JP2019210359A - Modified polyolefin-based resin and its production method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、変性ポリオレフィン系樹脂及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a modified polyolefin resin and a method for producing the same.
特許文献1には、ポリオレフィン樹脂(A)40〜99重量部と、不飽和カルボン酸誘導体を0.1〜50質量%含有するエチレン系化合物−不飽和カルボン酸共重合体(B)1〜60重量部とからなる混合樹脂が、不飽和カルボン酸誘導体及び/又はその無水物(C)でグラフト変性された、重量平均分子量が20,000〜150,000かつ(C)のグラフト重量が0.1〜20質量%である変性ポリオレフィン樹脂組成物が記載されている。 Patent Document 1 discloses an ethylene compound-unsaturated carboxylic acid copolymer (B) 1 to 60 containing 40 to 99 parts by weight of a polyolefin resin (A) and 0.1 to 50% by mass of an unsaturated carboxylic acid derivative. A mixed resin consisting of parts by weight is graft-modified with an unsaturated carboxylic acid derivative and / or its anhydride (C), and has a weight average molecular weight of 20,000 to 150,000 and a graft weight of (C) of 0.00. The modified polyolefin resin composition which is 1-20 mass% is described.
特許文献1の変性ポリオレフィン樹脂組成物を用いて被膜形成用組成物を調製し、塗装機によって、上記被膜形成用組成物の被膜を形成することがある。この場合、塗装機の使用後には、塗装機内に、上記被膜形成用組成物と、成膜した状態の変性ポリオレフィン樹脂組成物とが残っており、これらを洗浄する必要がある。しかしながら、水を含む洗浄溶剤で洗浄する際には、洗浄性に改善の余地がある。 A film-forming composition may be prepared using the modified polyolefin resin composition of Patent Document 1, and a film of the film-forming composition may be formed by a coating machine. In this case, after the coating machine is used, the coating film-forming composition and the modified polyolefin resin composition in a film-formed state remain in the coating machine, and it is necessary to wash them. However, when cleaning with a cleaning solvent containing water, there is room for improvement in cleaning properties.
そこで、本発明は、水を含む洗浄溶剤で塗装機内を洗浄する際の洗浄性を向上できる変性ポリオレフィン系樹脂を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the modified polyolefin resin which can improve the washability at the time of washing | cleaning the inside of a coating machine with the washing | cleaning solvent containing water.
本発明者らは、鋭意検討した結果、ポリオレフィン系樹脂を、特定の変性成分により変性してなる変性ポリオレフィン系樹脂により、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成した。 As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above-mentioned problems can be solved by a modified polyolefin resin obtained by modifying a polyolefin resin with a specific modifying component, and completed the present invention.
すなわち、本発明は以下を提供する。
[1] ポリオレフィン樹脂(I)を、α,β−不飽和カルボン酸又はその誘導体(II)と、一級又は二級のアミノ基を有するアミノアルコール(III)とにより変性してなる変性ポリオレフィン系樹脂であって、
赤外分光スペクトル測定において観察されるアミド結合由来のピーク高さをAとし、メチレン結合由来のピーク高さをBとしたときに、ピーク高さ比A/B×100が2.0%以上である、変性ポリオレフィン系樹脂。
[2] 上記ポリオレフィン樹脂(I)が、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、プロピレン−1−ブテン共重合体、及びエチレン−プロピレン−1−ブテン共重合体からなる群より選ばれる少なくとも1種である、[1]に記載の変性ポリオレフィン系樹脂。
[3] 上記α,β−不飽和カルボン酸又はその誘導体(II)が、無水マレイン酸、無水イタコン酸、及びマレイン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種である、[1]又は[2]に記載の変性ポリオレフィン系樹脂。
[4] 変性ポリオレフィン系樹脂は、ポリスチレン標準によるゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって測定した重量平均分子量が、10,000〜200,000である、[1]〜[3]のいずれか1つに記載の変性ポリオレフィン系樹脂。
[5] [1]〜[4]のいずれか1つに記載の変性ポリオレフィン樹脂を含むプライマー。
[6] [1]〜[4]のいずれか1つに記載の変性ポリオレフィン樹脂を含む塗料。
[7] [1]〜[4]のいずれか1つに記載の変性ポリオレフィン樹脂を含むインキ。
[8] [1]〜[4]のいずれか1つに記載の変性ポリオレフィン樹脂を含む接着剤。
[9] 赤外分光スペクトル測定において観察されるアミド結合由来のピーク高さをAとし、メチレン結合由来のピーク高さをBとしたときに、ピーク高さ比A/B×100が2.0%以上である、変性ポリオレフィン系樹脂の製造方法であって、
ポリオレフィン樹脂(I)を、α,β−不飽和カルボン酸又はその誘導体(II)と、一級又は二級のアミノ基を有するアミノアルコール(III)とにより変性して変性ポリオレフィン系樹脂を得る工程を含む、変性ポリオレフィン系樹脂の製造方法。
That is, the present invention provides the following.
[1] A modified polyolefin resin obtained by modifying a polyolefin resin (I) with an α, β-unsaturated carboxylic acid or derivative thereof (II) and an amino alcohol (III) having a primary or secondary amino group. Because
The peak height ratio A / B × 100 is 2.0% or more, where A is the peak height derived from the amide bond and B is the peak height derived from the methylene bond observed in the infrared spectrum measurement. A modified polyolefin resin.
[2] The polyolefin resin (I) is at least one selected from the group consisting of polypropylene, ethylene-propylene copolymer, propylene-1-butene copolymer, and ethylene-propylene-1-butene copolymer. The modified polyolefin resin according to [1].
[3] The α, β-unsaturated carboxylic acid or derivative (II) thereof is at least one selected from the group consisting of maleic anhydride, itaconic anhydride, and maleic acid, [1] or [2] The modified polyolefin resin described in 1.
[4] The modified polyolefin resin has any one of [1] to [3], which has a weight average molecular weight of 10,000 to 200,000 as measured by gel permeation chromatography (GPC) according to polystyrene standards. The modified polyolefin resin described in 1.
[5] A primer comprising the modified polyolefin resin according to any one of [1] to [4].
[6] A paint containing the modified polyolefin resin according to any one of [1] to [4].
[7] An ink comprising the modified polyolefin resin according to any one of [1] to [4].
[8] An adhesive comprising the modified polyolefin resin according to any one of [1] to [4].
[9] When the peak height derived from the amide bond observed in the infrared spectroscopic spectrum measurement is A and the peak height derived from the methylene bond is B, the peak height ratio A / B × 100 is 2.0. % Is a method for producing a modified polyolefin resin,
Modifying the polyolefin resin (I) with an α, β-unsaturated carboxylic acid or derivative thereof (II) and an amino alcohol (III) having a primary or secondary amino group to obtain a modified polyolefin resin; A method for producing a modified polyolefin resin.
本発明の変性ポリオレフィン系樹脂によれば、水を含む洗浄溶剤で塗装機内を洗浄する際の洗浄性を向上できる。 According to the modified polyolefin resin of the present invention, it is possible to improve the cleaning performance when cleaning the interior of the coating machine with a cleaning solvent containing water.
<変性ポリオレフィン系樹脂>
本発明の変性ポリオレフィン系樹脂は、ポリオレフィン樹脂(I)を、α,β−不飽和カルボン酸又はその誘導体(II)と、一級又は二級のアミノ基を有するアミノアルコール(III)とにより変性してなる。本明細書において、α,β−不飽和カルボン酸又はその誘導体(II)及び一級又は二級のアミノ基を有するアミノアルコール(III)を、それぞれ成分(II)及び成分(III)ともいう。
<Modified polyolefin resin>
The modified polyolefin resin of the present invention is obtained by modifying a polyolefin resin (I) with an α, β-unsaturated carboxylic acid or derivative thereof (II) and an amino alcohol (III) having a primary or secondary amino group. It becomes. In the present specification, the α, β-unsaturated carboxylic acid or derivative thereof (II) and amino alcohol (III) having a primary or secondary amino group are also referred to as component (II) and component (III), respectively.
具体的には、本発明の変性ポリオレフィン系樹脂では、成分(II)が、ポリオレフィン樹脂(I)にグラフト重合している。さらに、成分(II)のグラフト重合箇所で、成分(II)に由来するカルボニル基と、成分(III)に由来する窒素原子とが結合したアミド結合を生成していると考えられる。従って、本発明の変性ポリオレフィン系樹脂では、ポリオレフィン樹脂(I)に、成分(II)のグラフト重合箇所を介して、成分(III)に由来する水酸基が導入されていると考えられる。 Specifically, in the modified polyolefin resin of the present invention, component (II) is graft-polymerized to polyolefin resin (I). Furthermore, it is considered that an amide bond in which a carbonyl group derived from component (II) and a nitrogen atom derived from component (III) are bonded to each other at the graft polymerization site of component (II). Therefore, in the modified polyolefin resin of the present invention, it is considered that the hydroxyl group derived from the component (III) is introduced into the polyolefin resin (I) via the graft polymerization site of the component (II).
