JPH05331303A - 架橋ポリオレフィン成形物の製造方法 - Google Patents

架橋ポリオレフィン成形物の製造方法

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JPH05331303A
JPH05331303A JP4342552A JP34255292A JPH05331303A JP H05331303 A JPH05331303 A JP H05331303A JP 4342552 A JP4342552 A JP 4342552A JP 34255292 A JP34255292 A JP 34255292A JP H05331303 A JPH05331303 A JP H05331303A
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JP
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molded product
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alkenylsilane
copolymer
molding
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Tadashi Asanuma
浅沼  正
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Abstract

(57)【要約】 【構成】アルケニルシランとオレフィンの共重合体に少
なくとも2つの不飽和結合を有する化合物と、必要に応
じフィラーを混合し成形する。得られた成形物に放射線
を照射し、必要に応じついで100 ℃以上、成形物の変形
温度以下で加熱処理することにより架橋ポリオレフィン
成形物を製造する。 【効果】簡単に耐熱性の架橋成形物を得ることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は架橋ポリオレフィン成形
物の製造方法に関する。詳しくは特定の共重合体と不飽
和化合物の混合物に放射線を照射することからなる架橋
成形物の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】機械物性の改良、耐溶剤性の改良、耐熱
性の改良などの目的でポリオレフィンを架橋することは
広く行われている。架橋する方法としても既に種々の方
法が提案されており、2官能の単量体とラジカル発生剤
を混合して加熱溶融する方法、アルコキシシラン等の加
水分解性の基を有する単量体を共重合し成形ののち沸騰
水などで加水分解して架橋する方法(特開昭58-11724
4)、放射線を照射して架橋する方法などがよく知られて
いる。また本発明者らによって提案されたアルケニルシ
ランの共重合体を触媒で処理する方法などもある( 特願
平1-241911) 。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】架橋密度が小さい場合
でも耐熱性はかなり向上するが、構造物として架橋成形
物を利用するとか、高温での耐溶剤性を改良するには架
橋密度をさらに改良することが望まれている。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記問題を
解決して簡便で架橋密度が高くなる方法について鋭意検
討し本発明を完成した。
【0005】即ち本発明は、アルケニルシランとオレフ
ィンの共重合体と少なくとも2つの不飽和結合を有する
化合物との混合物を成形した後、放射線を照射すること
を特徴とする架橋ポリオレフィン成形物の製造方法であ
る。また本発明は、アルケニルシランとオレフィンの共
重合体と少なくとも2つの不飽和結合を有する化合物の
混合物を成形した後、50℃以下の温度で放射線を照射し
ついで100 ℃以上、成形物の変形温度以下で加熱処理す
ることを特徴とする架橋ポリオレフィン成形体の製造方
法である。
【0006】本発明においてアルケニルシランとしては
少なくとも一つのSi−H結合を有するものが好ましく
用いられ、例えば下記一般式(化1)で表される化合
物、
【0007】
【化1】H2C=CH-(CH2)n -SiHP 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。)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一部のSi−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。
【0008】またオレフィンとしては下記一般式(化
2)で示される化合物、
【0009】
【化2】H2C=CH-R (式中Rは水素または炭素数1 〜12の炭化水素残基。)
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。
【0010】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、不活性溶媒を使用する溶媒法の他に
塊状重合法、気相重合法で製造することができる。また
製造するに用いる触媒としては遷移金属化合物と有機金
属化合物からなる触媒を用いるのが一般的であり、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。
【0011】具体的には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 Ca
talysts and Polymerization by John Boor Jr(Academi
c Press),Journal of Macromorecular Science Reviews
in MacromolecularChemistry and Physics,C24(3) 355
-385(1984)、同C25(1) 578-597(1985)) 。
【0012】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。
【0013】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。
【0014】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。また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〜ポリマー
であるアルミノキサンも利用できる。
【0015】ここでアルケニルシランとオレフィンの重
合割合としては架橋度を高くするという意味から、通常
アルケニルシランが 0.1〜30モル%程度、好ましくは0.
