JP2010077231A - Propylene-based block copolymer - Google Patents
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Abstract
【課題】射出成型性、発泡特性が向上され、かつ、FEによる後続グレード汚染のないプロピレン系ブロック共重合体を提供する。
【解決手段】o−ジクロロベンゼン溶媒を用いた−15℃〜140℃の温度範囲における、温度昇温溶離分別法(TREF)による温度に対する溶出量(dwt%/dT)のプロットとして得られるTREF曲線が、65〜95℃の間に高温側のピークT(A)を示す結晶性プロピレン−エチレンランダム共重合体成分(A)と、60℃以下に低温側のピークT(B)を示すあるいはピークを示さない、低結晶性または非晶性プロピレン−エチレンランダム共重合体成分(B)とから成り、メタロセン系触媒を用いて得られたプロピレン系ブロック共重合体であって、
MFRが150g/10分以上、かつ結晶性プロピレン−エチレンランダム共重合体成分(A)のMFRが200g/10分以上であることを特徴とするプロピレン系ブロック共重合体等。
【選択図】なしA propylene-based block copolymer having improved injection moldability and foaming characteristics and free from subsequent grade contamination by FE is provided.
A TREF curve obtained as a plot of elution amount (dwt% / dT) against temperature by a temperature rising elution fractionation method (TREF) in a temperature range of -15 ° C to 140 ° C using an o-dichlorobenzene solvent. Is a crystalline propylene-ethylene random copolymer component (A) that exhibits a high temperature side peak T (A) between 65 and 95 ° C., or a low temperature side peak T (B) that is 60 ° C. or lower or a peak. A propylene-based block copolymer comprising a low crystalline or amorphous propylene-ethylene random copolymer component (B) and obtained using a metallocene catalyst,
A propylene-based block copolymer or the like having an MFR of 150 g / 10 min or more and an MFR of a crystalline propylene-ethylene random copolymer component (A) of 200 g / 10 min or more.
[Selection figure] None
Description
本発明は、プロピレン系ブロック共重合体に関し、さらに詳しくは、流動性、射出発泡成形性に優れ、かつフィッシュアイによる汚染のないプロピレン系ブロック共重合体に関する。 The present invention relates to a propylene-based block copolymer, and more particularly to a propylene-based block copolymer that is excellent in fluidity and injection foam moldability and is free from contamination by fish eyes.
オレフィン系の熱可塑性エラストマーあるいはプラストマーとしては、エチレン−α−オレフィン共重合体に代表されるランダムコポリマーなどのポリマー成分のブレンドがよく知られ、適度な柔軟性と強度を持ち、リサイクルや焼却廃棄などの環境問題適応性が高く、また、軽量で成形性や経済性などにも優れていることから、フィルムやシート、繊維、不織布、各種容器、成型品、改質剤などとして幅広い分野で重用されている。
かかる熱可塑性エラストマーのうち、第1工程でポリプロピレン成分を、第2工程でプロピレン−エチレン共重合体エラストマー成分を製造する、いわゆるブロック共重合体と称されるものは、ランダムコポリマータイプのエラストマーに比べて、耐熱性と生産性に優れるという特徴を有し、また、機械的な混合により製造されるエラストマーに対して、生成物の品質が安定し、製造コストの低減がはかれ、エラストマー組成を広く可変にできるなどの有利な特徴を有することから、経済性が高く、耐熱性および強度などに優れており、最近において非常に汎用されている。
As olefinic thermoplastic elastomers or plastomers, blends of polymer components such as random copolymers typified by ethylene-α-olefin copolymers are well known and have moderate flexibility and strength, and are recycled and incinerated. Because it is highly adaptable to environmental problems and is lightweight and excellent in moldability and economy, it is used in a wide range of fields such as films, sheets, fibers, nonwoven fabrics, various containers, molded products, and modifiers. ing.
Among such thermoplastic elastomers, what is called a block copolymer in which a polypropylene component is produced in the first step and a propylene-ethylene copolymer elastomer component is produced in the second step is compared with a random copolymer type elastomer. In addition, it has the characteristics of excellent heat resistance and productivity, and the product quality is stable and the production cost is reduced compared to the elastomer manufactured by mechanical mixing, and the elastomer composition is wide. Since it has advantageous features such as being variable, it has high economic efficiency, excellent heat resistance and strength, and has been widely used recently.
また、射出成型等における成型サイクルタイムを短縮して、生産効率を上げることが求められているが、成型サイクルタイムの短縮には、プロピレンブロック共重合体そのものの流動性を高める、すなわち高MFRであることが必要である。しかし、このようなブロック共重合体の製造については、多段階重合反応においてチーグラー・ナッタ系触媒を用いる場合は、活性点の種類が複数あるため、生成したプロピレン−エチレン共重合体の結晶性および分子量分布が広く、低結晶・低分子量成分を多く生成することにより、重合パウダーのベタツキが強く見られ、工業的な製造に対して問題が発生しやすいという欠点を持つ。 In addition, it is required to shorten the molding cycle time in injection molding and the like to increase the production efficiency. However, in order to shorten the molding cycle time, the fluidity of the propylene block copolymer itself is increased, that is, with a high MFR. It is necessary to be. However, for the production of such a block copolymer, when a Ziegler-Natta catalyst is used in a multistage polymerization reaction, since there are multiple types of active sites, the crystallinity of the produced propylene-ethylene copolymer and Since the molecular weight distribution is wide and a large amount of low crystals and low molecular weight components are produced, the polymer powder is strongly sticky, and there is a drawback that problems easily occur in industrial production.
高MFR化は、有機過酸化物と溶融混錬することでも可能である。しかし、有機過酸化物の使用による製造単価の上昇や、変性条件によるMFR変化が大きいという問題がある(例えば、特許文献1参照。)。 High MFR can also be achieved by melt kneading with an organic peroxide. However, there is a problem that the manufacturing unit price increases due to the use of organic peroxides, and that the MFR change due to denaturing conditions is large (see, for example, Patent Document 1).
また、別の高MFR化の方法として、高MFRエチレン・α−オレフィンランダム共重合体をブレンドする方法がある。しかし、この方法では、高MFRエチレン・α−オレフィンランダム共重合体の混合比率を大きくすると、ポリプロピレンの物性が損なわれるため、高MFRポリプロピレンを得ることは困難である(例えば、特許文献2参照。)。 As another method for increasing the MFR, there is a method of blending a high MFR ethylene / α-olefin random copolymer. However, in this method, if the mixing ratio of the high MFR ethylene / α-olefin random copolymer is increased, the physical properties of the polypropylene are impaired, so that it is difficult to obtain a high MFR polypropylene (see, for example, Patent Document 2). ).
一方、自動車材料の内、外装材、クッション材、冷蔵庫等の大型生活用品において、軽量化が促進され、発泡成形体が用いられることが多くなってきている。これら大型成形の製造には、射出発泡成形が開発され、多用されてきている。ポリプロピレン樹脂から発泡体を製造する方法として、発泡剤を含有したポリプロピレン樹脂を溶融し、あるいは溶融したポリプロピレン樹脂にガスを注入し、その後、押出成形して発泡シ−トを成形する押出発泡成形、また、射出成形型内へ射出すると同時に発泡させる射出発泡成形方法が多く行なわれている。 On the other hand, in automobile materials, large-sized household goods such as exterior materials, cushion materials, and refrigerators, weight reduction has been promoted, and foamed molded products are increasingly used. Injection foam molding has been developed and widely used for the production of these large moldings. As a method for producing a foam from a polypropylene resin, an extrusion foam molding in which a polypropylene resin containing a foaming agent is melted or a gas is injected into the melted polypropylene resin, and then extrusion molding is performed to form a foam sheet. There are many injection foam molding methods in which foaming is performed simultaneously with injection into an injection mold.
一般的な熱可塑性エラストマ−の射出発泡成形方法(例えば、特許文献3参照。)は知られているが、非架橋である熱可塑性エラストマ−の発泡性を向上させるためには、成形温度領域でガス圧を保持する必要があるため、粘稠にならざるを得ない。このように、射出発泡成形に要請されるポリプロピレン樹脂の性能としては、流動性、溶融張力、発泡性が必要とされるが、流動性と、溶融張力及び発泡性との性能は、相反することが多い。よって、自動車材料、特にインストルメントパネルやドアトリム等の大型成形に適している射出発泡成形に必要とされるポリプロピレン樹脂の単独重合体は、MFRが高いことが必要であるため、射出発泡成形に必要な粘度、溶融張力が得られない。そのため、十分な発泡性能が得られないという問題があった。 A general thermoplastic elastomer injection foam molding method (see, for example, Patent Document 3) is known, but in order to improve the foamability of a non-crosslinked thermoplastic elastomer, the molding temperature range is low. Because it is necessary to maintain the gas pressure, it must be viscous. In this way, the performance of polypropylene resin required for injection foam molding requires fluidity, melt tension, and foamability, but the performance of fluidity, melt tension, and foamability are contradictory. There are many. Therefore, a polypropylene resin homopolymer required for injection foam molding suitable for large-scale molding of automobile materials, especially instrument panels and door trims, etc., is required for injection foam molding because it must have a high MFR. High viscosity and melt tension cannot be obtained. Therefore, there is a problem that sufficient foaming performance cannot be obtained.
さらに、これらの方法以外に、担持型チタン含有固体触媒成分および有機アルミニウム化合物触媒成分に、ポリエチレンとポリエン化合物が予備重合されてなる予備重合触媒を用いてプロピレンを重合することにより、高溶融張力を有するポリプロピレンを製造する方法(例えば、特許文献4参照。)、および同様の触媒成分を用いて予備重合をエチレンの単独で行って得られる極限粘度が20dl/g以上のポリエチレン含有予備重合触媒を用いて、高溶融張力を有するエチレン・αオレフィン共重合体を製造する方法(例えば、特許文献5参照。)が知られている。
しかし、これらの方法では、第3成分として、ポリエン化合物を新たに準備する必要が生じ、最終的に得られるポリオレフィン組成物への予備重合されたポリエチレン等の分散性が不均一になる結果、フィッシュアイ(以下、FEと称することもある)が生じやすく、ポリオレフィン組成物の品質が不安定になりやすいなどの問題がある。
In addition to these methods, propylene is polymerized on a supported titanium-containing solid catalyst component and an organoaluminum compound catalyst component using a prepolymerized catalyst in which polyethylene and a polyene compound are prepolymerized, thereby increasing the high melt tension. And a polyethylene-containing prepolymerization catalyst having an intrinsic viscosity of 20 dl / g or more obtained by conducting prepolymerization alone with ethylene using the same catalyst component (for example, see Patent Document 4) In addition, a method for producing an ethylene / α-olefin copolymer having high melt tension is known (for example, see Patent Document 5).
However, in these methods, it is necessary to newly prepare a polyene compound as the third component, and as a result, the dispersibility of prepolymerized polyethylene or the like in the finally obtained polyolefin composition becomes nonuniform. There is a problem that eye (hereinafter also referred to as FE) is likely to occur, and the quality of the polyolefin composition tends to become unstable.
この他に、極限粘度が15dl/g以上のポリエチレンを含有するポリエチレン含有予備重合触媒を用いてプロピレンを重合して得られる、高溶融張力を有するオレフィン(共)重合体組成物およびその製造方法も知られている。しかし、この方法でも、ポリエチレンを予備重合された触媒の残留によって、後続グレード生産時にFEが生じやすい。そのため、生産グレード切り替えの際には、多量の移行品が発生し、生産効率が悪化する。(例えば、特許文献6、7参照。)。
In addition, an olefin (co) polymer composition having a high melt tension obtained by polymerizing propylene using a polyethylene-containing prepolymerization catalyst containing polyethylene having an intrinsic viscosity of 15 dl / g or more, and a method for producing the same Are known. However, even in this method, FE is likely to occur during the production of subsequent grades due to the residual of the prepolymerized polyethylene. Therefore, when the production grade is switched, a large amount of transition products are generated, and the production efficiency deteriorates. (For example, refer to
他に、溶融張力等の溶融粘弾性を向上させる他の方法としては、ポリプロピレンに、これとは極限粘度もしくは分子量の異なるポリエチレン若しくはポリプロピレンを含む組成物を、配合或いは多段階重合によって製造する方法が提案されている。たとえば、重合段階に超高分子量ポリプロピレン2〜30重量部を通常のポリプロピレン100重量部に添加する手法が提案されている。しかしながら、これらの組成物も、十分満足する射出成型性と発泡特性に得られるまでには、至っていない。また、組成物に含む斯かる超高分子量ポリプロピレンを製造するためには、これによって生産性も低下せざるを得なかったのが実状であり、さらに超高分子量ポリプロピレンによるFEも生じやすい(例えば、特許文献8、9等参照。)。
In addition, as another method for improving melt viscoelasticity such as melt tension, there is a method in which a composition containing polyethylene or polypropylene having a different intrinsic viscosity or molecular weight from polypropylene is blended or produced by multistage polymerization. Proposed. For example, a technique has been proposed in which 2 to 30 parts by weight of ultrahigh molecular weight polypropylene is added to 100 parts by weight of normal polypropylene in the polymerization stage. However, these compositions have not yet reached a sufficiently satisfactory injection moldability and foaming characteristics. In addition, in order to produce such ultra-high molecular weight polypropylene contained in the composition, it is actually the case that productivity must be reduced by this, and FE due to ultra-high molecular weight polypropylene is likely to occur (for example, (See
また、近年ではメタロセン触媒系の技術が進歩している。メタロセン触媒を使用して製造されたポリプロピレンは、結晶性を有しながら、分子量分布が狭く、低結晶・低分子量成分が少ないという特徴を持っている。そのため、チーグラー・ナッタ系触媒で製造された重合パウダーのように高MFRにした時に、低分子量成分が増加しないため、ベタツキによる生産性の悪化がない。実際、メタロセン触媒を使用した高MFRポリプロピレンの製造例が開示されている(特許文献10参照。)。
しかしながら、この例では、プロピレンの1段重合品であり、分子量格差がないため、発泡特性が不十分である。
However, in this example, since it is a one-stage polymerized product of propylene and there is no molecular weight disparity, foaming characteristics are insufficient.
本発明の目的は、上記従来技術に鑑み、射出成型性、発泡特性が向上され、かつ、FEによる後続グレード汚染のないプロピレン系ブロック共重合体を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a propylene-based block copolymer which has improved injection moldability and foaming characteristics and is free from subsequent grade contamination by FE in view of the above-described conventional technology.