また、本発明の変性ポリオレフィン系樹脂において、成分(III)に由来する水酸基が導入されていることは、赤外分光スペクトル測定からも確認できる。すなわち、本発明の変性ポリオレフィン系樹脂の赤外分光スペクトルにおいて、アミド結合由来のピークが観察される。ここで、アミド結合由来のピークは、波数1610〜1680cm-1に現れるピークであり、C=O伸縮振動に帰属される。 Moreover, it can also confirm from the infrared spectroscopy measurement that the hydroxyl group derived from component (III) is introduce | transduced in the modified polyolefin resin of this invention. That is, an amide bond-derived peak is observed in the infrared spectrum of the modified polyolefin resin of the present invention. Here, the peak derived from the amide bond is a peak appearing at wave numbers 1610 to 1680 cm −1 , and is attributed to C═O stretching vibration.
また、本発明の変性ポリオレフィン系樹脂の赤外分光スペクトルにおいて、ポリオレフィン樹脂(I)骨格のメチレン結合由来のピークも観察される。ここで、メチレン結合に由来するピークは、波数1420〜1500cm-1に現れるピークであり、C−H変角振動に帰属される。上記赤外分光スペクトルにおいて、アミド結合由来のピーク高さをAとし、メチレン結合由来のピーク高さをBとしたとき、ピーク高さ比A/B×100から、ポリオレフィン樹脂(I)に対する成分(III)の付加量を評価することができる。 In the infrared spectrum of the modified polyolefin resin of the present invention, a peak derived from the methylene bond of the polyolefin resin (I) skeleton is also observed. Here, the peak derived from the methylene bond is a peak appearing at wave numbers 1420 to 1500 cm −1 and is attributed to C—H bending vibration. In the infrared spectroscopic spectrum, when the peak height derived from the amide bond is A and the peak height derived from the methylene bond is B, from the peak height ratio A / B × 100, the component ( The added amount of III) can be evaluated.
すなわち、上記赤外分光スペクトルにおいて、アミド結合由来のピーク高さをAとし、メチレン結合由来のピーク高さをBとしたときに、ピーク高さ比A/B×100の下限は2.0%以上であり、好ましくは3.0%以上であり、より好ましくは5.0%以上である。ピーク高さ比A/B×100が上記範囲にあると、本発明の変性ポリオレフィン系樹脂は、好ましい量で水酸基が導入されているといえる。 That is, in the infrared spectrum, when the peak height derived from the amide bond is A and the peak height derived from the methylene bond is B, the lower limit of the peak height ratio A / B × 100 is 2.0%. Or more, preferably 3.0% or more, and more preferably 5.0% or more. When the peak height ratio A / B × 100 is in the above range, it can be said that the modified polyolefin resin of the present invention has hydroxyl groups introduced in a preferred amount.
ところで、本発明の変性ポリオレフィン系樹脂を含む被膜形成用組成物を調製し、塗装機によって、この被膜形成用組成物の被膜を形成することがある。この場合、塗装機の使用後には、塗装機内に、上記被膜形成用組成物と、成膜した状態の変性ポリオレフィン樹脂とが残っており、これらを洗浄する必要がある。本発明の変性ポリオレフィン系樹脂は、好ましい量で水酸基が導入されているため、水を含む洗浄溶剤で塗装機内を洗浄する際の洗浄性に優れる。これは、成膜した状態の変性ポリオレフィン樹脂であっても、被膜表面に水酸基が存在していることから、水を含む洗浄溶剤との親和性が確保されるためと推測される。 By the way, the film forming composition containing the modified polyolefin resin of the present invention may be prepared, and the film of the film forming composition may be formed by a coating machine. In this case, after the use of the coating machine, the film forming composition and the modified polyolefin resin in a film-formed state remain in the coating machine, and these need to be washed. Since the modified polyolefin resin of the present invention has hydroxyl groups introduced in a preferred amount, it is excellent in cleanability when the inside of the coating machine is cleaned with a cleaning solvent containing water. This is presumed to be due to the fact that even a modified polyolefin resin in a film-formed state has a hydroxyl group on the surface of the coating, so that affinity with a cleaning solvent containing water is ensured.
また、本発明の変性ポリオレフィン系樹脂を含む被膜形成用組成物をプライマーとして用い、上記プライマーから得られた被膜の上に、上塗り塗料により、上塗り層を設けることがある。上塗り塗料としては、ウレタン樹脂系塗料が好適に用いられる。このウレタン樹脂系塗料は、通常複数の水酸基を有するポリオール等の主剤成分とイソシアネート等の硬化剤成分とを含む。これらは焼付け工程で加熱されると架橋反応を起こし、ウレタン結合を形成する。本発明の変性ポリオレフィン系樹脂は、好ましい量で水酸基が導入されているため、この水酸基が被膜界面で、上塗り塗料中の上記硬化剤成分と架橋反応を起こす可能性がある。これにより、上塗り層の付着性及び耐水付着性が向上し得る。あるいは、架橋反応を起こさないとしても、極性基である水酸基により、極性物質であるウレタン塗料との親和性が向上し、上塗り層の付着性及び耐水付着性が向上し得る。このように、本発明の変性ポリオレフィン系樹脂をプライマーに用いると、上塗り層の塗膜性能を向上し得る。 Moreover, using the composition for film formation containing the modified polyolefin resin of the present invention as a primer, an overcoat layer may be provided on the film obtained from the primer by an overcoat paint. As the top coating material, a urethane resin-based coating material is preferably used. This urethane resin-based coating usually includes a main component such as a polyol having a plurality of hydroxyl groups and a curing agent component such as isocyanate. When these are heated in the baking process, they undergo a crosslinking reaction to form urethane bonds. Since the modified polyolefin-based resin of the present invention has a hydroxyl group introduced in a preferable amount, this hydroxyl group may cause a crosslinking reaction with the above-mentioned curing agent component in the top coat at the coating interface. Thereby, the adhesiveness of a top coat layer and water-resistant adhesiveness can improve. Or even if it does not raise | generate a crosslinking reaction, the affinity with the urethane coating which is a polar substance improves by the hydroxyl group which is a polar group, and the adhesiveness of a topcoat layer and water-resistant adhesiveness can improve. Thus, when the modified polyolefin resin of the present invention is used as a primer, the coating performance of the topcoat layer can be improved.
上記赤外分光スペクトルにおいて、ピーク高さ比A/B×100の上限は、好ましくは15%以下であり、より好ましくは10%以下である。ピーク高さ比A/B×100が上記範囲にあると、本発明の変性ポリオレフィン系樹脂に、より好ましい量で水酸基が導入されているといえる。ピーク高さ比A/B×100が上記範囲を超えると、水酸基の付加により変性ポリオレフィン系樹脂の極性が高くなりすぎてしまい、ポリオレフィン基材等の非極性樹脂基材への付着性が十分でなくなる可能性があるため、基材と上塗り層の双方への付着性のバランスを考慮すると、上記範囲にあることが好ましい。 In the infrared spectroscopic spectrum, the upper limit of the peak height ratio A / B × 100 is preferably 15% or less, and more preferably 10% or less. When the peak height ratio A / B × 100 is in the above range, it can be said that hydroxyl groups are introduced in a more preferable amount into the modified polyolefin resin of the present invention. If the peak height ratio A / B × 100 exceeds the above range, the polarity of the modified polyolefin resin becomes too high due to the addition of hydroxyl groups, and the adhesion to nonpolar resin substrates such as polyolefin substrates is sufficient. Since there is a possibility of disappearing, it is preferable to be within the above range in consideration of the balance of adhesion to both the base material and the topcoat layer.
本発明の変性ポリオレフィン系樹脂は、ポリスチレン標準によるゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって測定した重量平均分子量が、10,000〜200,000であることが好ましく、30,000〜150,000であることがより好ましい。 The modified polyolefin resin of the present invention preferably has a weight average molecular weight of 10,000 to 200,000, preferably 30,000 to 150,000, as measured by gel permeation chromatography (GPC) using polystyrene standards. It is more preferable.
〔ポリオレフィン樹脂(I)〕
本発明に用いるポリオレフィン樹脂(I)は、特に限定されず、1種のオレフィンの単独重合体であっても、2種以上のオレフィンの共重合体であってもよい。また、上記共重合体は、ランダム共重合体であっても、ブロック共重合体であってもよい。上記オレフィンとしては、α−オレフィンが好適に用いられる。上記α−オレフィンとしては、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテンが挙げられる。
[Polyolefin resin (I)]
The polyolefin resin (I) used in the present invention is not particularly limited and may be a homopolymer of one olefin or a copolymer of two or more olefins. The copolymer may be a random copolymer or a block copolymer. As the olefin, an α-olefin is preferably used. Examples of the α-olefin include ethylene, propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, and 1-octene.
