JPH0220545A - 熱可塑性ポリマーブレンド組成物 - Google Patents

熱可塑性ポリマーブレンド組成物

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JPH0220545A
JPH0220545A JP1129012A JP12901289A JPH0220545A JP H0220545 A JPH0220545 A JP H0220545A JP 1129012 A JP1129012 A JP 1129012A JP 12901289 A JP12901289 A JP 12901289A JP H0220545 A JPH0220545 A JP H0220545A
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cpe
resin
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ethylene
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Narasaiah Alle
ナラサイアー アレ
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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】 本発明は良好な耐衝撃性および透明度を有する製品を製
造するためポリ塩化ビニル(PVC)樹脂と混合するこ
とが適当な塩素化ポリエチレン(CPE)樹脂の製造方
法に関する。また本発明は前記CPE樹脂と塩化ビニル
ポリマー樹脂とのブレンドに関する。
McGinley (米国特許第3.356.634号
)は、化粧ビニル床仕上材中の粒子あるいはチップの望
ましくない変形または汚れを除くため高充填ビニルチッ
プあるいは粒子に30〜55%bw (重量パーセント
)、好ましくは40〜50%bwの塩素含量および70
0.000〜5.000.000の高重量平均分子量を
有するCPEの樹脂結合剤を5〜35%bw混入した。
またこのCPEは示差熱分析により測定したところ5〜
35パーセントの結晶度を有している。樹脂結合剤の残
りは従来の塩化ビニルポリマーである。
CPEを製造するために用いる塩素化温度は80℃〜1
20℃である。
Freyら(米国特許第3.921.863号)は、塩
化ビニルポリマーと高分子量の塩素化オレフィンポリマ
ーとのブレンドを開示している。オレフィンポリマーは
60℃〜90℃の低温で実質上塩素化され、次いで11
0℃〜150℃の温度において最終相で塩素化される。
Freyら(米国特許第3.165.560号)は、9
0℃〜100℃以上150℃以下の温度において水中で
塩素化された高密度ポリエチレンが塩化ビニルポリマー
と混合した場合すぐれた効果を生ずることを教示してい
る。
日本公開J51143−053は、105℃〜115℃
の温度において水性乳濁液中で35%bwまでの塩素含
量に高密度ポリエチレンを塩素化し、次いで90℃〜1
05℃において50%bwまでの最終塩素含量が得られ
るまで塩素化することにより製造された結晶CPE樹脂
と塩化ビニル樹脂のブレンドを開示している。
Chem Abstracts 14,909qは20
〜40%bw塩素を含むCPEとPVCのブレンドを開
示している。
CPEは90℃以下の温度において高密度ポリエチレン
を塩素化することにより製造される。このブレンドは良
好な透明度および衝撃強さを有すると言われる。
Bckardtら(米国特許第3.563.974号)
は、30〜50%bwの塩素含量を有する高延伸性、非
晶質生成物を得るため水性スラリー内でエチレンの直鎖
ポリマーを塩素化する方法を開示している。その方法は
所望の塩素含量がほぼ得られた徒歩なくとも130℃の
温度で望む塩素含量の1〜15%bw加えることが必要
である。
Buschら(米国特許第4.562.224号)は、
ポリN−ビニルピロリドンと疎水性珪酸の分散剤システ