本発明者等は、かかる課題を解決すべく種々検討を行った結果、理由は明確になってはいないが、結晶化速度が速く、均一な結晶構造を有するメタロセン触媒によって得られたプロピレン−エチレンランダム共重合体が発泡特性に優れていることを見出した。さらに、メタロセン触媒の存在下に、多段重合工程を全て気相重合で行うとともに、第1工程でMFR200以上である結晶性プロピレン−エチレンランダム共重合体を製造し、連続して第2工程で低MFRの非晶性プロピレン−エチレンランダム共重合体を製造することにより、射出成型性、発泡特性が向上されたプロピレン系ブロック共重合体が工業的に安定的に製造されることを見出し、この知見に基づいて、本発明を完成するに至った。 As a result of various studies to solve such problems, the present inventors have not clarified the reason, but propylene-ethylene obtained by a metallocene catalyst having a high crystallization speed and a uniform crystal structure. The present inventors have found that random copolymers are excellent in foaming characteristics. Furthermore, in the presence of the metallocene catalyst, all the multistage polymerization steps are carried out by gas phase polymerization, and in the first step, a crystalline propylene-ethylene random copolymer having an MFR of 200 or more is produced and continuously reduced in the second step. It was found that by producing an amorphous propylene-ethylene random copolymer of MFR, a propylene-based block copolymer with improved injection moldability and foaming characteristics can be produced industrially and stably. Based on the above, the present invention has been completed.
すなわち、本発明の第1の発明によれば、o−ジクロロベンゼン溶媒を用いた−15℃〜140℃の温度範囲における、温度昇温溶離分別法(TREF)による温度に対する溶出量(dwt%/dT)のプロットとして得られるTREF曲線が、65〜95℃の間に高温側のピークT(A)を示す結晶性プロピレン−エチレンランダム共重合体成分(A)と、60℃以下に低温側のピークT(B)を示すあるいはピークを示さない、低結晶性または非晶性プロピレン−エチレンランダム共重合体成分(B)とから成り、メタロセン系触媒を用いて得られたプロピレン系ブロック共重合体であって、MFR(温度230℃、荷重2.16kg)が150g/10分以上、かつ結晶性プロピレン−エチレンランダム共重合体成分(A)のMFR(温度230℃、荷重2.16kg)が200g/10分以上であることを特徴とするプロピレン系ブロック共重合体が提供される。 That is, according to the first invention of the present invention, the amount of elution (dwt% / wt) with respect to the temperature by the temperature rising elution fractionation method (TREF) in the temperature range of -15 ° C to 140 ° C using an o-dichlorobenzene solvent dT), a TREF curve obtained as a plot of crystalline propylene-ethylene random copolymer component (A) showing a high temperature side peak T (A) between 65 and 95 ° C., and a low temperature side at 60 ° C. or lower. A propylene-based block copolymer comprising a low crystalline or amorphous propylene-ethylene random copolymer component (B) that exhibits or does not exhibit a peak T (B), and is obtained using a metallocene catalyst MFR (temperature 230 ° C., load 2.16 kg) is 150 g / 10 min or more, and MFR of crystalline propylene-ethylene random copolymer component (A) ( Degrees 230 ° C., load 2.16 kg) propylene-based block copolymer is provided which is characterized in that it is 200 g / 10 minutes or more.
本発明の第2の発明によれば、第1の発明において、結晶性プロピレン−エチレンランダム共重合体成分(A)の割合が30〜90質量%であり、低結晶性または非晶性プロピレン−エチレンランダム共重合体成分(B)の割合が10〜70質量%であることを特徴とするプロピレン系ブロック共重合体が提供される。
また、本発明の第3の発明によれば、第1または第2の発明において、結晶性プロピレン−エチレンランダム共重合体成分(A)を製造した後、結晶性プロピレン−エチレンランダム共重合体成分(A)の存在下に低結晶性または非晶性プロピレン−エチレンランダム共重合体成分(B)を引き続いて製造することを特徴とするプロピレン系ブロック共重合体が提供される。
さらに、本発明の第4の発明によれば、第1〜3のいずれかの発明において、気相重合によって製造されることを特徴とするプロピレン系ブロック共重合体が提供される。
According to the second aspect of the present invention, in the first aspect, the proportion of the crystalline propylene-ethylene random copolymer component (A) is 30 to 90% by mass, and the low crystalline or amorphous propylene- A propylene-based block copolymer is provided in which the proportion of the ethylene random copolymer component (B) is 10 to 70% by mass.
According to the third invention of the present invention, in the first or second invention, after producing the crystalline propylene-ethylene random copolymer component (A), the crystalline propylene-ethylene random copolymer component A propylene-based block copolymer is provided in which the low crystalline or amorphous propylene-ethylene random copolymer component (B) is subsequently produced in the presence of (A).
Furthermore, according to the fourth aspect of the present invention, there is provided a propylene-based block copolymer produced in any one of the first to third aspects by gas phase polymerization.
本発明のプロピレン系ブロック共重合体は、流動性、射出発泡成形性に優れかつ、グレード切り替え後においてフィッシュアイの発生が少ないという効果を奏する。 The propylene-based block copolymer of the present invention is excellent in fluidity and injection foam moldability, and has an effect that the generation of fish eyes is less after grade switching.
本発明は、メタロセン系触媒を用いる第1工程と第2工程を含む多段重合によるプロピレン系ブロック共重合体の製造方法によって得られたプロピレン系ブロック共重合体であって、好ましくは第1工程、第2工程とも、気相重合法を用い、かつ第1工程で、MFR200g/10分以上である結晶性プロピレン−エチレンランダム共重合体成分(A)を、上記プロピレン系ブロック共重合体の好ましくは30〜90質量%に相当するように生成させ、第2工程で、低結晶性または非晶性プロピレン−エチレンランダム共重合体成分(B)を、上記プロピレン系ブロック共重合体の好ましくは10〜70質量%に相当するように、生成させたプロピレン系ブロック共重合体である。
以下、その内容について詳細に説明する。
The present invention is a propylene-based block copolymer obtained by a method for producing a propylene-based block copolymer by multistage polymerization comprising a first step and a second step using a metallocene catalyst, preferably the first step, In both the second step, the crystalline propylene-ethylene random copolymer component (A), which uses a gas phase polymerization method and has an MFR of 200 g / 10 min or more in the first step, is preferably the propylene-based block copolymer. In the second step, the low-crystalline or amorphous propylene-ethylene random copolymer component (B) is preferably added to the propylene-based block copolymer in an amount corresponding to 30 to 90% by mass. This is a propylene-based block copolymer produced so as to correspond to 70% by mass.
Hereinafter, the contents will be described in detail.
I.製造されるプロピレン系ブロック共重合体の特徴
本発明のプロピレン系ブロック共重合体は、メタロセン系触媒を用いる第1工程と第2工程を含む多段重合によるものであって、MFR(温度230℃、荷重2.16kg)200g/10分以上で、o−ジクロロベンゼン溶媒を用いた−15℃〜140℃の温度範囲における、温度昇温溶離分別法(TREF)による温度に対する溶出量(dwt%/dT)のプロットとして得られるTREF曲線が、65〜88℃の間に高温側のピークT(A)を示す結晶性成分(A)を、プロピレン系ブロック共重合体の好ましくは30〜90質量%、更に好ましくは40〜60質量%に相当するように生成させ、第2工程で、成分(A)よりエチレン含量の多く、TREFにおいて60℃以下に低温側のピークT(B)を示すあるいはピークを示さない、低結晶性または非晶性プロピレン−エチレン共重合体成分(B)を、プロピレン系ブロック共重合体の好ましくは10〜70質量%、更に好ましくは40〜60質量%に相当するように生成させることを特徴としている。
I. Features of Propylene-Based Block Copolymer Produced The propylene-based block copolymer of the present invention is based on multi-stage polymerization including a first step and a second step using a metallocene catalyst, and has an MFR (temperature 230 ° C., Elution amount (dwt% / dT) with respect to temperature by temperature rising elution fractionation method (TREF) in a temperature range of −15 ° C. to 140 ° C. using a o-dichlorobenzene solvent at a load of 2.16 kg) over 200 g / 10 min. The TREF curve obtained as a plot of) shows a crystalline component (A) showing a high-temperature side peak T (A) between 65 and 88 ° C., preferably 30 to 90% by mass of the propylene-based block copolymer, More preferably, it is formed so as to correspond to 40 to 60% by mass, and in the second step, the ethylene content is higher than that of the component (A), and the TREF has a low temperature side of 60 ° C. The low-crystalline or non-crystalline propylene-ethylene copolymer component (B) that exhibits or exhibits no peak T (B) is preferably 10 to 70% by mass of the propylene-based block copolymer, more preferably Is characterized by being produced so as to correspond to 40 to 60% by mass.
第1工程で製造されるプロピレン−エチレンランダム共重合体成分(A)のエチレン含量成分は、好ましくは1質量%以上10質量%以下、さらに好ましくは1質量%以上5質量%以下であるが、上記範囲よりもエチレン含量が著しく低いと、プロピレン−エチレンランダム共重合体の反応速度が低下するため、生産性が低下する。また、上記範囲よりもエチレン含量が著しく高いと、工業的に可能な重合温度ではプロピレン系ブロック共重合体自身が一部融解してしまう虞があり、安定運転の維持が困難となる。
その際、第1反応器中のエチレンとプロピレンのガス濃度モル比(エチレン/プロピレン)の値は、上記のエチレン含量が得られるように調整すればよいが、好ましくは0.01〜0.5、より好ましくは0.01〜0.3、特に好ましくは0.02〜0.2の範囲である。
成分(A)のMFR(温度230℃、荷重2.16kg)は、好ましくは200g/10min以上3000g/10min以下である。上記範囲よりもMFRが小さくなると、分子量格差が小さくなり、流動性と発泡性能を両立することが困難となる。また、MFRが上記の範囲よりも大きくなると、パウダー強度が著しく低下し、パウダーの破砕が生じ、多量の微粉が発生するため、工業的な安定運転に支障をきたす。
The ethylene content component of the propylene-ethylene random copolymer component (A) produced in the first step is preferably 1% by mass to 10% by mass, more preferably 1% by mass to 5% by mass, When the ethylene content is significantly lower than the above range, the reaction rate of the propylene-ethylene random copolymer is lowered, and thus the productivity is lowered. If the ethylene content is significantly higher than the above range, the propylene-based block copolymer itself may partially melt at an industrially possible polymerization temperature, making it difficult to maintain stable operation.
At that time, the value of the gas concentration molar ratio (ethylene / propylene) of ethylene and propylene in the first reactor may be adjusted so as to obtain the above ethylene content, preferably 0.01 to 0.5. More preferably, it is 0.01 to 0.3, and particularly preferably 0.02 to 0.2.
The MFR (temperature 230 ° C., load 2.16 kg) of the component (A) is preferably 200 g / 10 min or more and 3000 g / 10 min or less. If the MFR is smaller than the above range, the molecular weight disparity becomes small, and it becomes difficult to achieve both fluidity and foaming performance. On the other hand, if the MFR is larger than the above range, the powder strength is remarkably lowered, the powder is crushed and a large amount of fine powder is generated, which hinders industrial stable operation.
第1工程で生成される成分(A)と第2工程で生成される成分(B)の割合は、質量比で、通常30〜90/70〜10、好ましくは30〜65/70〜35、より好ましくは30〜60/70〜40、最も好ましくは40〜60/60〜40である。成分(A)の割合が90質量%よりも多いと、柔軟性が不十分となって目的とする物性を持つ本ブロック共重合体が得られにくいし、また、成分(B)の割合が70質量%よりも多いと、本ブロック共重合体の粉体性状が悪化してしまい、工業的な安定運転に支障をきたす虞がある。 The ratio of the component (A) generated in the first step and the component (B) generated in the second step is usually 30 to 90/70 to 10, preferably 30 to 65/70 to 35, by mass ratio. More preferably, it is 30-60 / 70-40, Most preferably, it is 40-60 / 60-40. If the proportion of the component (A) is more than 90% by mass, the present block copolymer having the desired physical properties is difficult to obtain due to insufficient flexibility, and the proportion of the component (B) is 70%. When the amount is more than mass%, the powder properties of the block copolymer are deteriorated, which may hinder industrial stable operation.
第2工程で生成される成分(B)中のエチレン含量は、第1工程で生成される成分(A)中のエチレン含量よりも高く設定される。本ブロック共重合体においては、成分(A)に対し成分(B)の結晶性は低い方が、柔軟性改良効果が大きく、それらの結晶性はプロピレン−エチレンランダム共重合体成分中のエチレン含量で制御される。
また、成分(B)中のエチレン含量[E]Bと成分(A)中のエチレン含量[E]Aの差の[E]gap([E]B−[E]A)は、本ブロック共重合体の用途によって、任意に設定することができる。[E]gapが小さい場合、具体的には12質量%未満の場合、本ブロック共重合体は、透明性に優れたものとなる。一方、この差が大きい場合、具体的には12〜20質量%の場合、本ブロック共重合体は、耐衝撃性や耐白化性に優れたものとなる。
The ethylene content in the component (B) produced in the second step is set higher than the ethylene content in the component (A) produced in the first step. In the present block copolymer, the lower the crystallinity of the component (B) relative to the component (A), the greater the flexibility improvement effect. The crystallinity is the ethylene content in the propylene-ethylene random copolymer component. It is controlled by.
[E] gap ([E] B- [E] A), which is the difference between the ethylene content [E] B in component (B) and the ethylene content [E] A in component (A), is It can be arbitrarily set depending on the use of the polymer. [E] When the gap is small, specifically, when it is less than 12% by mass, the present block copolymer is excellent in transparency. On the other hand, when this difference is large, specifically, when the content is 12 to 20% by mass, the present block copolymer is excellent in impact resistance and whitening resistance.
また、成分(B)のMFR(温度230℃、荷重2.16kg)は、好ましくは0.1g/10min以上10g/10min以下である。上記の範囲以下になると、プロピレン−エチレンランダム共重合体の反応速度が著しく低下するため、生産性が悪化する。また、上記の範囲以上になると、成分(B)がベトツキ成分となりパウダー流動性を著しく悪化させる。
さらに、第2反応器内のエチレンとプロピレンのガス濃度モル比(エチレン/プロピレン)の値は、第1反応器中のエチレンとプロピレンのガス濃度モル比よりも、高く設定されることが好ましい。具体的な値は、本ブロック共重合体のインデックスに合わせて設定されるが、好ましくは0.2〜2.0の範囲である。
The MFR (temperature 230 ° C., load 2.16 kg) of the component (B) is preferably 0.1 g / 10 min or more and 10 g / 10 min or less. When the amount is less than the above range, the reaction rate of the propylene-ethylene random copolymer is remarkably reduced, so that productivity is deteriorated. Moreover, when it becomes more than said range, a component (B) will become a sticky component and will deteriorate powder fluidity remarkably.