ポリオレフィン樹脂(I)としては、ポリプロピレン基材等の非極性樹脂基材への十分な付着性を発現させるという観点から、ポリプロピレン(プロピレン単独重合体)、エチレン−プロピレン共重合体、プロピレン−1−ブテン共重合体、エチレン−プロピレン−1−ブテン共重合体がより好適に用いられる。 As the polyolefin resin (I), polypropylene (propylene homopolymer), ethylene-propylene copolymer, propylene-1-, from the viewpoint of developing sufficient adhesion to a nonpolar resin substrate such as a polypropylene substrate. A butene copolymer and an ethylene-propylene-1-butene copolymer are more preferably used.
なお、本明細書において、ポリプロピレンとは、基本単位がプロピレン由来の構成単位である重合体を表す。エチレン−プロピレン共重合体とは、基本単位がエチレン及びプロピレン由来の構成単位である共重合体を表す。プロピレン−ブテン共重合体とは、基本単位がプロピレン及びブテン由来の構成単位である共重合体を表す。これらの重合体は、上記基本単位以外の他のオレフィン由来の構成単位を少量含有していてもよい。この含有量は、樹脂本来の性能を著しく損なわない量であればよい。このような他のオレフィン由来の構成単位は、例えば、変性ポリオレフィン系樹脂の製造までの工程で混入することがある。 In addition, in this specification, a polypropylene represents the polymer whose basic unit is a structural unit derived from propylene. An ethylene-propylene copolymer represents a copolymer whose basic unit is a structural unit derived from ethylene and propylene. The propylene-butene copolymer represents a copolymer whose basic unit is a structural unit derived from propylene and butene. These polymers may contain a small amount of structural units derived from olefins other than the above basic units. This content may be an amount that does not significantly impair the original performance of the resin. Such structural units derived from other olefins may be mixed in, for example, the process up to the production of the modified polyolefin resin.
ポリオレフィン樹脂(I)は、構成単位100モル%中、プロピレン由来の構成単位を60モル%以上含むことが好ましい。プロピレン由来の構成単位を上記範囲で含むと、プロピレン樹脂等の非極性樹脂成型品に対する接着性を保持できる。 The polyolefin resin (I) preferably contains 60 mol% or more of propylene-derived structural units in 100 mol% of the structural units. When the structural unit derived from propylene is included in the above range, the adhesiveness to a nonpolar resin molded product such as propylene resin can be maintained.
ポリオレフィン樹脂(I)は、好ましくは重合触媒としてメタロセン触媒を用いて得られる。 The polyolefin resin (I) is preferably obtained using a metallocene catalyst as a polymerization catalyst.
メタロセン触媒としては、公知のものが使用できる。メタロセン触媒は、好ましくは、以下に述べる成分(1)及び(2)と、さらに必要に応じて(3)とを組み合わせて得られる。
・成分(1);共役五員環配位子を少なくとも一個有する周期律表4〜6族の遷移金属化合物であるメタロセン錯体;
・成分(2);イオン交換性層状ケイ酸塩;
・成分(3);有機アルミニウム化合物。
A well-known thing can be used as a metallocene catalyst. The metallocene catalyst is preferably obtained by combining the components (1) and (2) described below and (3) if necessary.
Component (1); a metallocene complex which is a transition metal compound of Groups 4 to 6 of the periodic table having at least one conjugated five-membered ring ligand;
-Component (2); ion-exchangeable layered silicate;
Component (3): an organoaluminum compound.
メタロセン触媒を用いて得られるポリオレフィン樹脂(I)は、分子量分布が狭い。また、ポリオレフィン樹脂(I)が共重合体の場合は、ランダム共重合性に優れ組成分布が狭く、さらに、共重合し得るコモノマーの範囲が広い。これらの特徴を有するポリオレフィン樹脂(I)は、本発明に好適に用いられる。 Polyolefin resin (I) obtained using a metallocene catalyst has a narrow molecular weight distribution. Moreover, when polyolefin resin (I) is a copolymer, it is excellent in random copolymerizability, has a narrow composition distribution, and further has a wide range of comonomers that can be copolymerized. The polyolefin resin (I) having these characteristics is preferably used in the present invention.
エチレン−プロピレン共重合体及びプロピレン−ブテン共重合体がランダム共重合体である場合は、構成単位100モル%中、エチレン由来の構成単位又はブテン由来の構成単位を5〜50モル%の量で含み、プロピレン由来の構成単位を50〜95モル%の量で含むことが好ましい。 When the ethylene-propylene copolymer and the propylene-butene copolymer are random copolymers, the structural unit derived from ethylene or the structural unit derived from butene in an amount of 5 to 50 mol% in 100 mol% of the structural unit. Including propylene-derived structural units in an amount of 50 to 95 mol%.
ポリオレフィン樹脂(I)の分子量は、特に限定されない。しかしながら、上述のように、変性ポリオレフィン樹脂の重量平均分子量は、好ましくは10,000〜200,000であり、より好ましくは30,000〜150,000である。このため、ポリオレフィン樹脂(I)の重量平均分子量が200,000以上である場合は、得られる変性ポリオレフィン樹脂の重量平均分子量が上記範囲となるように、調整することが好ましい。具体的には、熱やラジカルの存在下で減成して、分子量を適当な範囲、例えば200,000以下となるように調整する。なお、本明細書において、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC、標準物質:ポリスチレン)によって測定した値である。 The molecular weight of the polyolefin resin (I) is not particularly limited. However, as described above, the weight average molecular weight of the modified polyolefin resin is preferably 10,000 to 200,000, more preferably 30,000 to 150,000. For this reason, when the weight average molecular weight of polyolefin resin (I) is 200,000 or more, it is preferable to adjust so that the weight average molecular weight of the modified polyolefin resin obtained may become the said range. Specifically, it is degraded in the presence of heat or radicals, and the molecular weight is adjusted to an appropriate range, for example, 200,000 or less. In the present specification, the weight average molecular weight is a value measured by gel permeation chromatography (GPC, standard substance: polystyrene).
ポリオレフィン樹脂(I)は、1種単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。2種以上を組み合わせて用いるときは、その割合は特に限定されない。 Polyolefin resin (I) may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more type. When two or more types are used in combination, the ratio is not particularly limited.
〔α,β−不飽和カルボン酸又はその誘導体(II)(成分(II))〕
成分(II)のうち、α,β−不飽和カルボン酸としては、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、メサコン酸、シトラコン酸、アコニット酸、ナジック酸が挙げられる。これらのうちで、不飽和ジカルボン酸が好ましい。また、成分(II)のうち、α,β−不飽和カルボン酸の誘導体としては、前記α,β−不飽和カルボン酸の酸無水物、及びフマル酸モノメチル、フマル酸モノエチル、フマル酸モノプロピル、フマル酸モノブチル、フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジプロピル、フマル酸ジブチル、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸モノプロピル、マレイン酸モノブチル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジプロピル、マレイン酸ジブチル、マレイミド、N−フェニルマレイミド等が挙げられる。これらのうちで、酸無水物が好ましい。
[Α, β-unsaturated carboxylic acid or derivative (II) (component (II))]
Among the components (II), examples of the α, β-unsaturated carboxylic acid include fumaric acid, maleic acid, itaconic acid, mesaconic acid, citraconic acid, aconitic acid, and nadic acid. Of these, unsaturated dicarboxylic acids are preferred. In addition, among the components (II), α, β-unsaturated carboxylic acid derivatives include acid anhydrides of the α, β-unsaturated carboxylic acid, monomethyl fumarate, monoethyl fumarate, monopropyl fumarate, Monobutyl fumarate, dimethyl fumarate, diethyl fumarate, dipropyl fumarate, dibutyl fumarate, monomethyl maleate, monoethyl maleate, monopropyl maleate, monobutyl maleate, dimethyl maleate, diethyl maleate, dipropyl maleate, malein Examples include dibutyl acid, maleimide, and N-phenylmaleimide. Of these, acid anhydrides are preferred.
成分(II)としては、変性ポリオレフィン系樹脂に好ましい量で水酸基を導入する観点から、すなわち、上記洗浄性を向上する観点から、無水マレイン酸、無水イタコン酸、マレイン酸がより好適に用いられ、無水マレイン酸がさらに好適に用いられる。 As the component (II), maleic anhydride, itaconic anhydride, and maleic acid are more preferably used from the viewpoint of introducing a hydroxyl group in a preferred amount into the modified polyolefin resin, that is, from the viewpoint of improving the detergency. Maleic anhydride is more preferably used.
