JP2015174884A - コーティング剤 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、(i)GPCで求められる重量平均分子量Mw,数平均分子量Mnの比(Mw/Mn)が1.0〜3.5の範囲、および(ii)結晶融解熱量が20〜70J/gの範囲にある1−ブテン・α‐オレフィン共重合体(Y)100質量部を、0.1〜15質量部の極性モノマーでグラフト変性してなる変性1−ブテン系共重合体を含んでなるコーティング剤に係る。
【選択図】なし
Description
本発明のコーティング剤に含まれる変性1−ブテン系共重合体の元となる1−ブテン・α−オレフィン共重合体(Y)は、(i)GPCで求められる重量平均分子量Mw,数平均分子量Mnの比(Mw/Mn)が1.0〜3.5、好ましくは1.0〜3の範囲、および(ii)結晶融解熱量が20〜70J/g、好ましくは30〜60J/gの範囲にある1−ブテンと1−ブテン以外の炭素数2〜20のα‐オレフィンとのランダム共重合体である。
本発明に係る1−ブテン・α‐オレフィンランダム共重合体(Y)を、示差走査熱量計(DSC)を用いて、10℃/分の加熱速度で室温(通常、23℃)から200℃に昇温し、200℃で5分間保持した後、10℃/分の冷却速度で室温まで降温し、10日間程度室温にて放置しておく。その後、10℃/分の冷却速度で室温から−50℃まで冷却し、−50℃で5分間保持した後、その試料を10℃/分の加熱速度で−50℃から200℃に昇温した際に融解曲線を測定し、発現した融解ピークのうち、最も大きいピークを融点(Tm−I)とし、融点測定時の融解曲線から結晶融解熱量(J/g)を測定した。
(mmmm)=S/(S+S')X100(%)
ここで、27.35ppmから26.30ppmの範囲に現れる主なピークは、mmmr(27.35ppm)、mmrr及びrmmr(27.15ppm)、mrrm(26.32ppm)に帰属されるピークである。
13C−NMRスペクトルの測定は、以下のような装置及び条件にて測定した値で規定される。
(4,1−挿入物含量)=[Iγγ/(Iαα+Iαα'+2xIγγ)]x100(%)
上記式中のIγγ、Iαα、Iαα'はそれぞれ、主鎖γγ(31.1ppm)と、主鎖αα(40.2ppm)と、主鎖αα'(39.6ppm)のピーク強度を示している。
本発明に係る1−ブテン・エチレンランダム共重合体(Y−1)は、好ましくは1−ブテン含有量が99.9〜85モル%、さらに好ましくは99〜95モル%、および、エチレン含有量が0.1〜15モル%、さらに好ましくは1〜5モル%(1−ブテンと、エチレンの合計を100モル%とする。)の範囲にある。
本発明に係る1−ブテン・プロピレンランダム共重合体(Y−2)は、好ましくは1−ブテン含有量が99.9〜70モル%、さらに好ましく95〜70モル%、および、プロピレン含有量が0.1〜30モル%、さらに好ましくは5〜30モル%(1−ブテンと、プロピレンの合計を100モル%とする。)の範囲にある。
1−ブテン・プロピレンランダム共重合体(Y−2)を、示差走査熱量計(DSC)を用いて、10℃/分の加熱速度で室温(通常、23℃)から200℃まで昇温し、200℃で5分間保持した後、20℃/分の冷却速度で200℃から0℃まで降温し、0℃で5分間保持した後、その試料を20℃/分の加熱速度で0℃から200℃まで昇温して融解曲線を測定し、発現した結晶融解ピークのうち、最も大きいピーク温度をTm−IIとした。また、同測定において、結晶融解ピークが発現しない重合体をTm−IIが実質的に検出されない重合体とした。
本発明に係る1−ブテン・α‐オレフィンランダム共重合体(Y)を得る方法としては、チーグラー・ナッタ系触媒、メタロセン系触媒などの触媒の存在下に、モノマーを気相法、バルク法、スラリー法などの公知の重合法により重合することが例示される。なかでも、下記の一般式(1)または(2)で表されるメタロセン化合物を用いて重合すること望ましい。