5 〜10モル%である。また他のオレフィンの重合体と混
合して用いる場合には1〜20モル%である。
【0016】重合体の分子量としては特に制限はない
が、成形物の物性を向上させる意味からは分子量はでき
るだけ高い方が、少ないアルケニルシラン含量でも架橋
度を高めることができる。また成形性という点では分子
量があまり高いと成形性が悪くなることから、好ましく
は135 ℃のテトラリン溶液で測定した極限粘度が0.5 〜
10程度、特に好ましくは1.0 〜5.0 程度である。
【0017】ポリオレフィン(例えば、下記のような混
合して用いるポリオレフィンが使用できる。)にアルケ
ニルシランをグラフト重合して得たグラフト共重合体も
本発明の目的に使用可能であり、その場合、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
ニルシランをパーオキサイドなどのラジカル開始剤の存
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。
【0018】本発明において必要に応じ上記共重合体と
混合して用いるポリオレフィンとしては上記一般式(化
2)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
ンあるいは、スチレンまたはその誘導体の単独重合体、
相互のランダム共重合体、或いは、始めにオレフィン単
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。
【0019】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共重合体の製造法と同様に行
うことでも製造可能である。
【0020】本発明において少なくとも2つの不飽和結
合を含有する化合物としては、反応性の不飽和結合を含
有する化合物としてジビニルベンゼン、ジイソプロペニ
ルベンゼン、ジアリルベンゼンなどの芳香族ビニル化合
物、エチレングリコールジメタクリレート、エチレング
リコールジアクリレートなどの不飽和エステル、ポリブ
タジエン、ポリイソプレンなどの重合体などが例示で
き、反応性の不飽和結合を少なくとも2つ有する化合物
であればどの様なものも利用できる。
【0021】この少なくとも2つの不飽和結合を有する
化合物のアルケニルシランとオレフィンの共重合体に対
する使用割合としては、通常アルケニルシランとオレフ
ィンの共重合体100 重量部に対し0.01〜10重量部、好ま
しくは0.1 〜5重量部である。これより少ないと改良効
果が小さく、多いと未反応の不飽和化合物が多くなり好
ましくない。
【0022】本発明においては、必要に応じフィラーを
併用することも可能であり、フィラーとしては、ポリオ
レフィンの物性改良に用いられるフィラーであればどの
ようなものでも利用できるが通常金属の塩、酸化物、窒
化物、炭化物などで針状のもの、鱗片状のもの、繊維状
のものなど補強効果の大きい形状をしたものが好ましく
利用される。具体的には、タルク、カオリン、マイカ、
炭酸カルシウム、珪酸カルシウム、硫酸カルシウム、亜
硫酸カルシウム、チタン酸バリウムなどが利用できる。
フィラーとアルケニルシランとオレフィンの共重合体、
少なくとも2つの不飽和結合を有する化合物とさらに必
要に応じポリオレフィンを混合して混合物とされるが全
組成物中のフィラーの含量が0〜60wt%となるようにす
るのが物性の点で好ましい。
【0023】上記アルケニルシランとオレフィンの共重
合体、少なくとも2つの不飽和結合を有する化合物、さ
らに必要に応じ混合されるフィラー、あるいはポリオレ
フィンの混合方法としては特に制限はなく通常の方法で
パウダー状態で混合されそのまま利用されたり、さらに
溶融混練し造粒される。また下記の放射線の照射に先立
ち、射出成形、押出成形、プレス成形などによって成形
される。ここで混合物中のアルケニルシラン濃度として
は0.01〜20モル%、好ましくは0.1 〜10モル%になるよ
うに混合すると架橋濃度の高い架橋ポリオレフィンが得
られる。
【0024】本発明において放射線とは、電子線、γ
線、X線、紫外線などが例示される。照射は、上記アル
ケニルシランの共重合体と少なくとも2つの不飽和結合
を含有する化合物との混合物から所望の成形物に成形し
た後、照射される。照射線量としては、通常0.1 〜100M