成分(II)は、α,β−不飽和カルボン酸及びその誘導体からなる群より選ばれる少なくとも1種である。成分(II)は、α,β−不飽和カルボン酸を1種単独で用いてもよく、上記誘導体を1種単独で用いてもよい。また、α,β−不飽和カルボン酸を2種以上組み合わせて用いてもよく、上記誘導体を2種以上組み合わせて用いてもよい。さらに、α,β−不飽和カルボン酸1種以上とその誘導体1種以上とを組み合わせて用いてもよい。2種以上を組み合わせて用いるときは、その割合は特に限定されない。 Component (II) is at least one selected from the group consisting of α, β-unsaturated carboxylic acids and derivatives thereof. As the component (II), an α, β-unsaturated carboxylic acid may be used alone, or the above derivatives may be used alone. Two or more α, β-unsaturated carboxylic acids may be used in combination, or two or more of the above derivatives may be used in combination. Further, one or more α, β-unsaturated carboxylic acids and one or more derivatives thereof may be used in combination. When two or more types are used in combination, the ratio is not particularly limited.
〔アミノアルコール(III)(成分(III))〕
成分(III)は、水酸基とともに、一級又は二級のアミノ基を有する。成分(III)は、一級のアミノ基を有することが好ましい。
[Amino alcohol (III) (component (III))]
Component (III) has a primary or secondary amino group together with a hydroxyl group. Component (III) preferably has a primary amino group.
成分(III)としては、2−アミノエタノール、3−アミノ−1−プロパノール、4−アミノ−1−ブタノール、5−アミノ−1−ペンタノール、2−アミノ−1−ブタノール、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、2−アミノ−2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−メチルアミノ−2−メチル−1−プロパノール、N−アミノエチルエタノールアミン、2−(2−アミノエトキシ)エタノールが挙げられる。これらのうちで、2−アミノエタノール、2−(2−アミノエトキシ)エタノール、3−アミノ−プロパノール、4−アミノ−1−ブタノール、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノールが好適に用いられる。 As component (III), 2-aminoethanol, 3-amino-1-propanol, 4-amino-1-butanol, 5-amino-1-pentanol, 2-amino-1-butanol, 2-amino-2 -Methyl-1-propanol, 2-amino-2-methyl-1,3-propanediol, 2-methylamino-2-methyl-1-propanol, N-aminoethylethanolamine, 2- (2-aminoethoxy) Ethanol is mentioned. Of these, 2-aminoethanol, 2- (2-aminoethoxy) ethanol, 3-amino-propanol, 4-amino-1-butanol, and 2-amino-2-methyl-1-propanol are preferably used. .
成分(III)は、1種単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。2種以上を組み合わせて用いるときは、その割合は特に限定されない。 Component (III) may be used alone or in combination of two or more. When two or more types are used in combination, the ratio is not particularly limited.
〔変性ポリオレフィン系樹脂の製造方法〕
上記変性ポリオレフィン系樹脂の製造方法は、ポリオレフィン樹脂(I)を、α,β−不飽和カルボン酸又はその誘導体(II)と、一級又は二級のアミノ基を有するアミノアルコール(III)とにより変性して変性ポリオレフィン系樹脂を得る工程を含む。
[Method for producing modified polyolefin resin]
In the method for producing the modified polyolefin resin, the polyolefin resin (I) is modified with α, β-unsaturated carboxylic acid or a derivative thereof (II) and an amino alcohol (III) having a primary or secondary amino group. And a step of obtaining a modified polyolefin resin.
上記変性ポリオレフィン系樹脂の製造方法は、上記変性ポリオレフィン系樹脂が製造できる限り、特に限定されない。しかしながら、上記工程は、具体的には、ポリオレフィン樹脂(I)を、成分(II)で変性して、酸変性ポリオレフィン樹脂を得る工程(A)と、得られた酸変性ポリオレフィン樹脂を成分(III)で変性して、変性ポリオレフィン系樹脂を得る工程(B)とから構成されていてもよい。このような製造方法について、以下に詳しく説明する。 The method for producing the modified polyolefin resin is not particularly limited as long as the modified polyolefin resin can be produced. However, the above-described steps are specifically the step (A) in which the polyolefin resin (I) is modified with the component (II) to obtain an acid-modified polyolefin resin, and the resulting acid-modified polyolefin resin is converted into the component (III). ) To obtain a modified polyolefin-based resin (B). Such a manufacturing method will be described in detail below.
酸変性ポリオレフィン樹脂を得る工程(A)では、成分(II)がポリオレフィン樹脂(I)に導入されればよく、成分(II)がポリオレフィン樹脂(I)にグラフト重合により導入されることが好ましい。グラフト重合反応の際には、ラジカル発生剤を用いてもよい。酸変性ポリオレフィン樹脂を得る工程(A)としては、例えば、トルエン等の溶剤に成分(II)を加熱溶解し、ラジカル発生剤を添加する溶液法;バンバリーミキサー、ニーダー、押出機等の機器に、成分(II)及びラジカル発生剤を添加し混練する溶融混練法等が挙げられる。ここで、2種以上の成分(II)を用いる場合、これらは一括添加しても、逐次添加してもよい。逐次添加の場合、いずれの成分(II)を先にグラフト重合させるかの順序は、特に限定されない。また、2種以上の成分(II)を用いる場合、その割合は特に限定されない。 In the step (A) for obtaining the acid-modified polyolefin resin, the component (II) may be introduced into the polyolefin resin (I), and the component (II) is preferably introduced into the polyolefin resin (I) by graft polymerization. In the graft polymerization reaction, a radical generator may be used. As the step (A) for obtaining the acid-modified polyolefin resin, for example, a solution method in which the component (II) is heated and dissolved in a solvent such as toluene and a radical generator is added; Examples thereof include a melt-kneading method in which component (II) and a radical generator are added and kneaded. Here, when using 2 or more types of components (II), these may be added collectively or may be added sequentially. In the case of sequential addition, the order of which component (II) is first graft polymerized is not particularly limited. Moreover, when using 2 or more types of component (II), the ratio is not specifically limited.
グラフト重合反応の際には、成分(II)は、好ましい量で成分(II)をグラフトする観点から、ポリオレフィン樹脂(I)100質量部に対して、0.5〜20質量部の量で用いることが好ましい。 In the graft polymerization reaction, the component (II) is used in an amount of 0.5 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyolefin resin (I) from the viewpoint of grafting the component (II) in a preferable amount. It is preferable.
ラジカル発生剤は、公知のものより適宜選択できるが、有機過酸化物系化合物が好ましい。有機過酸化物系化合物としては、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ジラウリルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−シクロヘキサン、シクロヘキサノンパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、クミルパーオキシオクトエート、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキサンが挙げられる。これらのうちで、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジラウリルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパーオキシ)ヘキサンが好ましい。 The radical generator can be appropriately selected from known ones, but organic peroxide compounds are preferred. Examples of organic peroxide compounds include di-t-butyl peroxide, dicumyl peroxide, t-butyl cumyl peroxide, benzoyl peroxide, dilauryl peroxide, cumene hydroperoxide, t-butyl hydroperoxide, 1,1-bis (t-butylperoxy) -3,5,5-trimethylcyclohexane, 1,1-bis (t-butylperoxy) -cyclohexane, cyclohexanone peroxide, t-butylperoxybenzoate, t- Butyl peroxyisobutyrate, t-butyl peroxy-3,5,5-trimethylhexanoate, t-butyl peroxy-2-ethylhexanoate, t-butyl peroxyisopropyl carbonate, cumyl peroxy octoate 2,5-dimethyl- 5- bis (t-butylperoxy) hexane and the like. Of these, di-t-butyl peroxide, dilauryl peroxide, and 2,5-dimethyl-2,5-bis (t-butylperoxy) hexane are preferable.
ラジカル発生剤の添加量は、使用する成分(II)の合計100質量%に対し、好ましくは1質量%以上であり、より好ましくは3質量%以上である。1質量%以上であるとグラフト率を保つことができる。添加量の上限は、好ましくは100質量%以下であり、より好ましくは50質量%以下である。100質量%以下であると経済的である。 The addition amount of the radical generator is preferably 1% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, with respect to 100% by mass in total of the component (II) to be used. A graft ratio can be maintained as it is 1 mass% or more. The upper limit of the addition amount is preferably 100% by mass or less, more preferably 50% by mass or less. When it is 100% by mass or less, it is economical.