メタロセン化合物(A)と反応してイオン対を形成する化合物(B−2)(以下、「イオン性化合物」と略称する場合がある。)としては、特開平1−501950号公報や特開2004−51676号公報などに記載されたルイス酸、イオン性化合物、ボラン化合物及びカルボラン化合物などを挙げることができる。さらに、ヘテロポリ化合物及びイソポリ化合物も挙げることができる。
本発明に係る1−ブテン・α‐オレフィンランダム共重合体(Y)を極性モノマーでグラフト変性する際に含まれてもよいプロピレン・α‐オレフィン共重合体(X)は、DSCで測定した融点範囲が50〜130℃、好ましくは65〜115℃の範囲にあるプロピレンとα‐オレフィンとの共重合体である。
本発明に係る変性1−ブテン系共重合体は、前記1−ブテン・α‐オレフィン共重合体(Y)を0.1〜15質量部、好ましくは0.5〜10質量部の極性モノマーでグラフト変性してなる変性1−ブテン系共重合体である。
−NR1R2−
(式中、R1は水素原子、メチル基またはエチル基であり、R2は、水素原子、炭素数1〜12,好ましくは炭素数1〜8のアルキル基、炭素数8〜12、好ましくは6〜9のシクロアルキル基である。なお、上記のアルキル基、シクロアルキル基は、さらに置換基を有しても良い。)
これらの極性モノマーは単独あるいは複数で使用することができる。
本発明に係る変性1−ブテン系共重合体および変性1−ブテン系共重合体組成物は、前記1−ブテン・α‐オレフィン共重合体(Y)または前記1−ブテン・α‐オレフィン共重合体(Y)と前記プロピレン・α‐オレフィン共重合体(X)を含む樹脂組成物に上記極性モノマーから選ばれる少なくとも1種の極性モノマーをグラフト共重合させる方法としては、種々の方法を挙げることができる。
本発明のコーティング剤は、前記変性1−ブテン系共重合体または変性1−ブテン系共重合体組成物を含んでなる。
[メルトフローレート(MFR)(g/10分)]
ASTMD1238に準拠し、2.16kg荷重下、190℃、230℃での値を測定した。
デカリン溶媒を用いて135℃で測定した。
〔13C−NMR〕
日本電子(株)製ECP500型核磁気共鳴装置を用い、溶媒としてo−ジクロロベンゼン/重ベンゼン(80/20容量%)混合溶媒,試料濃度55mg/0.6mL、測定温度120℃、観測核は13C(125MHz)、シーケンスはシングルパルスプロトンデカップリング、パルス幅は4.7μ秒(45°パルス)、繰り返し時間は5.5秒、積算回数は1万回以上、27.50ppmをケミカルシフトの基準値として測定した。
ペンタッドアイソタクティシティー(mmmm)は、mmmmで表されるペンタッドに帰属されるピークトップのケミカルシフトを27.5ppmとした場合、27.5ppmをピークトップとするピーク面積Sと、27.3ppmから26.3ppmの範囲に現れるピークの総面積S'を求め、以下の式にて算出した。(検出限界:0.01%とした。)
(mmmm)=S/(S+S')X100(%)
ここで、27.3ppmから26.3ppmの範囲に現れる主なピークは、mmmr(27.3ppm)、mmrr及びrmmr(27.2ppm)、mrrm(26.3ppm)に帰属されるピークである。
4,1−挿入に基づく位置不規則単位の割合、すなわち4,1−挿入物の含量は、13C−NMRスペクトルより、主鎖γγ(31.1ppm)と、主鎖αα(40.2ppm)と、主鎖αα'(39.6ppm)のピーク強度を用いて以下の式から算出することで求めた。
(4,1−挿入物含量)=[Iγγ/(Iαα+Iαα'+2xIγγ)]×100(%)
上記式中のIγγ、Iαα、Iαα'はそれぞれ、主鎖γγ(31.1ppm)と、主鎖αα(40.2ppm)と、主鎖αα'(39.6ppm)のピーク強度を示している。
