JPH0350239A - 架橋ポリオレフィンの製造方法 - Google Patents

架橋ポリオレフィンの製造方法

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JPH0350239A
JPH0350239A JP18358889A JP18358889A JPH0350239A JP H0350239 A JPH0350239 A JP H0350239A JP 18358889 A JP18358889 A JP 18358889A JP 18358889 A JP18358889 A JP 18358889A JP H0350239 A JPH0350239 A JP H0350239A
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、架橋ポリオレフィンの製造方法に関する。詳
しくは、主鎖にアルケニルシランとオレフィンの重合体
を含有するものに放射線を照射し、さらに加熱処理する
ことを特徴とする架橋ポリオレフィンの製造方法に関す
る。
〔従来の技術〕
ポリオレフィンの物性を改良する目的で架橋反応が行わ
れている。しかしながら、ポリプロピレンなどα−オレ
フィンは元来、架橋反応に比較して主鎖の解重合が優先
する為、パーオキサイドの分解とか、放射線の照射によ
り単純にラジカルを発生させるだけでは架橋反応が起こ
らず、むしろ分解が進行し分子量が低下するだけである
。この為、通常はアルコキシビニルシラン等の加水分解
によって架橋反応が生ずる単量体をポリオレフィンにグ
ラフトし、ついで架橋することが行われている(例えば
、特開昭58−117244)。
〔発明が解決しようとする課題〕
ポリオレフィンにアルコキシビニルシランをグラフトし
た重合体はポリオレフィンの架橋による物性改良に一定
の効果を存するが、グラフト重合体を合成する工程が複
雑であり、また反応の本質的な問題から主鎖の切断によ
る物性の低下は避けがた(、また主鎖に種々のコモノマ
ーを導入することも困難である。これに対しては、主鎖
にビニルシランを導入し、ついで水で架橋することが知
られているが(例えば米国特許第3,223,686号
)、水による架橋反応は比較的進行しにくく時間がかか
るとか、成型物を高温にさらすため成型物が変形すると
かの問題があるうえに、操作が繁雑であるという問題が
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架橋ポリオレフィンを
製造する方法について鋭意探索し、本発明を完成した。
即ち、本発明は、アルケニルシランとオレフィンの共重
合体とポリオレフィンの混合物に放射線を照射した後、
加熱処理することを特徴とする架橋ポリオレフィンの製
造方法である。
本発明においてアルケニルシランとオレフィンの共重合
体は通常オレフィンとアルケニルシランを遷移金属触媒
と有機金属化合物からなるいわゆるチーグラー・ナツタ
触媒を用いて重合することができ例えば、米国特許第3
.223,686号にその例が開示されている。さらに
ポリオレフィンをパーオキサイドなどのラジカル重合開
始剤の存在下にアルケニルシランと加熱処理することに
よってグラフト重合して得たグラフト共重合体であって
も良い、アルケニルシランとしては少なくとも一つの5
i−H結合を有するものが好ましく用いられ、例えば、
一般弐HiC−CI−(Cut)−3iH,R3−p 
(式中nは0〜12、pは1〜3、Rは炭素数1〜12
の炭化水素残基、)で表される化合物が例示でき、具体
的にはビニルシラン、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1〜3
個の5i−H結合のHがクロルで置換された化合物など
が例示できる。またオレフィンとしては一般式 )+I
C=CII−R(式中Rは炭素数1〜12の炭化水素残
基、)で示される化合物が例示でき、具体的にはエチレ
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、ヘプテン−1,オクテン−
1などのα−オレフィンの他にスチレンまたはその誘導
体も例示される。
本発明においてオレフィンとアルケニルシランの共重合
体は、上記米国特許に記載された、TiC1、とトリエ
チルアルミニウムからなる触媒も使用できるがより好ま
しくはその後、開発された種々の高活性でポリオレフィ
ンを与える触媒が利用される。
重合法としても不活性溶媒を使用する溶媒法の他に塊状
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が、有機金属化合物とし
ては有機アルミニウム化合物が好ましく用いられる0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、或いはハロゲン化マグネシウム等
の担体或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。Ziegler−Natta Cat
alysts and Po1yserlzation
 by John Boor Jr(Academic