rad 程度、好ましくは1 〜50Mrad程度である。照射温度
としては成形物の変形温度以下であればよく、0℃〜成
形物の変形温度で行うのが一般的であり、好ましくは50
℃以下である。
【0025】本発明においては、上記放射線が照射され
た成形物は必要に応じ、ついで加熱処理される。加熱温
度としては、成形物が変形しない限り高温である方が加
熱処理時間が短くて済むため通常 100℃〜成形物の変形
温度以下で行われる。加熱時間としては数分〜数十時間
程度である。
【0026】
【実施例】以下に実施例を示しさらに本発明を説明す
る。
【0027】実施例1 直径12mmの鋼球9kgの入った内容積4リットルの粉砕用
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60mlおよびα, α, α−トリクロロトルエン45
mlを入れ、40時間粉砕した。こうして得た共粉砕物 300
gを5リットルのフラスコに入れ、四塩化チタン 1.5リ
ットルおよびトルエン 1.5リットルを加え、 100℃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 1.5リットルおよびトルエン1.5 リットルを加え、
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-ヘ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 1.9wt%であった。
【0028】内容積5リットル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 100mg、ジエ
チルアルミニウムクロライド 0.128ml、p-トルイル酸メ
チル0.06mlおよびトリエチルアルミニウム0.20mlを入
れ、プロピレン 1.5kg、ビニルシラン80gを加え、水素
0.5Nリットル圧入した後、75℃で2時間重合した。重合
後未反応のプロピレンをパージし、パウダーを取り出
し、濾過乾燥して 180gのパウダーを得た。
【0029】135 ℃のテトラリン溶液で極限粘度 (以下
ηと略記する) を測定し、示差熱分析装置を用い10℃/
min で昇温或いは降温することで融点及び結晶化温度を
最大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2.35であり、融点156 ℃、結晶化温度 120℃
である結晶性のプロピレン共重合体であった。尚、元素
分析によればビニルシラン単位を 1.3wt%含有してい
た。
【0030】得られた共重合体100gにジビニルベンゼン
5gを混合しプレス成形して厚さ1mmの成形物を得た。こ
の成形物に室温でγ線を5Mrad照射した。この成形物
は、200 ℃でも全く変形せず、沸騰キシレンで12時間抽
出した抽出残分の割合は99%であり抽出後の成形物の重
量増加は12%に過ぎなかった。
【0031】比較例1 ジビニルベンゼンを用いることなく同様に成形しγ線を
照射して架橋させたものを同様に評価したところ、成形
物は200 ℃でも変形しなかったが、沸騰キシレンで12時
間抽出した抽出残分の割合は91%であり抽出後成形物の
重量増加は105%であった。
【0032】実施例2 実施例1で得られた共重合体100gにジビニルベンゼン5
g とタルク(浅田製粉(株)製CT−8)30g を混合し
プレス成形して厚さ 1mmの成形物を得た。この成形物に
30℃で 3.2Mrad/hで5Mradのγ線を照射した。この成形
物は、200 ℃でも全く変形せず、沸騰キシレンで12時間
抽出した抽出残分の割合は98%であり抽出後の成形物の
重量増加は9%に過ぎなかった。また成形物について以
下の物性を測定した。 曲げ剛性率:kg/cm2 ASTM D747(23℃) 引張降伏強さ:kg/cm2 ASTM D638(23℃) アイゾット( ノッチ付) 衝撃強度: kg・cm/cm2 ASTM D256(20℃、−10℃) 曲げ剛性率は20600kg/cm2 、引張降伏強さは410kg/c
m2 、アイゾット衝撃強度はそれぞれ8、2kg・cm/cm2
であった。
【0033】比較例2 ジビニルベンゼンを用いなかった他は実施例2と同様に
成形しγ線を照射して架橋させたものを同様に評価した
ところ、成形物は 200℃でも変形しなかったが、沸騰キ