重合体の融点(Tm)は、セイコーインスツルメンツ社製DSC220C装置で示差走査熱量計(DSC)により測定した。重合から得られた試料7〜12mgをアルミニウムパン中に密封し、室温から10℃/分の加熱温度で200℃まで昇温し、200℃で5分間保持した後、20℃/分の冷却速度で200℃から0℃まで冷却した。0℃で5分間保持した後、20℃/分の加熱速度で0℃から200℃まで昇温した際に、融解曲線を測定し、発現した融解ピークのうち、最も大きいピーク温度をTm−IIとした。
上記Tm−Iの測定時に観測された結晶融解熱量をΔHとした。
〔分子量分布〕(Mw/Mn)
液体クロマトグラフ:Waters製ALC/GPC150−Cplus型(示唆屈折計検出器一体型)カラム:東ソー株式会社製 GMH6−HT×2本及びGMH6−GMH6−HTL×2本を直列接続した。 移動相媒体:o−ジクロロベンゼン
流速:1.0ml/分
測定温度:140℃
検量線の作成方法:標準ポリスチレンサンプルを使用した
サンプル濃度:0.10%(w/w)
サンプル溶液量:500μl
の条件で測定し、得られたクロマトグラムを公知の方法によって解析することでMw/Mn値及びMz/Mw値を算出した。1サンプル当たりの測定時間は60分であった。
クロス分別クロマトグラフ法(CFC)による以下の条件で実施し、溶媒可溶性分を測定し、総溶出量とした。(検出限界0.1%とした)
装置:クロス分別クロマトグラフCFC2(Polymer ChAR社製)
検出器:赤外分光光度計IR4(Polymer ChAR社
GPCカラム:Shodex HT−806Mx3本(昭和電工社製)
GPCカラム温度:140℃
カラム構成:単分散ポリスチレン標準サンプル(東ソー社製)
溶離液:o−ジクロロベンゼン
流速:1.0ml/分
試料濃度:120mg/30ml
注入量 500μl
降温時間:160分(140℃〜−20℃、1℃/分)
溶出温度区分:45分画
以下の方法で作成した2mm厚のプレスシートを用い、ASTM D638に準拠し、試験片形状をASTM4号及び引張速度を50mm/minとし、(株)インテスコ社製万能試験機により1−ブテン・α‐オレフィン共重合体の引張弾性率(MPa)、引張破断強度(MPa)及び破断点伸び(%)を求めた。
以下の条件で作成した1−ブテン・α‐オレフィン共重合体のプレスシートを10日間室温で保管したものを試験に使用した。
プレス機:関西ロール株式会社製(型番:PEWE−70/50 35)
加熱時間:5min
加熱温度:190℃
加熱時圧力:10MPa
冷却速度:40℃/min以上(20℃に設定した別のプレス機で10MPaで4分間加圧し室温まで冷却)
〔1−ブテン・プロピレンランダム共重合体(BPR−1)〕
容積300リットルの連続重合器の一つの供給口に、n-ヘキサンを19.8リットル/hの割合で供給し、他の供給口よりジフェニルメチレン(2,7−ジ−tert−ブチルフルオレン−9−イル)(3−tert−ブチル−5−エチルシクロペンタジエン−1−イル)ジルコニウムジクロリド(主触媒1)と修飾メチルアルミノキサンとトリイソブチルアルミニウムの混合ヘキサン溶液(主触媒1のジルコニウム換算濃度0.5mmol/リットル、修飾メチルアルミノキサンのアルミニウム換算濃度125mmol/リットル、トリイソブチルアルミニウムを0.25リットル/hで連続的に供給した(合計ヘキサン20リットル/h)。同時に重合器の別の供給口より、1−ブテンを25.1kg/h、プロピレンを5.2kg/h、水素を14NL/hの割合で連続供給し、重合温度55℃、全圧0.7MPaG、滞留時間1.4時間の条件下で連続溶液重合を行った。重合器で生成した1−ブテン・プロピレンランダム共重合体のヘキサン溶液は、加温しヘキサンを除去した。その結果、1−ブテン・プロピレンランダム共重合体が7.5kg/hの生産スピードで得られた。1−ブテン・プロピレンランダム共重合体の重合Mileageは60kg/mmol-Zr、得られた1−ブテン・プロピレンランダム共重合体のMFR(190℃、2.16kgf)は3.8g/10min、プロピレン含量は26.0mol%であった。
〔1−ブテン・プロピレンランダム共重合体(BPR−2)〕