ムの存在下でのポリエチレンの塩素化を開示している。
例1において、120℃の温度において塩素化を開始し
ている。
McGinley (米国特許第3.401.129号
)は床カバー製造における使用が適当な可塑化および高
充填ビニル組成物を開示している。この組成物はビニル
ポリマー、充填剤、可塑剤および塩素化直鎖ポリエチレ
ンを含んでなる。このCPEは35〜55%bwの塩素
含量および示差熱分析で測定したところ8〜35パーセ
ントの相対結晶度を有する。ポリエチレン出発物質の分
子量はTOo、 000〜5.000.000である。
ポリエチレンの塩素化は、ポリエチレンのボンドあたり
0.05〜0.5ポンドの塩素添加の時間あたりの速度
で80℃〜120℃の温度において生ずる。
Frey (米国特許第3.006.889号)は、2
0〜60%bivの塩素含量を有する塩素化ポリオレフ
ィンと塩化ビニルポリマーのブレンドを開示している。
塩素化ポリオレフィンの製造は開示されていない。
ReVentaSら(米国特許第3.338.852号
)は高充填可塑化CPE/PVC床カバー組成物を開示
している。このCPEは40以上70%bw未滴の塩素
含量を有し、1.000.000〜5.000.000
の分子量を有する高密度ポリエチレンより製造しなけれ
ばならない。このCPEは非晶質であり、2段階、水性
スラリー法で製造される。第1の段階において、ポリエ
チレンの結晶融点以下の温度で5〜17%bwの塩素が
加えられる。第2の段階において、135℃〜145℃
の温度において塩素化が続けられる。
N01teら(米国特許第3.035.038号)は1
00℃〜150℃の温度において水および溶媒の混合物
中での高密度ポリエチレンの塩素化を開示している。
それは過圧を好む。
CPB/PVCのブレンドは前記多くの文献に開示され
ているが、衝撃強さ、透明度および耐候性を改良するこ
とが望ましい。またこの改良を提供するCPE物質を人
手することが望ましい。
本発明の1つの態様は、(a>粒状分散剤、界面活性剤
およびポリエチレン樹脂の撹拌および加熱した水性懸濁
液に気体塩素を加え(この樹脂は0、935〜0.96
5 g /ctlの密度および0.05〜8g/10分
のメルトフローインデックスを有し、塩素は一定流速で
およびポリマーの10〜25%bwの化学的に化合した
塩素含量を有する部分的に塩素化したポリマーを与える
に十分な時間加えられ、懸濁液は約100℃の最初の塩
素化温度から116℃〜128℃の最終塩素化温度に加
熱される’);  (b)ポリマーの43〜55%bw
、好ましくは45〜50%bwの最終化学的化合塩素含
量を与えるため最終塩素化温度に懸濁液の温度を保ち一
定流速で気体塩素を流し続ける、工程を含んでなるCP
E樹脂を製造するだめの水性スラリー法である。
本発明の関連する態様は、(a)組成物重量に対し70
〜90%bwの、50〜75のに値を有する塩化ビニル
ポリマー樹脂:および(b)前記のようにして製造され
た、組成物重量に対し5〜30%bwのCPE樹脂、を
含んでなる熱可塑性ポリマーブレンド組成物である。こ
のCPE樹脂はCPEポリマーの総重量に対し43〜5
5%bwの化学的に化合した塩素含量および0〜10カ
ロ!J −/gの融解熱を有する。これは0.935〜
0.965 g / ctlの密度および0.05〜8
g/minのメルトフローインデックスを有するポリエ
チレン樹脂より製造される。
本発明の熱可塑性ポリマーブレンド組成物は適当には組
成物の総重量に対し70〜95%bwの、50〜75の
に値を有する塩化ビニルポリマー樹脂を含む。
塩化ビニルポリマー樹脂の量は、組成物の総重量に対し
75〜95、好ましくは80〜95、より好ましくは8
5〜95%bwである。K値は有利には55〜65、好
ましくは55〜60である。
K値が約50以下になった場合、組成物は実際の使用に
は脆すぎると考えられる。K値が約80以上の場合、組
成物は55〜60のに値を有する樹脂とくらべ粘度が高
いので加工性に欠けると考えられる。