 Press)+Journal  of  Macr
omorecular  5ience  Revie
ws in Macrosolecular Chem
istry and Physics、C24(3) 
355−385(1984)、同C25(1) 57B
−59’?(1985))、あるいは炭化水素溶剤に可
溶な遷移金属触媒とアルミノキサンからなる触媒を用い
て重合することもできる。
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シバ
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。
またアルミノキサンとしては上記有機アルミニウムと水
または結晶水とを反応することで得られるオリゴマール
ポリマーである。
ここでアルケニルシランとオレフィンの重合割合として
は特に制限は無いが、ポリオレフィンとの混合という意
味から、通常アルケニルシランが0.001〜30モル
χ程度、好ましくは0.1〜10モルχである。
重合体の分子量としては特に制限はないが、混合して物
性の向上を計ろうとするポリオレフィンの分子量と同程
度あるいはそれ以下とするのが好ましい、場合によって
は、アルケニルシランを含有しない他はポリオレフィン
と同様の重合(11成、分子量等)を行って用いても良
い。
ポリオレフィンにアルケニルシランをグラフトする方法
としては特に制限はなく、通常のグラフト共重合に用い
る方法及び条件が利用でき、通常は用いるポリオレフィ
ンとアルケニルシランの存在下にラジカル開始剤の分解
温度以上に加熱することで簡単にグラフト共重合するこ
とができる。
本発明において用いるポリオレフィンとしては上記一般
弐 HtC=CI−R(式中Rは炭素数1〜12の炭化
水素残基、)で示されるオレフィン、具体的にはエチレ
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、ヘプテン−1、オクテン−
1などのα−オレフィンの他にスチレンまたはその誘導
体の単独重合体のみならず相互のランダム共重合体、あ
るいは、始めに成るオレフィン単独、或いは少量の他の
オレフィンと共重合し、ついで2種以上のオレフィンを
共重合することによって製造される所謂ブロック共重合
体などが例示される。特に単独では架橋しにくいプロピ
レンなどのα−オレフィンまたはその共重合体に本発明
の方法を適用すると効果的である。これらのポリオレフ
ィンの製造法については既に公知であり種々の銘柄のも
のが市場で入手可能である、またアルケニルシランを用
いない他は上記オレフィンとアルケニルシランの重合体
の製造法と同様に行うことで製造可能である。
本発明においては上記アルケニルシランとオレフィンの
共重合体は通常、アルケニルシランを含有しないポリオ
レフィンと混合するか、あるいはアルケニルシランを含
有しないポリオレフィンを混合せずにアルケニルシラン
の共重合体のみを用いることができる。混合して用いる
際のアルケニルシランとオレフィンの共重合体の使用割
合としては共重合体中のアルケニルシラン含量にもよる
が、通常混合物中の共重合体の割合はO,1wt%以上
であるのが好ましく、放射線を照射する際のポリオレフ
ィン中にアルケニルシランが0.005wtX程度存在
するようにするのが好ましい、混合に際し、公知の種々
の添加剤を用いることは可能であり特に制限はない。
放射線の照射による架橋反応は通常所望の形状に成形し
た後行われるが、比較的架橋度の低い場合には架橋反応
の後に成形することもできる。
架橋反応を行う際には、不活性ガス雰囲気であれ、酸素
の存在下であれ可能であり、目的に応じその環境を選ぶ
ことができる。
本発明において利用する放射線としてはα線、β線、T
線、X線、中性子線などが例示でき、特にT線、電子線
が好ましく利用でき、照射量としては、数十rad〜数
十Mrad程度照射するのが一般的であり、これ以上照
射しても特に効果は無く、これ以下では、殆ど効果がな
い、照射時の温度としては特に制限は無いが、通常常温
〜それ以下で行われるが、特に、低温に冷却して行う必
要はない、放射線を照射した後、ポリオレフィンは加熱
される。加熱温度としては、通常30℃以上、好ましく
は50℃以上〜ポリオオレフィンの耐熱温度以下であり
、成形物に放射線を照射した場合には、通常は融点以下
の温度、放射線を照射した後に成形する場合には、成形
のための加熱溶融操作を加熱処理と兼ねることが可能で
ある。加熱処理の時間は加熱温度によって異なるが、通
常数分〜数時間である。
〔実施例〕
以下に実施例を示しさらに本発明を説明する。
実験例1 直径12mの鋼球9kgの入った内容積4尼の粉砕用ポ
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300g、テトラエトキ
シシラン60mおよびα、α、α−トリクロロトルエン
45dを入れ、40時間粉砕した。
こうして得た共粉砕物300gを52のフラスコに入れ
、四塩化チタン1.52およびトルエン1.5j!を加
え、100°Cで30分間撹拌処理し、次いで上澄液を
除いた。再び四塩化チタン1.52およびトルエン1.
