JP2008024768A - Silane-modified ethylene polymer and pipe comprising the same - Google Patents
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Abstract
【目的】末端ビニル基数が少なく熱安定性に優れ、流動の活性化エネルギーが低く、溶融張力が高いエチレン系重合体を有機不飽和シラン化合物によりグラフト変性してなる新規なシラン変性エチレン系重合体及び該シラン変性エチレン系重合体を架橋させてなるパイプを提供する。
【解決手段】有機不飽和シラン化合物により、末端ビニル基数が少なく、溶融張力が高いエチレン系重合体をグラフト変性してなるシラン変性エチレン系重合体を用いる。
【選択図】 選択図なし
[Purpose] A novel silane-modified ethylene polymer obtained by graft-modifying an ethylene polymer with an organic unsaturated silane compound with a low number of terminal vinyl groups, excellent thermal stability, low flow activation energy, and high melt tension. And a pipe formed by crosslinking the silane-modified ethylene polymer.
A silane-modified ethylene polymer obtained by graft-modifying an ethylene polymer having a small number of terminal vinyl groups and a high melt tension with an organic unsaturated silane compound is used.
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Description
本発明はシラン変性エチレン系重合体及びそれよりなるパイプに関するものであり、さらに詳しくは、従来公知のエチレン系重合体に比較して、溶融張力が高く、かつ成形加工性にも優れるエチレン系重合体よりなるシラン変性エチレン系重合体及び該シラン変性エチレン系重合体を架橋することにより、架橋効率、耐加熱変形性及び機械的特性の全ての面で優れたパイプに関するものである。 The present invention relates to a silane-modified ethylene polymer and a pipe comprising the same. More specifically, the present invention relates to an ethylene polymer having a high melt tension and excellent molding processability as compared with conventionally known ethylene polymers. The present invention relates to a silane-modified ethylene polymer composed of a coalescence and a pipe excellent in all aspects of crosslinking efficiency, heat distortion resistance and mechanical properties by crosslinking the silane-modified ethylene polymer.
従来、給水ハイプとしてはポリ塩化ビニル製パイプ が使用され、給湯パイプとしては銅製パイプ等の金属パイプが使用されてきたが、ポリ塩化ビニル及び銅製パイプの場合、耐久年数が短いという問題があった。特に銅パイプは長年の使用で錆が発生し漏水が生じる恐れがあること、またパイプの屈曲性が低いために施工性が悪いことなど欠点があるため、近年では柔軟なポリオレフィン管が使用されつつある。また、給水・給湯用途には高温時の耐圧性、耐クリープ性が求められているため、ポリオレフィンを架橋処理して、耐熱性、耐寒性を改良したシラン架橋ポリエチレンパイプが使用されている。 Conventionally, pipes made of polyvinyl chloride have been used for the water supply hype and metal pipes such as copper pipes have been used for the hot water supply pipe. However, there has been a problem that the durability of the pipes made of polyvinyl chloride and copper is short. . In particular, copper pipes have the disadvantages of rusting and water leakage due to long-term use, and poor workability due to the low flexibility of pipes. In recent years, flexible polyolefin pipes have been used. is there. Moreover, since pressure resistance and creep resistance at high temperatures are required for water supply and hot water supply applications, silane-crosslinked polyethylene pipes that have been improved in heat resistance and cold resistance by crosslinking polyolefin are used.
架橋ポリエチレンパイプを製造する方法としては、ポリエチレンにジクミルパーオキサイドのような有機過酸化物を、有機化酸化物が分解しない温度で配合して得られる樹脂組成物を、該有機過酸化物の分解温度以上で加熱しながら、パイプ状に押出成形する方法が開示されている(例えば特許文献1参照。)。 As a method for producing a crosslinked polyethylene pipe, a resin composition obtained by blending polyethylene with an organic peroxide such as dicumyl peroxide at a temperature at which the organic oxide does not decompose is used. A method of extruding into a pipe shape while heating at a decomposition temperature or higher is disclosed (for example, see Patent Document 1).
また、ポリエチレンにシラン化合物、有機過酸化物及びシラノール縮合触媒を配合し、得られた組成物を加熱しながらパイプ状に押出成形し、得られたパイプを、水分を含む環境にさらしてシラン架橋反応を進めるという方法も開示されている(例えば特許文献2、3参照。)。 In addition, a silane compound, an organic peroxide and a silanol condensation catalyst are blended with polyethylene, and the resulting composition is extruded into a pipe shape while heating, and the resulting pipe is exposed to a moisture-containing environment to cause silane crosslinking. A method of advancing the reaction is also disclosed (see, for example, Patent Documents 2 and 3).
さらに、メタロセン化合物とアルミノキサン等から調整された、いわゆるメタロセン触媒を用いることにより、分子量分布が2〜3と非常に狭いエチレン共重合体を製造することが可能となり、最近ではこれらメタロセン触媒により得られた分子量分布の狭いポリエチレンを用いた架橋パイプが提案されている(例えば特許文献4参照。)。 Furthermore, by using so-called metallocene catalysts prepared from metallocene compounds and aluminoxanes, it becomes possible to produce ethylene copolymers having a very narrow molecular weight distribution of 2 to 3, and these metallocene catalysts have recently been obtained. A crosslinked pipe using polyethylene having a narrow molecular weight distribution has been proposed (see, for example, Patent Document 4).
しかし、特許文献1〜3に提案された方法においては、原料として用いられているポリエチレンは、チーグラー触媒またはクロム触媒によって重合されたエチレン系重合体であり、分子量分布が広い為に十分に架橋しにくく、多量のシラン化合物、有機過酸化物及びシラノール縮合触媒を添加する必要があった。また、この様にして成形されたシラン架橋パイプは、通水した時に不飽和シラン化合物等に由来する異臭等の問題が発生し、パイプ押出成形時においても樹脂の粘度が高すぎることからダイ出口に多量の目やにが発生し、パイプ押出成形を長時間、安定して運転することが困難であった。 However, in the methods proposed in Patent Documents 1 to 3, polyethylene used as a raw material is an ethylene polymer polymerized by a Ziegler catalyst or a chromium catalyst, and is sufficiently crosslinked due to a wide molecular weight distribution. It was difficult to add a large amount of silane compound, organic peroxide and silanol condensation catalyst. Also, the silane cross-linked pipe molded in this way has problems such as a strange odor derived from unsaturated silane compounds when water is passed through, and the viscosity of the resin is too high even during pipe extrusion, so the die outlet As a result, a large amount of eyes and spots were generated, and it was difficult to stably operate the pipe extrusion for a long time.
また、特許文献4において提案された方法においては、メタロセン触媒により得られたポリエチレンの分子量分布が狭いために架橋特性、架橋効率は高いが、押出成形性が非常に悪く、実際の押出成形工程では良好なパイプ表面が得られない。すなわち、メタロセン触媒により得られるエチレン重合体の場合、均一な架橋体という面では好ましいが、分子量分布が狭いため、特にパイプの押出工程において、流動性が不十分なために押出機内での剪断発熱が大きくなり、押出機内部で部分的に早期架橋を生じ、その結果押し出されたパイプの表面状態が悪化して、機械強度の低下を引き起こす恐れがあるため、実生産を考えると問題がある。 In the method proposed in Patent Document 4, the molecular weight distribution of polyethylene obtained by the metallocene catalyst is narrow, so that the crosslinking characteristics and crosslinking efficiency are high, but the extrusion moldability is very poor, and in the actual extrusion process A good pipe surface cannot be obtained. That is, in the case of an ethylene polymer obtained by a metallocene catalyst, it is preferable in terms of a uniform cross-linked body, but due to the narrow molecular weight distribution, especially in the pipe extrusion process, the fluidity is insufficient, so that shear heat generation in the extruder is generated. However, there is a problem in actual production because there is a risk that the cross-section of the extruded pipe partially deteriorates in the extruder and the surface condition of the extruded pipe deteriorates to cause a decrease in mechanical strength.
本発明は上記の課題を解決するものであり、末端ビニル基数が少なく熱安定性に優れ、流動の活性化エネルギーが低く、溶融張力が高いエチレン系重合体を有機不飽和シラン化合物によりグラフト変性してなる新規なシラン変性エチレン系重合体及び該シラン変性エチレン系重合体を架橋させてなるパイプを提供することを目的としている。本発明のパイプは、機械物性に優れ、通水中の臭気も少なく、パイプ成形時における押出機の負荷上昇、発熱および目やに等の問題もなく、従来の問題が解消できるものである。 The present invention solves the above-mentioned problems. An ethylene polymer having a low number of terminal vinyl groups, excellent thermal stability, low flow activation energy, and high melt tension is graft-modified with an organic unsaturated silane compound. It is an object of the present invention to provide a novel silane-modified ethylene polymer and a pipe formed by crosslinking the silane-modified ethylene polymer. The pipe of the present invention is excellent in mechanical properties, has little odor in running water, and can solve the conventional problems without problems such as an increase in the load on the extruder, heat generation, and eye contact during pipe forming.
本発明者は上記課題に関し鋭意検討した結果、特定の性能を有するエチレン系重合体を変性してなる新規なシラン変性エチレン系重合体を使用することにより、パイプの押出成形性に優れ、且つ成形後架橋させたパイプが、優れた特性を有することを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive studies on the above-mentioned problems, the present inventor is excellent in the extrudability of pipes and molding by using a novel silane-modified ethylene polymer obtained by modifying an ethylene polymer having specific performance. It has been found that the post-crosslinked pipe has excellent characteristics, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明は、有機不飽和シラン化合物により、エチレンから導かれる繰り返し単位からなる、またはエチレンから導かれる繰り返し単位と炭素数3〜8のα−オレフィンから導かれる繰り返し単位からなり、下記(A)〜(F)を満足するエチレン系重合体をグラフト変性してなることを特徴とするシラン変性エチレン系重合体及び該シラン変性エチレン系重合体を架橋してなることを特徴とするパイプに関するものである。
(A)JIS K6760に準拠して密度勾配管法により測定した密度(d)が925kg/m3以上970kg/m3以下である。
(B)190℃、2.16kg荷重で測定したメルトフローレート(MFR)が0.3g/10分以上10g/10分以下である。
(C)末端ビニル数が1000炭素原子当たり0.2個以下であり、
(D)160℃で測定した溶融張力(MS160(mN))とMFRの関係が、下記式(1)を満足する。
That is, the present invention comprises a repeating unit derived from ethylene by an organic unsaturated silane compound, or a repeating unit derived from ethylene and a repeating unit derived from an α-olefin having 3 to 8 carbon atoms. ) To (F), a silane-modified ethylene polymer obtained by graft-modifying an ethylene polymer, and a pipe obtained by crosslinking the silane-modified ethylene polymer It is.
(A) The density (d) measured by the density gradient tube method in accordance with JIS K6760 is 925 kg / m 3 or more and 970 kg / m 3 or less.
(B) The melt flow rate (MFR) measured at 190 ° C. and a 2.16 kg load is 0.3 g / 10 min or more and 10 g / 10 min or less.
(C) The number of terminal vinyls is 0.2 or less per 1000 carbon atoms,
(D) The relationship between the melt tension (MS 160 (mN)) measured at 160 ° C. and MFR satisfies the following formula (1).
MS160>90−130×log(MFR) (1)
(E)190℃で測定した溶融張力(MS190(mN))とMS160の関係が、下記式(2)を満足する。
MS 160 > 90-130 × log (MFR) (1)
(E) The relationship between the melt tension (MS 190 (mN)) measured at 190 ° C. and MS 160 satisfies the following formula (2).
MS160/MS190<1.8 (2)
(F)流動の活性化エネルギー(Ea(kJ/mol))と密度(d)の関係が、下記式(3)を満足する。
MS 160 / MS 190 <1.8 (2)
(F) The relationship between the flow activation energy (E a (kJ / mol)) and the density (d) satisfies the following formula (3).
127−0.107d<Ea<88−0.060d (3)
以下に本発明を詳細に説明する。
127-0.107d <E a <88-0.060d (3 )
The present invention is described in detail below.
本発明のシラン変性エチレン系重合体は、エチレンから導かれる繰り返し単位からなる、またはエチレンから導かれる繰り返し単位と炭素数3〜8のα−オレフィンから導かれる繰り返し単位からなり、上記(A)〜(F)を満足するエチレン系重合体を有機不飽和シラン化合物によりグラフト変性してなるものである。 The silane-modified ethylene polymer of the present invention is composed of a repeating unit derived from ethylene, or a repeating unit derived from ethylene and a repeating unit derived from an α-olefin having 3 to 8 carbon atoms. An ethylene polymer satisfying (F) is graft-modified with an organic unsaturated silane compound.
