JP7262883B2 - ポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体及びこの製造方法 - Google Patents
ポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体及びこの製造方法 Download PDFInfo
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Description
本出願は、2019年5月17日付韓国特許出願第2019-0058295号及び2019年9月30日付韓国特許出願第2019-0121193号に基づいた優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示された全ての内容は本明細書の一部として含まれる。
(a)tanδピークの高さは、0.20から0.35であること;及び
(b)tanδピークの半値幅は、32.0から50.0℃であること。
本発明のポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体は、動的機械分析(dynamic mechanical analysis、DMA)で得られた温度(x軸)による損失タンジェント(tanδ)(y軸)の変化量を示したグラフで、-80から40℃の温度範囲で下記(a)及び(b)の条件を満たすことを特徴とする。
(a)tanδピークの高さは、0.20から0.35であること;及び
(b)tanδピークの半値幅は、32.0から50.0℃であること。
(c)-10から-30℃におけるtanδ値は、0.10から0.30であること;及び
(d)15から30℃におけるtanδ値は、0.05から0.50であること。
R1は、水素;炭素数1から20のアルキル;シリルで置換された炭素数1から20のアルキル;炭素数7から20のアリールアルキル;又はシリルで置換された炭素数7から20のアリールアルキルであり、
nは、1から10,000の整数であってよい。
R1’及びR1’’は、それぞれ独立して、水素、炭素数1から20のアルキル;シリルで置換された炭素数1から20のアルキル;炭素数7から20のアリールアルキル;又はシリルで置換された炭素数7から20のアリールアルキルであり;前記R1’及びR1’’は互いに異なるものであり、
0<p<1であり、
n’は、1から10,000の整数であってよい。
R2は、炭素数6から20のアリール;又はハロゲン、炭素数1から12のアルキル、炭素数3から12のシクロアルキル、炭素数1から8のアルコキシ、又は炭素数6から12のアリールで置換された炭素数6から20のアリールであり、
lは、独立して、10から1,000の整数である。
R1は、水素;炭素数1から20のアルキル;シリルで置換された炭素数1から20のアルキル;炭素数7から20のアリールアルキル;又はシリルで置換された炭素数7から20のアリールアルキルであり、
R2は、炭素数6から20のアリール;又はハロゲン、炭素数1から12のアルキル、炭素数3から12のシクロアルキル、炭素数1から8のアルコキシ、又は炭素数6から12のアリールで置換された炭素数6から20のアリールであり、
lは、10から1,000の整数であり、
nは、1から10,000の整数である。
R3は、炭素数6から20のアリール;又はハロゲン、炭素数1から12のアルキル、炭素数3から12のシクロアルキル、炭素数1から8のアルコキシ、又は炭素数6から12のアリールで置換された炭素数6から20のアリールであり、
mは、独立して、10から1,000の整数である。
R1は、水素;炭素数1から20のアルキル;シリルで置換された炭素数1から20のアルキル;炭素数7から20のアリールアルキル;又はシリルで置換された炭素数7から20のアリールアルキルであり、
R2及びR3は、炭素数6から20のアリール;又はハロゲン、炭素数1から12のアルキル、炭素数3から12のシクロアルキル、炭素数1から8のアルコキシ、又は炭素数6から12のアリールで置換された炭素数6から20のアリールであり、
nは、10から10,000の整数であり、
l及びmは、それぞれ独立して、10から1,000の整数である。
本発明のポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体の製造方法は、(S1)下記化学式1で表される遷移金属化合物を含む触媒組成物の存在下に、有機亜鉛化合物を鎖移動剤としてオレフィン系単量体を重合してポリオレフィンブロックを形成する段階;及び、(S2)ケイ素原子を含むアルキルリチウム化合物及びトリアミン化合物の存在下に、前記ポリオレフィンブロックとスチレン系単量体を陰イオン重合してポリスチレンブロックを形成する段階;を含むことを特徴とする。
段階(S1)は、下記化学式1で表される遷移金属化合物を含む触媒組成物の存在下に、有機亜鉛化合物を鎖移動剤としてオレフィン系単量体を重合してポリオレフィンブロックを形成する段階である。
R1からR11は、それぞれ独立して、水素;炭素数1から20のアルキル基;炭素数2から20のアルケニル基;炭素数2から20のアルキニル基;炭素数3から20のシクロアルキル基;炭素数6から20のアリール基;炭素数7から20のアリールアルコキシ基;炭素数1から20のアルコキシ基;炭素数7から20のアルキルアリール基;炭素数1から20のアルキルシリル基;又は炭素数7から20のアリールアルキル基であり、
前記R1からR11のうち、隣接する2個以上は互いに連結されて炭素数3から20の脂肪族環又は炭素数6から20の芳香族環を形成してよく、