酸変性ポリオレフィン樹脂を得る工程(A)において、ポリオレフィン樹脂(I)にグラフト重合しない成分(II)、すなわち未反応物は、例えば貧溶媒で抽出して除去してもよい。 In the step (A) for obtaining the acid-modified polyolefin resin, the component (II) that is not graft-polymerized to the polyolefin resin (I), that is, the unreacted product may be removed by extraction with a poor solvent, for example.
このようにして、工程(A)により、酸変性ポリオレフィン樹脂が得られる。成分(II)のグラフト量は、特に制限されないが、酸変性ポリオレフィン樹脂100質量%に対し、0質量%を超え20質量%以下が好ましく、0質量%を超え10質量%以下であることがより好ましい。グラフト量は、アルカリ滴定法又はフーリエ変換赤外分光法により求められる。グラフト量が上記範囲にあると、最終的に得られる変性ポリオレフィン系樹脂に対して、より好ましい量で水酸基を導入できる。従って、上記洗浄性をより向上できる。 Thus, an acid-modified polyolefin resin is obtained by the step (A). The graft amount of component (II) is not particularly limited, but is preferably more than 0% by mass and less than 20% by mass, more than 0% by mass and less than 10% by mass with respect to 100% by mass of the acid-modified polyolefin resin. preferable. The graft amount is determined by alkali titration method or Fourier transform infrared spectroscopy. When the graft amount is in the above range, the hydroxyl group can be introduced in a more preferable amount with respect to the finally obtained modified polyolefin resin. Therefore, the detergency can be further improved.
工程(A)で得られた酸変性ポリオレフィン樹脂は、変性ポリオレフィン系樹脂の重量平均分子量が上述した好適な範囲となるよう、ポリスチレン標準によるゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって測定した重量平均分子量が、10,000〜200,000であることが好ましい。また、酸変性ポリオレフィン樹脂は、示差走査型熱量計(DSC)によって測定した融点が、50〜150℃であることが好ましい。また、酸変性ポリオレフィン樹脂は、アルカリ滴定法によって測定した酸価が5〜50mgKOH/gであることが好ましい。酸価が上記範囲にあると、最終的に得られる変性ポリオレフィン系樹脂に対して、より好ましい量で水酸基を導入できる。従って、上記洗浄性をより向上できる。 The acid-modified polyolefin resin obtained in the step (A) has a weight average molecular weight measured by gel permeation chromatography (GPC) based on polystyrene standards so that the weight average molecular weight of the modified polyolefin resin is in the above-described preferred range. It is preferable that it is 10,000-200,000. The acid-modified polyolefin resin preferably has a melting point of 50 to 150 ° C. measured by a differential scanning calorimeter (DSC). The acid-modified polyolefin resin preferably has an acid value measured by an alkali titration method of 5 to 50 mgKOH / g. When the acid value is in the above range, hydroxyl groups can be introduced in a more preferable amount with respect to the finally obtained modified polyolefin resin. Therefore, the detergency can be further improved.
変性ポリオレフィン系樹脂を得る工程(B)では、融点以上の温度、通常50〜200℃で、工程(A)で得られた酸変性ポリオレフィン樹脂を加熱攪拌し、次いで、成分(III)を添加する。これにより、変性ポリオレフィン系樹脂が得られる。すなわち、成分(II)のグラフト重合箇所で、成分(II)に由来するカルボニル基と、成分(III)に由来する窒素原子とが結合したアミド結合を生成すると考えられる。あるいは、成分(II)のグラフト重合箇所で、成分(III)により、カルボン酸のアンモニウム塩が生成すると考えられる。このように、変性ポリオレフィン系樹脂では、成分(II)のグラフト重合箇所を介して、成分(III)に由来する水酸基が導入されると考えられる。 In the step (B) of obtaining the modified polyolefin resin, the acid-modified polyolefin resin obtained in the step (A) is heated and stirred at a temperature equal to or higher than the melting point, usually 50 to 200 ° C., and then the component (III) is added. . Thereby, a modified polyolefin resin is obtained. That is, it is considered that an amide bond in which a carbonyl group derived from the component (II) and a nitrogen atom derived from the component (III) are bonded to each other at the graft polymerization site of the component (II). Or it is thought that the ammonium salt of carboxylic acid produces | generates by component (III) in the graft polymerization location of component (II). Thus, in the modified polyolefin resin, it is considered that the hydroxyl group derived from the component (III) is introduced through the graft polymerization site of the component (II).
より具体的には、変性ポリオレフィン系樹脂を得る工程(B)では、水分散媒中に変性ポリオレフィン系樹脂が分散した水分散体組成物として、変性ポリオレフィン系樹脂を調製してもよい。この場合は、まず、トルエン、キシレン等の有機溶媒に、工程(A)で得られた酸変性ポリオレフィン樹脂を添加して混合液を得る。 More specifically, in the step (B) of obtaining the modified polyolefin resin, the modified polyolefin resin may be prepared as an aqueous dispersion composition in which the modified polyolefin resin is dispersed in an aqueous dispersion medium. In this case, first, the acid-modified polyolefin resin obtained in the step (A) is added to an organic solvent such as toluene or xylene to obtain a mixed solution.
この混合液には、さらに両親媒性溶剤を添加してもよい。両親媒性溶剤は、例えば下記一般式(1)で表される化合物である。
R−O−(ClH2lO)mH (1)
You may add an amphiphilic solvent to this liquid mixture further. The amphiphilic solvent is, for example, a compound represented by the following general formula (1).
R-O- (C l H 2l O) m H (1)
式(1)中、RはCnH2n+1であり、nは1以上10以下の整数である。nは8以下であることが好ましく、7以下であることがより好ましく、6以下であることがさらに好ましく、5以下であることが特に好ましく、4以下であることがとりわけ好ましい。lは1以上5以下の整数である。lは4以下の整数であることが好ましく、3以下の整数であることがより好ましく、2以下の整数であることがさらに好ましく、1であることが特に好ましい。 In the formula (1), R is C n H 2n + 1, n is 1 to 10 integer. n is preferably 8 or less, more preferably 7 or less, further preferably 6 or less, particularly preferably 5 or less, and particularly preferably 4 or less. l is an integer of 1 to 5. l is preferably an integer of 4 or less, more preferably an integer of 3 or less, further preferably an integer of 2 or less, and particularly preferably 1.
一般式(1)で表される化合物は、グリコール類アルキル基とエーテル結合した構造を有し、一分子中に疎水基と親水基を有する。このため、両親媒性溶剤を添加すると、変性ポリオレフィン樹脂を容易に水中に分散、乳化させられ、得られる水分散体組成物が良好な保存安定性を示す。 The compound represented by the general formula (1) has a structure in which a glycol alkyl group is ether-bonded, and has a hydrophobic group and a hydrophilic group in one molecule. For this reason, when an amphiphilic solvent is added, the modified polyolefin resin can be easily dispersed and emulsified in water, and the resulting aqueous dispersion composition exhibits good storage stability.
一般式(1)で表される化合物としては、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、エチレングリコールモノ−t−ブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノデシルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテルが挙げられる。これらのうちで、エチレングリコールモノブチルエーテル(ブチルセロソルブ)、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテルが好ましく、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテルがより好ましい。 Examples of the compound represented by the general formula (1) include ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monoisobutyl ether, ethylene glycol mono -T-butyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, ethylene glycol monodecyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monobutyl ether. Among these, ethylene glycol monobutyl ether (butyl cellosolve), propylene glycol monomethyl ether, and propylene glycol monopropyl ether are preferable, and ethylene glycol monobutyl ether and propylene glycol monopropyl ether are more preferable.
一般式(1)で表される化合物の分子量は、200未満である。これにより、得られる水分散体組成物の沸点の上昇を抑えられ、該組成物を用いて被膜を作製した後、被膜の高温乾燥又は長時間乾燥を省略できる。一般式(1)で表される化合物の分子量とは、IUPAC原子量委員会で承認された、12C=12とする相対原子質量から求めた分子量である。 The molecular weight of the compound represented by the general formula (1) is less than 200. Thereby, the raise of the boiling point of the obtained water dispersion composition is suppressed, and after producing a film using this composition, high temperature drying or long-time drying of a film can be omitted. The molecular weight of the compound represented by the general formula (1) is a molecular weight obtained from a relative atomic mass approved by the IUPAC atomic weight committee and set to 12C = 12.
両親媒性溶剤は、1種単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。2種以上を組み合わせて用いるときは、その割合は特に限定されない。 An amphiphilic solvent may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more type. When two or more types are used in combination, the ratio is not particularly limited.
上記混合液は、通常50〜200℃で、所定の時間加熱攪拌する。 The mixed solution is usually heated and stirred at 50 to 200 ° C. for a predetermined time.