該エチレン系重合体としては、エチレンから導かれる繰り返し単位からなるエチレン単独重合体、またはエチレンから導かれる繰り返し単位と炭素数3〜8のα−オレフィンから導かれる繰り返し単位からなるエチレン−α−オレフィン共重合体が挙げられる。ここで、炭素数3〜8のα−オレフィンから導かれる繰り返し単位とは、単量体である炭素数3〜8のα−オレフィンから誘導され、エチレン−α−オレフィン共重合体に含有される単位であり、炭素数3〜8のα−オレフィンとしては、例えばプロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ブテン等が挙げられる。これら炭素数3〜8のα−オレフィンの少なくとも2種類を併用してもよい。そして、α−オレフィンの炭素数が8を越える場合、エチレン系重合体の融点、結晶性が低くなるため、シラン変性エチレン系重合体とした際の融点、結晶性も低いものとなり、パイプ等とした際の耐熱性、剛性が劣るものとなる。 Examples of the ethylene polymer include an ethylene homopolymer composed of a repeating unit derived from ethylene, or an ethylene-α-olefin composed of a repeating unit derived from ethylene and a repeating unit derived from an α-olefin having 3 to 8 carbon atoms. A copolymer is mentioned. Here, the repeating unit derived from an α-olefin having 3 to 8 carbon atoms is derived from an α-olefin having 3 to 8 carbon atoms, which is a monomer, and is contained in the ethylene-α-olefin copolymer. Examples of the α-olefin having 3 to 8 carbon atoms include propylene, 1-butene, 1-hexene, 1-octene, 4-methyl-1-pentene, and 3-methyl-1-butene. . You may use together at least 2 types of these C3-C8 alpha olefins. When the α-olefin has more than 8 carbon atoms, the melting point and crystallinity of the ethylene polymer are lowered, so that the melting point and crystallinity of the silane-modified ethylene polymer are low. It will be inferior in heat resistance and rigidity.
該エチレン系重合体は、(A)JIS K6760(1995)に準拠して密度勾配管法で測定した密度(d)が、925kg/m3以上970kg/m3以下のものであり、好ましくは925kg/m3以上940kg/m3以下である。密度が0.925kg/m3 未満の場合、α−オレフィン挿入により生成した3級炭素の分子内での挿入が不均一となり、有機不飽和シラン化合物によるグラフト変性が不均一に進行したシラン変性エチレン系重合体となる。その結果、架橋を施したパイプ等とした際に機械強度および外観が不良となる。さらに、低密度のシラン変性エチレン系重合体をパイプとした際には、高温での通水時に酸化防止剤がパイプから溶出し、長期耐酸化性が低下するという問題が発生する。一方、970kg/m3を超える場合、製品の耐熱性、剛性には優れるが、衝撃強度に劣るものとなる。 The ethylene polymer has a density (d) of 925 kg / m 3 or more and 970 kg / m 3 or less, preferably 925 kg, measured by a density gradient tube method in accordance with (A) JIS K6760 (1995). / M 3 or more and 940 kg / m 3 or less. When the density is less than 0.925 kg / m 3 , the insertion of the tertiary carbon produced by the insertion of α-olefin becomes non-uniform, and the graft modification with the organic unsaturated silane compound proceeds non-uniformly. It becomes a system polymer. As a result, mechanical strength and appearance are poor when a crosslinked pipe or the like is used. Furthermore, when a low-density silane-modified ethylene polymer is used as a pipe, there is a problem that the antioxidant is eluted from the pipe when water is passed at a high temperature and long-term oxidation resistance is lowered. On the other hand, when it exceeds 970 kg / m 3 , the product is excellent in heat resistance and rigidity, but inferior in impact strength.
該エチレン系重合体は、(B)190℃で、2.16kg荷重で測定したメルトフローレート(以下、MFRと記す。)が、0.3g/10分以上10g/10分以下、好ましくは1g/10分以上8g/10分以下、さらに好ましくは2g/10分以上7g/10分以下である。ここで、MFRが0.3g/10分未満の場合、シラン変性エチレン系重合体をパイプ等に押出す際の成形が困難となる。一方、10g/10分を越える場合、シラン変性エチレン系重合体、それよりなるパイプの機械強度が不十分となる。 The ethylene polymer (B) has a melt flow rate (hereinafter referred to as MFR) measured at 190 ° C. and a load of 2.16 kg, of 0.3 g / 10 min to 10 g / 10 min, preferably 1 g. / 10 minutes or more and 8 g / 10 minutes or less, more preferably 2 g / 10 minutes or more and 7 g / 10 minutes or less. Here, when the MFR is less than 0.3 g / 10 min, it becomes difficult to mold the silane-modified ethylene polymer when it is extruded into a pipe or the like. On the other hand, when it exceeds 10 g / 10 minutes, the mechanical strength of the silane-modified ethylene polymer and the pipe made thereof is insufficient.
該エチレン系重合体は、1000炭素原子当たり0.2個以下であり、好ましくは0.1個以下である。ここで、末端ビニル数が1000炭素原子当たり0.2個を越える場合、シラン変性エチレン系重合体の成形加工時の熱劣化、とくに黄変の問題が生じてくる。 The ethylene-based polymer is 0.2 or less per 1000 carbon atoms, preferably 0.1 or less. Here, when the number of terminal vinyls exceeds 0.2 per 1000 carbon atoms, there arises a problem of thermal deterioration, particularly yellowing, during the molding process of the silane-modified ethylene polymer.
ここで、本発明における末端ビニル数の測定方法としては、エチレン系重合体を熱プレスした後、氷冷して調製したフィルムをフーリエ変換赤外分光光度計(FT−IR)により4000cm−1〜400cm−1の範囲で測定し、下式を用い算出した。 Here, as a method for measuring the number of terminal vinyls in the present invention, a film prepared by hot-pressing an ethylene polymer and then cooling with ice was used to measure 4000 cm −1 to 4,000 cm −1 with a Fourier transform infrared spectrophotometer (FT-IR). It measured in the range of 400 cm < -1 >, and computed using the following formula.
1000炭素原子当たりの末端ビニル数(個/1000C)=a×A/L/d
(式中、aは吸光光度係数、Aは末端ビニルに帰属される909cm−1の吸光度、Lはフィルムの厚み、dは密度を示す。なお、aは、1H−NMR測定より、1000炭素原子当たりの末端ビニル数を確認したサンプルを用いて作成した検量線から求めた。1H−NMR測定は、NMR測定装置(日本電子社製、(商品名)GSX400)を用い、重水素化ベンゼンとo−ジクロロベンゼンの混合溶媒中、130℃において実施した。1000炭素原子当たりの末端ビニル数は、メチレンに帰属されるピークと末端ビニルに帰属されるピークの積分比から算出した。各ピークは、テトラメチルシランを基準(0ppm)として、化学シフトが1.3ppmのピークをメチレン、4.8−5.0ppmのピークを末端ビニルと帰属した。)
該エチレン系重合体は、(D)160で測定した溶融張力(mN)(以下、MS160と記す。)とMFRの関係が、下記式(1)を満足するものであり、好ましくは下記式(4)を満足するものである。
Number of terminal vinyls per 1000 carbon atoms (pieces / 1000 C) = a × A / L / d
(In the formula, a is an absorptivity coefficient, A is an absorbance of 909 cm −1 attributed to terminal vinyl, L is a film thickness, and d is a density. Note that a is 1000 carbons from 1 H-NMR measurement. was determined from a calibration curve prepared using samples confirmed terminal number vinyl per atom. 1 H-NMR measurement, NMR measurement apparatus (manufactured by JEOL Ltd., (trade name) GSX400) using deuterated benzene And a mixture of o-dichlorobenzene at 130 ° C. The number of terminal vinyls per 1000 carbon atoms was calculated from the integral ratio of the peak attributed to methylene and the peak attributed to terminal vinyl. Based on tetramethylsilane (0 ppm), a peak with a chemical shift of 1.3 ppm was attributed to methylene and a peak at 4.8 to 5.0 ppm was attributed to terminal vinyl. )
In the ethylene polymer, the relationship between the melt tension (mN) measured in (D) 160 (hereinafter referred to as MS 160 ) and MFR satisfies the following formula (1), and preferably the following formula: (4) is satisfied.
MS160>90−130×log(MFR) (1)
MS160>110−130×log(MFR) (4)
ここで、MS160とMFRの関係が上記式(1)を満足しない場合、シラン変性エチレン系重合体をパイプとする際の成形性が悪く、パイプの肉厚制御が困難となり、寸法が精度良く制御されたパイプを得ることができない。
MS 160 > 90-130 × log (MFR) (1)
MS 160 > 110-130 × log (MFR) (4)
Here, when the relationship between MS 160 and MFR does not satisfy the above formula (1), the moldability when the silane-modified ethylene polymer is used as a pipe is poor, it becomes difficult to control the thickness of the pipe, and the dimensions are accurate. You can't get a controlled pipe.
なお、本発明におけるMS160(mN)は、長さが8mm,直径が2.095mmであるダイスを用い、流入角90°で、せん断速度10.8s−1、延伸比47、測定温度160℃の条件下で測定した値であり、最大延伸比が47未満の場合、破断しない最高の延伸比で測定した値をMS160とした。 MS 160 (mN) in the present invention uses a die having a length of 8 mm and a diameter of 2.095 mm, an inflow angle of 90 °, a shear rate of 10.8 s −1 , a draw ratio of 47, and a measurement temperature of 160 ° C. When the maximum stretch ratio was less than 47, the value measured at the highest stretch ratio that did not break was designated as MS 160 .
該エチレン系重合体は、(E)190℃で測定した溶融張力(mN)(以下、MS190と記す。)とMS160の関係が、下記式(2)を満足するものであり、好ましくは下記式(5)を満足するものである。 The ethylene-based polymer has a relationship between (E) melt tension (mN) measured at 190 ° C. (hereinafter referred to as MS 190 ) and MS 160 satisfies the following formula (2), preferably The following formula (5) is satisfied.
MS160/MS190<1.8 (2)
MS160/MS190<1.7 (5)
ここで、MS160とMS190の関係が、上記式(2)を満足しない場合、シラン変性エチレン系重合体は、温度によってその溶融張力が大きく変化するために、パイプ等とする際の成形加工温度の厳密な調節が必要となり、ひいては成形可能範囲が狭くなる。
MS 160 / MS 190 <1.8 (2)
MS 160 / MS 190 <1.7 (5)
Here, when the relationship between MS 160 and MS 190 does not satisfy the above formula (2), the melt tension of the silane-modified ethylene polymer greatly changes depending on the temperature. Strict adjustment of the temperature is required, and as a result, the moldable range is narrowed.
なお、本発明におけるMS190(mN)は、長さが8mm,直径が2.095mmであるダイスを用い、流入角90°で、せん断速度10.8s−1、延伸比47、測定温度190℃の条件下で測定した値であり、最大延伸比が47未満の場合、破断しない最高の延伸比で測定した値をMS190とした。 In addition, MS 190 (mN) in the present invention uses a die having a length of 8 mm and a diameter of 2.095 mm, an inflow angle of 90 °, a shear rate of 10.8 s −1 , a draw ratio of 47, and a measurement temperature of 190 ° C. When the maximum stretch ratio was less than 47, the value measured at the highest stretch ratio that did not break was designated as MS 190 .
該エチレン系重合体は、(F)流動の活性化エネルギー(kJ/mol)(以下、Eaと記す。)と密度との関係が、下記式(3)を満足するものであり、好ましくは下記式(6)を満足するものである。 The ethylene polymer, (F) fluidized activation energy (kJ / mol) (hereinafter referred to as E a.) And relationships between the density, which satisfies the following formula (3), preferably The following formula (6) is satisfied.
127−0.107d<Ea<88−0.060d (3)
127−0.107d<Ea<87−0.060d (6)
ここで、Eaが(127−0.107d)以下である場合、シラン変性エチレン系重合体の加工性に問題が生じる。一方、Eaが(88−0.060d)以上である場合、シラン変性エチレン系重合体の溶融粘度の温度依存性が大きくなるため、成形加工温度の厳密な調節が必要となり、ひいてはパイプ成形のときの成形可能範囲が狭くなる。
127-0.107d <E a <88-0.060d (3 )
127-0.107d <E a <87-0.060d (6 )
Here, if it is E a is (127-0.107d) below, problems in workability of the silane-modified ethylene polymer is produced. On the other hand, if it is E a is (88-0.060d) or more, the temperature dependency of the melt viscosity of the silane-modified ethylene polymer is increased, it requires tight regulation of the molding temperature, and thus of the pipe forming The moldable range at the time becomes narrow.
なお、本発明におけるEaは、160℃〜230℃の動的粘弾性測定によって得られるシフトファクターをアレニウス式に代入して求めることができる。 Incidentally, E a in the present invention can be determined by substituting a shift factor obtained by dynamic viscoelasticity measurement of 160 ° C. to 230 ° C. to Arrhenius equation.