塩化ビニルポリマー、PVCは好ましいが、適当な結果
は塩化ビニルおよびそれと共重合性の1種以上のモノマ
ーとのコポリマーで得られる。適当なコモノマーの例は
、オレフィン、例えばエチレンあるいはプロピレン;2
〜20、好ましくは2〜4個の炭素原子を有する直鎖あ
るいは分枝鎖カルボン酸のビニルエステル、例えばビニ
ルアセテート、プロピオネート、ブチレート、2−エチ
ルへキサノエート、あるいはステアレート;ハロゲン化
ビニル、例えば弗化ビニノペ塩化ビニルあるいは臭化ビ
ニル;ビニルエーテル、例えばビニルメチルエーテル;
ビニルピリジン;不飽和酸、例えばマレイン酸、フマル
酸、アクリル酸、メタクリル酸、並びに1〜10個の炭
素原子を有するモノあるいはジアルコールとのそれらの
モノあるいはジエステル;マレイン酸無水物およびマレ
イン酸アミドを含む。これらのモノマーの混合物も用い
てよい。
熱可塑性ポリマーブレンド組成物はCPEポリマーの重
量に対し43〜55%bwの化学的に化合した塩素含量
を有するCPE樹脂を5〜30%bw含む。
iたcPE樹脂は0〜10カロ’J −/Hの融解熱を
有する。これは0.935〜0.965 g / Cr
lの密度および0.05〜8g/10分のメルトフロー
インデックスを有するポリエチレン樹脂より製造される
CPE0量は好ましくはブレンド組成物の5〜25、よ
り好ましくは15〜20、最も好ましくは5〜15%b
wである。化学的に化合した塩素含量は最も好ましくは
ポリマーの45〜48%bwである。
ポリエチレン樹脂(ホモポリマー)は適当には、120
〜600虜の重量ベース中央粒度、粒子の60%bw以
上が130〜8504の粒度を有する重量ベース粒度分
布、および0.26〜0.56g/ctlの嵩密度を有
する。ポリエチレンは望ましくは、0.958〜0、9
65 g / calの密度を有する。重量ベース中央
粒度は好ましくは120〜450−である。重量ベース
粒度分布は好ましくは粒子の60%bw以上が130〜
5009m1より好ましくは130〜425μmのサイ
ズを有することが好ましい。
「エチレンポリマー」とは、内部に重合したエチレンお
よび少なくとも1種のそれと共重合性の1−オレフィン
モノマーを有するエチレンのインターポリマーを意味す
る。l−オレフィンモノマーの総量はインターポリマー
の重量に対し適当には1〜5%bw、好ましくは1.2
〜3.5%bwである。
この総量は1種以上の1−オレフィンモノマーを含んで
もよい。適当な1−オレフィンモノマーは1−ブテンお
よびl−オクテンを含む。
本発明の目的に対し適当なエチレンポリマー樹脂は、望
ましくは4つの条件をみたす。1つの条件は120〜6
00I!m1好ましくは120〜4507μmの重量ベ
ース中央粒度である。第2の条件は粒子の約60%bI
11以上が130〜850M、好ましくは130〜50
07− 、より好ましくは130〜425趨のサイズを
有する重量ベース粒度分布である。第3の条件は0.2
5〜0.60g/cutの嵩密度である。第4の条件は
0、935〜0.950 g /Crlの密度である。
前記条件をみたすポリエチレン樹脂およびエチレンポリ
マー樹脂は有利には遷移金属含有触媒および少なくとも
1種の助触媒あるいは活性化剤の存在下チーグラー重合
の条件下で製造される。米国特許第4.526.943
号(Fuentes Jr、ら)は重合方法を開示して
いる。
遷移金属含有触媒は適当には米国特許第4、544.6
47号(Fuentes Jr、ら〉または米国特許第
4、456.547号(Fuentes Jr、) に
従い製造さレル。
遷移金属含有触媒は有利には米国特許第4.661.4
65号(Fuentes Jr、ら)に従い製造される
本発明の熱可塑性ポリマーブレンドは、約1.3酎の有
効な厚さを有する製品に加工した場合、樹脂成分として
PVCで加工した製品より得られる透明度の85〜99
パーセントの透明度を有する(ASTMD 1003−
61)。
この同じ製品は、ASTM D 3029−82 (方
法G)に従う衝撃テストを行った場合、PVCのみで得
