸素
有機化合物などの電子供与性化合物からなる触媒系、ハ
ロゲン化バナジウム、あるいはオキシハロゲン化バナジ
ウムと有機アルミニウムからなる触媒系、或いはハロゲ
ン化マグネシウム等の担体、あるいはそれらを電子供与
性化合物で処理したものにハロゲン化チタン、あるいは
ハロゲン化バナジウム、オキシハロゲン化バナジウムを
担持して得た遷移金属化合物触媒と有機アルミニウム化
合物、必要に応じ含酸素有機化合物などの電子供与性化
合物からなる触媒系、あるいは塩化マグネシウムとアル
コールの反応物を炭化水素溶媒中に溶解し、ついで四塩
化チタンなどの沈澱剤で処理することで炭化水素溶媒に
不溶化し、必要に応じエステル、エーテルなどの電子供
与性の化合物で処理し、ついでハロゲン化チタンで処理
する方法などによって得られる遷移金属化合物触媒と有
機アルミニウム化合物、必要に応じ含酸素有機化合物な
どの電子供与性化合物からなる触媒系等が例示される
(例えば、以下の文献に種々の例が記載されている。Zi
egler−Natta Catalysts and Polymerization by John
Boor Jr(Academic Press)、Journal of Macromorecul
ar Sience Reviews in Macromolecular Chemistry and
Physics,C24(3)355−385(1984)、同C25(1)578
−597(1985))。
ここで電子供与性化合物としては通常エーテル、エス
テル、オルソエステル、アルコキシ硅素化合物などの含
酸素化合物が好ましく例示でき、さらにアルコール、ア
ルデヒド、水なども使用可能である。
有機アルミニウム化合物としては、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ジ
ハライドが使用でき、アルキル基としてはメチル基、エ
チル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基などが例示
され、ハライドとしては塩素、臭素、沃素が例示され
る。
ここでアルケニルシランとα−オレフィンの重合割合
としては、特に制限はないが、通常アルケニルシランが
30モル%〜0.001モル%程度とするのが重合時の触媒活
性、或いは、共重合体と−OH基含有化合物との反応及び
その利用のために好ましく、特に5モル%〜0.01モル%
程度であるのが好ましい。
重合体の分子量としては特に制限はないが極めて高い
分子量、例えば135℃テトラリン溶液で測定した極限粘
度として3dl/g以上にならないようにするのが好まし
く、より好ましくは極限粘度として0.1〜2dl/g程度であ
る。
本発明において、リン系の酸化防止剤としては具体的
には、トリアルキルホスファイト(イソデシル、トリデ
シル等)、フェニルジアルキルホスファイト(イソデシ
ル、イソオクチル等)、ジフェルアルキルホスファイト
(イソデシル、イソオクチル、イソデシル等)、トリフ
ェニルホスファイト、置換トリフェニルホスファイト、
ホスファラスアシド(1,1−ビフェニル−4,4′−ジイル
ビステトラキス(2,4−ビス(1,1′−ジメチルエチル)
フェニル)エステル、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒド
ロキシベンジルホスフェイト−ジエチルエステル、9,10
−ジヒドロ−9−キサ−10−ホスフォペナントレン−10
−オキシド、ソジウムビス(4−t−ブチルフェニル)
ホスフェイト、ソジウム−2,2′−メチレン−ビス(4,6
−ジ−t−ブチルフェニル)−ホスフェイト、1,3−ビ
ス(ジフェノキシホスフォニルオキシ)−ベンゼンなど
が例示できる。共重合体に対するリン系の安定剤の使用
量としては共重合体100部に対して0.001〜5部、通常0.
01〜1部使用するのが一般的である。
共重合体とリン系の安定剤は単に混合するだけでも良
いが溶融混合してより均一に分散することもできる。
ついで、上記混合物は−OH基を含有する化合物およ
び、塩基を添加し反応が行われる。反応に際しては−OH
基を含有する化合物を媒体としてスラリー状で塩基を溶
解して行うのが一般的であるが、少量の塩基を溶解した
−OH基を含有する化合物を共重合体、リン系の安定剤と
共に混合し、ついで必要に応じ加熱溶融混合することも
可能である。
反応に際しては、通常−70℃以上100℃以下、一般に
は0℃〜80℃に保つことで行われるが、上述の様に混合
後そのまま熱溶融して造粒、あるいは成形することも可
能である。
本発明において−OH基含有化合物としてはアルコール
類が好ましく利用でき、ポリオレフィンの物性改良とい
う点から通常のメタノール、エタノール等の一価のアル
コールの他にエチレングリコール、プロピレングリコー
ル、グリセリンの多価のアルコール、ポリエチレングリ
コール、ポリプロピレングリコールなどのポリマー、更
に、ポリブタジエンに−OH基が結合した化合物、あるい
はシリコンに−OH基が結合した化合物などを利用するこ
ともできる。
接触処理するに際して用いる塩基としては−OH基含有
化合物とSi−H基含有化合物を反応するに用いる公知の
塩基類が用いられ、好ましくは、金属アルコラート類、
特にアルカリ金属のアルコラートが利用され、さらに、
ピペリジン、アルキルアミンなどの有機塩基も利用でき
る。
接触処理後の未反応の−OH基含有化合物は通常濾過、
あるいは蒸発除去、洗浄等の方法で除去されるが、組成
物の用途によっては未反応の化合物を完全に除去する必