該エチレン系重合体は、機械的強度に優れるシラン変性エチレン系重合体となることから、(G)重量平均分子量/数平均分子量(以下、Mw/Mnと記す。)が2以上6以下であることが好ましく、さらに2以上5以下であることが好ましい。なお、Mw/Mnは、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)によって標準ポリエチレン換算値である重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)を測定することにより算出することができる。 Since the ethylene polymer becomes a silane-modified ethylene polymer having excellent mechanical strength, (G) weight average molecular weight / number average molecular weight (hereinafter referred to as M w / M n ) is 2 or more and 6 or less. Preferably, it is 2 or more and 5 or less. M w / M n can be calculated by measuring a weight average molecular weight (M w ) and a number average molecular weight (M n ), which are standard polyethylene equivalent values, by gel permeation chromatography (GPC). it can.
上記要件(A)〜(F)好ましくは更に(G)を満足するエチレン系重合体としては、該エチレン系重合体の範疇に属するものであれば如何なるものでもよく、如何なる方法によって得られたものでもよく、例えば後述する本願実施例の製造条件そのもの、あるいは条件因子のマイナー変動によって任意に作り分けることが可能である。 The ethylene polymer satisfying the above requirements (A) to (F), preferably further satisfying (G) may be any one as long as it belongs to the category of the ethylene polymer, and is obtained by any method. However, for example, it can be arbitrarily made according to the manufacturing conditions of the embodiment of the present invention to be described later or the minor variation of the condition factors.
より具体的には、例えばメタロセン化合物として、2つのシクロペンタジエニル基が2種類以上の原子の連鎖からなる架橋基で架橋されているか、もしくは2個以上の原子の連鎖からなる架橋基で架橋されている架橋型ビスシクロペンタジエニルジルコニウム錯体(以下、成分(a)と記す。)と、架橋型(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウム錯体および/または架橋型(インデニル)(フルオレニル)ジルコニウム錯体(以下、成分(b)と記す。)を用いたメタロセン触媒の存在下に、エチレンを重合する、またはエチレンと炭素数3〜8のα−オレフィンを共重合する方法を用いることができる。 More specifically, for example, as a metallocene compound, two cyclopentadienyl groups are cross-linked with a cross-linking group consisting of a chain of two or more atoms, or cross-linked with a cross-linking group consisting of a chain of two or more atoms. Bridged biscyclopentadienyl zirconium complex (hereinafter referred to as component (a)), bridged (cyclopentadienyl) (fluorenyl) zirconium complex and / or bridged (indenyl) (fluorenyl) zirconium A method of polymerizing ethylene or copolymerizing ethylene and an α-olefin having 3 to 8 carbon atoms in the presence of a metallocene catalyst using a complex (hereinafter referred to as component (b)) can be used.
成分(a)の具体例としては、例えば1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン−1,3−ジイル−ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、1,1−ジメチル−1−シラエタン−1,2−ジイル−ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、プロパン−1,3−ジイル−ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、ブタン−1,4−ジイル−ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、シス−2−ブテン−1,4−ジイル−ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド、1,1,2,2−テトラメチルジシラン−1,2−ジイル−ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロライド等のジクロライドおよび上記遷移金属化合物のジメチル体、ジエチル体、ジヒドロ体、ジフェニル体、ジベンジル体を例示することができる。 Specific examples of the component (a) include, for example, 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane-1,3-diyl-bis (cyclopentadienyl) zirconium dichloride, 1,1-dimethyl-1-silaethane- 1,2-diyl-bis (cyclopentadienyl) zirconium dichloride, propane-1,3-diyl-bis (cyclopentadienyl) zirconium dichloride, butane-1,4-diyl-bis (cyclopentadienyl) zirconium Dichloride, cis-2-butene-1,4-diyl-bis (cyclopentadienyl) zirconium dichloride, 1,1,2,2-tetramethyldisilane-1,2-diyl-bis (cyclopentadienyl) zirconium Dichlorides such as dichloride and dimethyl and diethyl forms of the above transition metal compounds Dihydro derivative, diphenyl body, can be exemplified dibenzyl body.
成分(b)の具体例としては、例えばジフェニルメチレン(1−シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(2−トリメチルシリル−1−シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(1−シクロペンタジエニル)(2,7−ジメチル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(1−シクロペンタジエニル)(2,7−ジ−t−ブチル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、イソプロピリデン(1−シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、イソプロピリデン(1−シクロペンタジエニル)(2,7−ジ−t−ブチル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルシランジイル(1−シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジメチルシランジイル(1−シクロペンタジエニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(1−インデニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(2−フェニル−1−インデニル)(9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ジフェニルメチレン(2−フェニル−1−インデニル)(2,7−ジ−t−ブチル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド等のジクロライドおよび上記遷移金属化合物のジメチル体、ジエチル体、ジヒドロ体、ジフェニル体、ジベンジル体を例示することができる。また上記遷移金属化合物のジルコニウム原子をチタン原子またはハフニウム原子に置換した化合物も例示することもできる。 Specific examples of the component (b) include, for example, diphenylmethylene (1-cyclopentadienyl) (9-fluorenyl) zirconium dichloride, diphenylmethylene (2-trimethylsilyl-1-cyclopentadienyl) (9-fluorenyl) zirconium dichloride. Diphenylmethylene (1-cyclopentadienyl) (2,7-dimethyl-9-fluorenyl) zirconium dichloride, diphenylmethylene (1-cyclopentadienyl) (2,7-di-t-butyl-9-fluorenyl) Zirconium dichloride, isopropylidene (1-cyclopentadienyl) (9-fluorenyl) zirconium dichloride, isopropylidene (1-cyclopentadienyl) (2,7-di-t-butyl-9-fluorenyl) zirconium dichloride, dipheni Silanediyl (1-cyclopentadienyl) (9-fluorenyl) zirconium dichloride, dimethylsilanediyl (1-cyclopentadienyl) (9-fluorenyl) zirconium dichloride, diphenylmethylene (1-indenyl) (9-fluorenyl) zirconium dichloride Diphenylmethylene (2-phenyl-1-indenyl) (9-fluorenyl) zirconium dichloride, diphenylmethylene (2-phenyl-1-indenyl) (2,7-di-t-butyl-9-fluorenyl) zirconium dichloride, etc. Examples thereof include dimethyl, diethyl, dihydro, diphenyl, and dibenzyl isomers of dichloride and the above transition metal compounds. Moreover, the compound which substituted the zirconium atom of the said transition metal compound by the titanium atom or the hafnium atom can also be illustrated.
また、成分(a)に対する成分(b)の量は、特に制限はなく、0.0001〜100倍モルであることが好ましく、特に好ましくは0.001〜10倍モルである。 Moreover, the quantity of the component (b) with respect to a component (a) does not have a restriction | limiting in particular, It is preferable that it is 0.0001-100 times mole, Most preferably, it is 0.001-10 times mole.
成分(a)と成分(b)を用いたメタロセン触媒としては、成分(a)と成分(b)と有機アルミニウム化合物(以下、成分(c)と記す。)からなる触媒、成分(a)と成分(b)とアルミノオキサン(以下、成分(d)と記す。)からなる触媒、さらに成分(c)を含んでなる触媒、成分(a)と成分(b)とプロトン酸塩(以下、成分(e)と記す。)、ルイス酸塩(以下、成分(f)と記す。)または金属塩(以下、成分(g)と記す。)から選ばれる少なくとも1種類の塩からなる触媒、さらに成分(c)を含んでなる触媒、成分(a)と成分(b)と成分(d)と無機酸化物(以下、成分(h)と記す。)からなる触媒、成分(a)と成分(b)と成分(h)と成分(e)、成分(f)、成分(g)から選ばれる少なくとも1種類の塩からなる触媒、さらに成分(c)を含んでなる触媒、成分(a)と成分(b)と粘土鉱物(以下、成分(i)と記す。)と成分(c)からなる触媒、成分(a)と成分(b)と有機化合物で処理された粘土鉱物(以下、成分(j)と記す。)からなる触媒を例示することができるが、好ましくは成分(a)と成分(b)と成分(j)からなる触媒を用いることができる。 As the metallocene catalyst using component (a) and component (b), a catalyst comprising component (a), component (b) and an organoaluminum compound (hereinafter referred to as component (c)), component (a) and Catalyst comprising component (b) and aluminoxane (hereinafter referred to as component (d)), catalyst comprising component (c), component (a), component (b) and protonate (hereinafter referred to as component (c)) A catalyst comprising at least one salt selected from a component (e)), a Lewis acid salt (hereinafter referred to as component (f)) or a metal salt (hereinafter referred to as component (g)); Catalyst comprising component (c), catalyst comprising component (a), component (b), component (d) and inorganic oxide (hereinafter referred to as component (h)), component (a) and component ( at least one selected from b), component (h), component (e), component (f), and component (g) A catalyst comprising a salt of the above, a catalyst further comprising component (c), a catalyst comprising component (a), component (b), clay mineral (hereinafter referred to as component (i)), and component (c), component Examples of the catalyst include (a), component (b), and a clay mineral treated with an organic compound (hereinafter referred to as component (j)), preferably component (a) and component (b). And a catalyst comprising the component (j) can be used.
ここで、成分(i)および成分(j)として用いることが可能な粘土鉱物は、微結晶状のケイ酸塩を主成分とする微粒子である。粘土鉱物の大部分は、その構造上の特色として層状構造を成しており、層の中に種々の大きさの負電荷を有することが挙げられる。この点で、シリカやアルミナのような三次元構造を持つ金属酸化物と大きく異なる。これらの粘土鉱物は、一般に層電荷の大きさで、パイロフィライト、カオリナイト、ディッカイトおよびタルク群(化学式当たりの負電荷がおよそ0)、スメクタイト群(化学式当たりの負電荷がおよそ0.25から0.6)、バーミキュライト群(化学式当たりの負電荷がおよそ0.6から0.9)、雲母群(化学式当たりの負電荷がおよそ1)、脆雲母群(化学式当たりの負電荷がおよそ2)に分類されている。ここで示した各群には、それぞれ種々の粘土鉱物が含まれるが、スメクタイト群に属する粘土鉱物としては、モンモリロナイト、バイデライト、サポナイト、ヘクトライト等が挙げられる。また、上記粘土鉱物は複数混合して用いることもできる。 Here, the clay mineral that can be used as the component (i) and the component (j) is fine particles mainly composed of microcrystalline silicate. Most of the clay minerals have a layered structure as a structural feature, and it can be mentioned that the layers have negative charges of various sizes. In this respect, it is greatly different from a metal oxide having a three-dimensional structure such as silica or alumina. These clay minerals are generally of a large layer charge, with pyrophyllite, kaolinite, dickite and talc groups (negative charge per chemical formula is approximately 0), smectite groups (negative charge per chemical formula is from about 0.25). 0.6), vermiculite group (negative charge per chemical formula is approximately 0.6 to 0.9), mica group (negative charge per chemical formula is approximately 1), brittle mica group (negative charge per chemical formula is approximately 2) It is classified. Each group shown here includes various clay minerals, and examples of the clay mineral belonging to the smectite group include montmorillonite, beidellite, saponite, hectorite and the like. Further, a plurality of the above clay minerals can be mixed and used.
成分(j)における有機化合物処理とは、粘土鉱物層間に有機イオンを導入し、イオン複合体を形成することをいう。有機化合物処理で用いられる有機化合物としては、N,N−ジメチル−n−オクタデシルアミン塩酸塩、N,N−ジメチル−n−エイコシルアミン塩酸塩、N,N−ジメチル−n−ドコシルアミン塩酸塩、N,N−ジメチルオレイルアミン塩酸塩、N,N−ジメチルベヘニルアミン塩酸塩、N−メチル−ビス(n−オクタデシル)アミン塩酸塩、N−メチル−ビス(n−エイコシル)アミン塩酸塩、N−メチル−ジオレイルアミン塩酸塩、N−メチル−ジベヘニルアミン塩酸塩、N,N−ジメチルアニリン塩酸塩を例示することができる。 The organic compound treatment in component (j) refers to introducing an organic ion between clay mineral layers to form an ionic complex. Examples of the organic compound used in the organic compound treatment include N, N-dimethyl-n-octadecylamine hydrochloride, N, N-dimethyl-n-eicosylamine hydrochloride, N, N-dimethyl-n-docosylamine hydrochloride, N, N-dimethyloleylamine hydrochloride, N, N-dimethylbehenylamine hydrochloride, N-methyl-bis (n-octadecyl) amine hydrochloride, N-methyl-bis (n-eicosyl) amine hydrochloride, N-methyl -Dioleylamine hydrochloride, N-methyl-dibehenylamine hydrochloride, N, N-dimethylaniline hydrochloride can be exemplified.