Furthermore, it is preferable that the gas concentration molar ratio (ethylene / propylene) of ethylene and propylene in the second reactor is set higher than the gas concentration molar ratio of ethylene and propylene in the first reactor. Although a specific value is set according to the index of this block copolymer, Preferably it is the range of 0.2-2.0.
成分(A)と成分(B)の割合、およびそれらのエチレン含量は、以下のように、TREF(温度昇温溶離分別法)を利用して測定される。まず、成分(A)と成分(B)の結晶性の違いを利用し、TREF測定により得られる溶出曲線から、成分(A)と(B)を分割する温度T(C)を決定し、T(C)までに溶出する成分の割合を成分(B)の比率、T(C)以上で溶出する成分の割合を成分(A)の比率とみなす。
なお、プロピレン−エチレンランダム共重合体の結晶性分布をTREF測定により評価する手法は、当業者によく知られるものであり、G.Glokner,J.Appl.Polym.Sci:Appl.Poly.Symp.;45,1−24(1990)、L.Wild,Adv.Polym.Sci.;98,1−47(1990)、J.B.P.Soares,A.E.Hamielec,Polyer;36,8,1639−1654(1995)等で詳細な測定法が示されている。
The ratio of component (A) to component (B) and their ethylene content are measured using TREF (temperature rising elution fractionation method) as follows. First, using the difference in crystallinity between the component (A) and the component (B), a temperature T (C) for dividing the components (A) and (B) is determined from the elution curve obtained by TREF measurement, and T The proportion of the component eluted until (C) is regarded as the proportion of component (B), and the proportion of the component eluted at T (C) or higher is regarded as the proportion of component (A).
The technique for evaluating the crystallinity distribution of a propylene-ethylene random copolymer by TREF measurement is well known to those skilled in the art. Glokner, J. et al. Appl. Polym. Sci: Appl. Poly. Symp. 45, 1-24 (1990), L .; Wild, Adv. Polym. Sci. 98, 1-47 (1990), J .; B. P. Soares, A .; E. A detailed measurement method is shown in Hamielec, Polymer; 36, 8, 1639-1654 (1995) and the like.
本発明においては、具体的には以下のようにして測定する。試料を140℃でo−ジクロロベンゼン(0.5mg/mlBHT入り)に溶解し溶液とする。これを140℃のTREFカラムに導入した後、8℃/分の降温速度で100℃まで冷却し、引き続き4℃/分の降温速度で−15℃まで冷却し、60分間保持する。その後、溶媒であるo−ジクロロベンゼン(0.5mg/mlBHT入り)を1ml/分の流速でカラムに流し、TREFカラム中で−15℃のo−ジクロロベンゼンに溶解している成分を10分間溶出させ、次に、昇温速度100℃/時間にてカラムを140℃までリニアに昇温し、溶出曲線を得る。 In the present invention, the measurement is specifically performed as follows. A sample is dissolved in o-dichlorobenzene (containing 0.5 mg / ml BHT) at 140 ° C. to obtain a solution. This is introduced into a 140 ° C. TREF column, cooled to 100 ° C. at a rate of 8 ° C./min, subsequently cooled to −15 ° C. at a rate of 4 ° C./min, and held for 60 minutes. Then, o-dichlorobenzene (containing 0.5 mg / ml BHT) as a solvent is passed through the column at a flow rate of 1 ml / min, and the components dissolved in o-dichlorobenzene at −15 ° C. are eluted in the TREF column for 10 minutes. Next, the column is linearly heated to 140 ° C. at a temperature rising rate of 100 ° C./hour to obtain an elution curve.
溶出温度が低い成分の結晶性は、低く柔軟性に富み、一方、溶出温度が高い成分の結晶性は、高くなることにより、剛性が増加し耐熱性も向上する。本発明におけるプロピレン系ブロック共重合体の、TREF測定で得られる溶出曲線(温度に対するdwt%/dT曲線)において、結晶性プロピレン−エチレンランダム共重合体成分(A)と、低結晶性または非晶性プロピレン−エチレン共重合体成分(B)は、その結晶性の違いから、異なる温度で溶出する成分として観測される。すなわち、成分(A)は、結晶性が高いため高温側に、一方、成分(B)は、低結晶性または非晶性であるため低温側に観測され、あるいは、TREF測定温度内でピークを示さない。各ピーク温度をT(A)、T(B)(ピークを示さない場合には、測定温度下限の−15℃)としたとき、両ピークの中間の温度T(C)({T(A)+T(B)}/2)において、両成分は、ほぼ分離可能である。 The crystallinity of a component having a low elution temperature is low and rich in flexibility. On the other hand, the crystallinity of a component having a high elution temperature is increased, thereby increasing rigidity and improving heat resistance. In the elution curve (dwt% / dT curve with respect to temperature) of the propylene-based block copolymer in the present invention, the crystalline propylene-ethylene random copolymer component (A) and low crystalline or amorphous The propylene-ethylene copolymer component (B) is observed as a component eluting at different temperatures due to the difference in crystallinity. That is, component (A) is observed on the high temperature side due to high crystallinity, while component (B) is observed on the low temperature side due to low crystallinity or amorphousness, or has a peak within the TREF measurement temperature. Not shown. When each peak temperature is T (A) and T (B) (if the peak is not shown, the lower limit of the measurement temperature is −15 ° C.), the temperature T (C) between the two peaks ({T (A) In + T (B)} / 2), both components are almost separable.
このとき、TREFにおいてT(C)までに溶出する成分の積算量をW(B)質量%、T(C)以上で溶出する部分の積算量をW(A)質量%と、定義する。W(B)は、結晶性が低いあるいは非晶性の成分(B)の量とほぼ対応しており、W(A)は、結晶性が高い成分(A)の量とほぼ対応している。 At this time, the integrated amount of the component that elutes by T (C) in TREF is defined as W (B) mass%, and the integrated amount of the component that elutes at T (C) or higher is defined as W (A) mass%. W (B) substantially corresponds to the amount of the low crystalline or amorphous component (B), and W (A) substantially corresponds to the amount of the highly crystalline component (A). .
次に、分取型分別装置を用い昇温カラム分別法により、T(C)可溶成分=成分(B)と、T(C)不溶成分=成分(A)とに、分別する。分別の具体的方法は、TREF測定により求めたT(C)を基に、分取型分別装置を用い昇温カラム分別法により、T(C)可溶成分=成分(B)とT(C)不溶成分=成分(A)とに分別し、NMRにより各成分のエチレン含量を求める。昇温カラム分別法とは、例えば、Macromolecules,21,314−319(1988)に開示されたような測定方法をいう。 Next, it fractionates into T (C) soluble component = component (B) and T (C) insoluble component = component (A) by a temperature rising column fractionation method using a preparative type separation apparatus. A specific method of fractionation is based on T (C) obtained by TREF measurement, and by using a preparative type fractionation apparatus, T (C) soluble component = component (B) and T (C ) Insoluble component = Component (A) is fractionated, and the ethylene content of each component is determined by NMR. The temperature rising column fractionation method refers to a measurement method disclosed in, for example, Macromolecules, 21, 314-319 (1988).
分別条件は、直径50mm、高さ500mmの円筒状カラムにガラスビーズ担体(80〜100メッシュ)を充填し、140℃に保持する。次に、140℃で溶解したサンプルのo−ジクロロベンゼン溶液(10mg/ml)200mlを前記カラムに導入する。その後、該カラムの温度を0℃まで10℃/時間の降温速度で冷却する。0℃で1時間保持後、10℃/時間の昇温速度でカラム温度をT(C)まで加熱し、1時間保持する。なお、一連の操作を通じてのカラムの温度制御精度は±1℃とする。
次いで、カラム温度をT(C)に保持したまま、T(C)のo−ジクロロベンゼンを20ml/分の流速で800ml流すことにより、カラム内に存在するT(C)で可溶な成分を溶出させ回収する。
次に、10℃/分の昇温速度で当該カラム温度を140℃まで上げ、140℃で1時間静置後、140℃の溶媒のo−ジクロロベンゼンを20ml/分の流速で800ml流すことにより、T(C)で不溶な成分を溶出させ回収する。
分別によって得られたポリマーを含む溶液は、エバポレーターを用いて20mlまで濃縮された後、5倍量のメタノール中に析出される。析出ポリマーを濾過して回収後、真空乾燥器により一晩乾燥する。
As the separation conditions, a glass bead carrier (80 to 100 mesh) is packed in a cylindrical column having a diameter of 50 mm and a height of 500 mm, and maintained at 140 ° C. Next, 200 ml of a sample o-dichlorobenzene solution (10 mg / ml) dissolved at 140 ° C. is introduced into the column. Thereafter, the temperature of the column is cooled to 0 ° C. at a rate of temperature decrease of 10 ° C./hour. After holding at 0 ° C. for 1 hour, the column temperature is heated to T (C) at a heating rate of 10 ° C./hour and held for 1 hour. Note that the temperature control accuracy of the column through a series of operations is ± 1 ° C.
Next, while maintaining the column temperature at T (C), 800 ml of T (C) o-dichlorobenzene is allowed to flow at a flow rate of 20 ml / min, so that T (C) -soluble components present in the column can be obtained. Elute and collect.
Next, the column temperature is increased to 140 ° C. at a rate of temperature increase of 10 ° C./min, left at 140 ° C. for 1 hour, and then 800 ml of o-dichlorobenzene as a solvent at 140 ° C. is flowed at a flow rate of 20 ml / min. , And eluting and recovering insoluble components at T (C).
The polymer-containing solution obtained by fractionation is concentrated to 20 ml using an evaporator and then precipitated in 5 times the amount of methanol. The precipitated polymer is collected by filtration and dried overnight in a vacuum dryer.
分別された各成分のエチレン含量を、NMRにより求める。具体的方法を以下に示す。
・NMRによるエチレン含量測定:
上記分別により得られた成分(A)と成分(B)のそれぞれについてのエチレン含量は、プロトン完全デカップリング法により、以下の条件に従って測定した13C−NMRスペクトルを解析することにより求める。
・機種:日本電子(株)製GSX−400または、同等の装置(炭素核共鳴周波数100MHz以上)
・溶媒:o−ジクロルベンゼン:重ベンゼン=4:1(体積比)
・濃度:100mg/ml
・温度:130℃
・パルス角:90°
・パルス間隔:15秒
・積算回数:5,000回以上
スペクトルの帰属は、例えばMacromolecules,17,1950 (1984)等を参考に行えばよい。上記条件により測定されたスペクトルの帰属は、下の表1の通りである。表中Sαα等の記号はCarmanら(Macromolecules,10,536(1977))の表記法に従い、Pはメチル炭素、Sはメチレン炭素、Tはメチン炭素をそれぞれ表わす。
The ethylene content of each fractionated component is determined by NMR. A specific method is shown below.
・ Measurement of ethylene content by NMR:
The ethylene content of each of the component (A) and the component (B) obtained by the above fractionation is determined by analyzing a 13 C-NMR spectrum measured according to the following conditions by a proton complete decoupling method.
-Model: GSX-400 manufactured by JEOL Ltd. or equivalent equipment (carbon nuclear resonance frequency of 100 MHz or more)
Solvent: o-dichlorobenzene: heavy benzene = 4: 1 (volume ratio)
・ Concentration: 100 mg / ml
・ Temperature: 130 ℃
・ Pulse angle: 90 °
・ Pulse interval: 15 seconds ・ Number of integration: 5,000 times or more The attribution of the spectrum may be performed with reference to, for example, Macromolecules, 17, 1950 (1984). The attribution of spectra measured under the above conditions is as shown in Table 1 below. In the table S is the symbol such as alpha alpha Carman et al (Macromolecules, 10,536 (1977)) in accordance with notation, P is represented each methyl carbon, S is methylene carbon, T is a methine carbon.
以下、「P」を共重合体連鎖中のプロピレン単位、「E」をエチレン単位とすると、連鎖中には、PPP、PPE、EPE、PEP、PEE、およびEEEの6種類のトリアッドが存在し得る。Macromolecules,15,1150(1982)などに記されているように、これらトリアッドの濃度と、スペクトルのピーク強度とは、以下の(1)〜(6)の関係式で結び付けられる。
[PPP]=k×I(Tββ) ・・・(1)
[PPE]=k×I(Tβδ) ・・・(2)
[EPE]=k×I(Tδδ) ・・・(3)
[PEP]=k×I(Sββ) ・・・(4)
[PEE]=k×I(Sβδ) ・・・(5)
[EEE]=k×{I(Sδδ)/2+I(Sγδ)/4} ・・・(6)
ここで[ ]は、トリアッドの分率を示し、例えば[PPP]は、全トリアッド中のPPPトリアッドの分率である。したがって、
[PPP]+[PPE]+[EPE]+[PEP]+[PEE]+[EEE]=1 ・・・(7)
である。また、kは定数であり、Iはスペクトル強度を示し、例えばI(Tββ)はTββに帰属される28.7ppmのピークの強度を意味する。
上記(1)〜(7)の関係式を用いることにより、各トリアッドの分率が求まり、さらに下式によりエチレン含量が求まる。
エチレン含量(モル%)=([PEP]+[PEE]+[EEE])×100
なお、本発明の[プロピレンランダム共重合体成分]には、少量のプロピレン異種結合(2,1−結合及び/または1,3−結合)が含まれ、それにより、以下の微小なピークを生じる。
Hereinafter, when “P” is a propylene unit in a copolymer chain and “E” is an ethylene unit, six types of triads of PPP, PPE, EPE, PEP, PEE, and EEE may exist in the chain. . As described in Macromolecules, 15, 1150 (1982), the concentration of these triads and the peak intensity of the spectrum are linked by the following relational expressions (1) to (6).
[PPP] = k × I (T ββ ) (1)
[PPE] = k × I (T βδ ) (2)
[EPE] = k × I (T δδ ) (3)
[PEP] = k × I (S ββ ) (4)
[PEE] = k × I (S βδ ) (5)
[EEE] = k × {I (S δδ ) / 2 + I (S γδ ) / 4} (6)
Here, [] indicates the fraction of triads, for example, [PPP] is the fraction of PPP triads in all triads. Therefore,
[PPP] + [PPE] + [EPE] + [PEP] + [PEE] + [EEE] = 1 (7)
It is. Further, k is a constant, I indicates the spectral intensity, and for example, I (T ββ ) means the intensity of the peak at 28.7 ppm attributed to T ββ .