シレンで12時間抽出した抽出残分の割合は92%であり抽
出後成形物の重量増加は105 %であった。また成形物の
物性は曲げ剛性率が20000kg/cm2 、引張降伏強さは400k
g/cm2 、アイゾット衝撃強度はそれぞれ8 、2kg・cm/c
m2であった。
【0034】実施例3 ビニルシランに変えアリルシラン1gを用いた他は実施
例1と同様に重合してアリルシラン含量0.25wt%のプロ
ピレンの共重合体を製造した。共重合体のηは1.85であ
り、融点 158℃、結晶化温度 115℃、沸騰n-ヘプタンで
6時間抽出した時の抽出残分の割合が96.8%であった。
このパウダー 100g を用いた他は実施例2と同様にして
成形物を作り、実施例1と同様に処理したところ、成形
物の物性は以下の通りであった。曲げ剛性率は19600kg/
cm2 、引張降伏強さは 385kg/cm2、アイゾット衝撃強度
はそれぞれ10、2kg・cm/cm2であった。また成形物は、
200 ℃でも全く変形せず、沸騰キシレンで12時間抽出し
た抽出残分の割合は95%であり抽出後の成形物の重量増
加は25%に過ぎなかった。
【0035】実施例4 実施例1で得られた共重合体100gにジビニルベンゼン5
g とタルク(浅田製粉(株)製CT−8)30g を混合し
250 ℃でプレス成形して厚さ1mmの成形物を得た。この
成形物に30℃で3.2Mrad/h で3Mradのγ線を照射した。
この成形物は200 ℃でも変形せず沸騰キシレンで12時間
抽出した抽出残分の割合は96%であり、抽出後の重量増
加は45%であった。この成形物を130 ℃で2時間加熱処
理したところ沸騰キシレンで12時間抽出した抽出残分の
割合は99%であり、抽出後の重量増加は11%であった。
また成形物の物性は以下の通りであった。曲げ剛性率は
加熱処理前が20700kg/cm2 、加熱処理後が21800kg/c
m2 、引張降伏強さは加熱処理前が400kg/cm2 、加熱処
理後が410kg/cm2 、アイゾット衝撃強度は加熱処理前が
それぞれ10、2.5kg ・cm/cm2、加熱処理後も変化はなか
った。
【0036】比較例3 ジビニルベンゼンを用いることなく実施例1と同様に成
形しγ線を照射して架橋させたものを同様に評価したと
ころ、成形物は 200℃でも変形しなかったが、沸騰キシ
レンで12時間抽出した抽出残分の割合は88%であり抽出
後成形物の重量増加は測定不能であった。また成形物の
物性は曲げ剛性率が20000kg/cm2 、引張降伏強さは390k
g/cm2 、アイゾット衝撃強度はそれぞれ9.5 、2.5 kg・
cm/cm2であった。
【0037】実施例5 実施例3で得た共重合体を用いた他は実施例4と同様に
にしたところ成形物の物性は以下の通りであった。曲げ
剛性率は 19800kg/cm2、引張降伏強さは390kg/cm2 、ア
イゾット衝撃強度はそれぞれ12、2.5kg ・cm/cm2であっ
た。また成形物は、200 ℃でも全く変形せず、沸騰キシ
レンで12時間抽出した抽出残分の割合は96%であり抽出
後の成形物の重量増加は25%に過ぎなかった。
【0038】
【発明の効果】本発明の方法を実施することにより簡単
に耐熱性の架橋成形物を得ることができ工業的に極めて
価値がある。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アルケニルシランとオレフィンの共重合体
    と少なくとも2つの不飽和結合を有する化合物との混合
    物を成形した後、放射線を照射することを特徴とする架
    橋ポリオレフィン成形物の製造方法。
  2. 【請求項2】アルケニルシランとオレフィンの共重合体
    と少なくとも2つの不飽和結合を有する化合物とフイラ
    ーの混合物を成形した後、放射線を照射することを特徴
    とする架橋ポリオレフィン成形物の製造方法。
  3. 【請求項3】アルケニルシランとオレフィンの共重合体
    と少なくとも2つの不飽和結合を含有する化合物の混合
    物を成形した後、50℃以下の温度で放射線を照射しつい
    で100 ℃以上、成形物の変形温度以下で加熱処理するこ
    とを特徴とする架橋ポリオレフィン成形体の製造方法。
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