52を加え、100℃で30分間撹拌処理し、次いで上
澄液を除いた。その後固形分をn−へキサンで繰り返し
洗浄して遷移金属触媒スラリーを得た。一部をサンプリ
ングしてチタン分を分析したところチタン分は1.9w
t%であった。
内容積200dの耐圧ガラスオートクレーブに窒素雰囲
気下トルエン40d、上記遷移金属触媒50■、ジエチ
ルアルミニウムクロライド0.128d、p−トルイル
酸メチル0.06mおよびトリエチルアルミニウム0.
20dを入れ、ついでビニルシラン4.Ogを圧入した
後、プロピレンを5 kg/etaになるまで装入し、
70℃で圧カ一定で2時間重合した。その後スラリーを
取り出し、濾過乾燥して43gのパウダーを得た。13
5℃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)、示差熱分析装置を用いlO℃/winで昇温
或いは降温することで融点及び結晶化温度を最天ピーク
温度として測定したところ、得られたパウダーは、ηが
1.61であり、融点156℃、結晶化温度118℃で
ある結晶性のポリプロピレンであった。尚元素分析によ
ればビニルシラン単位を1.8wt%含有していた。
得られた共重合体に、フェノール系の安定剤10/10
000重量比(対ポリプロピレン共重合体)およびステ
アリン酸カルシウム15/10000重量比を加え厚さ
2mmと1−一の1c■X5cmのシートとした。
実験例2 実験例1と同様にして、プロピレンを重合し、η=1.
65、ソックスレー抽出器で抽出した時の抽出残率(以
下IIと略記する。抽出後パウダー重量/抽出前パウダ
ー重量を100分率で表示する)が97.1%であるプ
ロピレンの単独重合体を得た。得られたポリプロピレン
パウダーと実験例1で得た重合体を1:1で混合し同様
に、フェノール系の安定剤およびステアリン酸カルシウ
ムを加えてシートを得た。
実験例3 ビニルシランに代えアリルシランを用いて得た共重合体
くアリルシラン含’i1.3wtχ)を用いた他は実験
例1と同様にシートを得た。
実験例4 実験例1で得た共重合体10部とプロピレンとエチレン
のブロック共重合体(エチレン含18wtχ)90部を
混合して実験例1と同様にシートを得た。
実験例5 プロピレンに変えブテン−1を用いた他は実験例1と同
様にしてビニルシランとブテン−1の共重合体を得た。
この共重合体10部とプロピレンとエチレンのブロック
共重合体(エチレン含f18wLχ)90部を混合して
実験例1と同様にシートを得た。
実施例及び比較例 実験例1〜5で得たシートにγ−線を3Mrad照射(
実施例1.3.5,7.9は実験例1,2,3,4.5
に対応)するか、電子1 (750kV)を2Mrad
照射(実施例2.4,6.8.10は実験例1.2,3
,4.5に対応)し、ついでシートを100℃で10分
間加熱処理した、こうして処理したものの物性とともに
、比較のため放射線照射前(比較例1.3,4,5.6
 >及び加熱処理を行わない(比較例2)他は実施例1
と同様にしたものである。)の物性についても降伏強さ
、曲げ剛性率、アイゾツト衝撃強度を測定しさらに、シ
ートを」100メツシユの金網の容器に入れ沸騰テトラ
リンで24時間抽出し抽出残分を算出しこれを架橋度と
して評価した。また比較のため実験例1及び4で用いた
プロピレンの単独重合体及びプロピレンとエチレンの共
重合体についてそれぞれ、γ−線を3Mrad照射(比
較例7)あるいは、電子線(750kV)を2Mrad
照射(比較例8)シて物性を測定した。なおはT線は空
気中で、電子線は窒素雰囲気で照射した。結果は第1表
に示す。
降伏強さ ASTM 0638  kg/d (23°
C)曲げ剛性度 ASTM D747−63  kg/
c4 (23°C)アイゾツト (ノツチ付)衝撃強度
 眩・cm/cdAST阿0256−56 (23’C
,−10°C)第1表 〔発明の効果〕 本発明の方法を実施することによりポリオレフィンの架
橋反応を極めて簡便進行させることが可能であり、工業
的に極めて意義がある。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、アルケニルシランとオレフィンの共重合体に放射線
    を照射した後、加熱処理することを特徴とする架橋ポリ
    オレフィンの製造方法。 2、アルケニルシランとオレフィンの共重合体とポリオ
    レフィンの混合物に放射線を照射した後、加熱処理する
    ことを特徴とする架橋ポリオレフィンの製造方法。
JP18358889A 1989-07-18 1989-07-18 架橋ポリオレフィンの製造方法 Expired - Lifetime JP2988942B2 (ja)

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Cited By (6)

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