X1及びX2は、それぞれ独立して、水素;ハロゲン;ヒドロキシ基;アミノ基;チオ基;シリル基;シアノ基;ニトロ基;炭素数1から20のアルキル基;炭素数2から20のアルケニル基;炭素数2から20のアルキニル基;炭素数3から20のシクロアルキル基;炭素数6から20のアリール基;炭素数7から20のアルキルアリール基;炭素数7から20のアリールアルキル基;炭素数5から20のヘテロアリール基;炭素数1から20のアルコキシ基;炭素数6から20のアリールオキシ基;炭素数1から20のアルキルアミノ基;炭素数6から20のアリールアミノ基;炭素数1から20のアルキルチオ基;炭素数6から20のアリールチオ基;炭素数1から20のアルキルシリル基;又は炭素数6から20のアリールシリル基である。
R11は、水素;炭素数1から20のアルキル基;炭素数2から20のアルケニル基;炭素数2から20のアルキニル基;炭素数3から20のシクロアルキル基;炭素数6から20のアリール基;炭素数7から20のアリールアルコキシ基;炭素数1から20のアルコキシ基;炭素数7から20のアルキルアリール基;炭素数1から20のアルキルシリル基;又は炭素数7から20のアリールアルキル基であり、
X1及びX2は、それぞれ独立して、水素;ハロゲン;ヒドロキシ基;アミノ基;チオ基;シリル基;シアノ基;ニトロ基;炭素数1から20のアルキル基;炭素数2から20のアルケニル基;炭素数2から20のアルキニル基;炭素数3から20のシクロアルキル基;炭素数6から20のアリール基;炭素数7から20のアルキルアリール基;炭素数7から20のアリールアルキル基;炭素数5から20のヘテロアリール基;炭素数1から20のアルコキシ基;炭素数6から20のアリールオキシ基;炭素数1から20のアルキルアミノ基;炭素数6から20のアリールアミノ基;炭素数1から20のアルキルチオ基;炭素数6から20のアリールチオ基;炭素数1から20のアルキルシリル基;又は炭素数6から20のアリールシリル基である。
Hf(X1X2)2
前記化学式中、
R1からR11、X1及びX2の定義は、前述したところと同一である。
Aは、炭素数1から20のアルキレン;炭素数6から20のアリーレン;又はハロゲン、炭素数1から12のアルキル、炭素数3から12のシクロアルキル、炭素数1から8のアルコキシ、又は炭素数6から12のアリールで置換された炭素数6から20のアリーレンであり、
Bは、炭素数2から12のアルケニルで置換された炭素数6から12のアリールである。
また、前記Aは、炭素数1から12のアルキレン;炭素数6から12のアリーレン;又は、ハロゲン、炭素数1から12のアルキル、炭素数3から12のシクロアルキル、炭素数1から8のアルコキシ、又は炭素数6から12のアリールで置換された炭素数6から12のアリーレンであってよく、
前記Bは、炭素数2から8のアルケニルで置換された炭素数6から12のアリールであってよい。
[化学式5]
-[Al(Ra)-O]m-
[化学式6]
D(Ra)3
[化学式7]
[L-H]+[Z(A)4]-又は[L]+[Z(A)4]-
Raは、それぞれ独立して、ハロゲン基;炭素数1から20のヒドロカルビル基;又はハロゲンで置換された炭素数1から20のヒドロカルビル基であり、
mは、2以上の整数であり、
Dは、アルミニウム又はホウ素であり、
Lは、中性又は陽イオン性のルイス酸であり、
Zは、13族元素であり、
Aは、それぞれ独立して、1以上の水素原子が置換基で置換され得る炭素数6から20のアリール;又は炭素数1から20のアルキルであり、
前記Aの置換基は、ハロゲン;炭素数1から20のヒドロカルビル;炭素数1から20のアルコキシ;又は炭素数6から20のアリールオキシである。
前記段階(S2)は、段階(S1)に連続してケイ素原子を含むアルキルリチウム化合物及びトリアミン化合物の存在下に、前記ポリオレフィンブロックとスチレン系単量体を陰イオン重合してポリスチレンブロックを形成し、ポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体を製造する段階である。
[化学式8]
(CH3)3Si(CH2)Li
製造例1
(i)リガンド化合物の製造
-10℃でトルエン(8mL)中の2-ナフチル-1,10-フェナントロリン(0.789g、2.58mmol)にイソプロピルリチウム(0.45mL、0.36mmol、ペンタン中の0.79M)を徐々に添加した。室温で3時間の間撹拌した後、ガスを除去したH2O(3mL)を添加した。水性層をN2下で注射器で除去した。真空ラインを用いて溶媒を除去し、ガスを除去したエタノール(15mL)及びTHF(5mL)中に残留物を溶解させた。溶液をN2下でPd/C(0.242mmol、10mol%)を含有するボム反応器(bomb reactor)に移した。H2気体を5barで充填した後、室温で12時間の間撹拌した。H2気体を放出して触媒残留物をセライト上で濾過させて除去した。溶媒を除去し、酢酸エチル/ヘキサン(1/3、v/v)を用いてシリカゲルカラムクロマトグラフィで残留物を精製した。淡黄色の粘った固体を収得した(0.085g、73%)。1H NMR及び13C NMRスペクトルを図1に示した。
-13C{1H}NMR(C6D6):δ18.34,18.77,24.43,26.78,32.52,56.73,112.78,116.67,122.62,125.59,126.10,126.51,126.61,126.86,128.14,128.69,129.03,129.28,132.20,134.71,136.41,137.64,139.79,141.75,155.92ppm.