By using the relational expressions (1) to (7) above, the fraction of each triad is obtained, and the ethylene content is obtained from the following expression.
Ethylene content (mol%) = ([PEP] + [PEE] + [EEE]) × 100
In addition, the [propylene random copolymer component] of the present invention contains a small amount of propylene heterogeneous bonds (2,1-bonds and / or 1,3-bonds), thereby producing the following minute peaks. .
正確なエチレン含量を求めるには、これら異種結合に由来するピークも考慮して計算に含める必要があるが、異種結合由来のピークの完全な分離・同定が困難であり、また異種結合量が少量であることから、本発明のエチレン含量は、実質的に異種結合を含まないチーグラー・ナッタ系触媒で製造された共重合体の解析と同じく上記(1)〜(7)の関係式を用いて求めることとする。
エチレン含量のモル%から質量%への換算は以下の式を用いて行う。
エチレン含量(質量%)=(28×X/100)/[(28×X/100)+42×{1−(X/100)}]×100
ここでXは、モル%表示でのエチレン含量である。
In order to obtain an accurate ethylene content, it is necessary to include these peaks derived from heterogeneous bonds in the calculation. However, it is difficult to completely separate and identify the peaks derived from heterogeneous bonds, and the amount of heterogeneous bonds is small. Therefore, the ethylene content of the present invention is determined using the relational expressions (1) to (7) as in the analysis of the copolymer produced with a Ziegler-Natta catalyst that does not substantially contain a heterogeneous bond. We will ask for it.
The conversion of the ethylene content from mol% to mass% is performed using the following formula.
Ethylene content (mass%) = (28 × X / 100) / [(28 × X / 100) + 42 × {1- (X / 100)}] × 100
Here, X is the ethylene content in mol%.
本ブロック共重合体全体のエチレン含量[E]Wは、上記より測定された成分(A)、(B)それぞれのエチレン含量[E]A、[E]B、及び、TREFより算出される各成分の質量比率W(A)、W(B)[wt%]から、以下の式により算出される。
[E]W=[E]A×W(A)/100+[E]B×W(B)/100 (wt%)
The ethylene content [E] W of the entire block copolymer is calculated from the ethylene contents [E] A, [E] B, and TREF of the components (A) and (B) measured above. From the mass ratios W (A) and W (B) [wt%] of the components, the following formula is used.
[E] W = [E] A × W (A) / 100 + [E] B × W (B) / 100 (wt%)
II.プロピレン系ブロック共重合体の製造
1.触媒
本発明のプロピレン系ブロック共重合体の製造は、メタロセン触媒を用いる必要がある。プロピレン系ブロック共重合体を製造するために必要とされる触媒系は、メタロセン触媒であれば、特に限定されないが、その中でも、好適に使用されるメタロセン触媒系としては、(a)共役五員環配位子を有する周期律表第4族遷移金属化合物からなるメタロセン錯体と、それを活性化させる(b)助触媒、並びに必要に応じて使用される(c)有機アルミニウム化合物から構成されるものを挙げることができる。オレフィン重合プロセス特性によっては、粒子化が必須とされる場合には、上記メタロセン触媒系に、さらに(d)担体を構成要素として加えることができる。以下、(a)〜(d)の説明をする。
II. Production of propylene-based block copolymer Catalyst The production of the propylene-based block copolymer of the present invention requires the use of a metallocene catalyst. The catalyst system required for producing the propylene-based block copolymer is not particularly limited as long as it is a metallocene catalyst. Among them, the metallocene catalyst system that is preferably used includes (a) a conjugated five member It is composed of a metallocene complex composed of a transition metal compound of
(1)メタロセン錯体(a)
本発明において用いられるメタロセン錯体としては、代表的なものとして共役五員環配位子を有する周期律表第4族遷移金属化合物のメタロセン錯体が挙げられ、これらのうち、下記一般式のどちらかで表されるものが好ましい。
(1) Metallocene complex (a)
A typical example of the metallocene complex used in the present invention is a metallocene complex of a
上記一般式中、シクロペンタジエニル基が置換基を有する場合、その置換基の例としては、炭素数1〜30の炭化水素基(ハロゲン、珪素、酸素、硫黄などのヘテロ原子を含有していてもよい)が挙げられ、この炭化水素基は一価の基としてシクロペンタジエニル基と結合していても、またこれが複数存在するときにその内の2個がそれぞれ他端(ω−端)で結合してシクロペンタジエニルの一部と共に環を形成していてもよい。この置換基の他の例としては、インデニル基、フルオレニル基、またはアズレニル基等が挙げられ、これらの基は、さらに副環上に置換基を有していてもよく、中でもインデニル基またはアズレニル基が好ましい。
Qとして、好ましくはメチレン基、エチレン基、シリレン基、ゲルミレン基、およびこれらに炭化水素基が置換したもの、並びにシラフルオレン基が挙げられる。
Mとして、好ましくはチタン、ジルコニウム、ハフニウムである。特に、ジルコニウム、ハフニウムが好ましい。
XおよびYの補助配位子は、成分(b)と反応してオレフィン重合能を有する活性なメタロセンを生成させるものであり、したがって、この目的が達成される限りX、Yは配位子の種類が制限されるものではなく、各々水素原子、ハロゲン原子、炭化水素基、あるいはヘテロ原子を有していてもよい炭化水素基が例示できる。これらのうち好ましいものは、炭素数1〜10の炭化水素基、あるいはハロゲン原子である。
In the above general formula, when the cyclopentadienyl group has a substituent, examples of the substituent include hydrocarbon groups having 1 to 30 carbon atoms (including heteroatoms such as halogen, silicon, oxygen, and sulfur). This hydrocarbon group may be bonded to the cyclopentadienyl group as a monovalent group, or when there are a plurality of these groups, two of them are each at the other end (ω-end). ) May form a ring together with a part of cyclopentadienyl. Other examples of this substituent include an indenyl group, a fluorenyl group, or an azulenyl group, and these groups may further have a substituent on the side ring, and among them, an indenyl group or an azulenyl group. Is preferred.
Q is preferably a methylene group, an ethylene group, a silylene group, a germylene group, a group in which these are substituted with a hydrocarbon group, or a silafluorene group.
M is preferably titanium, zirconium or hafnium. In particular, zirconium and hafnium are preferable.
The auxiliary ligands X and Y react with the component (b) to produce an active metallocene having an olefin polymerization ability. Therefore, as long as this purpose is achieved, X and Y are The type is not limited, and examples thereof include a hydrogen atom, a halogen atom, a hydrocarbon group, or a hydrocarbon group that may have a hetero atom. Among these, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a halogen atom is preferable.
(2)助触媒(活性化剤成分)(b)
助触媒は、メタロセン錯体を活性化する成分で、メタロセン錯体の補助配位子と反応して当該錯体を、オレフィン重合能を有する活性種に変換させうる化合物であり、具体的には(b−1)アルミニウムオキシ化合物、(b−2)成分(a)と反応して成分(a)をカチオンに変換することが可能なイオン性化合物またはルイス酸、(b−3)固体酸、(b−4)イオン交換性層状珪酸塩等が挙げられる。
以下、(b−1)〜(b−4)の説明をする。
(2) Cocatalyst (activator component) (b)
The cocatalyst is a component that activates the metallocene complex, and is a compound that can react with the auxiliary ligand of the metallocene complex to convert the complex into an active species having an olefin polymerization ability. Specifically, (b- 1) an aluminum oxy compound, (b-2) an ionic compound or Lewis acid capable of reacting with component (a) to convert component (a) into a cation, (b-3) a solid acid, (b- 4) Ion exchange layered silicate and the like.
Hereinafter, (b-1) to (b-4) will be described.
(b−1)アルミニウムオキシ化合物:
アルミニウムオキシ化合物がメタロセン錯体を活性化しうることは周知であり、該化合物としては、具体的には次の各一般式で表されるものが挙げられる。
(B-1) Aluminum oxy compound:
It is well known that an aluminum oxy compound can activate a metallocene complex, and specific examples of the compound include those represented by the following general formulas.
上記各一般式中、R1は、水素原子または炭化水素残基、好ましくは炭素数1〜10、特に好ましくは炭素数1〜6の炭化水素残基を示す。また、複数のR1は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。また、pは0〜40、好ましくは2〜30の整数を示す。
一般式のうち、一番目及び二番目の式で表される化合物は、アルミノキサンとも称される化合物であって、これらの中では、メチルアルミノキサン又はメチルイソブチルアルミノキサンが好ましい。上記のアルミノキサンは、各群内および各群間で複数種併用することも可能である。そして、上記のアルミノキサンは、公知の様々な条件下に調製することができる。
一般式の三番目で表される化合物は、一種類のトリアルキルアルミニウム又は二種類以上のトリアルキルアルミニウムと、一般式:R2B(OH)2で表されるアルキルボロン酸との10:1〜1:1(モル比)の反応により得ることができる。一般式中、R1及びR2は、炭素数1〜10、好ましくは炭素数1〜6の炭化水素残基を示す。
In each of the above general formulas, R 1 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon residue, preferably a hydrocarbon residue having 1 to 10 carbon atoms, particularly preferably 1 to 6 carbon atoms. Moreover, several R < 1 > may be same or different, respectively. P represents an integer of 0 to 40, preferably 2 to 30.
Among the general formulas, the compounds represented by the first and second formulas are compounds also referred to as aluminoxanes. Among these, methylaluminoxane or methylisobutylaluminoxane is preferable. The above aluminoxanes can be used in combination within a group and between groups. And said aluminoxane can be prepared on well-known various conditions.
The compound represented by the third general formula is 10: 1 of one type of trialkylaluminum or two or more types of trialkylaluminum and an alkylboronic acid represented by the general formula: R 2 B (OH) 2. It can be obtained by a reaction of ˜1: 1 (molar ratio). In the general formula, R 1 and R 2 represent a hydrocarbon residue having 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 6 carbon atoms.
(b−2):成分(a)と反応して成分(a)をカチオンに変換することが可能なイオン性化合物またはルイス酸:
(b−2)の化合物は、成分(a)と反応して成分(a)をカチオンに変換することが可能なイオン性化合物またはルイス酸であり、このようなイオン性化合物としては、カルボニウムカチオン、アンモニウムカチオンなどの陽イオンと、トリフェニルホウ素、トリス(3,5−ジフルオロフェニル)ホウ素、トリス(ペンタフルオロフェニル)ホウ素等の有機ホウ素化合物との錯化物等が挙げられる。
また、上記のようなルイス酸としては、種々の有機ホウ素化合物、例えばトリス(ペンタフルオロフェニル)ホウ素などが例示される。あるいは、塩化アルミニウム、塩化マグネシウム等の金属ハロゲン化合物などが例示される。
なお、上記のルイス酸のある種のものは、成分(a)と反応して成分(a)をカチオンに変換することが可能なイオン性化合物として把握することもできる。上述した非配位性のホウ素化合物を用いたメタロセン触媒は、特開平3−234709号公報、特開平5−247128号公報等に例示されている。
(B-2): an ionic compound or Lewis acid capable of reacting with component (a) to convert component (a) to a cation:
The compound (b-2) is an ionic compound or a Lewis acid capable of reacting with the component (a) to convert the component (a) into a cation, and examples of such ionic compound include carbonium. Examples thereof include complexes of cations such as cations and ammonium cations with organic boron compounds such as triphenylboron, tris (3,5-difluorophenyl) boron and tris (pentafluorophenyl) boron.
Examples of the Lewis acid as described above include various organic boron compounds such as tris (pentafluorophenyl) boron. Alternatively, metal halogen compounds such as aluminum chloride and magnesium chloride are exemplified.
In addition, a certain thing of said Lewis acid can also be grasped | ascertained as an ionic compound which can react with a component (a) and can convert a component (a) into a cation. Examples of the metallocene catalyst using the non-coordinating boron compound described above are disclosed in JP-A-3-234709 and JP-A-5-247128.
(b−3)固体酸:
固体酸としては、アルミナ、シリカ−アルミナ、シリカ−マグネシア等が挙げられる。
(B-3) Solid acid:
Examples of the solid acid include alumina, silica-alumina, silica-magnesia and the like.
(b−4)イオン交換性層状化合物:
イオン交換性層状化合物は、粘土鉱物の大部分を占めるものであり、好ましくはイオン交換性層状珪酸塩である。
イオン交換性層状珪酸塩(以下、単に「珪酸塩」と略記する場合がある。)は、イオン結合などによって構成される面が互いに結合力で平行に積み重なった結晶構造を有し、且つ、含有されるイオンが交換可能である珪酸塩化合物をいう。大部分の珪酸塩は、天然には主に粘土鉱物の主成分として産出されるため、イオン交換性層状珪酸塩以外の夾雑物(石英、クリストバライト等)が含まれることが多いが、それらを含んでいてもよい。珪酸塩は各種公知のものが使用できる。具体的には、白水春雄著「粘土鉱物学」朝倉書店(1995年)に記載されている次のような層状珪酸塩が挙げられる。
(B-4) Ion exchange layered compound:
The ion exchange layered compound occupies most of the clay mineral, and is preferably an ion exchange layered silicate.
An ion-exchange layered silicate (hereinafter, sometimes simply referred to as “silicate”) has a crystal structure in which surfaces formed by ionic bonds and the like are stacked in parallel with each other and have a binding force. Refers to a silicate compound in which the ions to be exchanged are exchangeable. Most silicates are naturally produced mainly as a main component of clay minerals, and therefore often contain impurities (quartz, cristobalite, etc.) other than ion-exchangeable layered silicates. You may go out. Various known silicates can be used. Specific examples include the following layered silicates described in Haruo Shiramizu “Clay Mineralogy” Asakura Shoten (1995).
(i)2:1型鉱物類
モンモリロナイト、ザウコナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト、スチーブンサイト等のスメクタイト族;バーミキュライト等のバーミキュライト族;雲母、イライト、セリサイト、海緑石等の雲母族;パイロフィライト、タルク等のパイロフィライト−タルク族;Mg緑泥石等の緑泥石族等。
(I) 2: 1 type minerals Smectite group such as montmorillonite, sauconite, beidellite, nontronite, saponite, hectorite, stevensite, etc .; vermiculite group such as vermiculite; mica such as mica, illite, sericite, sea chlorite Pylophilite-talc group such as pyrophyllite and talc; Chlorite group such as Mg chlorite.