次に、加熱攪拌した混合液に、さらに成分(III)を添加し、所定の時間加熱攪拌する。次いで、界面活性剤又は両親媒性溶剤を添加し、所定の時間加熱攪拌してもよい。成分(III)は、好ましい量で水酸基を導入する観点から、酸変性ポリオレフィン樹脂100質量部に対して、1〜20質量部の量で用いることが好ましい。 Next, the component (III) is further added to the heated and stirred liquid mixture, and the mixture is heated and stirred for a predetermined time. Next, a surfactant or an amphiphilic solvent may be added and heated and stirred for a predetermined time. Component (III) is preferably used in an amount of 1 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the acid-modified polyolefin resin from the viewpoint of introducing a hydroxyl group in a preferable amount.
界面活性剤としては、ノニオン界面活性剤、アニオン界面活性剤のいずれも使用できる。ノニオン界面活性剤は、得られる水分散体組成物の耐水性がより良好になるため、好適に用いられる。 As the surfactant, any of a nonionic surfactant and an anionic surfactant can be used. The nonionic surfactant is preferably used because the water dispersion of the resulting aqueous dispersion composition becomes better.
ノニオン界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン誘導体、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン多価アルコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンプロピレンポリオール、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン硬化ひまし油、ポリオキシアルキレン多環フェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルアルカノールアミド、ポリアルキレングリコール(メタ)アクリレートが挙げられる。これらのうちで、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミンが好ましい。 Nonionic surfactants include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkylene alkyl ether, polyoxyethylene derivatives, polyoxyethylene fatty acid ester, polyoxyethylene polyhydric alcohol fatty acid ester, polyoxyethylene propylene polyol, polyoxyethylene sorbitan Examples include fatty acid esters, polyoxyethylene hydrogenated castor oil, polyoxyalkylene polycyclic phenyl ether, polyoxyethylene alkylamine, alkylalkanolamide, and polyalkylene glycol (meth) acrylate. Of these, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, and polyoxyethylene alkylamine are preferable.
アニオン界面活性剤としては、アルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、メチルタウリル酸塩、スルホコハク酸塩、エーテルスルホン酸塩、エーテルカルボン酸塩、脂肪酸塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物、アルキルアミン塩、第四級アンモニウム塩、アルキルベタイン、アルキルアミンオキシドが挙げられる。これらのうちで、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、スルホコハク酸塩が好ましい。 As an anionic surfactant, alkyl sulfate ester salt, polyoxyethylene alkyl ether sulfate, alkylbenzene sulfonate, α-olefin sulfonate, methyl taurate, sulfosuccinate, ether sulfonate, ether carboxylate, Examples include fatty acid salts, naphthalenesulfonic acid formalin condensates, alkylamine salts, quaternary ammonium salts, alkylbetaines, and alkylamine oxides. Of these, polyoxyethylene alkyl ether sulfate and sulfosuccinate are preferred.
次に、上記混合液を、通常100℃未満とした後、水、好ましくは熱水を添加する。さらに、有機溶媒又は両親媒性溶剤を留去して、あるいは、水を添加して、固形分を調製してもよい。水分散体組成物の固形分は、例えば15〜50質量%である。 Next, after making the said liquid mixture normally into less than 100 degreeC, water, Preferably hot water is added. Further, the solid content may be prepared by distilling off the organic solvent or the amphiphilic solvent or adding water. The solid content of the aqueous dispersion composition is, for example, 15 to 50% by mass.
なお、水分散体組成物を調製する際に両親媒性溶剤を用いるときは、両親媒性溶剤が、水分散体組成物中で、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは1質量%以上となる量で用いる。また、両親媒性溶剤が、水分散体組成物中で、好ましくは15質量%以下、より好ましくは10質量%以下となる量で用いる。すなわち、両親媒性溶剤は、水分散体組成物中で、好ましくは0.5〜15質量%、より好ましくは1〜10質量%となる量で用いる。 In addition, when using an amphiphilic solvent when preparing an aqueous dispersion composition, the amphiphilic solvent is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1% by mass in the aqueous dispersion composition. Use in the amount of the above. In addition, the amphiphilic solvent is used in an amount of 15% by mass or less, more preferably 10% by mass or less in the aqueous dispersion composition. That is, the amphiphilic solvent is preferably used in an amount of 0.5 to 15% by mass, more preferably 1 to 10% by mass in the aqueous dispersion composition.
また、水分散体組成物を調製する際に界面活性剤を用いるときは、界面活性剤の添加量は、酸変性ポリオレフィン樹脂100質量%に対して、好ましくは0.1〜30質量%であり、より好ましくは3〜20質量%である。30質量%を超える場合は、過剰な乳化剤により、被膜を作製する際の被膜性能を低下させることがある。また、乾燥被膜とした際に可塑効果、ブリード現象を引き起こし、ブロッキングが発生することがある。 Further, when a surfactant is used in preparing the aqueous dispersion composition, the amount of the surfactant added is preferably 0.1 to 30% by mass with respect to 100% by mass of the acid-modified polyolefin resin. More preferably, it is 3-20 mass%. When it exceeds 30 mass%, the film performance at the time of producing a film may be reduced by an excess emulsifier. Moreover, when it is set as a dry film, a plastic effect and a bleed phenomenon are caused and blocking may occur.
変性ポリオレフィン系樹脂について、赤外分光スペクトル測定により求められるピーク高さ比(A/B×100)は、水分散体組成物を調製する際の溶媒の種類、混合液の攪拌温度、攪拌時間を適宜変更することで、調整可能である。具体的には、例えば、攪拌温度を高くする、あるいは攪拌時間を長くする等を行えばアミド結合の生成は促進され、A/B×100は大きくなる。また、成分(III)の添加後、さらに水を加えると、アミド結合を生成しない成分(III)が存在する場合は、成分(III)によるアンモニウム塩の形成を促進できる。これにより、アンモニウム塩の静電反発効果を促し、水分散体組成物としての安定性を向上し得る。 For the modified polyolefin resin, the peak height ratio (A / B × 100) determined by infrared spectroscopic spectrum measurement is the solvent type, the stirring temperature of the mixed solution, and the stirring time when preparing the aqueous dispersion composition. Adjustments can be made by appropriate changes. Specifically, for example, if the stirring temperature is increased or the stirring time is increased, the formation of amide bonds is promoted and A / B × 100 increases. Further, when water is further added after the addition of component (III), the formation of an ammonium salt by component (III) can be promoted when component (III) that does not produce an amide bond is present. Thereby, the electrostatic repulsion effect of an ammonium salt can be promoted and the stability as an aqueous dispersion composition can be improved.
<変性ポリオレフィン系樹脂を含む被膜形成用組成物>
変性ポリオレフィン系樹脂を含む被膜形成用組成物は、本発明の変性ポリオレフィン系樹脂と、必要に応じて他の成分とを含む。上記被膜形成用組成物は、具体的には、プライマー、塗料、インキ、接着剤として好適に用いられる。
<Film-forming composition containing modified polyolefin resin>
The film forming composition containing the modified polyolefin resin contains the modified polyolefin resin of the present invention and, if necessary, other components. Specifically, the film-forming composition is preferably used as a primer, paint, ink, or adhesive.
上記被膜形成用組成物は、例えば、分散媒中に変性ポリオレフィン系樹脂が分散した分散体組成物であってもよい。分散媒は、非水系であっても水系(水分散体組成物)であってもよい。非水系溶媒としては、キシレン、トルエン、ベンゼン等の有機溶媒が挙げられる。 The film-forming composition may be, for example, a dispersion composition in which a modified polyolefin resin is dispersed in a dispersion medium. The dispersion medium may be non-aqueous or aqueous (aqueous dispersion composition). Examples of the non-aqueous solvent include organic solvents such as xylene, toluene, and benzene.
上記被膜形成用組成物に配合してもよい他の成分としては、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、硝化綿等のその他の樹脂が挙げられる。その他の樹脂は、水性化物として配合してもよい。 Other components that may be blended in the film-forming composition include urethane resins, epoxy resins, acrylic resins, phenol resins, alkyd resins, polyamide resins, polyimide resins, silicone resins, and nitrified cotton. Can be mentioned. Other resins may be blended as an aqueous product.
さらに、上記被膜形成用組成物に配合してもよい成分としては、水性アクリル樹脂、水性ウレタン樹脂、低級アルコール類、低級ケトン類、低級エステル類、防腐剤、レベリング剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、染料、顔料、金属塩、酸類が挙げられる。 Furthermore, the components that may be blended in the film forming composition include aqueous acrylic resins, aqueous urethane resins, lower alcohols, lower ketones, lower esters, preservatives, leveling agents, antioxidants, and light stability. Agents, ultraviolet absorbers, dyes, pigments, metal salts, acids.