成分(a)と成分(b)と成分(j)からなる触媒は、有機溶媒中、成分(a)と成分(b)と成分(j)を接触させることによって得られるが、成分(a)と成分(j)の接触生成物に成分(b)を添加する方法、成分(b)と成分(j)の接触生成物に成分(a)を添加する方法、成分(a)と成分(b)の接触生成物に成分(j)を添加する方法、成分(j)に成分(a)と成分(b)の接触生成物を添加する方法を例示することができる。
接触溶媒としては、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、シクロペンタンもしくはシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素類、ベンゼン、トルエンもしくはキシレン等の芳香族炭化水素類、エチルエーテルもしくはn−ブチルエーテル等のエーテル類、塩化メチレンもしくはクロロホルム等のハロゲン化炭化水素類、1,4−ジオキサン、アセトニトリルまたはテトラヒドロフランを例示することができる。
The catalyst comprising component (a), component (b) and component (j) can be obtained by contacting component (a), component (b) and component (j) in an organic solvent. The method of adding component (b) to the contact product of component (j) and component (b), the method of adding component (a) to the contact product of component (b) and component (j), component (a) and component (b) ) And a method of adding the contact product of component (a) and component (b) to component (j).
As the contact solvent, aliphatic hydrocarbons such as butane, pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, cyclopentane or cyclohexane, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene or xylene, ethyl ether or n-butyl ether And ethers such as methylene chloride and chloroform, 1,4-dioxane, acetonitrile and tetrahydrofuran.
接触温度については、0〜200℃の間で選択して処理を行うことが好ましい。 About a contact temperature, it is preferable to select between 0-200 degreeC and to process.
各成分の使用量は、成分(j)1gあたり成分(a)が、0.0001〜100mmol、好ましくは0.001〜10mmolである。 The amount of each component used is 0.0001 to 100 mmol, preferably 0.001 to 10 mmol of component (a) per 1 g of component (j).
このようにして調製された成分(a)と成分(b)と成分(j)の接触生成物は、洗浄せずに用いても良く、また洗浄した後に用いても良い。また、成分(a)または成分(b)がジハロゲン体の時、さらに成分(c)を添加することが好ましい。また、成分(j)、重合溶媒およびオレフィン中の不純物を除去することを目的に成分(c)を添加することができる。 The contact product of component (a), component (b) and component (j) prepared in this way may be used without washing, or may be used after washing. Further, when the component (a) or the component (b) is a dihalogen, it is preferable to further add the component (c). Further, component (c) can be added for the purpose of removing impurities in component (j), polymerization solvent and olefin.
本発明のシラン変性エチレン系重合体に用いるエチレン系重合体の製造する際には、重合温度は−100〜120℃が好ましく、特に生産性を考慮すると20〜120℃、さらには60〜120℃の範囲で行うことが好ましい。重合時間は10秒〜20時間の範囲が好ましく、重合圧力は常圧〜300MPaの範囲で行うことが好ましい。重合性単量体としては、エチレン単独又はエチレンと炭素数3〜8のα−オレフィンであり、エチレンと炭素数3〜8のα−オレフィンである場合、エチレンと炭素数3〜8のα−オレフィンの供給割合として、エチレン/炭素数3〜8のα−オレフィン(モル比)が、1〜200、好ましくは3〜100、さらに好ましくは5〜50の供給割合を用いることができる。また、重合時に水素などを用いて分子量の調節を行うことも可能である。重合はバッチ式、半連続式、連続式のいずれの方法でも行うことが可能であり、重合条件を変えて2段階以上に分けて行うことも可能である。また、エチレン系共重合体は、重合終了後に従来既知の方法により重合溶媒から分離回収され、乾燥して得ることができる。 When producing the ethylene polymer used for the silane-modified ethylene polymer of the present invention, the polymerization temperature is preferably -100 to 120 ° C, and particularly considering productivity, 20 to 120 ° C, more preferably 60 to 120 ° C. It is preferable to carry out in the range. The polymerization time is preferably in the range of 10 seconds to 20 hours, and the polymerization pressure is preferably in the range of normal pressure to 300 MPa. The polymerizable monomer is ethylene alone or ethylene and an α-olefin having 3 to 8 carbon atoms. When ethylene is an α-olefin having 3 to 8 carbon atoms, ethylene and α-olefin having 3 to 8 carbon atoms are used. As the olefin supply ratio, ethylene / C3-C8 α-olefin (molar ratio) of 1 to 200, preferably 3 to 100, and more preferably 5 to 50 can be used. It is also possible to adjust the molecular weight using hydrogen during polymerization. The polymerization can be carried out by any of batch, semi-continuous and continuous methods, and can be carried out in two or more stages by changing the polymerization conditions. In addition, the ethylene copolymer can be obtained by separating and recovering from the polymerization solvent by a conventionally known method after the completion of the polymerization and drying.
重合はスラリー状態、溶液状態または気相状態で実施することができ、特に、重合をスラリー状態で行う場合にはパウダー粒子形状の整ったエチレン系共重合体を効率よく、安定的に生産することができる。また、重合に用いる溶媒は一般に用いられる有機溶媒であればいずれでもよく、具体的には例えばベンゼン、トルエン、キシレン、プロパン、イソブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、ガソリン等が挙げられ、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテン等のオレフィン自身を溶媒として用いることもできる。 Polymerization can be carried out in a slurry state, a solution state, or a gas phase state. In particular, when the polymerization is performed in a slurry state, an ethylene-based copolymer having a powder particle shape is efficiently and stably produced. Can do. Further, the solvent used for the polymerization may be any organic solvent that is generally used, and specific examples include benzene, toluene, xylene, propane, isobutane, pentane, hexane, heptane, cyclohexane, gasoline, and the like, propylene, Olefin itself such as 1-butene, 1-hexene and 1-octene can also be used as a solvent.
本発明のシラン変性エチレン系重合体は、有機不飽和シラン化合物により該エチレン系重合体をグラフト変性してなるものであり、該変性によりシラン変性エチレン系重合体は架橋性を付与されるものである。 The silane-modified ethylene polymer of the present invention is obtained by graft-modifying the ethylene polymer with an organic unsaturated silane compound, and the silane-modified ethylene polymer is imparted with crosslinkability by the modification. is there.
グラフト変性の際には、有機過酸化物の作用により発生したエチレン系重合体中のラジカルと有機不飽和シラン化合物を反応し、エチレン系重合体に有機シラン化合物基がグラフトしたシラン変性エチレン系重合体とすることが好ましい。また、本発明のシラン変性エチレン系重合体は架橋を施したパイプとして用いることが適したものであり、有機不飽和シラン化合物としては架橋性を有するものであることが好ましい。該有機不飽和シラン化合物としては、シラン架橋性を有するものであることが好ましく、例えばビニルトリメチキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン等を挙げることができる
本発明のシラン変性エチレン系重合体の製造方法としては、例えば該エチレン系重合体、有機過酸化物、該有機不飽和シラン化合物を配合し、押し出し機等により加熱し、有機過酸化物をラジカルに分解し、有機不飽和シラン化合物をエチレン系重合体にグラフト変性する方法を挙げることができる。この際の有機過酸化物としては、例えばジクミルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ−(t−ブチル−オキシ)−ヘキシン−3、1,3−ビス−(t−ブチル−オキシ−イソプロピル)−ベンゼン、t−ブチルクミルパーオキサイド、4,4, −ジ−(t−ブチルパーオキシ)バレリツク酸−ブチルエステル、1,1−ジ−(tーブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサンキシン−3、ベンゾイルパーオキシド、ジシクロベンゾパーオキシド、ジ−t−ブチルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド、ジ−t−ブチルパーオキシイソフタレート、分子中に2重結合基とパーオキサイド基を有する化合物等があげられ、特にジクミルパーオキサイドが経済的であり好ましい。
In graft modification, the radicals in the ethylene polymer generated by the action of the organic peroxide react with the organic unsaturated silane compound, and the silane modified ethylene polymer grafted with the organic silane compound group on the ethylene polymer. It is preferable to combine. The silane-modified ethylene polymer of the present invention is suitable for use as a crosslinked pipe, and the organic unsaturated silane compound is preferably one having crosslinkability. The organic unsaturated silane compound is preferably a compound having silane crosslinkability. For example, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltributoxysilane, allyltrimethoxysilane, vinylmethyldimethoxysilane, vinyltris ( Examples of the method for producing the silane-modified ethylene polymer of the present invention include, for example, blending the ethylene polymer, an organic peroxide, and the organic unsaturated silane compound, followed by extrusion. Examples thereof include a method of heating by a machine to decompose an organic peroxide into radicals and graft-modify an organic unsaturated silane compound to an ethylene polymer. Examples of the organic peroxide at this time include dicumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di- (t-butyl-oxy) -hexyne-3, 1,3-bis- (t-butyl). -Oxy-isopropyl) -benzene, t-butylcumyl peroxide, 4,4, -di- (t-butylperoxy) valeric acid-butyl ester, 1,1-di- (tert-butylperoxy) -3 , 3,5-trimethylcyclohexanexin-3, benzoyl peroxide, dicyclobenzoperoxide, di-t-butyl peroxide, lauroyl peroxide, di-t-butylperoxyisophthalate, double bond group in the molecule And a compound having a peroxide group. Dicumyl peroxide is particularly economical and preferred.
また、グラフト変性を行う際には、グラフト変性効率に優れ、有機過酸化物臭気発生の課題が発生しにくいことから、エチレン系重合体100重量部に対して、有機過酸化物0.005〜5重量部を用いることが好ましく、特に0.007〜1重量部、さらに0.01〜0.5重量部を用いることが好ましい。また、架橋効率に優れたシラン変性エチレン系重合体が効率よく製造できることから、エチレン系重合体100重量部に対して、有機不飽和シラン化合物0.1〜10重量部を用いることが好ましく、特に0.3〜5重量部、さらに0.5〜4重量部であることが好ましい。 In addition, when graft modification is performed, the graft modification efficiency is excellent, and the problem of organic peroxide odor generation hardly occurs. Therefore, the organic peroxide is 0.005 to 100 parts by weight of the ethylene polymer. It is preferable to use 5 parts by weight, particularly preferably 0.007 to 1 part by weight, more preferably 0.01 to 0.5 part by weight. Further, since a silane-modified ethylene polymer having excellent crosslinking efficiency can be efficiently produced, it is preferable to use 0.1 to 10 parts by weight of an organic unsaturated silane compound with respect to 100 parts by weight of the ethylene polymer. The amount is preferably 0.3 to 5 parts by weight, more preferably 0.5 to 4 parts by weight.
本発明のシラン変性エチレン系重合体は、シラン基を有することから架橋性を有しており、架橋を施すことにより耐加熱変形性及び機械的特性を向上することが可能となり、特にパイプとしての適正が優れたものとなる。 The silane-modified ethylene polymer of the present invention has crosslinkability because it has a silane group, and it is possible to improve heat deformation resistance and mechanical properties by performing crosslinking, particularly as a pipe. Goodness is excellent.
本発明のシラン変性エチレン系エチレン系重合体に架橋を施す方法としては、例えば該シラン変性エチレン系重合体にシラノール縮合触媒を配合し、常温〜130℃程度、好ましくは常温〜100℃にて水中、水蒸気中または多湿雰囲気下で1分間〜1週間程度、好ましくは10分間〜1日間程度水分と接触させる。該シラノール縮合触媒としては、例えばジブチルスズジラウリレート、酢酸第一スズ、カプリル酸第一スズ、ナフテン酸スズ、カプリル酸亜鉛、2−エチルヘキサン酸鉄、ナフテン酸コバルト、チタン酸テトラブチルエステル、エチルアミン、ジブチルアミン、特にジブチルスズジラウリレート、ジブチルスズジアセテート、ジブチルオクテートが挙げられる。 As a method for crosslinking the silane-modified ethylene-based ethylene polymer of the present invention, for example, a silanol condensation catalyst is blended with the silane-modified ethylene-based polymer, and the water is at room temperature to about 130 ° C, preferably at room temperature to 100 ° C. In contact with moisture in water vapor or in a humid atmosphere for about 1 minute to 1 week, preferably about 10 minutes to 1 day. Examples of the silanol condensation catalyst include dibutyltin dilaurate, stannous acetate, stannous caprylate, tin naphthenate, zinc caprylate, iron 2-ethylhexanoate, cobalt naphthenate, tetrabutyl ester titanate, and ethylamine. And dibutylamine, especially dibutyltin dilaurate, dibutyltin diacetate, and dibutyl octate.