(ii)2:1リボン型鉱物類
セピオライト、パリゴルスカイト等。
(Ii) 2: 1 ribbon type minerals Sepiolite, palygorskite and the like.
本発明で原料として使用する珪酸塩は、上記の混合層を形成した層状珪酸塩であってもよい。本発明においては、主成分の珪酸塩が2:1型構造を有する珪酸塩であることが好ましく、スメクタイト族であることが更に好ましく、モンモリロナイトが特に好ましい。
本発明で使用する珪酸塩は、天然品または工業原料として入手したものは、特に処理を行うことなくそのまま用いることができるが、化学処理を施すことが好ましい。具体的には、酸処理、アルカリ処理、塩類処理、有機物処理等が挙げられる。これらの処理を互いに組み合わせて用いてもよい。本発明において、これらの処理条件には特に制限はなく、公知の条件が使用できる。
また、これらイオン交換性層状珪酸塩には、通常吸着水および層間水が含まれるため、不活性ガス流通下で加熱脱水処理するなどして、水分を除去してから使用するのが好ましい。
The silicate used as a raw material in the present invention may be a layered silicate in which the above mixed layer is formed. In the present invention, the main component silicate is preferably a silicate having a 2: 1 type structure, more preferably a smectite group, and particularly preferably montmorillonite.
As the silicate used in the present invention, those obtained as natural products or industrial raw materials can be used as they are without any particular treatment, but chemical treatment is preferred. Specifically, acid treatment, alkali treatment, salt treatment, organic matter treatment and the like can be mentioned. These processes may be used in combination with each other. In the present invention, these treatment conditions are not particularly limited, and known conditions can be used.
Moreover, since these ion-exchange layered silicates usually contain adsorbed water and interlayer water, it is preferable to use them after removing moisture by heat dehydration under an inert gas flow.
(3)有機アルミニウム化合物(c)
メタロセン触媒系に、必要に応じて使用される有機アルミニウム化合物としては、本発明においては、ハロゲンを含有しないものが使用され、具体的には一般式:
AlR3−iXi
(式中、Rは炭素数1〜20の炭化水素基、Xは水素、アルコキシ基、iは0<i≦3の数を示す。但し、Xが水素の場合は、iは0<i<3とする。)
で示される化合物が使用される。
(3) Organoaluminum compound (c)
As the organoaluminum compound used in the metallocene catalyst system as necessary, those containing no halogen are used in the present invention, specifically, the general formula:
AlR 3-i X i
(In the formula, R is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, X is hydrogen or an alkoxy group, and i is a number of 0 <i ≦ 3. However, when X is hydrogen, i is 0 <i <. 3)
The compound shown by is used.
具体的な化合物としては、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリプロピルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム等のトリアルキルアルミニウムまたはジエチルアルミニウムメトキシド、ジエチルアルミニウムメトキシド、ジイソブチルアルミニウムメトキシド、ジイソブチルアルミニウムエトキシド等のアルコキシ含有アルキルアルミニウムまたはジエチルアルミニウムハライドなどのハライド含有アルキルアルミニウムである。これらのうち特にトリアルキルアルミニウムが好ましい。より好ましくは、トリイソブチルアルミニウム、トリオクチルアルミニウムである。 Specific compounds include trialkylaluminum such as trimethylaluminum, triethylaluminum, tripropylaluminum, triisobutylaluminum and trioctylaluminum, or diethylaluminum methoxide, diethylaluminum methoxide, diisobutylaluminum methoxide, diisobutylaluminum ethoxide and the like. A halide-containing alkylaluminum such as an alkoxy-containing alkylaluminum or diethylaluminum halide. Of these, trialkylaluminum is particularly preferred. More preferred are triisobutylaluminum and trioctylaluminum.
(4)担体(d)
本発明におけるプロピレン系ブロック共重合体は、第2工程で生成される成分(B)の含有量が高いことが特徴であり、このようなポリマーを安定的に生産するためには、触媒担体を用いた担持型触媒を用いることが好ましい。触媒担体としては、公知のものが使用できるが、好ましい担体としては、シリカ、チタニア、アルミナ、シリカ−アルミナ、シリカ−マグネシア、イオン交換性層状珪酸塩などの無機化合物担体やポリプロピレンパウダー、ポリエチレンパウダーなどのポリマー担体を挙げることができる。
その中でも、ポリマーの粒子の形状を整え、かつ大粒径化するために、使用する触媒としては、粒形および粒径の制御された担持型触媒を用いることが特に好ましい。このような粒形および粒径の制御された担持型触媒の製造法としては、例えば、無機化合物担体を用いた場合、以下のような例を挙げることができる。
(4) Carrier (d)
The propylene-based block copolymer in the present invention is characterized by a high content of the component (B) produced in the second step. In order to stably produce such a polymer, a catalyst carrier is used. It is preferable to use the supported catalyst used. As the catalyst carrier, known ones can be used, but preferred carriers include inorganic compound carriers such as silica, titania, alumina, silica-alumina, silica-magnesia, ion-exchange layered silicate, polypropylene powder, polyethylene powder, etc. The polymer carrier can be mentioned.
Among these, in order to adjust the shape of the polymer particles and increase the particle size, it is particularly preferable to use a supported catalyst having a controlled particle shape and particle size. As a method for producing such a supported catalyst having a controlled particle shape and particle size, for example, when an inorganic compound carrier is used, the following examples can be given.
原料の無機化合物担体の粒子径は、通常、平均粒径が0.01〜5μmで、かつ、1μm未満の粒子分率を10%以上、好ましくは、平均粒子径が0.1〜3μmで、1μm未満の粒子分率を40%以上とするのがよい。このような粒径の無機化合物担体粒子を得る方法としては、乾式の微粒子化方法、例えば、ジェットミル、ボールミル、振動ミル等による微粒子化、あるいは、湿式状態下での粉砕方法、ポリトロン等を使用した強制撹拌による粉砕やダイノーミル、パールミル等による方法がある。 The particle diameter of the raw material inorganic compound carrier is usually 0.01 to 5 μm in average particle diameter, and the particle fraction of less than 1 μm is 10% or more, preferably the average particle diameter is 0.1 to 3 μm, The particle fraction of less than 1 μm is preferably 40% or more. As a method of obtaining inorganic compound carrier particles having such a particle size, a dry fine particle formation method, for example, a fine particle formation by a jet mill, a ball mill, a vibration mill or the like, or a wet grinding method, polytron, etc. There are methods such as pulverization by forced stirring, dyno mill, pearl mill and the like.
また、担体を好ましい粒径に造粒して用いても良く、その造粒法としては、例えば、攪拌造粒法、噴霧造粒法、転動造粒法、ブリケッティング、流動層造粒法、液中造粒法が挙げられる。好ましい造粒法は、攪拌造粒法、噴霧造粒法、転動造粒法または流動造粒法であり、更に好ましくは噴霧造粒法である。粒子強度については後述するが、本造粒工程においてもその制御が可能である。好ましい範囲の圧壊強度を得るためには、前述したような粒径分布の無機化合物担体を使用することが好ましい。
さらに、多段階に分けて造粒する場合の造粒方法を組み合わせても良く、その組合せに制限はないが、好ましくは、噴霧造粒法と噴霧造粒法、噴霧造粒法と転動造粒法、噴霧造粒法と流動造粒法との組合せが挙げられる。
Further, the carrier may be granulated to a preferred particle size, and the granulation method includes, for example, stirring granulation method, spray granulation method, rolling granulation method, briquetting, fluidized bed granulation Method and submerged granulation method. A preferable granulation method is a stirring granulation method, a spray granulation method, a rolling granulation method or a fluidized granulation method, and more preferably a spray granulation method. The particle strength will be described later, but it can also be controlled in this granulation step. In order to obtain a preferred range of crushing strength, it is preferable to use an inorganic compound carrier having a particle size distribution as described above.
Further, the granulation methods in the case of granulating in multiple stages may be combined, and the combination is not limited, but preferably, the spray granulation method and the spray granulation method, the spray granulation method and the rolling method. A combination of a granulation method, a spray granulation method and a fluidized granulation method may be mentioned.
2.触媒成分の使用量
上記触媒成分において、成分(a)と成分(b)の使用量は、それぞれの組み合わせの中で最適な量比で用いられる。
成分(b)が、アルミニウムオキシ化合物の場合は、Al/遷移金属のモル比は、通常10以上100000以下、さらに100以上20000以下、特に100以上10000以下の範囲が適する。一方、成分(b)としてイオン性化合物あるいはルイス酸を用いた場合は、対遷移金属のモル比は、通常0.1〜1000、好ましくは0.5〜100、更に好ましくは1〜50の範囲である。
成分(b)として、固体酸あるいはイオン交換性層状珪酸塩を用いる場合は、成分(b)1gにつき、遷移金属錯体の用量は、通常0.001〜10ミリモル、好ましくは0.001〜1ミリモルの範囲である。
これらの使用比率は、一般的な割合例を示すものであって、触媒が合目的的なものとなっていれば、上に述べた使用比率の範囲に限定されることはない。
2. Use amount of catalyst component In the above catalyst component, the use amounts of component (a) and component (b) are used in an optimum amount ratio in each combination.
When component (b) is an aluminum oxy compound, the molar ratio of Al / transition metal is usually from 10 to 100,000, more preferably from 100 to 20,000, and particularly from 100 to 10,000. On the other hand, when an ionic compound or Lewis acid is used as the component (b), the molar ratio of the transition metal to the transition metal is usually 0.1 to 1000, preferably 0.5 to 100, more preferably 1 to 50. It is.
When a solid acid or ion-exchange layered silicate is used as component (b), the amount of transition metal complex is usually 0.001 to 10 mmol, preferably 0.001 to 1 mmol per 1 g of component (b). Range.
These use ratios are examples of general ratios, and are not limited to the above-described use ratio ranges as long as the catalyst is suitable.
本発明で用いる触媒は、遷移金属錯体と助触媒からなるポリオレフィン製造用触媒をオレフィン重合用(本重合)の触媒として使用する前に必要に応じて、担体に担持させた後、エチレン、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、ビニルシクロアルカン、スチレン等のオレフィンを予備的に少量重合する予備重合処理を施してもよい。予備重合方法は公知の方法が使用できる。 The catalyst used in the present invention is made by supporting a polyolefin production catalyst comprising a transition metal complex and a co-catalyst as a catalyst for olefin polymerization (main polymerization), if necessary, after being supported on a carrier, ethylene, propylene, Even if a prepolymerization treatment for preliminarily polymerizing a small amount of olefins such as 1-butene, 1-hexene, 1-octene, 4-methyl-1-pentene, 3-methyl-1-butene, vinylcycloalkane, and styrene is performed. Good. A known method can be used as the prepolymerization method.
3.重合反応
本発明のプロピレン系ブロック共重合体の製造方法としては、好ましくは105〜140℃の示差走査熱量測定(DSC)による融解ピーク温度Tmを持つプロピレン−エチレンランダム共重合体成分成分(A)を、本ブロック共重合体の30〜90質量%相当量重合する第1工程と、成分(A)のエチレン含量よりも高いエチレン含量を有するプロピレン−エチレン共重合体成分成分(B)を本ブロック共重合体の70〜10質量%相当量重合する第2工程とから構成される。
3. Polymerization reaction The propylene-based block copolymer production method of the present invention is preferably a propylene-ethylene random copolymer component component (A) having a melting peak temperature Tm by differential scanning calorimetry (DSC) of 105 to 140 ° C. The first step of polymerizing the block copolymer in an amount corresponding to 30 to 90% by mass of the block copolymer, and the propylene-ethylene copolymer component component (B) having an ethylene content higher than the ethylene content of the component (A) in the main block And a second step of polymerizing an amount corresponding to 70 to 10% by mass of the copolymer.
また、それぞれの工程には、気相重合法を使用することが必須である。第1工程を部分不活性溶媒中で重合を行ういわゆるスラリー重合で行うと、成分(A)のような比較的融点の低いポリマーは、溶媒中への溶出成分量が多くなってしまうため、工業的に安定な製造が困難になり、また、溶出成分の分離・回収といった操作も必要となるため、製造コストが上昇し、工業的な生産には適さない。また、第1工程部分を液体プロピレン中で重合を行ういわゆるバルク重合で行うと、低融点ポリマー製造時にはポリマーの溶解が懸念されるため、工業的なレベルまで重合温度を上げることができないという問題点が生じ、さらにバルク重合では活性の制御が難しいため、第1工程での触媒効率が高くなりすぎて、本発明の目的とするような第2工程で生成される成分(B)の割合の高いプロピレン系ブロック共重合体の製造ができなくなってしまう虞もある。このようなことから、本発明では第1工程を気相重合で行う。 In each step, it is essential to use a gas phase polymerization method. When the first step is carried out by so-called slurry polymerization in which polymerization is carried out in a partially inert solvent, a polymer having a relatively low melting point such as component (A) increases the amount of components eluted into the solvent. Therefore, stable production becomes difficult, and operations such as separation and recovery of the eluted components are required, which increases the production cost and is not suitable for industrial production. In addition, if the first step part is carried out by so-called bulk polymerization in which polymerization is performed in liquid propylene, there is a concern that the polymer may be dissolved during the production of the low melting point polymer, so that the polymerization temperature cannot be raised to an industrial level. Furthermore, since it is difficult to control the activity in bulk polymerization, the catalyst efficiency in the first step becomes too high, and the proportion of the component (B) produced in the second step as the object of the present invention is high. There is also a risk that the production of the propylene-based block copolymer becomes impossible. Therefore, in the present invention, the first step is performed by gas phase polymerization.
一方、第2工程に関しては、一般に、プロピレン系ブロック共重合体を製造する際には、第2工程で生成されるプロピレン−エチレンランダム共重合体成分がゴム成分であることが多く、溶媒などの液体が存在すると溶出してしまうことから気相重合法が使用され、特に第2工程で生成される成分(B)の割合が多いポリマーを製造するには気相重合法が推奨される。 On the other hand, regarding the second step, in general, when producing a propylene-based block copolymer, the propylene-ethylene random copolymer component produced in the second step is often a rubber component, such as a solvent. The gas phase polymerization method is used because it dissolves in the presence of a liquid, and the gas phase polymerization method is particularly recommended for producing a polymer having a large proportion of the component (B) produced in the second step.