要はなく、場合によっては一部の未反応の化合物をその
まま残留させて組成物とすることもできる。
〔実施例〕
以下に実施例を示し本発明をさらに説明する。
実施例1 直径12mmの鋼球9kgの入った内容積4の粉砕用ポッ
トを4個装備した振動ミルを用意する。各ポットに窒素
雰囲気下で塩化マグネシウム200g、フタル酸ジ−n−ブ
チル75ml、四塩化チタン40mlを加え40時間粉砕した。こ
うして得た共粉砕物100gを5のフラスコに入れ、トル
エン2.0を加え115℃で2時間処理し、ついで90℃でト
ルエンを抜き出しさらに1回4のヘプタンで7回洗浄
してチタン触媒を得た。分析によれば1.9wt%のチタン
を含有していた。
内容積5のオートクレーブに窒素雰囲気下トルエン
40ml、上記遷移金属触媒50mg、メチルシクロヘキシルジ
メトキシシラン0.05ml、トリエチルアルミニウム0.50ml
を加え、ついでビニルシラン30gプロピレンを1200g、水
素4N装入し、70℃で4時間重合した。次いで、未反応
のプロピレン、ビニルシランをパージしてパウダーをと
りだし乾燥した後、秤量して480gのパウダーを得た。物
性を測定したところ、パウダーの135℃のテトラリン溶
液で測定した極限粘度(以下、ηと略記する)は1.35dl
/gであり、ビニルシラン含量は1.1wt%、赤外吸収スペ
クトルで2150cm-1に強い吸収が観測された。このポリマ
ー100gに3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジ
ルホスフェイト−ジエチルエステル0.1gを加え良く混合
した後230℃でプレスして厚さ0.2mmのシートとし、つい
で5mm×5mmに切断した後200mlのフラスコにトルエン100
ml、ポリエチレングリコール(分子量600)50mlを加え5
0℃で攪拌した後20℃に冷却してナトリウムエチラート
を0.1加え20℃で2時間攪拌した。
反応後シートを取り出し濾過しポリマーをトルエンで
良く洗浄した。赤外吸収スペクトルによればエチレング
リコールの吸収が1100cm-1に観測され、2150cm-1のSi−
Hの吸収が減少していた。ポリプロピレンとポリエチレ
ングリコールの割合は1:0.10であった。このシートは再
度、230℃でホットプレスすることで熱成形可能であり
得られたシートは充分な強度を有していた。また、別途
上記触媒でプロピレンを重合して得たηが1.62dl/g、ソ
ックスレー抽出器で沸騰n−ヘプタンで6時間抽出した
抽出残分の割合が96.8%のポリプロピレン100に上記で
得られたシート10の割合で混合し加熱成形した所、均一
なシートが成形できた。このシートは150℃で延伸して
もムラは生じなかった。
比較例1 リン系の酸化防止剤を用いなかった他は実施例1と同
様にしたところポリプロピレンとポリエチレングリコー
ルの割合は1:0.10であったが、230℃で再度ホットプレ
スすることは困難であり、得られたシートは脆かった。
比較例2 3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホス
フェイト−ジエチルエステル0.1gに代え、2,6−ジ−t
−ブチル−4−メチルフェノールを0.1g用いた他は実施
例1と同様にしたところ、ポリプロピレンとポリエチレ
ングリコールの割合は1:0.09であり、230℃で再度ホッ
トプレスするのが困難であったので250℃でホットプレ
スしたが、得られたシートは脆かった。
実施例2 ビニルシランに変えアリルシランを用い、ポリエチレ
ングリコールに変えポリブタジエンの含OH化合物(日石
化学(株)製BOH−100−2.5)を用い、ナトリウムエチ
ラート0.1gにかえカリウム−t−ブチラート0.1gを用い
た他は実施例1と同様にした。重量増加より算出したポ
リプロピレンとポリブタジエンの比は1:0.12であり、得
られた組成物は実施例1と同様に成形可能で充分な強度
を有していた。
実施例3 ポリエチレングリコールに変え含OHシリコーン(東レ
シリコン(株)製シリコーンオイルSF−8427)を用いた
他は実施例1と同様にした、重量増より求めたポリプロ
ピレンとシリコーンの割合は1:0.08であり、、得られた
組成物は成形可能であり、充分な強度を有していた。
実施例4 実施例1で得た共重合体100g、1,3−ビス(ジフェノ
キシホスフォニルオキシ)−ベンゼン1gと含OHシリコー
ン(東レシリコン(株)製シリコーンオイルSF−8427)
5gとアゾビスイソブチロニトリル0.1gを充分に混合した
後230℃で溶融混合しついでシート状に成形した。この
シートは再度加熱成形可能であり充分な強度を有してい
た。また赤外吸収吸収スペクトルによれば2150cm-1のSi
−Hの吸収が減少していた。
〔発明の効果〕
本発明の方法を実施することで極性基を含有する組成
物が容易に得られ工業的に極めて価値がある。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】オレフィンとアルケニルシランを共重合し
    て得た共重合体とリン系の安定剤を加熱溶融混合した混
    合物に一価アルコール、多価アルコール、−OH基を含有
    するポリブタジエン及び−OH基を含有するシリコンから
    選ばれた−OH基含有化合物を塩基の存在下に接触処理す
    ることを特徴とするポリオレフィン樹脂組成物の製造方
    法。
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