本発明のシラン変性エチレン系重合体に架橋を施してなるパイプは、耐加熱変形性及び機械的特性に優れたものであり、該パイプの製造方法としては、例えばエチレン系重合体、有機過酸化物、有機不飽和シラン化合物、シラノール縮合触媒を添加し、押出機で溶融混合し、その後パイプ成形し、得られたパイプを温水、熱水又は水蒸気は存在下で架橋しパイプとする方法;エチレン系重合体、有機過酸化物、有機不飽和シラン化合物を一度押し出しシラン変性エチレン系重合体とし、該シラン変性エチレン系重合体にシラノール縮合触媒を添加してパイプ成形し、得られたパイプを温水、熱水又は水蒸気は存在下で架橋しパイプとする方法;シラン変性エチレン系重合体でパイプを成形し、シラノール縮合触媒を含む温水、熱水又は水蒸気の存在下にパイプをさらし架橋しパイプとする方法等が挙げられ、その中でも特に品質に優れるパイプが効率よく得られることから、エチレン系重合体、有機過酸化物、有機不飽和シラン化合物を一度押し出しシラン変性エチレン系重合体とし、該シラン変性エチレン系重合体にシラノール縮合触媒を添加してパイプ成形し、得られたパイプを温水、熱水又は水蒸気は存在下で架橋しパイプとする方法であることが好ましい。 The pipe formed by crosslinking the silane-modified ethylene polymer of the present invention is excellent in heat distortion resistance and mechanical properties. Examples of the method for producing the pipe include ethylene polymers and organic peroxides. A product, an organounsaturated silane compound, a silanol condensation catalyst, melt-mixed with an extruder, and then formed into a pipe, and the resulting pipe is crosslinked in the presence of hot water, hot water or steam to form a pipe; ethylene Extruded a polymer, organic peroxide, and organic unsaturated silane compound once to obtain a silane-modified ethylene polymer, and a silanol condensation catalyst was added to the silane-modified ethylene polymer to form a pipe. , A method in which hot water or steam is cross-linked in the presence to form a pipe; a pipe is formed with a silane-modified ethylene polymer, and hot water, hot water or steam containing a silanol condensation catalyst is used. Examples include the method of exposing and cross-linking pipes in the presence to make pipes that are particularly excellent in quality. Among them, ethylene polymers, organic peroxides, and organic unsaturated silane compounds are extruded once. This is a method of forming a silane-modified ethylene-based polymer, adding a silanol condensation catalyst to the silane-modified ethylene-based polymer and forming a pipe, and then crosslinking the resulting pipe in the presence of hot water, hot water or steam to form a pipe. It is preferable.
また、パイプとする際には、効率よく架橋が生成したパイプが得られることから、シラン変性エチレン系重合体100重量部に対し、シラノール縮合触媒0.001〜10重量部を用いパイプとすることが好ましい。 In addition, when a pipe is used, a pipe in which cross-linking is efficiently generated is obtained. Therefore, 0.001 to 10 parts by weight of a silanol condensation catalyst is used with respect to 100 parts by weight of a silane-modified ethylene polymer. Is preferred.
本発明により得られるパイプは、ゲル分率が65重量%以上であることが好ましい。該ゲル分率は、エチレン系重合体中に有機不飽和シラン化合物が均一にグラフトされ、さらにそのシラン基がシラノール縮合触媒により、均一に架橋した場合に高い値となる。経験的にゲル分率が高いシラン架橋パイプは短期および長期の熱間内圧クリープ等の機械強度にすぐれることが知られており、従来のエチレン系重合体において、高いゲル分率を得るためには、多量の有機不飽和シラン化合物を用いる必要がある。しかも従来、エチレン系重合体を用いたシラン架橋パイプにおいて高いゲル分率を達成しても熱間内圧クリープ特性は満足のいくものではない。一方、本発明により得られるパイプは、グラフト変性エチレン系重合体の有機不飽和シラン化合物によるグラフト化率が低くても高いゲル分率が得られ、充分な機械特性が達成できる。 The pipe obtained by the present invention preferably has a gel fraction of 65% by weight or more. The gel fraction has a high value when the organic unsaturated silane compound is uniformly grafted in the ethylene polymer and the silane group is uniformly crosslinked by a silanol condensation catalyst. Empirically, silane cross-linked pipes with a high gel fraction are known to have excellent mechanical strength such as short-term and long-term hot internal pressure creep. To obtain a high gel fraction in conventional ethylene-based polymers Needs to use a large amount of an organic unsaturated silane compound. Moreover, conventionally, even if a high gel fraction is achieved in a silane crosslinked pipe using an ethylene-based polymer, the hot internal pressure creep property is not satisfactory. On the other hand, the pipe obtained by the present invention can obtain a high gel fraction even if the grafting rate of the graft-modified ethylene polymer by the organic unsaturated silane compound is low, and can achieve sufficient mechanical properties.
本発明におけるゲル分率とは、架橋後のパイプ10gを切削し、溶媒としてキシレン溶媒を用いてソクスレー抽出器で10時間抽出し、抽出残量を測定し、以下の式により求めたものである。 The gel fraction in the present invention is obtained by cutting 10 g of the pipe after crosslinking, extracting with a Soxhlet extractor using a xylene solvent as a solvent, measuring the remaining amount of extraction, and calculating by the following formula. .
ゲル分率(%)=(抽出残量(g)/10(g))×100
本発明のシラン変性エチレン系重合体、パイプにおいては、すでに公知のフェノール系安定剤、有機フォスファイト系安定剤、有機チオエーテル系安定剤、高級脂肪酸の金属塩などの安定剤、顔料、耐候剤、染料、核剤、ステアリン酸カルシウム等の潤滑材、カーボンブラック、タルク、ガラス繊維等の無機充填材あるいは補強材、難燃剤、中性子遮断剤等のポリオレフィンに添加される配合剤を本発明の目的をそこなわない範囲で添加することができる。又パイプにおいては、該パイプからの未反応有機不飽和シラン化合物、シラノール縮合触媒、有機過酸化物の溶出をおさえるために、活性炭等の吸着剤を添加していてもよい。
Gel fraction (%) = (remaining extraction amount (g) / 10 (g)) × 100
In the silane-modified ethylene polymer and pipe of the present invention, a known phenol stabilizer, organic phosphite stabilizer, organic thioether stabilizer, stabilizer such as metal salt of higher fatty acid, pigment, weathering agent, Additives added to polyolefins such as dyes, nucleating agents, lubricants such as calcium stearate, inorganic fillers such as carbon black, talc, and glass fiber, reinforcing materials, flame retardants, neutron blocking agents, and the like. It is possible to add in the range which is not. In the pipe, an adsorbent such as activated carbon may be added in order to suppress elution of the unreacted organic unsaturated silane compound, silanol condensation catalyst, and organic peroxide from the pipe.
フェノール系安定剤としては、例えば2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、2,6−ジ−シクロヘキシル−4−メチルフェノール、2,6−ジイソプロピル−4−エチルフェノール、2,6−ジ−t−アミル−4−メチルフェノール、2,6−ジ−t−オクチル−4−n−プロピルフェノール、2,6−ジシクロヘキシルー4−n−オクチルフェノール、2−イソプロピル−4−メチル−6−t−ブチルフェノール、2−t−ブチル−2−エチル−6−t−オクチルフェノール、2−イソブチル−4−エチル−6−t−ヘキシルフェノール、2−シクロヘキシル−4−n−ブチル−6−イソプロピルフェノール、テトラキス(メチレン(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシ)ヒドロシンナメート)メタン、2,2,−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4,−ブチリデンビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4, −チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、2,2,−チオビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)ベンジルベンゼン、1,3,5−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェノール)メタン、テトラキス(メチレン(3,5−ジ−ブチル−4−ヒドロキシフェニール)プロピオネート)メタン、β−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシルフェノール)プロピオン酸アルキルエステル、2,2, −オキザミドビス(エチル−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、テトラキス(メチレン(2,4−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシル)プロピオネート)、n−オクタデシル−3−(4,−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチルフェニル)プロピオネート、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、2,4,6ートリス(3,5,ジ−tーブチルー4,−ヒドロキシベンジルチオノー1,3,5ートリアジン、2,2,−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、4,4−メチレンビス(2,6−ジ−t−ブチルフェノール)、2,2−メチレンビス(6−(1−メチルシクロヘキシル)−p−クレゾール)、ビス(3,5−ビス(4−ヒドロキシ−3−tー−ブチルフェニル)ブチリックアシド)グリコールエステル、4,4−ブチリデンビス(6−t−ブチル−m−クレゾール)、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5−トリス(2,6−ジメチル−3−ヒドロキシ−4−t−ブチルベンジル)イソシアヌレート、1,3,5−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2,4,6−トリメチルベンゼン、1,3,5−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアネート、1,3,5−トリス((3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニールオキシエチル)イソシアヌレート、2−オクチルチオ−4,6−ジ(4−ヒドロキシ−3,5−ジ−t−ブチル)フェノキシ−1,3,5−トリアジン、4,4,−チオビス(6−t−ブチル−m−クレゾール)等が挙げられる。 Examples of the phenol-based stabilizer include 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, 2,6-di-cyclohexyl-4-methylphenol, 2,6-diisopropyl-4-ethylphenol, 2,6 -Di-t-amyl-4-methylphenol, 2,6-di-t-octyl-4-n-propylphenol, 2,6-dicyclohexyl 4-n-octylphenol, 2-isopropyl-4-methyl-6 -T-butylphenol, 2-t-butyl-2-ethyl-6-t-octylphenol, 2-isobutyl-4-ethyl-6-t-hexylphenol, 2-cyclohexyl-4-n-butyl-6-isopropylphenol Tetrakis (methylene (3,5-di-t-butyl-4-hydroxy) hydrocinnamate) methane, 2,2, -methyl Bis (4-methyl-6-tert-butylphenol), 4,4, -butylidenebis (3-methyl-6-tert-butylphenol), 4,4, -thiobis (3-methyl-6-tert-butylphenol), 2 , 2, -thiobis (4-methyl-6-tert-butylphenol), 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) benzylbenzene 1,3,5-tris (2-methyl-4-hydroxy-5-tert-butylphenol) methane, tetrakis (methylene (3,5-di-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate) methane, β- (3 , 5-Di-t-butyl-4-hydroxylphenol) propionic acid alkyl ester, 2,2, -oxamide bis (ethyl-3- (3,5-di-t-) Til-4-hydroxyphenyl) propionate, tetrakis (methylene (2,4-di-t-butyl-4-hydroxyl) propionate), n-octadecyl-3- (4, -hydroxy-3,5-di-t- Butylphenyl) propionate, 2,6-di-tert-butyl-p-cresol, 2,4,6-tris (3,5, di-tert-butyl-4, -hydroxybenzylthiono-1,3,5-triazine, 2, 2, -methylenebis (4-methyl-6-tert-butylphenol), 4,4-methylenebis (2,6-di-tert-butylphenol), 2,2-methylenebis (6- (1-methylcyclohexyl) -p- Cresol), bis (3,5-bis (4-hydroxy-3-tert-butylphenyl) butyric acid) glycol ester, 4,4-buty Redenbis (6-t-butyl-m-cresol), 1,1,3-tris (2-methyl-4-hydroxy-5-t-butylphenyl) butane, 1,3,5-tris (2,6- Dimethyl-3-hydroxy-4-tert-butylbenzyl) isocyanurate, 1,3,5-tris (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl) -2,4,6-trimethylbenzene, 1 , 3,5-tris (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) isocyanate, 1,3,5-tris ((3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionyl Oxyethyl) isocyanurate, 2-octylthio-4,6-di (4-hydroxy-3,5-di-t-butyl) phenoxy-1,3,5-triazine, 4,4, -thiobis (6-t -Butyl- - cresol), and the like.
有機フォスファイト系安定剤としては、例えばトリオクチルホスファイト、トリラウリルホスファイト、トリデシルホスファイト、オクチルジホスファイト、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト、トリフェニルホスファイト、トリス(ブトキシエチル)ホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、テトラ(トリデシル)−1,1,3−トリス(2−メチル−5−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)ブタンジホスファイト、テトラ(トリデシル)−4,4,−ブチリデンビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)ジホスファイト、トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)ホスファイト、トリス(モノ又はジノニルフェニル)ホスファイト、水素化−4,4,−イソプロピリデンジフェノールポリホスファイド、ビス(オクチルフェニル)ビス(4,4,−ブチリデンビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノール))1,6−ヘキサンオールジホスファイド、フェニル−4,4,−イソプロピリデンジフェノールペンタエリスリトールジホスファイド、ビス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイド、ビス(2,6−ジ−t−ブチル−4メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイド、トリ((4,4,−イソプロピリデンビス(2−t−ブチルフェノール))ホスファイド、ジ(ノニルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイド、トリス(1,3−ジ−ステアロイルオキシイソプロピル)ホスファイト、4,4,−イソプロピリデンビス(2−t−ブチルフェノール)ジ(ノニルフェニル)ホスファイド、9,10−ジ−ヒドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナンスレン−10−オキサイド、テトラキス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)−4,4,−ビフェニレンジホスファイド等が挙げられる。 Examples of organic phosphite stabilizers include trioctyl phosphite, trilauryl phosphite, tridecyl phosphite, octyl diphosphite, tris (2,4-di-t-butylphenyl) phosphite, triphenyl phosphite. , Tris (butoxyethyl) phosphite, tris (nonylphenyl) phosphite, distearyl pentaerythritol diphosphite, tetra (tridecyl) -1,1,3-tris (2-methyl-5-tert-butyl-4- Hydroxyphenyl) butanediphosphite, tetra (tridecyl) -4,4, -butylidenebis (3-methyl-6-tert-butylphenol) diphosphite, tris (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) phos Fight, Tris (mono or dinonylphenyl) Phosphite, hydrogenated-4,4,4-isopropylidenediphenol polyphosphide, bis (octylphenyl) bis (4,4, -butylidenebis (3-methyl-6-tert-butylphenol)) 1,6-hexaneol Diphosphide, phenyl-4,4, -isopropylidene diphenol pentaerythritol diphosphide, bis (2,4-di-t-butylphenyl) pentaerythritol diphosphide, bis (2,6-di-t- Butyl-4methylphenyl) pentaerythritol diphosphide, tri ((4,4, -isopropylidenebis (2-t-butylphenol)) phosphide, di (nonylphenyl) pentaerythritol diphosphide, tris (1,3- Di-stearoyloxyisopropyl) phosphite, 4,4 -Isopropylidenebis (2-t-butylphenol) di (nonylphenyl) phosphide, 9,10-di-hydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide, tetrakis (2,4-di-) t-butylphenyl) -4,4, -biphenylene diphosphide and the like.