また、重合形式は、それぞれ前段工程、後段工程とも回分法、および連続法どちらの方式も採用できるが、製造コストなどを考慮した工業的な生産という観点からは、第1工程を行う反応器に連続的あるいは間欠的に触媒を導入し、かつ、第1工程から第2工程に連続的あるいは間欠的にポリマーを移送し、かつ、第2工程から連続的あるいは間欠的にポリマーを抜き出す連続法を採用する方が好ましい。本発明においては、第1工程と第2工程からなる2段重合が行われるが、場合によっては、それぞれの工程を更に分割することができる。特に、第2工程を2段以上に分割して多種類のゴム成分を作る方法も物性改良法の一つである。 In addition, as the polymerization method, either a batch method or a continuous method can be adopted for each of the preceding step and the following step, but from the viewpoint of industrial production in consideration of manufacturing costs, the reactor for the first step is used. A continuous method in which the catalyst is continuously or intermittently introduced, the polymer is continuously or intermittently transferred from the first step to the second step, and the polymer is continuously or intermittently extracted from the second step. It is preferable to adopt it. In the present invention, two-stage polymerization comprising a first step and a second step is performed, but in some cases, each step can be further divided. In particular, a method for improving the physical properties is to divide the second step into two or more stages to produce various types of rubber components.
(1)成分(A)の製造
第1工程では、メタロセン触媒、好ましくは前述した成分(a)、(b)、必要に応じて、(c)、(d)からなる触媒を使用してプロピレン−エチレンランダム共重合体成分を製造する。すなわち、プロピレン−エチレンランダム共重合体成分を一段もしくは多段で、全重合量(プロピレン系ブロック共重合体の全体)の30〜90質量%、好ましくは30〜65質量%、より好ましくは30〜60質量%、最も好ましくは40〜60質量%、に相当するように生成させる工程である。第1工程におけるエチレンの含有量は、該工程で製造されるプロピレン−エチレンランダム共重合体成分の融点が好ましくは105〜140℃になるように調整される。一般的には、全モノマー(プロピレンとエチレンの合計)に対して1〜10質量%の範囲になることが多い。
(1) Production of component (A) In the first step, a metallocene catalyst, preferably propylene using a catalyst comprising the components (a), (b), if necessary, (c), (d) as described above, is used. -Producing an ethylene random copolymer component. That is, the propylene-ethylene random copolymer component is single-staged or multi-staged, and is 30 to 90% by mass, preferably 30 to 65% by mass, and more preferably 30 to 60% by mass of the total polymerization amount (total of the propylene block copolymer). It is a process of generating so as to correspond to mass%, most preferably 40 to 60 mass%. The ethylene content in the first step is adjusted so that the melting point of the propylene-ethylene random copolymer component produced in the step is preferably 105 to 140 ° C. Generally, it is often in the range of 1 to 10% by mass with respect to all monomers (total of propylene and ethylene).
第1工程における重合温度は、90℃よりも大きくなると、重合されるプロピレン−エチレンランダム共重合体成分の性状が悪化し、安定な運転ができなくなる。また、50℃よりも小さいと、重合温度が低くなり過ぎ、除熱のための冷却水温度を確保することが困難になるなど工業的な生産が許される温度領域を下回ってしまう。このような観点からは、第1工程の重合温度は50℃よりも高いことが望ましい。 When the polymerization temperature in the first step is higher than 90 ° C., the properties of the propylene-ethylene random copolymer component to be polymerized deteriorate and stable operation cannot be performed. On the other hand, when the temperature is lower than 50 ° C., the polymerization temperature becomes too low, and it becomes difficult to secure a cooling water temperature for heat removal, which is below the temperature range in which industrial production is allowed. From such a viewpoint, the polymerization temperature in the first step is desirably higher than 50 ° C.
重合圧力は、気相重合における触媒性能から、重合活性を考慮して設定する必要がある。また、一方で、上記重合温度範囲でプロピレンが液化しない範囲で設定しなければならない。このようなことを考慮すると、重合に関予するモノマー、具体的にはプロピレンおよびエチレンの分圧の合計は、通常0.1〜4.5MPa、好ましくは0.5〜4MPa、より好ましくは1〜3.5MPaの範囲で選ぶのがよい。 The polymerization pressure needs to be set in consideration of the polymerization activity from the catalyst performance in the gas phase polymerization. On the other hand, it must be set within a range where propylene is not liquefied within the above polymerization temperature range. In consideration of the above, the sum of the partial pressures of monomers related to polymerization, specifically, propylene and ethylene, is usually 0.1 to 4.5 MPa, preferably 0.5 to 4 MPa, more preferably 1 It is better to select in the range of ~ 3.5 MPa.
反応器内には、上記のモノマーの他に、反応には直接関予しない窒素、プロパン、n−ブタン、イソブタンなどの、いわゆるイナートガスが存在していてもよい。
また、重合体の流動性が適当なものとなるように分子量調整剤を使用することが好ましく、該調整剤としては水素が好ましい。流動性と発泡成形性を両立するMFRは、200〜3000g/10分、好ましくは1000〜3000g/10分、より好ましくは1500〜2500g/10分の範囲で選ばれる。重合反応器の全圧は、上記に挙げたモノマー(プロピレン、エチレン)、イナートガス(窒素、プロパンなど)、および分子量調整剤として水素を用いた場合には水素などの分圧の合計となるため、状況によってその値は変わってくるが、工業的な生産という観点から反応器の耐圧設計を考慮すると、好ましくは0.5〜6MPa、より好ましくは0.5〜5MPaである。
In the reactor, in addition to the above-mentioned monomers, so-called inert gas such as nitrogen, propane, n-butane and isobutane which are not directly related to the reaction may be present.
Moreover, it is preferable to use a molecular weight regulator so that the fluidity of the polymer is appropriate, and hydrogen is preferred as the regulator. The MFR that achieves both fluidity and foam moldability is selected in the range of 200 to 3000 g / 10 minutes, preferably 1000 to 3000 g / 10 minutes, and more preferably 1500 to 2500 g / 10 minutes. The total pressure of the polymerization reactor is the sum of the partial pressures of hydrogen and the like when using monomers (propylene, ethylene), inert gas (nitrogen, propane, etc.), and hydrogen as a molecular weight regulator. Although the value varies depending on the situation, it is preferably 0.5 to 6 MPa, more preferably 0.5 to 5 MPa, considering the pressure resistance design of the reactor from the viewpoint of industrial production.
(2)成分(B)の製造
本発明の第2工程においては、第1工程で製造されるプロピレン−エチレンランダム共重合体成分中のエチレン含量よりも高いエチレン含量を有するプロピレン−エチレン共重合体成分を、一段もしくは多段で、全重合量(プロピレン系ブロック共重合体の全体)の70〜10質量%、好ましくは70〜35質量%、より好ましくは70〜40質量%、最も好ましくは60〜40質量%に相当するように生成させる工程である。
(2) Production of Component (B) In the second step of the present invention, a propylene-ethylene copolymer having an ethylene content higher than the ethylene content in the propylene-ethylene random copolymer component produced in the first step. The components are single-stage or multi-stage, and are 70 to 10% by mass, preferably 70 to 35% by mass, more preferably 70 to 40% by mass, and most preferably 60 to 40% by mass of the total polymerization amount (total of the propylene-based block copolymer). It is the process of producing | generating so that it may correspond to 40 mass%.
第2工程における重合温度は、通常30〜100℃、好ましくは50〜80℃程度である。第1工程で製造するプロピレン−エチレンランダム共重合体成分中の融点が低いこと、また第2工程で製造するプロピレン−α−オレフィン共重合体成分はゴム成分あるいはそれに近い成分であることから、重合温度をあまり高温にすると、粉体性状の悪化により、安定的な生産ができなくなってしまう。第2工程の重合圧力は、通常0.1〜5MPa、好ましくは0.5〜3MPaである。
第2工程の重合温度は、90℃くらいまでの範囲では工業的な観点、例えば除熱のしやすさや触媒活性等の点からできるだけ高い方がよい傾向がみられるが、高く上げすぎるとポリマーの融点との差が小さくなり、例えば局所的なホットスポットなどでポリマーが融解してしまうなど、安定した運転続行がしにくくなる。
The polymerization temperature in the second step is usually about 30 to 100 ° C, preferably about 50 to 80 ° C. Since the melting point in the propylene-ethylene random copolymer component produced in the first step is low and the propylene-α-olefin copolymer component produced in the second step is a rubber component or a component close thereto, polymerization is performed. If the temperature is too high, stable production cannot be achieved due to the deterioration of the powder properties. The polymerization pressure in the second step is usually 0.1 to 5 MPa, preferably 0.5 to 3 MPa.
In the range up to about 90 ° C., the polymerization temperature in the second step tends to be as high as possible from an industrial viewpoint, for example, from the viewpoint of ease of heat removal, catalytic activity, etc. The difference from the melting point becomes small, and it becomes difficult to continue stable operation, for example, the polymer melts at a local hot spot.
第2工程の重合時には、活性水素含有化合物または含窒素化合物、含酸素化合物等の電子供与性化合物を存在させてもよい。また、重合体の流動性が適当なものとなるように分子量調整剤を使用することが好ましく、該調整剤としては水素が好ましい。 During the polymerization in the second step, an electron-donating compound such as an active hydrogen-containing compound, a nitrogen-containing compound, or an oxygen-containing compound may be present. Moreover, it is preferable to use a molecular weight regulator so that the fluidity of the polymer is appropriate, and hydrogen is preferred as the regulator.
流動性と射出発泡成形性を両立する、第2工程におけるプロピレン−エチレン共重合体成分のMFRは、通常0.001〜100g/10min、好ましくは0.01〜50g/10min、より好ましくは0.1〜10g/10minである。本ブロック共重合体の用途にもよるが、第2工程で生成させた重合体MFRを極端に高くすると、べとつきの原因とされる低分子量成分の生成が生じて、運転に支障が生じる。 The MFR of the propylene-ethylene copolymer component in the second step, which achieves both fluidity and injection foam moldability, is usually 0.001 to 100 g / 10 min, preferably 0.01 to 50 g / 10 min, more preferably 0.8. 1 to 10 g / 10 min. Although depending on the use of the present block copolymer, if the polymer MFR produced in the second step is extremely high, a low molecular weight component that causes stickiness is produced, resulting in trouble in operation.
これまで述べてきたように、本発明では、第2工程で生成される成分(B)の割合が非常に高くなり、製造される重合パウダーの性状を確保する目的から、触媒として、大粒径触媒を使用することが好ましい。一方、気相重合プロセスには、大きく分けて、機械的な攪拌を伴うプロセスと、機械的な攪拌を伴わず、反応器下部からのガスの吹き上げによりポリマー相が流動床を形成している状態で重合を進行させるプロセスに分けられる。しかし、後者の場合、製造される重合ポリマーの粒径が大きくなってくると、吹き上げるガスの流量をアップする必要が生じ、ブロアーが大型化してしまうため、経済的には不利になる。さらに、パウダー粒径が大きくなると、ガスの流量をいくら上げても正常な流動状態を形成することができなくなることが知られており、安定運転という観点では好ましくない。このような理由から、本発明で目的としているプロピレン−エチレンランダム共重合体成分を製造するためには、機械的な攪拌を伴う気相重合プロセスを用いる方が好ましい。
機械的な攪拌を伴う気相重合プロセスであれば、反応器の形態に制限はなく、縦型でも横型でも、あるいはその他の形態でも使用することができる。
As described above, in the present invention, the ratio of the component (B) produced in the second step is very high, and for the purpose of ensuring the properties of the produced polymer powder, a large particle size is used as a catalyst. It is preferred to use a catalyst. On the other hand, the gas phase polymerization process is roughly divided into a process with mechanical stirring and a state in which the polymer phase forms a fluidized bed by blowing up gas from the lower part of the reactor without mechanical stirring. It can be divided into processes for proceeding polymerization. However, in the latter case, when the particle size of the polymerized polymer to be produced becomes large, it is necessary to increase the flow rate of the gas to be blown up, and the blower becomes large, which is economically disadvantageous. Furthermore, it is known that when the powder particle size is increased, a normal flow state cannot be formed no matter how much the gas flow rate is increased, which is not preferable from the viewpoint of stable operation. For these reasons, in order to produce the propylene-ethylene random copolymer component which is the object of the present invention, it is preferable to use a gas phase polymerization process with mechanical stirring.
If it is a gas phase polymerization process with mechanical stirring, there is no restriction | limiting in the form of a reactor, A vertical type, a horizontal type, or another form can be used.
次に、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はその要旨を逸脱しない限りこれらの例によって何ら制約を受けるものではない。
なお、以下の触媒合成工程および重合工程は、すべて精製窒素雰囲気下で行った。また溶媒は、モレキュラーシーブMS−4Aで脱水したものを用いた。
先ず、各物性値の測定方法と装置、および使用した触媒の製造例を示す。
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not restrict | limited at all by these examples, unless it deviates from the summary.
The following catalyst synthesis step and polymerization step were all performed in a purified nitrogen atmosphere. The solvent used was dehydrated with molecular sieve MS-4A.
First, a method and an apparatus for measuring each physical property value and an example of production of the catalyst used will be shown.
1.物性値の測定方法および装置
(1)イオン交換性層状珪酸塩粒子の粒径:
レーザー回折・散乱式粒子径分布測定装置(堀場製作所社製「LA−920」)を使用して測定した。造粒前のスラリーのイオン交換性層状珪酸塩の測定は、水を分散媒として用い、屈折率1.32、形状係数1.0として粒径分布および平均粒径(メジアン径)を算出した。造粒後のイオン交換性層状珪酸塩の測定は、エタノールを分散媒として使用し、同様に測定した。
1. Physical property measurement method and apparatus (1) Particle size of ion-exchange layered silicate particles:
The measurement was performed using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus (“LA-920” manufactured by Horiba, Ltd.). For the measurement of the ion-exchangeable layered silicate in the slurry before granulation, water was used as a dispersion medium, and the particle size distribution and average particle size (median diameter) were calculated with a refractive index of 1.32 and a shape factor of 1.0. The ion exchange layered silicate after granulation was measured in the same manner using ethanol as a dispersion medium.
(2)MFR:
ポリプロピレン系重合体は、JIS K6758により測定したメルトインデックス値を示す。
(2) MFR:
A polypropylene-type polymer shows the melt index value measured by JISK6758.
(3)融点(Tm):
セイコー社製DSCを用い、試料5.0mgを採り、200℃で5分間保持した後、40℃まで10℃/分の降温速度で結晶化させ、さらに10℃/分の昇温速度で融解させたときの融解ピーク温度をTmとした(単位:℃)。
(3) Melting point (Tm):
Using a Seiko DSC, take 5.0 mg of sample, hold at 200 ° C. for 5 minutes, crystallize to 40 ° C. at a rate of temperature decrease of 10 ° C./min, and further melt at a rate of temperature increase of 10 ° C./min. The melting peak temperature was Tm (unit: ° C.).