また、上記被膜形成用組成物が水分散体組成物である場合は、他の成分として、架橋剤を配合してもよい。架橋剤とは、変性ポリオレフィン系樹脂、界面活性剤、成分(III)等に存在する水酸基、カルボキシ基、アミノ基等と反応し、架橋構造を形成する化合物を意味する。架橋剤としては、ブロックイソシアネート化合物、脂肪族又は芳香族のエポキシ化合物、アミン系化合物、アミノ樹脂が挙げられる。架橋剤の添加方法は特に限定されない。例えば、水性化工程途中に添加しても、水性化後に添加してもよい。 Moreover, when the said film formation composition is a water dispersion composition, you may mix | blend a crosslinking agent as another component. The cross-linking agent means a compound that reacts with a hydroxyl group, a carboxy group, an amino group, or the like present in a modified polyolefin resin, a surfactant, component (III) or the like to form a cross-linked structure. Examples of the crosslinking agent include blocked isocyanate compounds, aliphatic or aromatic epoxy compounds, amine compounds, and amino resins. The addition method of a crosslinking agent is not specifically limited. For example, it may be added in the middle of the aqueous treatment step or after the aqueous treatment.
上記被膜形成用組成物が水分散体組成物である場合、水分散体組成物のpHは、5以上が好ましく、pH6〜11がより好ましい。pH5未満では、中和が不十分で、変性ポリオレフィン系樹脂が水に分散しないことがある。また、分散しても経時的に沈殿、分離が生じ易く、貯蔵安定性が悪化することがある。一方、pH11を超えると、他成分との相溶性や作業上の安全性に問題を生じることがある。pHは、水分散体組成物を調製する際に添加する成分(III)の量によって調整できる。 When the film forming composition is an aqueous dispersion composition, the pH of the aqueous dispersion composition is preferably 5 or more, and more preferably pH 6-11. When the pH is less than 5, neutralization is insufficient and the modified polyolefin resin may not be dispersed in water. Moreover, even if dispersed, precipitation and separation are likely to occur over time, and storage stability may deteriorate. On the other hand, if the pH exceeds 11, problems with compatibility with other components and work safety may occur. pH can be adjusted with the quantity of the component (III) added when preparing an aqueous dispersion composition.
上記被膜形成用組成物が水分散体組成物である場合、水中に乳化、分散した樹脂の平均粒子径は、好ましくは300nm以下、より好ましくは200nm以下である。300nmを超えると、水分散体組成物の貯蔵安定性や他樹脂との相溶性が悪化することがある。また、被膜を形成したときの基材への付着性、耐溶剤性、耐水性、耐ブロッキング性等の被膜物性が低下することがある。なお、乳化剤の添加量を多くすると、粒子径を限りなく小さくし得る。しかしながら、この場合は、基材への付着性、耐水性、耐ガスホール性等の被膜物性が低下する傾向がある。本明細書において、平均粒子径は光拡散法を用いた粒度分布測定により得られる値である。粒子径は、乳化剤の添加量、種類、水中で樹脂を乳化する際の撹拌力等により調整できる。 When the film forming composition is an aqueous dispersion composition, the average particle size of the resin emulsified and dispersed in water is preferably 300 nm or less, more preferably 200 nm or less. When it exceeds 300 nm, the storage stability of the aqueous dispersion composition and the compatibility with other resins may deteriorate. In addition, physical properties of the film such as adhesion to a substrate, solvent resistance, water resistance, and blocking resistance when a film is formed may be deteriorated. In addition, when the addition amount of an emulsifier is increased, the particle diameter can be reduced as much as possible. However, in this case, film properties such as adhesion to the substrate, water resistance, and gas hole resistance tend to be reduced. In this specification, the average particle size is a value obtained by particle size distribution measurement using a light diffusion method. The particle size can be adjusted by the amount and type of emulsifier added, the stirring force when emulsifying the resin in water, and the like.
ところで、ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂等のポリオレフィン樹脂は、成形性、耐薬品性、耐水性、電気特性等に優れるため、シート、フィルム等の成形物として広く利用されている。しかしながら、ポリオレフィン系樹脂基材は、ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂等の極性基材とは異なり、非極性でかつ結晶性を有しているため、インキや塗料との付着が困難である。 By the way, polyolefin resins such as polypropylene resins and polyethylene resins are widely used as molded articles such as sheets and films because they are excellent in moldability, chemical resistance, water resistance, electrical characteristics and the like. However, unlike polar base materials such as polyurethane-based resins, polyamide-based resins, acrylic resins, and polyester-based resins, polyolefin-based resin base materials are nonpolar and have crystallinity. Is difficult to attach.
付着性を改善する方法としては、基材表面にポリオレフィン系樹脂と接着可能なプライマーを下塗りし、この下塗り層上にウレタン樹脂系塗料等を塗布する方法が提案されている。このプライマーには、従来、極性基(カルボキシ基、酸無水基等)を付加した変性ポリオレフィン系樹脂が使用されている。極性基を付加することでポリオレフィン系樹脂基材だけでなくウレタン樹脂系塗料等との親和性を高め、付着性を向上させている。従来の変性ポリオレフィン系樹脂は、通常、有機溶媒の溶液、又は水への分散体等の形態で塗布される。しかしながら、近年では、安全衛生及び環境汚染の低減の面から、水分散体が好ましく用いられている。 As a method for improving adhesion, a method has been proposed in which a primer capable of adhering to a polyolefin resin is undercoated on the surface of a substrate, and a urethane resin coating or the like is applied on the undercoat layer. Conventionally, a modified polyolefin resin to which a polar group (carboxy group, acid anhydride group, etc.) is added is used for this primer. By adding a polar group, not only the polyolefin resin base material but also the affinity with the urethane resin paint is improved, and the adhesion is improved. Conventional modified polyolefin resins are usually applied in the form of an organic solvent solution or a dispersion in water. However, in recent years, an aqueous dispersion is preferably used from the viewpoint of safety and hygiene and reduction of environmental pollution.
従来の変性ポリオレフィン系樹脂の水分散体は、自動車バンパー等の樹脂基材向けのプライマーとして広く使用されている。これは、自動車業界においても安全衛生や環境汚染を低減する動きが拡大しており、塗装工場から発生する揮発性有機化合物(VOC)を削減するためである。 Conventional aqueous dispersions of modified polyolefin resins are widely used as primers for resin substrates such as automobile bumpers. This is because the movement to reduce health and safety and environmental pollution is expanding also in the automobile industry, and volatile organic compounds (VOC) generated from paint factories are reduced.
塗装工場において、同一の塗装機で複数の塗色を塗装する場合、塗装機内の塗料を廃液する、塗料経路をシンナーで洗浄する、次の塗色を経路に供給する、という手順を繰り返す。この色替え時に廃棄される塗料、シンナーがVOC排出量増加の一因となっている。このため、使用する塗料がシンナーで容易に洗浄できれば、洗浄用シンナーを節約でき、VOC削減に大きく貢献できる。 In a painting factory, when a plurality of coating colors are applied with the same coating machine, the procedure of draining the paint in the coating machine, cleaning the coating path with thinner, and supplying the next coating color to the path is repeated. The paint and thinner discarded at the time of color change contribute to an increase in VOC emissions. For this reason, if the paint to be used can be easily cleaned with a thinner, it is possible to save the cleaning thinner and greatly contribute to VOC reduction.
しかしながら、一般的にプライマー用の樹脂には、塗膜の強度や仕上がり性を向上させるために高い成膜性が求められる。溶剤系塗料であれば、塗装機内で樹脂が成膜しても、洗浄用シンナーで比較的容易に洗い流すことができるが、水系塗料では、水系エマルションと成膜した樹脂との両方を洗い流す必要がある。このため、洗浄溶剤として水とエーテル系溶剤との混合液が用いられる。この場合、成膜した樹脂と洗浄溶剤との親和性が低く、成膜性を向上させた樹脂ほど洗浄性が悪化し、多量の洗浄溶剤を使用せざるを得なくなる。従って、従来の変性ポリオレフィン系樹脂では、塗膜性能と塗装機洗浄性との両立は困難であった。 However, in general, a resin for a primer is required to have high film formability in order to improve the strength and finish of the coating film. With solvent-based paints, even if a resin film is formed in the coating machine, it can be washed away with cleaning thinner relatively easily. is there. For this reason, a mixed liquid of water and an ether solvent is used as a cleaning solvent. In this case, the affinity between the formed resin and the cleaning solvent is low, and the resin with improved film forming property deteriorates the cleaning performance, and a large amount of cleaning solvent must be used. Therefore, it has been difficult for conventional modified polyolefin resins to achieve both coating film performance and coating machine washability.