-m/z 計算値(calcd)([M+]C25H24N2)352.4800.実測値(Found):352.1942.
-13C{1H}NMR(C6D6):δ18.55,21.28,23.07,25.44,32.58,60.98,63.06,66.88,112.37,119.64,120.21,124.55,125.48,126.81,126.97,129.31,129.97,130.26,131.25,133.82,135.51,140.97,141.44,143.94,150.14,164.58,209.13ppm.
-Anal.計算値(Calcd.)(C27H28HfN2):C,58.01;H,5.05;N,5.01%.
-実測値(Found):C,57.91;H,5.01;N,5.11%.
過量のK+[B(C6F5)4]-(0.633g、0.881mmol、純粋なものと仮定)は、トルエン(無水、10mL)中の[(C18H37)2N(H)Me]+[Cl]-(0.404g、0.705mmol)の溶液と1時間の間室温でグローブボックス内で反応させた。セライト上で濾過した後、真空ラインを用いて溶媒を除去した。残留物をメチルシクロヘキサン(4mL)に溶解させてセライト上で再び濾過した。溶媒を除去して黄色の油性化合物を生成し、これをさらに精製することなく用いた(0.797g、93%)。
-19F NMR(C6D6):δ-132.09,-161.75,-165.98.
実施例1
パー反応器(Parr reactor、600mL)を120℃で2時間の間真空乾燥した。メチルシクロヘキサン(200g)中のOc3Al(349.0mg、238μmol-Al)溶液を反応器に添加した。マントルを用いて120℃で1時間の間混合物を撹拌し、その後、カニューレを用いて溶液を除去した。
反応条件を下記表1のように変更したことを除いては、前記実施例1と同一の方法で製造した。
商業的に入手したSEBSであって、Kraton社製のG1652を用いた。
商業的に入手したSEBSであって、Asahi Kasei社製のH1051を用いた。
遷移金属化合物として下記化合物を用いて、次のような方法で製造した。
(1)貯蔵モジュラス(storage modulus、E’)、損失モジュラス(loss modulus、E’’)及びtanδ値
DMA(Dynamic mechanical anaylsis)機器を用いて周波数1Hz、変形量(strain)0.1%で-90℃から100℃まで分当たり5℃ずつ昇温しながら測定した。
温度による貯蔵モジュラス値を示したグラフを図3に表示し、温度による損失モジュラス値を示したグラフを図4に表示し、温度によるtanδ値を示したグラフを図5に表示した。
(2)tanδピークの高さ
前記図5のグラフでtanδ値が最大であるときのy値を測定した。
(3)tanδピークの半値幅
tanδピークの高さの半値を有する温度をそれぞれT1、T2とし、T1とT2の間の幅(T2-T1)を計算した。
(1)重量平均分子量(Mw、g/mol)及び分子量分布(polydispersity index、PDI)
ゲル浸透クロマトグラフィ(GPC:gel permeation chromatography)を用いて、重量平均分子量(Mw、g/mol)及び数平均分子量(Mn、g/mol)をそれぞれ測定し、重量平均分子量を数平均分子量で割って分子量分布(polydispersity index、PDI)を計算した。
- カラム:PL Olexis
- 溶媒:TCB(トリクロロベンゼン:trichlorobenzene)
- 流速:1.0ml/分
- 試料濃度:1.0mg/ml
- 注入量:200μl
- カラム温度:160℃
- 検出器(Detector):Agilent High Temperature RI detector
- 標準(Standard):ポリスチレン(Polystyrene)
- マルク-ホウインク(Mark-Houwink)の式を用いて(K=40.8×10-5、α=0.7057)、ユニバーサルキャリブレーション(Universal Calibration)で分子量を計算
(2)衝撃強度
二軸スクリュー押出機(Twin-screw extruder)を用いて、ポリプロピレンホモ重合剤90重量%及び前記実施例又は比較例の共重合体10重量%を混合し、これを試片に製造した。
標準測定ASTM D256に基づき、それぞれ-30℃、25℃の温度における衝撃強度(Notched Izod,J/m)を測定した。
Claims (8)
- 動的機械分析(dynamic mechanic alanalysis、DMA)で得られた温度(x軸)による損失タンジェント(tanδ)(y軸)の変化量を示したグラフで、-80から40℃の温度範囲で下記(a)及び(b)の条件を満たし、