(4)成分(A)と成分(B)の重合比率:
前記した方法に従って測定した。
(4) Polymerization ratio of component (A) and component (B):
Measurement was performed according to the method described above.
(5)成分(A)および成分(B)中のエチレン含量:
前記した方法に従って測定した。
(5) Ethylene content in component (A) and component (B):
Measurement was performed according to the method described above.
(6)発泡倍率:
未発泡品の比重(dc0)および発泡体の比重(dc1)を水中置換法によって求め、その値から[dc0/dc1]を算出して、発泡倍率とした。なお、発泡体の比重は、スキン層を含む状態で測定した。
(6) Foaming ratio:
The specific gravity (dc0) of the unfoamed product and the specific gravity (dc1) of the foam were determined by the underwater substitution method, and [dc0 / dc1] was calculated from the values to obtain the expansion ratio. The specific gravity of the foam was measured in a state including the skin layer.
(7)セル形状:
発泡体断面の顕微鏡観察(SEM)を行い、気泡状態を調べた。隣接する気泡同士が互いに独立している状態を「独立」、繋がっている状態を「連通」として評価した。
(7) Cell shape:
Microscopic observation (SEM) of the cross section of the foam was performed to examine the bubble state. The state where adjacent bubbles are independent from each other was evaluated as “independent”, and the state where they were connected was evaluated as “communication”.
(8)後続グレードフィッシュアイ測定法:
製造された後続パウダーを採取し、混練および押出しを行って造粒する。造粒したペレットをTダイにより厚さ25μmに製膜する。このようにして製膜したフィルムのフィッシュアイを250cm3あたりのフィルムの外観を目視によって以下の基準で評価した。
なし・・・フィルムにはフィッシュアイが認められず、外観は良好である。
あり・・・フィルムにフィッシュアイが認められる。
(8) Subsequent grade fish eye measurement method:
The subsequent powder produced is collected and granulated by kneading and extruding. The granulated pellet is formed into a film with a thickness of 25 μm using a T-die. The fish eyes of the film thus formed were visually evaluated based on the following criteria for the appearance of the film per 250 cm 3 .
None: No fish eyes are observed on the film, and the appearance is good.
Yes ... Fish-eye is observed on the film.
2.触媒の製造
珪酸塩の化学処理:10リットルの撹拌翼の付いたガラス製セパラブルフラスコに、蒸留水3.75リットル、続いて濃硫酸(96%)2.5kgをゆっくりと添加した。50℃で、さらにモンモリロナイト(水澤化学社製ベンクレイSL;平均粒径=50μm)を1kg分散させ、90℃に昇温し、6.5時間その温度を維持した。50℃まで冷却後、このスラリーを減圧濾過し、ケーキを回収した。このケーキに蒸留水を7リットル加え再スラリー化後、濾過した。この洗浄操作を、洗浄液(濾液)のpHが、3.5を越えるまで実施した。回収したケーキを窒素雰囲気下110℃で終夜乾燥した。乾燥後の質量は707gであった。化学処理した珪酸塩をキルン乾燥機で乾燥した。
2. Catalyst Preparation Silicate Chemical Treatment: To a glass separable flask with a 10 liter stirrer blade, 3.75 liters of distilled water was added slowly followed by 2.5 kg of concentrated sulfuric acid (96%). At 50 ° C., 1 kg of montmorillonite (Mizusawa Chemical Co., Ltd. Benclay SL; average particle size = 50 μm) was further dispersed, heated to 90 ° C., and maintained at that temperature for 6.5 hours. After cooling to 50 ° C., the slurry was filtered under reduced pressure to recover the cake. 7 liters of distilled water was added to this cake to reslurry it, and then filtered. This washing operation was performed until the pH of the washing solution (filtrate) exceeded 3.5. The collected cake was dried at 110 ° C. overnight under a nitrogen atmosphere. The mass after drying was 707 g. The chemically treated silicate was dried in a kiln dryer.
触媒の調製:
内容積3リットルの撹拌翼のついたガラス製反応器に上記で得た乾燥珪酸塩200gを導入し、混合ヘプタン1160ml、さらにトリエチルアルミニウムのヘプタン溶液(0.60M)840mlを加え、室温で撹拌した。1時間後、混合ヘプタンにて洗浄し、珪酸塩スラリーを2.0リットルに調製した。
次に、調製した珪酸塩スラリーにトリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液(0.71M/L)9.6mlを添加し、25℃で1時間反応させた。並行して、〔(r)−ジクロロ[1,1´−ジメチルシリレンビス{2−メチル−4−(4−クロロフェニル)−4H−アズレニル}]ジルコニウム〕(合成は、特開平10−226712号公報実施例に従って実施した)2180mg(3mmol)と混合ヘプタン870mlに、トリイソブチルアルミニウムのヘプタン溶液(0.71M)を33.1ml加えて、室温にて1時間反応させた混合物を、珪酸塩スラリーに加え、1時間撹拌した。
Catalyst preparation:
200 g of the dry silicate obtained above was introduced into a glass reactor with an internal volume of 3 liters, and 1160 ml of mixed heptane and 840 ml of a heptane solution of triethylaluminum (0.60 M) were added and stirred at room temperature. . After 1 hour, the mixture was washed with mixed heptane to prepare a silicate slurry at 2.0 liters.
Next, 9.6 ml of a heptane solution of triisobutylaluminum (0.71 M / L) was added to the prepared silicate slurry and reacted at 25 ° C. for 1 hour. In parallel, [(r) -dichloro [1,1′-dimethylsilylenebis {2-methyl-4- (4-chlorophenyl) -4H-azurenyl}] zirconium] (the synthesis is disclosed in JP-A-10-226712) 33.1 ml of a triisobutylaluminum heptane solution (0.71 M) was added to 2180 mg (3 mmol) and 870 ml of mixed heptane (performed according to the Examples), and the mixture reacted at room temperature for 1 hour was added to the silicate slurry. Stir for 1 hour.
予備重合:
続いて、窒素で十分置換を行った内容積10リットルの撹拌式オートクレーブに、n−ヘプタン2.1リットルを導入し、40℃に保持した。そこに先に調製した珪酸塩/メタロセン錯体スラリーを導入した。温度が40℃に安定したところでプロピレンを100g/時間の速度で供給し、温度を維持した。4時間後プロピレンの供給を停止し、さらに2時間維持した。予備重合終了後、残モノマーをパージし、撹拌を停止させ約10分間静置後、上澄み約3リットルをデカントした。続いてトリイソブチルアルミニウム(0.71M/L)のヘプタン溶液9.5ml、さらに混合ヘプタンを5.6リットル添加し、40℃で30分間撹拌し、10分間静置した後に、上澄みを5.6リットル除いた。さらにこの操作を3回繰り返した。最後の上澄み液の成分分析を実施したところ有機アルミニウム成分の濃度は、1.23ミリモル/L、Zr濃度は8.6×10−6g/Lであり、仕込み量に対する上澄み液中の存在量は0.016%であった。続いて、トリイソブチルアルミニウム(0.71M/L)のヘプタン溶液17.0mlを添加した後に、45℃で減圧乾燥した。
この操作により、触媒1g当たりポリプロピレン2.1gを含む予備重合触媒が得られた。
Prepolymerization:
Subsequently, 2.1 liters of n-heptane was introduced into a stirring autoclave having an internal volume of 10 liters that had been sufficiently replaced with nitrogen, and maintained at 40 ° C. The silicate / metallocene complex slurry prepared earlier was introduced there. When the temperature was stabilized at 40 ° C., propylene was supplied at a rate of 100 g / hour to maintain the temperature. After 4 hours, the supply of propylene was stopped and maintained for another 2 hours. After completion of the prepolymerization, the remaining monomer was purged, stirring was stopped and the mixture was allowed to stand for about 10 minutes, and then about 3 liters of the supernatant was decanted. Subsequently, 9.5 ml of a heptane solution of triisobutylaluminum (0.71 M / L) and 5.6 liters of mixed heptane were added, and the mixture was stirred at 40 ° C. for 30 minutes and allowed to stand for 10 minutes. Removed liters. This operation was further repeated 3 times. When the component analysis of the final supernatant was performed, the concentration of the organoaluminum component was 1.23 mmol / L and the Zr concentration was 8.6 × 10 −6 g / L, and the abundance in the supernatant with respect to the amount charged. Was 0.016%. Subsequently, 17.0 ml of a heptane solution of triisobutylaluminum (0.71 M / L) was added, followed by drying at 45 ° C. under reduced pressure.
By this operation, a prepolymerized catalyst containing 2.1 g of polypropylene per 1 g of catalyst was obtained.
[実施例1]
(1)第1重合工程
図1は、実施例で用いた重合装置のフローシートである。
攪拌羽根を有する横型重合器8(L/D=3.7、内容積100L)に、あらかじめ35kgのシーズポリマーを導入後、窒素ガスを3時間流通させた。その後、プロピレン、エチレンおよび水素を、所定のモル比および圧力となるように導入しながら昇温し、重合条件が整った時点で、予備重合処理した上記触媒を0.20g/hr、有機アルミニウム化合物としてトリイソブチルアルミニウムを30mmol/hr一定となるように配管1、2より供給した。エチレン/プロピレン=0.065の混合ガスを反応温度65℃、反応圧力1.8MPaG、攪拌速度35rpmの条件を維持しながら配管4から連続供給し、更に反応器の気相中の水素濃度を水素/プロピレン=0.0024モル比に維持するように水素ガスを循環配管14より連続的に供給して、生成ポリマーすなわちプロピレン−エチレンランダム共重合体成分(A)の分子量(MFR)を調整した。
[Example 1]
(1) 1st superposition | polymerization process FIG. 1: is the flow sheet | seat of the superposition | polymerization apparatus used in the Example.
After introducing 35 kg of seed polymer in advance into a horizontal polymerization vessel 8 (L / D = 3.7, internal volume 100 L) having a stirring blade, nitrogen gas was circulated for 3 hours. Thereafter, the temperature was raised while introducing propylene, ethylene and hydrogen at a predetermined molar ratio and pressure, and when the polymerization conditions were satisfied, 0.20 g / hr of the prepolymerized catalyst was obtained, and the organoaluminum compound As a result, triisobutylaluminum was supplied from the
反応熱は、配管12から供給される原料プロピレンの気化熱により除去した。重合器から排出される未反応ガスは、配管10を通して反応器系外で冷却、凝縮させて重合器8に還流した。本重合で得られたプロピレン−エチレンランダム共重合体成分(A)は、重合体の保有レベルが反応容積の65容積%となるように配管24を通して重合器8から間欠的に抜き出し、第2重合工程の重合器16に供給した。このとき、プロピレン−エチレンランダム共重合体成分(A)の生産量は7kg/hrであった。配管24からプロピレン−エチレンランダム共重合体成分(A)の一部を抜き出して、MFR、エチレン含量、活性(触媒単位質量当りの重合体収量)を求める試料とした。
The reaction heat was removed by the heat of vaporization of the raw material propylene supplied from the
(2)第2重合工程
攪拌羽根を有する横型重合器16(L/D=3.7、内容積100L)に、第1重合工程からのプロピレン−エチレンランダム共重合体成分(A)及びプロピレンとエチレンの混合ガスを、配管6から間欠的にそれぞれ供給し、プロピレンとエチレンの共重合を行った。反応条件は、攪拌速度18rpm、反応温度70℃、反応圧力1.7MPaGであり、気相中のガス組成エチレン/プロピレン=0.45、水素/エチレン=0.0001モル比となるように調整した。第2重合工程には、水素のフィードは行わなかった。プロピレン−エチレンランダム共重合体成分(B)の重合量を調整するための重合活性抑制剤として酸素ガスを配管7より供給した。
(2) Second polymerization step A propylene-ethylene random copolymer component (A) and propylene from the first polymerization step were added to a horizontal polymerization vessel 16 (L / D = 3.7, internal volume 100 L) having a stirring blade. A mixed gas of ethylene was intermittently supplied from the
反応熱は、配管21から供給される原料プロピレンの気化熱により除去した。重合器から排出される未反応ガスは配管18を通して反応器系外で冷却、凝縮させて重合器16に還流した。第2重合工程で生成されたプロピレン系ブロック共重合体は、重合体の保有レベルが反応容積の50容積%となるように配管27を通して重合器16から間欠的に抜き出した。このとき、重合されたプロピレン系ブロック共重合体の一部を抜き出して、MFR、ポリマー嵩密度、ゴム部含有量、ゴム中のエチレン含量、活性(触媒単位質量当りの重合体収量)を求める試料とした。
The reaction heat was removed by the heat of vaporization of the raw material propylene supplied from the
(3)プロピレン系ブロック共重合体の分析結果
分析値は、表3にまとめて示す。
(3) Analytical results of propylene-based block copolymer The analytical values are summarized in Table 3.
得られたプロピレン重合体組成物100重量部対し、発泡剤マスターバッチ3.0重量部(炭酸水素ナトリウム25重量%、クエン酸25重量%)を加えてドライブレンドした後、射出発泡成形を行った。発泡成形体の成形条件は次の条件で行った。
スクリュー径50mmの加熱シリンダーおよび型締め制御機構を有し最大型締め力が300トンの射出成形機を用い、加熱シリンダーの各加熱ゾーンの温度を、先端部から後方部へ順に230℃、230℃、230℃、210℃、及び180℃と設定し、背圧を9.8MPaとし、金型冷却水温度40℃で、平板成形体の移動型と固定型の間隔が2.0mmで容積が160cm3であるキャビティー内に、加熱溶融した発泡成形体用材料145gを射出充填した。射出完了後1秒間一次冷却をし、次いで移動型を2.0mm後退させて、キャビティー容積を320cm3に拡大して発泡させた。その後60秒間二次冷却をしてポリプロピレン樹脂発泡成形体を得た。発泡成形体の分析結果を表3に示した。
To 100 parts by weight of the resulting propylene polymer composition, 3.0 parts by weight of a foaming agent master batch (25% by weight of sodium bicarbonate, 25% by weight of citric acid) was added and dry blended, and then injection foam molding was performed. . The molding conditions for the foam molded article were as follows.