有機チオエーテル系安定剤としては、例えばジラウリル−、ジミリスチル−、ジステアリル−などのジアルキルチオプロピオネート及びブチル−、オクチル−、ラウリル−、ステアリル−、等のアルキルチオプロピオン酸の多価アルコール(例えばグリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、トリスヒドロキシエチルイソシアヌレート)のエステル、(例えばペンタエリスチトールテトララウリルチオプロピオネート)が挙げられる。さらに具体的にはジラウリルチオプロピオネート、ジミリスチルチオプロピオネート、ジステアリルチオジプロピオネート、ラウリルステアリルチオジプロピオネート、ジステアリルチオジブチレート等が挙げられる。 Examples of the organic thioether-based stabilizer include dialkylthiopropionates such as dilauryl-, dimyristyl-, and distearyl- and polyhydric alcohols of alkylthiopropionic acid such as butyl-, octyl-, lauryl-, stearyl-, and the like. , Esters of trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, trishydroxyethyl isocyanurate) (for example, pentaerythritol tetralauryl thiopropionate). More specifically, dilauryl thiopropionate, dimyristyl thiopropionate, distearyl thiodipropionate, lauryl stearyl thiodipropionate, distearyl thiodibutyrate and the like can be mentioned.
高級脂肪酸の金属塩としては、例えばステアリン酸、オレイン酸、ラウリル酸、カプリル酸、アラキジン酸、パルミチン酸、ベヘニン酸、などの高級脂肪酸のマグネシウム、カルシウム、バリウム塩などのアルカリ土類金属塩、カドミウム塩、亜鉛塩、鉛塩、ナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩などが用いられる。ステアリン酸マグネシウム、ラウリン酸マグネシウム、パルミチン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシュウムオレイン酸カルシウム、ステアリン酸バリウム、ラウリン酸バリウム、ラウリン酸バリウム、マグネシウム、ステアリン酸亜鉛、オレイン酸亜鉛カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ラウリン酸亜鉛、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸ナトリウム、パルミチン酸ナトリウム、ラウリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、ラウリン酸カリウム、12−ヒドロキシステアリン酸カルシウムなどである。 Examples of higher fatty acid metal salts include stearic acid, oleic acid, lauric acid, caprylic acid, arachidic acid, palmitic acid, behenic acid, and other alkaline earth metal salts such as magnesium, calcium, and barium salts, and cadmium. Salts, zinc salts, lead salts, sodium salts, potassium salts, lithium salts and the like are used. Magnesium stearate, magnesium laurate, magnesium palmitate, calcium stearate calcium oleate, barium stearate, barium laurate, barium laurate, magnesium, zinc stearate, zinc calcium oleate, zinc stearate, zinc laurate, Examples thereof include lithium stearate, sodium stearate, sodium palmitate, sodium laurate, potassium stearate, potassium laurate, and calcium 12-hydroxystearate.
本発明のシラン変性エチレン系重合体は、エチレンと炭素原子数3〜8のα−オレフィンとの共重合体をシラン変性させたものであって、密度およびメルトフローレートが特定の範囲にあり、かつ160℃で測定した溶融張力と190℃で測定した溶融張力の関係、流動の活性化エネルギー、分子量分布が特定の関係にあるため、押出加工性、形状保持性、耐圧クリープ特性に優れている。本発明の架橋パイプは、上記シラン変性エチレン系重合体からなる成形体の架橋物であるので、熱安定性および耐圧クリープ特性の両者に優れるており、このため給湯、給水、床暖房およびロードヒーティング用等の架橋パイプとして好適に使用できる。 The silane-modified ethylene polymer of the present invention is a silane-modified copolymer of ethylene and an α-olefin having 3 to 8 carbon atoms, and the density and melt flow rate are in a specific range, In addition, the relationship between the melt tension measured at 160 ° C. and the melt tension measured at 190 ° C., the activation energy of flow, and the molecular weight distribution are in a specific relationship, so that extrudability, shape retention, and pressure-resistant creep characteristics are excellent. . Since the cross-linked pipe of the present invention is a cross-linked product of the above-mentioned molded product composed of the silane-modified ethylene polymer, it is excellent in both thermal stability and pressure-resistant creep characteristics. For this reason, hot water supply, water supply, floor heating and road heat are used. It can be suitably used as a bridging pipe for tinging.
以下に実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、断りのない限り用いた試薬等は市販品を用いた。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, commercially available reagents were used.
有機化合物で処理された粘土鉱物[成分(j)]の調製、エチレン系重合体製造用触媒の調製、エチレン系重合体の製造および溶媒精製は全て不活性ガス雰囲気下で行った。有機化合物で処理された粘土鉱物[成分(j)]の調製、エチレン系重合体製造用触媒の調製、エチレン系重合体の製造に用いた溶媒等は全て予め公知の方法で精製、乾燥、脱酸素を行ったものを用いた。成分(a)および成分(b)は公知の方法により合成、同定したものを用いた。トリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.714M)は東ソーファインケム(株)製を用いた。 Preparation of the clay mineral [component (j)] treated with the organic compound, preparation of the ethylene polymer production catalyst, production of the ethylene polymer and solvent purification were all carried out in an inert gas atmosphere. Preparation of clay mineral [component (j)] treated with an organic compound, preparation of an ethylene polymer production catalyst, solvent used for the production of the ethylene polymer, etc. are all purified, dried and removed in advance by known methods. What used oxygen was used. Components (a) and (b) were synthesized and identified by known methods. A hexane solution (0.714M) of triisobutylaluminum manufactured by Tosoh Finechem Co., Ltd. was used.
さらに、実施例におけるエチレン系重合体の諸物性は、以下に示す方法により測定した。 Furthermore, various physical properties of the ethylene-based polymer in the examples were measured by the following methods.
〜分子量および分子量分布の測定〜
重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)および重量平均分子量と数平均分子量の比(Mw/Mn)は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)によって測定した。GPC装置としては東ソー(株)製 HLC−8121GPC/HTを用い、カラムとしては東ソー(株)製 TSKgel GMHhr−H(20)HTを用い、カラム温度を140℃に設定し、溶離液として1,2,4−トリクロロベンゼンを用いて測定した。測定試料は1.0mg/mlの濃度で調製し、0.3ml注入して測定した。分子量の検量線は、分子量既知のポリスチレン試料を用いて校正されている。なお、MwおよびMnは直鎖状ポリエチレン換算の値として求めた。
-Measurement of molecular weight and molecular weight distribution-
The weight average molecular weight (M w ), the number average molecular weight (M n ), and the ratio of the weight average molecular weight to the number average molecular weight (M w / M n ) were measured by gel permeation chromatography (GPC). Tosoh Co., Ltd. HLC-8121GPC / HT is used as the GPC apparatus, Tosoh Co., Ltd. TSKgel GMHhr-H (20) HT is used as the column, the column temperature is set to 140 ° C., and 1 is used as the eluent. Measurement was performed using 2,4-trichlorobenzene. A measurement sample was prepared at a concentration of 1.0 mg / ml, and 0.3 ml was injected and measured. The calibration curve of molecular weight is calibrated using a polystyrene sample having a known molecular weight. In addition, Mw and Mn were calculated | required as a value of linear polyethylene conversion.
〜密度の測定〜
密度(d)は、JIS K6760(1995)に準拠して密度勾配管法で測定した。
~ Measurement of density ~
The density (d) was measured by a density gradient tube method in accordance with JIS K6760 (1995).
末端ビニル数は、Perkin Elmer社製SPECTRUM ONEフーリエ変換赤外分光光度計(FT−IR)を用いて、エチレン系重合体を熱プレスした後、氷冷して調製したフィルムを4000cm−1〜400cm−1の範囲で測定し、下式を用い算出した。 The number of terminal vinyls is 4000 cm −1 to 400 cm of a film prepared by hot-pressing an ethylene polymer using a SPECTRUM ONE Fourier transform infrared spectrophotometer (FT-IR) manufactured by Perkin Elmer, and then cooling with ice. It measured in the range of -1 and computed using the following formula.
〜末端ビニル数の測定〜
1000炭素原子当たりの末端ビニル数(個/1000C)=a×A/L/d
式中、aは吸光光度係数、Aは末端ビニルに帰属される909cm−1の吸光度、Lはフィルムの厚み、dは密度を示す。なお、aは、1H−NMR測定より、1000炭素原子当たりの末端ビニル数を確認したサンプルを用いて作成した検量線から求めた。1H−NMR測定は、日本電子社製のGSX400を用い、重水素化ベンゼンとo−ジクロロベンゼンの混合溶媒中、130℃において実施した。1000炭素原子当たりの末端ビニル数は、メチレンに帰属されるピークと末端ビニルに帰属されるピークの積分比から算出した。各ピークは、テトラメチルシランを基準(0ppm)として、化学シフトが1.3ppmのピークをメチレン、4.8−5.0ppmのピークを末端ビニルと帰属した。
-Measurement of the number of terminal vinyl-
Number of terminal vinyls per 1000 carbon atoms (pieces / 1000 C) = a × A / L / d
In the formula, a represents an absorptivity coefficient, A represents an absorbance of 909 cm −1 attributed to terminal vinyl, L represents a film thickness, and d represents a density. In addition, a was calculated | required from the analytical curve created using the sample which confirmed the number of terminal vinyls per 1000 carbon atoms from < 1 > H-NMR measurement. 1 H-NMR measurement was performed at 130 ° C. in a mixed solvent of deuterated benzene and o-dichlorobenzene using GSX400 manufactured by JEOL. The number of terminal vinyls per 1000 carbon atoms was calculated from the integral ratio of the peak attributed to methylene and the peak attributed to terminal vinyl. With respect to each peak, tetramethylsilane was used as a standard (0 ppm), and a peak with a chemical shift of 1.3 ppm was attributed to methylene, and a peak with 4.8 to 5.0 ppm was attributed to terminal vinyl.
溶融張力(MS160、MS190)および流動の活性化エネルギー(Ea)の測定に用いたエチレン系重合体は、予め耐熱安定剤としてイルガノックス1010TM((株)チバスペシャリティケミカルズ製)1,500ppm、イルガフォス168TM((株)チバスペシャリティケミカルズ製)1,500ppmを添加し、インターナルミキサー((株)東洋精機製作所製、商品名:ラボプラストミル)を用いて、窒素気流下、190℃、回転数30rpmで30分間混練したものを用いた。 The ethylene polymer used for the measurement of melt tension (MS 160 , MS 190 ) and flow activation energy (E a ) is Irganox 1010 ™ (manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 500 ppm, Irgaphos 168 ™ (manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.) 1,500 ppm was added, and an internal mixer (manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd., trade name: Labo Plast Mill) was used at 190 ° C. under a nitrogen stream. , And kneaded for 30 minutes at a rotation speed of 30 rpm.
〜流動の活性化エネルギーの算出〜
流動の活性化エネルギー(Ea)は、円板−円板レオメーター(アントンパール社製、商品名:MCR−300)を用い、150℃、170℃、190℃の各温度で角速度0.1〜100rad/sの範囲のせん断貯蔵弾性率G’、せん断損失弾性率G”を求め、基準温度150℃での横軸のシフトファクターを求めてアレニウス型の式により計算した。
~ Calculation of flow activation energy ~
The activation energy (E a ) of the flow was determined by using a disk-disk rheometer (trade name: MCR-300, manufactured by Anton Paar Co., Ltd.) at each of 150 ° C., 170 ° C., and 190 ° C. at an angular velocity of 0.1. The shear storage elastic modulus G ′ and the shear loss elastic modulus G ″ in the range of ˜100 rad / s were determined, and the shift factor of the horizontal axis at a reference temperature of 150 ° C. was determined and calculated according to the Arrhenius equation.