容積300リットルの連続重合器の一つの供給口に、n-ヘキサンを19.8リットル/hの割合で供給し、他の供給口よりジフェニルメチレン(2,7−ジ−tert−ブチルフルオレン−9−イル)(3−tert−ブチル−5−エチルシクロペンタジエン−1−イル)ジルコニウムジクロリド(主触媒1)と修飾メチルアルミノキサンとトリイソブチルアルミニウムの混合ヘキサン溶液(主触媒1のジルコニウム換算濃度0.5mmol/リットル、修飾メチルアルミノキサンのアルミニウム換算濃度125mmol/リットル、トリイソブチルアルミニウムのアルミニウム換算濃度100mmol/リットル)を0.23リットル/hで連続的に供給した(合計ヘキサン20リットル/h)。同時に重合器の別の供給口より、1−ブテンを25.1kg/h、プロピレンを2.2kg/h、水素を14.0NL/hの割合で連続供給し、重合温度50℃、全圧0.59MPaG、滞留時間1.6時間の条件下で連続溶液重合を行った。重合器で生成した1−ブテン・プロピレンランダム共重合体のヘキサン溶液は、加温しヘキサンを除去した。
〔1−ブテン・プロピレンランダム共重合体(BPR−3)〕
容積300リットルの連続重合器の一つの供給口に、n-ヘキサンを19.7リットル/hの割合で供給し、他の供給口よりジフェニルメチレン(2,7−ジ−tert−ブチルフルオレン−9−イル)(3−tert−ブチル−5−エチルシクロペンタジエン−1−イル)ジルコニウムジクロリド(主触媒1)と修飾メチルアルミノキサンとトリイソブチルアルミニウムの混合ヘキサン溶液(主触媒2のジルコニウム換算濃度0.5mmol/リットル、修飾メチルアルミノキサンのアルミニウム換算濃度125mmol/リットル、トリイソブチルアルミニウムのアルミニウム換算濃度100mmol/リットル)を0.26リットル/hで連続的に供給した(合計ヘキサン20リットル/h)。同時に重合器の別の供給口より、1−ブテンを25.1kg/h、プロピレンを5.0kg/h、水素を7.0NL/hの割合で連続供給し、重合温度50℃、全圧0.60MPaG、滞留時間1.4時間の条件下で連続溶液重合を行った。重合器で生成した1−ブテン・プロピレンランダム共重合体のヘキサン溶液は、加温しヘキサンを除去した。
〔1−ブテン・エチレンランダム共重合体(BER−1)〕
容積300リットルの連続重合器の一つの供給口に、n-ヘキサンを9.7リットル/hの割合で供給し、他の供給口よりイソプロピルデン(3−tert−ブチル−5−メチルシクロペンタジエニル−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド(主触媒2)と修飾メチルアルミノキサンとトリイソブチルアルミニウムの混合ヘキサン溶液(主触媒2)のジルコニウム換算濃度0.5mmol/リットル、修飾メチルアルミノキサンのアルミニウム換算濃度125mmol/リットル、トリイソブチルアルミニウムのアルミニウム換算濃度100mmol/リットル)を0.26リットル/hで連続的に供給した(合計ヘキサン10リットル/h)。同時に重合器の別の供給口より、1−ブテンを44.8kg/h、エチレンを0.16kg/h、水素を10NL/hの割合で連続供給し、重合温度65℃、全圧0.65MPaG、滞留時間l時間の条件下で連続溶液重合を行った。
その結果、1−ブテン・エチレンランダム共重合体が8.0kg/hの生産スピードで得られた。1−ブテン・エチレンランダム共重合体の重合Mileageは55kg/mmol−Zr、得られた1−ブテン・エチレンランダム共重合体のMFR(190℃,2.16kgf)は3.9g/10min、エチレン含量は2.5mol%であった。
〔1−ブテン・エチレンランダム共重合体(BER−2)〕