られる値より適当には少なくとも30、好ましくは少な
くとも40、より好ましくは少なくとも50パーセント
大きい平均破壊エネルギー値(J)を有する。
本発明のCPE樹脂は適当には2段階方法で製造される
。第1段階において、ポリマーの10〜25%bw、好
ましくは15〜20%bwの塩素台lを得るため一定速
度で気体塩素を加えながらポリエチレン出発物質、分散
剤、例えばタルクおよび界面活性剤の懸濁液を約100
℃の最初の温度から116℃〜128℃の最終温度に撹
拌しながら加熱する。116℃未満の最終温度では融解
熱(Hf)は許容されないレベルに増加し、反応器内の
圧力は安全操作限界に達しあるいは越え、反応は不経済
な遅い速度で進行する。128℃以上の最終温度では、
伝熱問題がおこり、CPE粒子はとても軟かくなり互い
に粘着する。気体塩素の添加速度は適当には5〜10、
好ましくは5.5〜8、より好ましくは6.0〜7、最
も好ましくは約6.5kg/hrである。
5以下10kg/hr以上の塩素添加速度は問題がある
。5kg/hr以下では反応時間が経済的に実用的でな
く、樹脂粒子は大きな塊りに凝集してしまう。
10kg/hr以上では、反応器内の圧力が安全操作限
界を越える。第2段階において、気体塩素を同じ一定速
度で続け、43〜50%bwの最終塩素含量が得られる
まで温度を最終塩素化温度に保つ。最終塩素含量は好ま
しくはポリマーの45〜48%bwである。ポリマーの
43%bw未満の塩素含量は透明度が低下し、ポリマー
の50%bw以上はPVCと同様の脆性および望ましく
ない低い衝撃強さを示す。
この熱可塑性ポリマーブレンド組成物は、公知の加工助
剤、例えば熱あるいは光安定剤、UV吸収剤、色素、顔
料および帯電防止剤も含んでよい。
熱あるいは光安定剤として用いるに適当な錫化合物は、
アルキル基内に1〜10個の炭素原子を有するモノある
いはジアルキル錫化合物を含み、錫の残りの原子価は酸
素あるいは硫黄原子またはその両方あるいは酸素または
硫黄を含む基によりみたされている。ジブチル錫ビスチ
オグリコール酸オクチルエステルが適当な化合物の例で
ある。
鉛化合物、例えば有機酸、例えば脂肪族カルボン酸ある
いはヒドロキシカルボン酸との、並びに鉱酸との塩も熱
あるいは光安定剤として機能する。
他の適当な安定剤はアルカリ土類金属並びに亜鉛、バリ
ウム、およびカドミウムと脂肪族カルボン酸あるいはヒ
ドロキシカルボン酸の塩、例えば公知のバリウム/カド
ミウムラウレート、アミノ−クロトン酸エステル、ウレ
ア並びにチオウレア誘導体、例えばモノフェニルウレア
並びにジフェニルチオウレアを含む。アルファーフェニ
ルインドール並びにエポキシド、例えばエポキシ化大豆
油も安定剤として機能する。
安定剤は好ましくは総混合物重量に対し0.2〜5%b
wの量で加えられる。また抗酸化剤、例えばビスフェノ
ールAまたはアルキル置換ヒドロキシル化合物と共に混
合物中に用いてよい。
典型的紫外線安定剤はベンゾフェノンあるいはベンゾト
リアゾール誘導体、例えば2− (2’ヒドロキシ−5
′−メチルフェニル)−ベンゾトリアゾールまたは2−
 (2’ −ヒドロキシ−3′−tert−ブチル−5
′−メチルフェノール)−5−クロロ−ベンゾトリアゾ
ールを含む。
典型的滑剤は1種以上の高級脂肪族カルボン酸およびヒ
ドロキシカルボン酸並びにそれらのエステルおよびアミ
ド、例えばステアリン酸、グリセリンモノオレエート、
ビス−ステアリルあるいはビス−バルミトイルエチレン
ジアミン;10個以上の炭素原子を有する脂肪アルコー
ノへ並びにそのエーテル;低分子量ポリオレフィン;お
よび硬質パラフィンを含む。滑剤は有利には総混合物重
量に対し0.1〜6%bwの量で用いられる。
適当な顔料は二酸化チタンおよび硫酸バリウムを含む。
他の熱耐性天然並びに有機顔料も用いてよい。
熱可塑性ポリマーブレンド組成物は、塩素化ポリエチレ
ンの比によって、形材、プレート、シート、射出成形部
品および他の成形品製造用に用いてよい。その微粒子の
均質性のため、ここで記載したようにして製造したCP