〜溶融張力の測定〜
溶融張力は、バレル直径9.55mmの毛管粘度計((株)東洋精機製作所、商品名:キャピログラフ)に、長さが8mm,直径が2.095mmのダイスを流入角が90°になるように装着し測定した。MS160は、温度を160℃に設定し、ピストン降下速度を10mm/分、延伸比を47に設定し、引き取りに必要な荷重(mN)をMS160とした。最大延伸比が47未満の場合、破断しない最高の延伸比での引き取りに必要な荷重(mN)をMS160とした。また、温度を190℃に設定し同様の方法で測定した荷重(mN)をMS190とした。
~ Measurement of melt tension ~
Melt tension was adjusted so that the inflow angle was 90 ° on a capillary viscometer with a barrel diameter of 9.55 mm (Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd., trade name: Capillograph) and a dice with a length of 8 mm and a diameter of 2.095 mm. Wearing and measuring. In MS 160 , the temperature was set to 160 ° C., the piston lowering speed was set to 10 mm / min, the stretch ratio was set to 47, and the load (mN) required for take-up was MS 160 . When the maximum draw ratio was less than 47, the load (mN) required for taking up at the highest draw ratio that did not break was MS 160 . The load (mN) measured by the same method with the temperature set at 190 ° C. was designated as MS 190 .
〜熱安定性の評価〜
エチレン系重合体の熱安定性は、エチレン系重合体を耐熱安定剤無添加で、インターナルミキサー((株)東洋精機製作所製、商品名:ラボプラストミル)を用いて、窒素気流下、190℃、回転数30rpmで30分間混練した後ペレット化したものを、120℃に設定したオーブンに96時間放置し、JIS K 7105に記載された方法で黄変度(ΔYI)を計算することにより評価した。ΔYIは下記式により求めた黄色度の変化量であり、ΔYIが小さくなるほど熱安定性が良好になる。
~ Evaluation of thermal stability ~
The thermal stability of the ethylene polymer is as follows. The ethylene polymer was added with no heat stabilizer, and an internal mixer (trade name: Labo Plast Mill, manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.) was used under a nitrogen stream. Evaluation was made by calculating the yellowing degree (ΔYI) by the method described in JIS K 7105 by leaving the pelletized material after kneading at 30 ° C. and 30 rpm for 30 minutes and leaving it in an oven set at 120 ° C. for 96 hours. did. ΔYI is the amount of change in yellowness determined by the following formula. The smaller the ΔYI, the better the thermal stability.
ΔYI=YI−YI0
(式中、YIはオーブン中での加熱処理後の黄色度であり、YI0はオーブン中での加熱前の黄色度である。)
〜ゲル分率〜
シラン架橋パイプ10g切削し、キシレン溶媒をもちいてソクスレー抽出器で10時間抽出し、抽出残量を測定し以下の式により求める。
ΔYI = YI−YI 0
(Wherein, YI is the yellowness after heat treatment in an oven, YI 0 is the yellowness before heating in an oven.)
~ Gel fraction ~
10 g of a silane cross-linked pipe is cut, extracted with a Soxhlet extractor using a xylene solvent for 10 hours, the remaining amount of extraction is measured, and the following formula is obtained.
ゲル分率(%)=(抽出残量(g)/10(g))×100
〜95℃熱間内圧クリープ〜
95℃の温水中でシラン架橋パイプに5.5MPaの円周応力を印加し、割れ、漏れが生じるまでの時間を評価した。
Gel fraction (%) = (remaining extraction amount (g) / 10 (g)) × 100
~ 95 ° C hot internal pressure creep ~
A circumferential stress of 5.5 MPa was applied to the silane crosslinked pipe in warm water of 95 ° C., and the time until cracking and leakage occurred was evaluated.
〜臭気〜
シラン架橋パイプを用い外観の評価及びシラン架橋パイプを50℃の温水中に24時間侵せきした後の水の臭いを評価した(良、可、不可で評価した。)。
~ Odor ~
Appearance was evaluated using a silane cross-linked pipe, and the odor of water after the silane cross-linked pipe was immersed in 50 ° C. warm water for 24 hours was evaluated (good, good, bad).
実施例1
[エチレン系重合体製造触媒の調製]
1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン−1,3−ジイルビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド(成分(a))63mg(160μmol)をヘキサン17.6mLに懸濁させ、トリイソブチルアルミニウム(成分(c))のヘキサン溶液(0.714M)22.4mLを添加し、成分(a)と成分(c)の接触生成物を得た。この接触生成物に実施例1[有機化合物で処理された粘土鉱物{成分(j)}の調製]で調製した変性ヘクトライト(成分(l))4.0gを添加し、60℃で3時間攪拌した後、静置して上澄み液を除去、トリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.03M)で洗浄した。さらにトリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.15M)を添加して触媒スラリー(100g/L)とした。
Example 1
[Preparation of ethylene polymer production catalyst]
63 mg (160 μmol) of 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane-1,3-diylbis (cyclopentadienyl) zirconium dichloride (component (a)) was suspended in 17.6 mL of hexane, and triisobutylaluminum ( 22.4 mL of a hexane solution (0.714M) of component (c)) was added to obtain a contact product of component (a) and component (c). 4.0 g of the modified hectorite (component (l)) prepared in Example 1 [Preparation of clay mineral {component (j)} treated with an organic compound]) was added to this contact product, and the mixture was heated at 60 ° C. for 3 hours. After stirring, the solution was left to stand to remove the supernatant, and washed with a hexane solution (0.03M) of triisobutylaluminum. Further, a hexane solution (0.15 M) of triisobutylaluminum was added to form a catalyst slurry (100 g / L).
上記で調製した触媒スラリーに、1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン−1,3−ジイルビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリドに対して5mol%のジフェニルメチレン(1−シクロペンタジエニル)(2,7−ジ−tert−ブチル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド(成分(b))5.6mg(8.4μmol)とヘキサン6.7mLとトリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.714M)1.18mLからなる溶液を添加して室温で6時間撹拌した。静置して上澄み液を除去、トリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.03M)で洗浄し、さらにトリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.15M)を添加して最終的に100g/Lの触媒スラリーを得た。
[エチレン系重合体の製造]
50Lオートクレーブに、ヘキサン30Lとトリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.714M)25.0mLを導入し、オートクレーブの内温を85℃に昇温した。このオートクレーブに、上記触媒スラリー1.875mLを添加し、エチレン/水素混合ガス(水素:700ppm含)を分圧が1.2MPaになるまで導入して重合を開始した。重合中、分圧が1.2MPaに保たれるようにエチレン/水素混合ガスを連続的に導入した。また、重合温度を85℃に制御した。重合開始90分後にオートクレーブの内圧を脱圧した後、内容物を吸引ろ過した。乾燥後、2,250gのポリマーが得られた。得られたエチレン系重合体の密度、MFR、末端ビニル数、Mw/Mn、MS160、MS190、Ea、ΔYIを表1に示す。
In the catalyst slurry prepared above, 5 mol% of diphenylmethylene (1-cyclopentadienyl) with respect to 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane-1,3-diylbis (cyclopentadienyl) zirconium dichloride. 5.6 mg (8.4 μmol) of (2,7-di-tert-butyl-9-fluorenyl) zirconium dichloride (component (b)), 6.7 mL of hexane, and a hexane solution of triisobutylaluminum (0.714 M) A solution consisting of 18 mL was added and stirred at room temperature for 6 hours. Let stand and remove the supernatant, wash with hexane solution of triisobutylaluminum (0.03M), add hexane solution of triisobutylaluminum (0.15M) and finally add 100g / L catalyst slurry. Obtained.
[Production of ethylene polymer]
30 L of hexane and 25.0 mL of a hexane solution (0.714M) of triisobutylaluminum were introduced into a 50 L autoclave, and the internal temperature of the autoclave was raised to 85 ° C. To this autoclave, 1.875 mL of the catalyst slurry was added, and an ethylene / hydrogen mixed gas (hydrogen: containing 700 ppm) was introduced until the partial pressure reached 1.2 MPa to initiate polymerization. During the polymerization, an ethylene / hydrogen mixed gas was continuously introduced so that the partial pressure was maintained at 1.2 MPa. The polymerization temperature was controlled at 85 ° C. After 90 minutes from the start of the polymerization, the internal pressure of the autoclave was released, and the contents were suction filtered. After drying, 2,250 g of polymer was obtained. Table 1 shows the density, MFR, terminal vinyl number, M w / M n , MS 160 , MS 190 , E a , and ΔYI of the obtained ethylene polymer.
得られたエチレン共重合体パウダーに第一表記載のビニルトリメトキシシラン量、ジクミルパーオキサイド量をヘンシエル混合し、単軸押出機を用いて、押し出し温度200℃で押し出した。得られたペレツト100重量部に対しジオクチルスズジラウリレート0.01重量部、イルガノックス1010(商品名)0.4重量部を混合し、パイプ成形機(樹脂温度200℃、L/D22、圧縮比3.0、)を用いて呼び径13のパイプを成形した。 The obtained ethylene copolymer powder was mixed with the amount of vinyltrimethoxysilane and the amount of dicumyl peroxide described in Table 1 and extruded using a single screw extruder at an extrusion temperature of 200 ° C. 0.01 parts by weight of dioctyltin dilaurate and 0.4 parts by weight of Irganox 1010 (trade name) are mixed with 100 parts by weight of the resulting pellet, and a pipe molding machine (resin temperature 200 ° C., L / D22, compression) A pipe having a nominal diameter of 13 was formed using a ratio of 3.0).
このパイプを90℃の温水で9時間侵せきし架橋させ、本発明のシラン架橋パイプを成形した。得られたシラン架橋パイプは高いゲル分率を有し、優れた機械特性を有していた。またシラン架橋パイプの外観、臭いも問題のないパイプであった。パイプの評価結果を表2に示した。 This pipe was immersed in 90 ° C. hot water for 9 hours to crosslink to form a silane crosslinked pipe of the present invention. The resulting silane crosslinked pipe had a high gel fraction and excellent mechanical properties. Moreover, the appearance and smell of the silane cross-linked pipe were satisfactory. The evaluation results of the pipe are shown in Table 2.
実施例2
[エチレン系重合体の製造]
50Lオートクレーブに、ヘキサン30Lとトリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.714M)25.0mLを導入し、オートクレーブの内温を85℃に昇温した。このオートクレーブに、上記触媒スラリー1.875mLを添加し、エチレン/水素混合ガス(水素:1000ppm含)を分圧が1.2MPaになるまで導入して重合を開始した。重合中、分圧が1.2MPaに保たれるようにエチレン/水素混合ガスを連続的に導入した。また、重合温度を85℃に制御した。重合開始90分後にオートクレーブの内圧を脱圧した後、内容物を吸引ろ過した。乾燥後、2,250gのポリマーが得られた。得られたエチレン系重合体の密度、MFR、末端ビニル数、Mw/Mn、MS160、MS190、Ea、ΔYIを表1に示す。
Example 2
[Production of ethylene polymer]
30 L of hexane and 25.0 mL of a hexane solution (0.714M) of triisobutylaluminum were introduced into a 50 L autoclave, and the internal temperature of the autoclave was raised to 85 ° C. To this autoclave, 1.875 mL of the catalyst slurry was added, and an ethylene / hydrogen mixed gas (hydrogen: 1000 ppm included) was introduced until the partial pressure reached 1.2 MPa to initiate polymerization. During the polymerization, an ethylene / hydrogen mixed gas was continuously introduced so that the partial pressure was maintained at 1.2 MPa. The polymerization temperature was controlled at 85 ° C. After 90 minutes from the start of the polymerization, the internal pressure of the autoclave was released, and the contents were suction filtered. After drying, 2,250 g of polymer was obtained. Table 1 shows the density, MFR, terminal vinyl number, M w / M n , MS 160 , MS 190 , E a , and ΔYI of the obtained ethylene polymer.
得られたエチレン重合体を用い、実施例1と同様に操作しシラン架橋パイプを得た。得られたシラン架橋パイプは高いゲル分率を有し、優れた機械強度を有していた。又シラン架橋パイプの外観、臭いも問題のないパイプであった。 Using the obtained ethylene polymer, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a silane cross-linked pipe. The resulting silane cross-linked pipe had a high gel fraction and excellent mechanical strength. Moreover, the appearance and smell of the silane cross-linked pipe were satisfactory.