Using a heating cylinder with a screw diameter of 50 mm and a mold clamping control mechanism and an injection molding machine with a maximum clamping force of 300 tons, the temperature of each heating zone of the heating cylinder is 230 ° C, 230 ° C in order from the tip to the rear. 230 ° C., 210 ° C., and 180 ° C., the back pressure is 9.8 MPa, the mold cooling water temperature is 40 ° C., the distance between the movable mold and the fixed mold of the flat molded body is 2.0 mm, and the volume is 160 cm. in the cavity is 3, and the heated and melted foamed molded body material 145g injected and filled. The primary cooling was performed for 1 second after completion of the injection, and then the movable mold was retracted by 2.0 mm to expand the cavity volume to 320 cm 3 and foam. Thereafter, secondary cooling was performed for 60 seconds to obtain a polypropylene resin foam molded article. The analysis results of the foamed molded product are shown in Table 3.
[実施例2]
第1重合工程:
実施例1と同条件で運転した。
第2重合工程:
水素/エチレン=0.0019モル比にしたこと以外は、実施例1と同条件で運転を行った。
射出発泡成形の条件:
実施例1と同じ条件で行った。
パウダー分析結果、発泡特性、後続グレードFE検定結果は、表3に示す。
[Example 2]
First polymerization step:
The operation was performed under the same conditions as in Example 1.
Second polymerization step:
The operation was carried out under the same conditions as in Example 1 except that the hydrogen / ethylene ratio was 0.0019.
Conditions for injection foam molding:
The same conditions as in Example 1 were used.
Table 3 shows the powder analysis results, foam characteristics, and subsequent grade FE test results.
[比較例1]
第1重合工程:
エチレン/プロピレン=0.060、水素/プロピレン=0.0004モル比した以外は、実施例1と同条件で運転を行った。
第2重合工程:
水素/エチレン=0.0020モル比にしたこと以外は、実施例1と同条件で運転を行った。
射出発泡成形の条件:
実施例1と同じ条件で行った。
パウダー分析結果、発泡特性、後続グレードFE検定結果は、表3に示す。
[Comparative Example 1]
First polymerization step:
The operation was performed under the same conditions as in Example 1 except that ethylene / propylene = 0.060 and hydrogen / propylene = 0.004 molar ratio.
Second polymerization step:
The operation was performed under the same conditions as in Example 1 except that the hydrogen / ethylene = 0.020 molar ratio.
Conditions for injection foam molding:
The same conditions as in Example 1 were used.
Table 3 shows the powder analysis results, foam characteristics, and subsequent grade FE test results.
[比較例2]
(1)チタン含有固体成分(I)の調製
撹拌装置を備えた容量10Lのオートクレーブを充分に窒素で置換し、精製したトルエン2Lを導入した。ここに、室温で、Mg(OEt)2を200g、TiCl4を1L添加した。温度を90℃に上げて、フタル酸−n−ブチルを50ml導入した。その後、温度を110℃に上げて3hr反応を行った。反応生成物を精製したトルエンで充分に洗浄した。
次いで、精製したトルエンを導入して全体の液量を2Lに調整した。室温でTiCl4を1L添加し、温度を110℃に上げて2hr反応を行った。反応生成物を精製したトルエンで充分に洗浄した。更に、精製したn−ヘプタンを用いて、トルエンをn−ヘプタンで置換し、チタン含有固体成分(I)のスラリーを得た。このスラリーの一部をサンプリングして乾燥した。分析したところ、固体成分(I)のTi含量は2.7wt.%であった。また、固体触媒の平均粒径は33μmであった。
[Comparative Example 2]
(1) Preparation of titanium-containing solid component (I) A 10 L autoclave equipped with a stirrer was sufficiently substituted with nitrogen, and 2 L of purified toluene was introduced. To this, 200 g of Mg (OEt) 2 and 1 L of TiCl 4 were added at room temperature. The temperature was raised to 90 ° C. and 50 ml of n-butyl phthalate was introduced. Thereafter, the temperature was raised to 110 ° C. to carry out a reaction for 3 hours. The reaction product was thoroughly washed with purified toluene.
Subsequently, the refined toluene was introduce | transduced and the whole liquid quantity was adjusted to 2L. 1 L of TiCl 4 was added at room temperature, the temperature was raised to 110 ° C., and the reaction was performed for 2 hours. The reaction product was thoroughly washed with purified toluene. Furthermore, toluene was substituted with n-heptane using purified n-heptane to obtain a slurry of titanium-containing solid component (I). A portion of this slurry was sampled and dried. As a result of analysis, the Ti content of the solid component (I) was 2.7 wt. %Met. The average particle size of the solid catalyst was 33 μm.
(2)予備活性化触媒の調製
内容積30リットルの傾斜羽根付きステンレス製反応器を窒素ガスで置換後、n−ヘキサン20リットル、トリエチルアルミニウム40ミリモル、および前項で調製したチタン含有担持型触媒成分40g(チタン原子換算で40ミリモル)を添加した後、15℃でプロピレン210gを120分間供給して予備重合を行った。反応時間終了後、未反応のプロピレンを反応器外に放出し、反応器の気相部を1回、窒素置換した。別途、同一の条件で行った予備重合後に生成したポリマーを分析した結果、チタン含有担持型触媒成分1g当たり、2.1gのポリプロピレンが生成し、このポリプロピレンの極限粘度[η1]は2.9dl/gであった。
(2) Preparation of pre-activated catalyst After replacing a stainless steel reactor with an inclined volume of 30 liters with inclined blades with nitrogen gas, 20 liters of n-hexane, 40 mmol of triethylaluminum, and the titanium-containing supported catalyst component prepared in the previous section After 40 g (40 mmol in terms of titanium atom) was added, 210 g of propylene was supplied at 15 ° C. for 120 minutes for prepolymerization. After completion of the reaction time, unreacted propylene was discharged out of the reactor, and the gas phase portion of the reactor was replaced with nitrogen once. Separately, as a result of analyzing the polymer produced after the prepolymerization performed under the same conditions, 2.1 g of polypropylene was produced per 1 g of the titanium-containing supported catalyst component, and the intrinsic viscosity [η1] of this polypropylene was 2.9 dl / g.
次いで反応器内の温度を−3℃に保持しながら、反応器内の圧力を0.59MPaに維持するようにエチレンを反応器に連続的に6時間供給して、予備活性化を行った。反応時間終了後、未反応のエチレンを反応器外に放出し、反応器の気相部を1回、窒素置換して、予備活性化触媒のスラリーを得た。予備活性化後に生成していた重合体の生成量は、チタン含有固体触媒成分1g当たり220.9gであり、かつ、この重合体の極限粘度[η2]は29.3dl/gであった。 Next, while maintaining the temperature in the reactor at −3 ° C., preactivation was performed by continuously supplying ethylene to the reactor for 6 hours so as to maintain the pressure in the reactor at 0.59 MPa. After completion of the reaction time, unreacted ethylene was discharged out of the reactor, and the gas phase portion of the reactor was replaced with nitrogen once to obtain a slurry of a preactivated catalyst. The amount of polymer produced after preactivation was 220.9 g per gram of the titanium-containing solid catalyst component, and the intrinsic viscosity [η2] of this polymer was 29.3 dl / g.
エチレンによる予備活性化で生成された、チタン含有担持型触媒成分1g当たりのエチレン重合体(A)の生成量、その極限粘度[ηA]を算出したところエチレン重合体は、218g、[ηA]は、29.6dl/gと算出された。 The amount of ethylene polymer (A) produced per 1 g of titanium-containing supported catalyst component produced by preactivation with ethylene, and its intrinsic viscosity [ηA] were calculated. The ethylene polymer was 218 g and [ηA] was , 29.6 dl / g.
(3)第一重合工程
重合器8内を置換後、500μm以下の重合体粒子を除去したポリプロピレン粉末(平均粒径1500μm)を25kg導入し、更に上記で得られた予備活性化触媒を0.49g/h(ただし予備重合ポリマー分は除く)、またトリエチルアルミニウムの15重量%n−ヘキサン溶液を触媒成分(A)中のTi原子1モルに対し、モル比が90、ジイソプロピルジメトキシシランをTi原子1モルに対し10となるように連続的に供給した。また、重合器8内のプロピレンに対する水素使用量の割合がモル比で0.15となるように水素を、重合器8内の圧力が2.15MPa、温度が65℃を保つようにプロピレンモノマーをそれぞれ重合器1内に供給した。
次いで、重合器1内で生成したプロピレン重合体の一部を抜き出して測定した結果、[η]は0.92dl/gであり、予備活性化で生成したエチレン重合体(A)の含有率は1.19重量%であった。
(3) First polymerization step After the inside of the
Next, as a result of extracting and measuring a part of the propylene polymer produced in the polymerization vessel 1, [η] is 0.92 dl / g, and the content of the ethylene polymer (A) produced by the preactivation is 1.19% by weight.
(4)第二重合工程
重合器16内に、第1重合工程からの重合体、プロピレン、エチレンガスを連続的に供給し、オレフィンランダム共重合体の製造を実施した。反応条件は、攪拌速度25rpm、温度65℃、圧力2.0MPaで行った。水素ガスは供給しなかった。
第2重合工程で生成したプロピレン重合体組成物は、重合体の保有レベルが反応容積の60容量%となる様に重合体抜き出し配管27を通して重合器16から連続的に抜き出した。この時の重合器16内の水素濃度は2ppmであった。
プロピレン重合体組成物の生産速度は10.1kg/hrであった。得られたプロピレン重合体組成物の分析結果は、表3に記す。
(4) Second polymerization step The polymer, propylene, and ethylene gas from the first polymerization step were continuously supplied into the
The propylene polymer composition produced in the second polymerization step was continuously extracted from the
The production rate of the propylene polymer composition was 10.1 kg / hr. The analysis results of the resulting propylene polymer composition are shown in Table 3.
射出発泡成形の条件:
実施例1と同じ条件で行った。
パウダー分析結果、発泡特性、後続グレードFE検定結果は、表3に示す。
Conditions for injection foam molding:
The same conditions as in Example 1 were used.
Table 3 shows the powder analysis results, foam characteristics, and subsequent grade FE test results.
流動性、射出発泡成形性に優れ、FEによる後続グレード汚染のないプロピレン系ブロック共重合体を、工業的かつ安定的に供することを可能にし、産業上大いに有用である。 Propylene-based block copolymers that are excellent in fluidity and injection foaming moldability and are free of subsequent grade contamination by FE can be provided industrially and stably, and are very useful industrially.
1および2:触媒成分供給配管
3および5:原料プロピレン補給配管
4および6:原料補給配管(水素など)
7:活性抑制剤添加用配管
8:重合器(第1重合工程)
9および17:気液分離槽
10および18:未反応ガス抜出し配管
11および19:凝縮機
13および20:圧縮機
12および21:原料液化プロピレン補給配管
14および22:原料混合ガス供給配管
16:重合器(第2重合工程)
25:脱ガス槽
24および27:重合体抜出し配管
26:重合体供給配管
1 and 2: Catalyst
7: Pipe for addition of activity inhibitor 8: Polymerizer (first polymerization step)
9 and 17: Gas-
25:
Claims (4)
MFR(温度230℃、荷重2.16kg)が150g/10分以上、かつ結晶性プロピレン−エチレンランダム共重合体成分(A)のMFR(温度230℃、荷重2.16kg)が200g/10分以上であることを特徴とするプロピレン系ブロック共重合体。 A TREF curve obtained as a plot of the elution amount (dwt% / dT) against temperature by the temperature rising elution fractionation method (TREF) in the temperature range of −15 ° C. to 140 ° C. using an o-dichlorobenzene solvent is 65 to 65 ° C. A crystalline propylene-ethylene random copolymer component (A) showing a high-temperature side peak T (A) between 95 ° C. and a low-temperature side peak T (B) at 60 ° C. or lower, or no peak, A propylene-based block copolymer comprising a low crystalline or amorphous propylene-ethylene random copolymer component (B) and obtained using a metallocene catalyst,
MFR (temperature 230 ° C., load 2.16 kg) is 150 g / 10 min or more, and MFR (temperature 230 ° C., load 2.16 kg) of crystalline propylene-ethylene random copolymer component (A) is 200 g / 10 min or more. A propylene-based block copolymer characterized by
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012136633A (en) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Japan Polypropylene Corp | Polypropylene-based resin composition, foamed molding, and method for producing the foamed molding |
| JP2016204649A (en) * | 2015-04-14 | 2016-12-08 | 日本ポリプロ株式会社 | Polymer particle of soft polymer and manufacturing method therefor |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997008218A1 (en) * | 1995-08-31 | 1997-03-06 | Chisso Corporation | Propylene-ethylene copolymer compositions and process for the production thereof |
| JPH1180298A (en) * | 1997-08-29 | 1999-03-26 | Toyota Motor Corp | Polypropylene / propylene / ethylene copolymer composition and method for producing the same |
| JP2001310921A (en) * | 2000-04-26 | 2001-11-06 | Chisso Corp | Propylene / olefin block copolymer |
| JP2006188563A (en) * | 2004-12-28 | 2006-07-20 | Japan Polypropylene Corp | Polypropylene resin composition with excellent flexibility |
| JP2007284584A (en) * | 2006-04-18 | 2007-11-01 | Japan Polypropylene Corp | Propylene block copolymer production method |
| JP2010037686A (en) * | 2008-08-06 | 2010-02-18 | Japan Polypropylene Corp | Fiber from polypropylene resin and fibrous product |
-
2008
- 2008-09-25 JP JP2008245480A patent/JP2010077231A/en active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997008218A1 (en) * | 1995-08-31 | 1997-03-06 | Chisso Corporation | Propylene-ethylene copolymer compositions and process for the production thereof |
| JPH1180298A (en) * | 1997-08-29 | 1999-03-26 | Toyota Motor Corp | Polypropylene / propylene / ethylene copolymer composition and method for producing the same |
| JP2001310921A (en) * | 2000-04-26 | 2001-11-06 | Chisso Corp | Propylene / olefin block copolymer |
| JP2006188563A (en) * | 2004-12-28 | 2006-07-20 | Japan Polypropylene Corp | Polypropylene resin composition with excellent flexibility |
| JP2007284584A (en) * | 2006-04-18 | 2007-11-01 | Japan Polypropylene Corp | Propylene block copolymer production method |
| JP2010037686A (en) * | 2008-08-06 | 2010-02-18 | Japan Polypropylene Corp | Fiber from polypropylene resin and fibrous product |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012136633A (en) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Japan Polypropylene Corp | Polypropylene-based resin composition, foamed molding, and method for producing the foamed molding |
| JP2016204649A (en) * | 2015-04-14 | 2016-12-08 | 日本ポリプロ株式会社 | Polymer particle of soft polymer and manufacturing method therefor |
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