Eは乾燥混合法により容易に加工される。可塑化状態で
の成分の混合は不要である。このブレンドは良好な透明
度および耐衝撃性が必要な場合に用いられる。
以下の例は本発明を説明するものであり、その範囲を限
定するものではない。すべての部およびパーセントは示
すもの以外重量に対する。
塩素化ポリエチレン(CPE)の製造 1551の塩素化容器に高密度ポリエチレン9kg。
水85.9kg、界面活性剤25−およびタルク100
gを撹拌しながら加え、同時に容器から空気を除去する
。このポリエチレンは0.2g/10分のメル゛トイン
デックス(ASTM D−1238、条件E)、示差走
査熱量計で測定したところ43カロ!J −/gの融解
熱、および137℃の最大融点を有する。界面活性剤は
商品名T −det N−9,5としてThompso
nHayward Chemical Company
より市販人手可能なエトキシル化ノニルフェノール(9
,5モル酸化エチレン)である。この懸濁液を100℃
に加熱し、撹拌しながら6.54kg/hrの速度で気
体塩素4.55kgを加え始める。撹拌および気体塩素
の添加の間、温度は1.9℃/m i nの速度で10
0℃から122℃に上昇し、20%bwの塩素含量に達
するまで122℃に保つ。最初の段階の塩素化の間、水
2 kg中のタルク100gの懸濁液を、粒度を調節す
るため温度が115℃になったら塩素容器に注入する。
第2段階の塩素化において、望む最終塩素含量が得られ
るまで反応温度を122℃に保つ。
反応混合物が90℃に冷却後、洗浄タンク内で数回熱水
洗することによりCPEを残留塩酸より分離する。酸を
含まない湿CPEを濾過し、生成物中の水分含量が0.
2パ一セント未満になるまで液体ベツド乾燥器内で60
℃〜70℃の温度で乾燥する。第2段階塩素化工程で加
える塩素のレベルおよび塩素化温度を調節することによ
り、30〜50パーセントの塩素含量並びに0〜9力ロ
リー/gの融解熱を有する種々のCPEが表1およびH
に示したように得られる。表Iおよび■に示した透明度
および衝撃強さ用のサンプルを製造するため以下の組成
を用いる。
PVC’    :100部 CPE    :PVC100部あたり(phr) 5
〜10部熱安定剤2:2.5phr 滑剤3:1.5phr 加工助剤’   :1.5phr UV安定剤’:0.3phr l商品名2066としてGeorgia Gulfより
市販入手可能なおよび55のK値を有する樹脂 2商品名T−133としてM & T Chemica
lより市販入手可能なブチル錫メルカプチド 3商品名Loxiol HUB 7111 としてHe
nkelより市販人手可能な混合グリセロールエステル
のブレンド 4商品名Paraloid K−175としてRohm
 & Haasより市販入手可能なポリメチルメタクリ
レート加工助剤 5商品名TINIIVIN 328 としてCiba−
GeigVより市販入手可能なベンゾトリアゾールUV
安定剤この組成に従って製造したブレンドを180℃の
温度で加熱した2本ロールミル上で5分間圧延する。厚
さ1.3 mを有するプレートをこのロールミルから粗
シートに成形する。成形したプレートを11unter
lab D−25−6熱量計による(ASTM D−1
003−61テスト法)曇り度および透明度の測定用に
用いる。パーセントを表IおよびHに示す。同じシート
を平均破壊エネルギーを測定するため用いる(ASTM
 D−3029−82テスト法)。このエネルギーを表
■および■に示す。
表  1 透明度右よび平均破壊エネルギーに対する塩素レベルの
効果14 未改質PVC 4,5 91,0 11,6 すべてのCPE樹脂は0.5Cal/g未満の融解熱を
有する Oサンプル厚さ=1.3印。
表■ QC/CPE””熱可塑性組成物0I中の透明度および
平均破壊エネルギーに対するCPE樹脂の塩素および残
留融解熱の効果 5.5 5.5 未改質P V C4,5 ”  CPE含まず 申申 サンプルの厚さ:1.3mm 90.0 90.0 91.0 18.5 18.5 11.6 ””PVC中のCPEのl:10phr表■に示したデ