ポリスチレン-ポリ(エチレン-co-1-ブテン)-ポリスチレンブロック共重合体、ポリスチレン-ポリ(エチレン-co-1-ペンテン)-ポリスチレンブロック共重合体、ポリスチレン-ポリ(エチレン-co-1-ヘキセン)-ポリスチレンブロック共重合体、ポリスチレン-ポリ(エチレン-co-1-ヘプテン)-ポリスチレンブロック共重合体及びポリスチレン-ポリ(エチレン-co-1-オクテン)-ポリスチレンブロック共重合体よりなる群から選択された1種以上であって、
ポリオレフィンブロックは、下記化学式1で表される遷移金属化合物を含む触媒組成物の存在下に、下記化学式4で表される有機亜鉛化合物を鎖移動剤としてオレフィン系単量体を重合して形成される、ポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体:
(a)tanδピークの高さは、0.20から0.35であること;及び
(b)tanδピークの半値幅は、32.0から50.0℃であること
R 1 からR 11 は、それぞれ独立して、水素;炭素数1から20のアルキル基;炭素数2から20のアルケニル基;炭素数2から20のアルキニル基;炭素数3から20のシクロアルキル基;炭素数6から20のアリール基;炭素数7から20のアリールアルコキシ基;炭素数1から20のアルコキシ基;炭素数7から20のアルキルアリール基;炭素数1から20のアルキルシリル基;又は炭素数7から20のアリールアルキル基であり、
前記R 1 からR 11 のうち、隣接する2個以上は互いに連結されて炭素数3から20の脂肪族環又は炭素数6から20の芳香族環を形成してよく、
X 1 及びX 2 は、それぞれ独立して、水素;ハロゲン;ヒドロキシ基;アミノ基;チオ基;シリル基;シアノ基;ニトロ基;炭素数1から20のアルキル基;炭素数2から20のアルケニル基;炭素数2から20のアルキニル基;炭素数3から20のシクロアルキル基;炭素数6から20のアリール基;炭素数7から20のアルキルアリール基;炭素数7から20のアリールアルキル基;炭素数5から20のヘテロアリール基;炭素数1から20のアルコキシ基;炭素数6から20のアリールオキシ基;炭素数1から20のアルキルアミノ基;炭素数6から20のアリールアミノ基;炭素数1から20のアルキルチオ基;炭素数6から20のアリールチオ基;炭素数1から20のアルキルシリル基;又は炭素数6から20のアリールシリル基である)
Aは、炭素数1から20のアルキレン;炭素数6から20のアリーレン;又はハロゲン、炭素数1から12のアルキル、炭素数3から12のシクロアルキル、炭素数1から8のアルコキシ、又は炭素数6から12のアリールで置換された炭素数6から20のアリーレンであり、
Bは、炭素数2から12のアルケニルで置換された炭素数6から12のアリールである)。 - 前記(a)条件におけるtanδピークは、-50から-30℃の範囲で1個のピークで表れる、請求項1に記載のポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体。
- 前記(b)条件におけるtanδピークの半値幅は、32.5から49.5℃である、請求項1又は2に記載のポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体。
- 下記(c)及び(d)の条件をさらに満たす、請求項1~3のいずれか一項に記載のポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体:
(c)-10から-30℃におけるtanδ値は、0.10から0.30であること;及び
(d)15から30℃におけるtanδ値は、0.05から0.50であること。 - -10から-30℃における貯蔵モジュラスE’(storage modulus)値は50から200MPaであり、損失モジュラスE’’(loss modulus)値は10から100MPaである、請求項4に記載のポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体。
- 15から30℃における貯蔵モジュラスE’(storage modulus)値は10から50MPaであり、損失モジュラスE’’(loss modulus)値は1から5MPaである、請求項4又は5に記載のポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体。
- 重量平均分子量は、40,000から200,000g/molである、請求項1~6のいずれか一項に記載のポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体。
- 分子量分布は、1.0から3.0である、請求項1~7のいずれか一項に記載のポリオレフィン-ポリスチレン系多重ブロック共重合体。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR20190058295 | 2019-05-17 | ||
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