実施例3
[エチレン系共重合体製造触媒の調製]
1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン−1,3−ジイルビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリドに対して10mol%のイソプロピリデン(1−シクロペンタジエニル)(2,7−ジ−tert−ブチル−9−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド(成分(b))9.7mg(17.8μmol)とヘキサン5.4mLとトリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.714M)2.5mLからなる溶液を添加したこと以外は実施例3[エチレン系重合体製造触媒の調製]と同様の方法で調製を行なった。
[エチレン系共重合体の製造]
50Lオートクレーブに、ヘキサン30Lとトリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.714M)25.0mLを導入し、オートクレーブの内温を85℃に昇温した。このオートクレーブに、上記触媒スラリー1.875mLを添加し、エチレン/水素混合ガス(水素:2500ppm含)を分圧が1.2MPaになるまで導入して重合を開始した。重合中、分圧が1.2MPaに保たれるようにエチレン/水素混合ガスを連続的に導入した。また、重合温度を85℃に制御した。重合開始90分後にオートクレーブの内圧を脱圧した後、内容物を吸引ろ過した。乾燥後、2,275gのポリマーが得られた。得られたエチレン系重合体の密度、MFR、末端ビニル数、Mw/Mn、MS160、MS190、Ea、ΔYIを表1に示す。
Example 3
[Preparation of ethylene-based copolymer production catalyst]
10 mol% of isopropylidene (1-cyclopentadienyl) (2,7-di-tert) with respect to 1,1,3,3-tetramethyldisiloxane-1,3-diylbis (cyclopentadienyl) zirconium dichloride -A solution consisting of 9.7 mg (17.8 μmol) of butyl-9-fluorenyl) zirconium dichloride (component (b)), 5.4 mL of hexane, and 2.5 mL of a hexane solution of triisobutylaluminum (0.714 M) was added. Except for the above, preparation was carried out in the same manner as in Example 3 [Preparation of ethylene polymer production catalyst].
[Production of ethylene copolymer]
30 L of hexane and 25.0 mL of a hexane solution (0.714M) of triisobutylaluminum were introduced into a 50 L autoclave, and the internal temperature of the autoclave was raised to 85 ° C. To this autoclave, 1.875 mL of the catalyst slurry was added, and an ethylene / hydrogen mixed gas (hydrogen: containing 2500 ppm) was introduced until the partial pressure reached 1.2 MPa to initiate polymerization. During the polymerization, an ethylene / hydrogen mixed gas was continuously introduced so that the partial pressure was maintained at 1.2 MPa. The polymerization temperature was controlled at 85 ° C. After 90 minutes from the start of the polymerization, the internal pressure of the autoclave was released, and the contents were suction filtered. After drying, 2,275 g of polymer was obtained. Table 1 shows the density, MFR, terminal vinyl number, M w / M n , MS 160 , MS 190 , E a , and ΔYI of the obtained ethylene polymer.
得られたエチレン重合体を用い、実施例1と同様に操作しシラン架橋パイプを得た。得られたシラン架橋パイプは高いゲル分率を有し、優れた機械強度を有していた。又シラン架橋パイプ の外観、臭いも問題のないパイプであった。 Using the obtained ethylene polymer, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a silane cross-linked pipe. The resulting silane cross-linked pipe had a high gel fraction and excellent mechanical strength. In addition, the appearance and smell of the silane cross-linked pipe were satisfactory.
比較例1
[エチレン系重合体の製造]
50Lオートクレーブに、ヘキサン30Lとトリイソブチルアルミニウムのヘキサン溶液(0.714M)2.0mLを導入し、オートクレーブの内温を90℃に昇温した。このオートクレーブに、イネオスシリカス社製Cr触媒(EP350)1812.5mgを添加し、水素ガスを分圧が1.0MPaになるまで導入した後、エチレンガスを分圧が1.0MPaになるまで導入して重合を開始した。重合中、エチレン分圧が保たれるようにエチレンガスを連続的に導入した。また、重合温度を90℃に制御した。重合開始90分後にオートクレーブの内圧を脱圧した後、内容物を吸引ろ過した。乾燥後、3575gのポリマーが得られた。得られたエチレン系重合体の密度、MFR、末端ビニル数、Mw/Mn、MS160、MS190、Ea、ΔYIを表1に示す。本エチレン系重合体は、1,000炭素原子当たりの末端ビニル数が0.2個を超え、ΔYIを評価した結果、熱安定性に劣ることを確認した。
Comparative Example 1
[Production of ethylene polymer]
30 L of hexane and 2.0 mL of a hexane solution of triisobutylaluminum (0.714 M) were introduced into a 50 L autoclave, and the internal temperature of the autoclave was raised to 90 ° C. To this autoclave, 1812.5 mg of Ineosilicas Cr catalyst (EP350) was added, hydrogen gas was introduced until the partial pressure reached 1.0 MPa, and ethylene gas was introduced until the partial pressure reached 1.0 MPa. Polymerization was started. During the polymerization, ethylene gas was continuously introduced so that the ethylene partial pressure was maintained. The polymerization temperature was controlled at 90 ° C. After 90 minutes from the start of the polymerization, the internal pressure of the autoclave was released, and the contents were suction filtered. After drying, 3575 g of polymer was obtained. Table 1 shows the density, MFR, terminal vinyl number, M w / M n , MS 160 , MS 190 , E a , and ΔYI of the obtained ethylene polymer. As a result of evaluating the ΔYI of the ethylene polymer, the number of terminal vinyls per 1,000 carbon atoms exceeded 0.2, and it was confirmed that the ethylene polymer was inferior in thermal stability.
得られたエチレン重合体を用い、実施例1と同様に操作しシラン架橋パイプを得た。得られたシラン架橋パイプは高いゲル分率を有するが、製品外観(表面肌)、熱間内圧クリープ特性が劣っていた。 Using the obtained ethylene polymer, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a silane cross-linked pipe. The obtained silane cross-linked pipe had a high gel fraction, but was inferior in product appearance (surface skin) and hot internal pressure creep characteristics.
比較例2
ダウ・ケミカル社が市販しているメタロセン触媒系エチレン・1−オクテン共重合体(AF1840)の密度、MFR、末端ビニル数、Mw/Mn、MS160、MS190、Eaを表1に示す。本エチレン系共重合体は、式(1)および(3)の要件から外れている。
Comparative Example 2
Table 1 shows the density, MFR, number of terminal vinyls, M w / M n , MS 160 , MS 190 , and E a of the metallocene catalyst ethylene / 1-octene copolymer (AF1840) commercially available from Dow Chemical. Show. The present ethylene copolymer deviates from the requirements of the formulas (1) and (3).
得られたポリエチレンを115mmφの押出スクリューを有するブロー成形機(日本製鋼所製)を用いて100Lのドラムを成形し、成形性と落下強度を測定した。 A 100 L drum was molded from the obtained polyethylene using a blow molding machine (manufactured by Nippon Steel Works) having a 115 mmφ extrusion screw, and the moldability and the drop strength were measured.
得られたエチレン重合体を用い、実施例1と同様に操作しシラン架橋パイプを得た。得られたシラン架橋パイプは高いゲル分率を有するが、製品外観(表面肌)、熱間内圧クリープ特性が劣っていた。 Using the obtained ethylene polymer, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a silane cross-linked pipe. The obtained silane cross-linked pipe had a high gel fraction, but was inferior in product appearance (surface skin) and hot internal pressure creep characteristics.
比較例3
東ソー(株)が市販している高圧法LDPE(ペトロセン360)の密度、MFR、末端ビニル数、Mw/Mn、MS160、MS190、Eaを表1に示す。本エチレン重合体は、式(2)および(3)の要件から外れている。
得られたエチレン重合体を用い、実施例1と同様に操作しシラン架橋パイプを得た。得られたシラン架橋パイプは高いゲル分率を有するが、製品外観(表面肌)、熱間内圧クリープ特性が劣っていた。
Comparative Example 3
Table 1 shows the density, MFR, number of terminal vinyls, M w / M n , MS 160 , MS 190 , and E a of the high-pressure method LDPE (Petrocene 360) commercially available from Tosoh Corporation. The present ethylene polymer deviates from the requirements of the formulas (2) and (3).
Using the obtained ethylene polymer, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a silane cross-linked pipe. The obtained silane cross-linked pipe had a high gel fraction, but was inferior in product appearance (surface skin) and hot internal pressure creep characteristics.
比較例4
市販の高密度ポリエチレン(日本ポリエチレン(株)製RS1000、MFR=0.1g/10分、密度953kg/m3)の密度、MFR、末端ビニル数、Mw/Mn、MS160、MS190、Eaを表1に示す。得られたエチレン重合体を用い、実施例1と同様に操作しシラン架橋パイプを得た。得られたシラン架橋パイプは高いゲル分率を有するが、製品外観(表面肌)、熱間内圧クリープ特性が劣っていた。
Comparative Example 4
Density, MFR, number of terminal vinyls, M w / M n , MS 160 , MS 190 , commercially available high-density polyethylene (RS1000 manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd., MFR = 0.1 g / 10 min, density 953 kg / m 3 ) the E a shown in Table 1. Using the obtained ethylene polymer, the same operation as in Example 1 was performed to obtain a silane cross-linked pipe. The obtained silane cross-linked pipe had a high gel fraction, but was inferior in product appearance (surface skin) and hot internal pressure creep characteristics.
Claims (9)
(A)JIS K6760に準拠して密度勾配管法により測定した密度(d)が925kg/m3以上970kg/m3以下である。
(B)190℃、2.16kg荷重で測定したメルトフローレート(MFR)が0.3g/10分以上10g/10分以下である。
(C)末端ビニル数が1000炭素原子当たり0.2個以下であり、
(D)160℃で測定した溶融張力(MS160(mN))とMFRの関係が、下記式(1)を満足する。
MS160>90−130×log(MFR) (1)
(E)190℃で測定した溶融張力(MS190(mN))とMS160の関係が、下記式(2)を満足する。
MS160/MS190<1.8 (2)
(F)流動の活性化エネルギー(Ea(kJ/mol))と密度(d)の関係が、下記式(3)を満足する。
127−0.107d<Ea<88−0.060d (3) The organic unsaturated silane compound is composed of a repeating unit derived from ethylene, or a repeating unit derived from ethylene and a repeating unit derived from an α-olefin having 3 to 8 carbon atoms, and the following (A) to (F): A silane-modified ethylene polymer obtained by graft-modifying a satisfactory ethylene polymer.
(A) The density (d) measured by the density gradient tube method in accordance with JIS K6760 is 925 kg / m 3 or more and 970 kg / m 3 or less.
(B) The melt flow rate (MFR) measured at 190 ° C. and a 2.16 kg load is 0.3 g / 10 min or more and 10 g / 10 min or less.
(C) The number of terminal vinyls is 0.2 or less per 1000 carbon atoms,
(D) The relationship between the melt tension (MS 160 (mN)) measured at 160 ° C. and MFR satisfies the following formula (1).
MS 160 > 90-130 × log (MFR) (1)
(E) The relationship between the melt tension (MS 190 (mN)) measured at 190 ° C. and MS 160 satisfies the following formula (2).
MS 160 / MS 190 <1.8 (2)
(F) The relationship between the flow activation energy (E a (kJ / mol)) and the density (d) satisfies the following formula (3).
127-0.107d <E a <88-0.060d (3 )
(A)JIS K6760に準拠して密度勾配管法により測定した密度(d)が925kg/m3以上970kg/m3以下である。
(B)190℃、2.16kg荷重で測定したメルトフローレート(MFR)が0.3g/10分以上10g/10分以下である。
(C)末端ビニル数が1000炭素原子当たり0.2個以下であり、
(D)160℃で測定した溶融張力(MS160(mN))とMFRの関係が、下記式(1)を満足する。
MS160>90−130×log(MFR) (1)
(E)190℃で測定した溶融張力(MS190(mN))とMS160の関係が、下記式(2)を満足する。
MS160/MS190<1.8 (2)
(F)流動の活性化エネルギー(Ea(kJ/mol))と密度(d)の関係が、下記式(3)を満足する。
127−0.107d<Ea<88−0.060d (3) Ethylene polymer 100 consisting of a repeating unit derived from ethylene or consisting of a repeating unit derived from ethylene and a repeating unit derived from an α-olefin having 3 to 8 carbon atoms and satisfying the following (A) to (F) The organic peroxide 0.005 to 5 parts by weight and the organic unsaturated silane compound 0.1 to 10 parts by weight are blended with respect to parts by weight, and the grafting reaction of the organic unsaturated silane compound is performed. Item 4. A method for producing a silane-modified ethylene polymer according to any one of Items 1 to 3.
(A) The density (d) measured by the density gradient tube method in accordance with JIS K6760 is 925 kg / m 3 or more and 970 kg / m 3 or less.
(B) The melt flow rate (MFR) measured at 190 ° C. and a 2.16 kg load is 0.3 g / 10 min or more and 10 g / 10 min or less.
(C) The number of terminal vinyls is 0.2 or less per 1000 carbon atoms,
(D) The relationship between the melt tension (MS 160 (mN)) measured at 160 ° C. and MFR satisfies the following formula (1).
MS 160 > 90-130 × log (MFR) (1)
(E) The relationship between the melt tension (MS 190 (mN)) measured at 190 ° C. and MS 160 satisfies the following formula (2).
MS 160 / MS 190 <1.8 (2)
(F) The relationship between the flow activation energy (E a (kJ / mol)) and the density (d) satisfies the following formula (3).
127-0.107d <E a <88-0.060d (3 )
The method for producing a pipe according to claim 8, wherein 0.001 to 10 parts by weight of a silanol condensation catalyst is used with respect to 100 parts by weight of the silane-modified ethylene polymer according to any one of claims 1 to 3.
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|---|---|---|---|---|
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