容積300リットルの連続重合器の一つの供給口に、n-ヘキサンを9.8リットル/hの割合で供給し、他の供給口よりイソプロピルデン(3−tert−ブチル−5−メチルシクロペンタジエニル−フルオレニル)ジルコニウムジクロリド(主触媒1)と修飾メチルアルミノキサンとトリイソブチルアルミニウムの混合ヘキサン溶液(主触媒1のジルコニウム換算濃度 0.5mmol/リットル、修飾メチルアルミノキサンのアルミニウム換算濃度125mmol/リットル、トリイソブチルアルミニウムのアルミニウム換算濃度100mmol/リットル)を0.2リットル/hで連続的に供給した(合計ヘキサン10リットル/h)。同時に重合器の別の供給口より、1−ブテンを44.9kg/h、エチレンを0.11kg/h、水素を3.0NL/hの割合で連続供給し、重合温度55℃、全圧0.65MPaG、滞留時間l時間の条件下で連続溶液重合を行った。重合器で生成した1−ブテン・エチレンランダム共重合体のヘキサン溶液は、加温しヘキサンを除去した。その結果、1−ブテン・エチレンランダム共重合体が8.0kg/hの生産スピードで得られた。1−ブテン・エチレン共重合体の重合Mileageは80kg/mmol−Zr、得られた1−ブテン・エチレンランダム共重合体のMFR(190℃,2.16kgf)は0.8g/10min、エチレン含量は1.5mol%であった。
これらの物性値を表1−1、表1−2に示す。
BPR−1:1−ブテン・プロピレンランダム共重合体:Tm−IIは検出されなかった。
BPR−2:1−ブテン・プロピレンランダム共重合体
BPR−3:1−ブテン・プロピレンランダム共重合体
BER−1:1−ブテン・エチレンランダコ共重合体
BPR−A:1−ブテン・プロピレンランダム共重合体
BER−A:1−ブテン・エチレンランダム共重合体
〈プロピレン・1−ブテンランダム共重合体(X−1)〉
WO2004/487775で公知の方法により、充分に窒素置換した2000mlの重合装置に、900mlの乾燥ヘキサン、1−ブテン60gとトリイソブチルアルミニウム(1.0mmol)を常温で仕込んだ後、重合装置内温を70℃に昇温し、プロピレンで0.7MPaに加圧した。次いで、ジメチルメチレン(3−tert−ブチル−5−メチルシクロペンタジエニル)フルオレニルジルコニウムジクロリド(主触媒2)0.002mmolとアルミニウム換算で0.6mmolのメチルアルミノキサン(東ソー・ファインケム(株)製)を接触させたトルエン溶液を重合器内に添加し、内温70℃、プロピレン圧0.7MPaを保ちながら30分間重合し、20mlのメタノールを添加し重合を停止した。脱圧後、2Lのメタノール中で重合溶液からポリマーを析出し、真空下130℃、12時間乾燥した。
1−ブテン・α‐オレフィン共重合体(Y)として、重合例1で得られたBPR−1を用い、BPR−1(110g)をトルエン350mlを攪拌機付きの1リットルのオートクレーブに入れ、充分な窒素置換をした後、攪拌しながら130℃/分で昇温し、完全に溶解させた。ついで、前記温度を保ったまま、無水マレイン酸8.8g(トルエン50mlに溶解)とジクミルパーオキサイド2.4g(トルエン40mlに溶解)をそれぞれ4時間かけて滴下した。滴下終了後、130℃のまま3時間攪拌し、後反応を行い変性BPR−1を得た。反応終了後、溶液を室温まで冷却し、溶液にアセトンを加えて変性BPR−1を析出した。繰り返しアセトンで洗浄した後、乾燥し、試料を得た。変性BPR−1の物性を表2に記した。
実施例1で用いたBPR−1に替えて、重合例1で得たBPR−1(88g)と前記プロピレン・1−ブテンランダム共重合体(X−1)(22g)を用いる以外は実施例1同様に行いコーティング剤を得た。結果を表2に示す。
実施例1で用いたBPR−1に替えて、重合例1で得たBPR−1(55g)と前記プロピレン・1−ブテンランダム共重合体(X−1)(55g)を用いる以外は実施例1同様に行いコーティング剤を得た。結果を表2に示す。
1−ブテン・α‐オレフィン共重合体(Y)として、実施例1で用いたBPR−1に替えて、重合例2で得たBPR−2を用い、BPR−2(110g)を使用する以外は実施例1同様に行いコーティング剤を得た。結果を表2に示す。