ータは、CPEが46〜50%bwの高塩素レベルを有
する場合PVC/CPε熱可塑性組成物中に最適の透明
度が得られることを示している。CPEがこのレベルの
塩素を有する場合、平均破壊エネルギー測定値は(これ
は組成物の耐衝撃性を示す)、すべて18.5 Jであ
り、一方PvCの平均破壊値は11.6Jである。言い
かえれば、表1のデータはCPEの塩素含量を変えた効
果を示している。組成物の30%bwはどのCPEの量
を有する他のブレンド組成物においても同様の結果が得
られる。
表Hに示したデータは、CPHの融解熱が増すと平均破
壊エネルギーの低下を犠牲にして透明度に対し有効であ
ることを示している。ここに記載したようにして製造し
た他のブレンドおよびCPE樹脂においても同様の結果
が得られる。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、(a)50〜75のK値を有する塩化ビニルポリマ
    ーを組成物の重量に対し70〜95%bw(重量パーセ
    ント);および(b)CPEの重量に対し43〜50%
    bwの化学的に化合した塩素含量並びに0〜10カロリ
    ー/gの融解熱を有する塩素化ポリエチレン(CPE)
    樹脂を組成物の重量に対し5〜30%bw含んでなる熱
    可塑性ポリマーブレンド組成物であって、前記CPE樹
    脂がエチレンのホモポリマー、エチレンポリマー、また
    はそれらの混合物より選ばれる高分子樹脂より製造され
    、前記高分子樹脂が0.935〜0.965g/cm^
    3の密度および0.05〜8g/10分のメルトフロー
    インデックスを有する組成物。 2、塩化ビニルポリマー樹脂が55〜65のK値を有す
    るPVC樹脂である、請求項1記載の組成物3、塩化ビ
    ニルポリマーの量が組成物の85〜95%bwである、
    請求項1記載の組成物。 4、エチレンポリマーが内部に重合したエチレンおよび
    それと共重合した少なくとも1種の1−オレフィンモノ
    マーをインターポリマーの重量に対し1〜5%bw有す
    るエチレンのインターポリマーである、請求項1、2ま
    たは3記載の組成物。 5、1−オレフィンモノマーが1−ブテンまたは1−オ
    クテンより選ばれる、請求項4記載の組成物。 6、CPEが45〜48%bwの化学的に化合した塩素
    含量を有し、5〜25%bwの量で組成物中に存在する
    、前記請求項のいずれか記載の組成物。 7、ポリエチレンまたはエチレンポリマーのホモポリマ
    ーが120〜600μmの粒度および粒子の60%bw
    以上が130〜850μmのサイズを有する粒度分布を
    有する、前記請求項のいずれか記載の組成物。 8、(a)10〜25%bwの化学的に化合した塩素含
    量を有する部分的に塩素化したポリマーを与えるため粒
    状分散剤、界面活性剤およびエチレンのホモポリマー、
    エチレンポリマーあるいはそれらの混合物より選ばれる
    高分子樹脂の撹拌並びに加熱した水性懸濁液に一定流速
    で気体塩素を加え(この懸濁液は100℃の最初の塩素
    化温度から116℃〜128℃の最終塩素化温度に加熱
    される);および(b)ポリマーの43〜50%bwの
    最終化学的化合塩素含量を与えるため最終塩素化に懸濁
    液の温度を保ちながら一定の流速で気体塩素流を続ける
    ことを含んでなる、CPE樹脂製造用の水性スラリー法
    。 9、部分的に塩素化したポリマーがポリマーの15〜2
    0%bwの化学的に化合した塩素含量を有し、最終塩素
    含量がポリマーの45〜48%bwである、請求項8記
    載の方法。 10、気体塩素の流速が5〜10kg/hrである、請
    求項8記載の方法。
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