1−ブテン・α‐オレフィン共重合体(Y)として、実施例1で用いたBPR−1に替えて、重合例3で得たBPR−3を用い、BPR−3(110g)を使用する以外は実施例1同様に行いコーティング剤を得た。結果を表2に示す。
1−ブテン・α‐オレフィン共重合体(Y)として、実施例1で用いたBPR−1に替えて、重合例4で得たBER−1を用い、BER−1(110g)を使用する以外は実施例1同様に行いコーティング剤を得た。結果を表2に示す。
1−ブテン・α‐オレフィン共重合体(Y)として、実施例1で用いたBPR−1に替えて、重合例5で得たBER−2を用い、BER−2(110g)を使用する以外は実施例1同様に行いコーティング剤を得た。結果を表2に示す。
1−ブテン・α‐オレフィン共重合体として、実施例1で用いたBPR−1に替えて、BPR−Aを用い、BPR−A(110g)を使用する以外は実施例1同様に行いコーティング剤を得た。結果を表2に示す。
1−ブテン・α‐オレフィン共重合体として、実施例1で用いたBPR−1に替えて、BER−Aを用い、BER−A(110g)を使用する以外は実施例1同様に行いコーティング剤を得た。結果を表2に示す。
実施例1で得られたメチルシクロヘキサン溶液のコーティング剤を、イソプロピルアルコールで表面を拭いたポリプロピレン製(プライムポリマー株式会社製、製品名:X708)の角板に、コーティング剤の乾燥後の膜厚が約10μmとなるように塗布した後、80℃のオーブンに入れて30分間焼付処理した。得られた塗膜を、JIS K−5400に記載されている碁盤目剥離試験の方法に準じ、碁盤目を付けた試験片を作製し、粘着性セロハンテープ(セロテープ(登録商標)、ニチバン(株)製)を碁盤目上に貼り付けた後、速やかに90°方向に引張って剥離させ、碁盤目100個の中、剥離しなかった碁盤目数にて、剥離性能を評価した。
実施例8で用いたコーティング剤に替えて、実施例2で得られたコーティング剤を用いる以外は、実施例8と同様に行い剥離性能を評価した。結果を表3に示す。
実施例8で用いたコーティング剤に替えて、実施例3で得られたコーティング剤を用いる以外は、実施例8と同様に行い剥離性能を評価した。結果を表3に示す。
実施例8で用いたコーティング剤に替えて、実施例5で得られたコーティング剤を用いる以外は、実施例8と同様に行い剥離性能を評価した。結果を表3に示す。
実施例8で用いたコーティング剤に替えて、比較例1で得られたコーティング剤を用いる以外は、実施例8と同様に行い剥離性能を評価した。結果を表3に示す。
実施例8で用いたコーティング剤に替えて、比較例2で得られたコーティング剤を用いる以外は、実施例8と同様に行い剥離性能を評価した。結果を表3に示す。
Claims (4)
- (i)GPCで求められる重量平均分子量Mw,数平均分子量Mnの比(Mw/Mn)が1.0〜3.5の範囲、および(ii)結晶融解熱量が20〜70J/gの範囲にある1−ブテン・α‐オレフィン共重合体(Y)100質量部を、0.1〜15質量部の極性モノマーでグラフト変性してなる変性1−ブテン系共重合体を含んでなるコーティング剤。
- 1−ブテン・α‐オレフィン共重合体(Y)が、(iii)13C−NMRから求められる立体規則性の指標であるアイソタクティシティmmmmが80%以上である請求項1記載のコーティング剤。
- 請求項1に記載の1−ブテン・α‐オレフィン共重合体(Y):10〜90質量%に対し、示差走査熱量計(DSC)測定により求めた融点(Tm-I)が50℃〜130℃の範囲であるプロピレン・α‐オレフィン共重合体(X)を90〜10重量%含む樹脂組成物〔但し、(Y)+(X)=100質量%とする。)100質量部を、0.1〜15質量部の極性モノマーでグラフト変性してなる変性1−ブテン系共重合体組成物を含んでなるコーティング剤。
- プロピレン・α‐オレフィン共重合体(X)が、1−ブテンの含有量が5〜50モル%のプロピレン・α‐オレフィン共重合体である請求項3記載のコーティング剤。
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