これに対して、本発明の変性ポリオレフィン系樹脂を用いた被膜形成用組成物(具体的には水分散体組成物)によれば、塗装機洗浄性を向上できる。また、上塗り層の付着性、上塗り層の耐水付着性等の塗膜性能にも優れる。すなわち、塗膜性能と塗装機洗浄性との両立が可能である。これは、上述のように、本発明の変性ポリオレフィン系樹脂は、好ましい量で水酸基が導入されているためである。 On the other hand, according to the film-forming composition (specifically, the aqueous dispersion composition) using the modified polyolefin resin of the present invention, it is possible to improve the coating machine washability. Moreover, it is excellent also in coating-film performances, such as adhesiveness of a topcoat layer and water-resistant adhesion of a topcoat layer. That is, it is possible to achieve both coating film performance and coater washability. This is because, as described above, the modified polyolefin resin of the present invention has hydroxyl groups introduced in a preferable amount.
より具体的には、本発明の変性ポリオレフィン系樹脂を用いた被膜形成用組成物(具体的には水分散体組成物)は、接着性が低く塗料等の塗工が困難な基材、例えば非極性樹脂成型品に対し、中間媒体として機能できる。例えば、接着性の乏しいポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン系基材同士の接着剤としても有用である。非極性樹脂成型品等の基材の表面のプラズマ、コロナ等による表面処理の有無を問わず用いることができる。また、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド等の極性基材に対しても適する。従って、上述のように、上記被膜形成用組成物は、接着剤、プライマー、塗料用バインダー、インキ用バインダー等として好適に用いられる。 More specifically, a film-forming composition (specifically, an aqueous dispersion composition) using the modified polyolefin resin of the present invention has a low adhesiveness and is difficult to apply a coating material such as a paint, for example, It can function as an intermediate medium for non-polar resin molded products. For example, it is also useful as an adhesive between polyolefin-based substrates such as polypropylene and polyethylene having poor adhesion. It can be used with or without surface treatment with plasma, corona or the like on the surface of a substrate such as a nonpolar resin molded product. It is also suitable for polar substrates such as polyesters such as polyethylene terephthalate, polyurethanes and polyamides. Therefore, as described above, the film-forming composition is suitably used as an adhesive, a primer, a paint binder, an ink binder, or the like.
なお、上記被膜形成用組成物が水分散体組成物である場合、上記変性ポリオレフィン系樹脂の製造方法で説明した方法で製造できる。具体的には、さらに、適宜用途に応じて上記他の成分を配合して製造できる。あるいは、上記被膜形成用組成物は、本発明の変性ポリオレフィン系樹脂を、後から乳化して製造してもよい。例えば、強制乳化法、転相乳化法、D相乳化法、ゲル乳化法等の公知の方法により製造できる。具体的には、トルエンやキシレン等の有機溶剤と界面活性剤又は両親媒性溶剤とを、変性ポリオレフィン系樹脂と混合し、水を添加する方法が挙げられる。水以外の成分を混合する際には、必要に応じて加熱(例えば50〜200℃)してもよい。次いで、適宜用途に応じて上記他の成分も配合することができる。ここで、界面活性剤及び両親媒性溶剤の詳細については、上記変性ポリオレフィン系樹脂の製造方法で説明したとおりである。 In addition, when the said film forming composition is a water dispersion composition, it can manufacture by the method demonstrated by the manufacturing method of the said modified polyolefin resin. Specifically, it can be produced by further blending the above-mentioned other components according to the intended use. Alternatively, the film forming composition may be produced by emulsifying the modified polyolefin resin of the present invention later. For example, it can be produced by a known method such as forced emulsification, phase inversion emulsification, D phase emulsification, or gel emulsification. Specifically, an organic solvent such as toluene or xylene and a surfactant or an amphiphilic solvent are mixed with a modified polyolefin resin, and water is added. When mixing components other than water, you may heat (for example, 50-200 degreeC) as needed. Next, the above-mentioned other components can be blended depending on the intended use. Here, the details of the surfactant and the amphiphilic solvent are as described in the method for producing the modified polyolefin resin.
〔実施例1〕
撹拌機、冷却管、滴下漏斗、窒素送気チューブを取り付けた4つ口フラスコ中に、プロピレン−ブテンランダム共重合体〔P−B〕(プロピレン成分70モル%、ブテン成分30モル%)の無水マレイン酸〔MAH〕変性ポリオレフィン樹脂(重量平均分子量〔Mw〕7万、Tm=75℃、MAHグラフト量=2〜5質量%)60g、トルエン9.6g、エチレングリコールモノブチルエーテル(分子量=118.2)28.8gを添加し、室温にてフラスコ内の空気を窒素置換した後、窒素下を維持したままフラスコ内温125℃で30分攪拌した。次に、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール〔AMP〕4.3gを添加し、120分攪拌した後、フラスコ内温95℃でアルキルアミン系乳化剤(商品名:ピュアミール(登録商標)CCS−80、三洋化成工業株式会社製)3gを添加し、30分攪拌した。その後、フラスコ内温75℃で90℃の脱イオン水209gを120分かけて添加した。脱イオン水の添加が終了した後、フラスコ内温が30℃になるまで攪拌しながら冷却した。続いて、フラスコ内温が95℃になるまで攪拌しながら加熱し、トルエン及びエチレングリコールモノブチルエーテルの一部を減圧化にて留去した。その後、室温まで攪拌しながら冷却し、脱イオン水にて固形分を30wt%となるよう調整した。これにより、変性ポリオレフィン系樹脂を含む水分散体組成物を得た。
[Example 1]
Anhydrous propylene-butene random copolymer [P-B] (propylene component 70 mol%, butene component 30 mol%) in a four-necked flask equipped with a stirrer, condenser, dropping funnel and nitrogen air supply tube Maleic acid [MAH] -modified polyolefin resin (weight average molecular weight [Mw] 70,000, Tm = 75 ° C., MAH grafting amount = 2-5% by mass) 60 g, toluene 9.6 g, ethylene glycol monobutyl ether (molecular weight = 18.2) 28.8 g was added, the air in the flask was replaced with nitrogen at room temperature, and the mixture was stirred for 30 minutes at 125 ° C. while maintaining the nitrogen. Next, after adding 4.3 g of 2-amino-2-methyl-1-propanol [AMP] and stirring for 120 minutes, an alkylamine emulsifier (trade name: Pureamyl (registered trademark)) at a flask internal temperature of 95 ° C. 3 g of CCS-80 (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.) was added and stirred for 30 minutes. Then, 209 g of 90 ° C. deionized water was added over 120 minutes at a flask internal temperature of 75 ° C. After the addition of deionized water was completed, the flask was cooled with stirring until the temperature inside the flask reached 30 ° C. Subsequently, the flask was heated with stirring until the temperature inside the flask reached 95 ° C., and a part of toluene and ethylene glycol monobutyl ether was distilled off under reduced pressure. Then, it cooled, stirring to room temperature, and adjusted so that solid content might be 30 wt% with deionized water. As a result, an aqueous dispersion composition containing the modified polyolefin resin was obtained.
〔実施例2〕
撹拌機、冷却管、滴下漏斗、窒素送気チューブを取り付けた4つ口フラスコ中に、プロピレン−ブテンランダム共重合体〔P−B〕(プロピレン成分80モル%、ブテン成分20モル%)の無水マレイン酸〔MAH〕変性ポリオレフィン樹脂(重量平均分子量〔Mw〕7万、Tm=85℃、MAHグラフト量=2〜5質量%)60g、トルエン9.6g、エチレングリコールモノブチルエーテル(分子量=118.2)28.8gを添加し、室温にてフラスコ内の空気を窒素置換した後、窒素下を維持したままフラスコ内温125℃で30分攪拌した。次に、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール〔AMP〕3gを添加し、120分攪拌した後、フラスコ内温95℃でアルキルアミン系乳化剤(商品名:ピュアミール(登録商標)CCS−80、三洋化成工業株式会社製)3gを添加し、30分攪拌した。その後、フラスコ内温75℃で90℃の脱イオン水211gを120分かけて添加した。脱イオン水の添加が終了した後、フラスコ内温が30℃になるまで攪拌しながら冷却した。続いて、フラスコ内温が95℃になるまで攪拌しながら加熱し、トルエン及びエチレングリコールモノブチルエーテルの一部を減圧化にて留去した。その後、室温まで攪拌しながら冷却し、脱イオン水にて固形分を30wt%となるよう調整した。これにより、変性ポリオレフィン系樹脂を含む水分散体組成物を得た。
[Example 2]
Anhydrous propylene-butene random copolymer [P-B] (propylene component 80 mol%, butene component 20 mol%) in a four-necked flask equipped with a stirrer, condenser, dropping funnel and nitrogen air supply tube Maleic acid [MAH] modified polyolefin resin (weight average molecular weight [Mw] 70,000, Tm = 85 ° C., MAH grafting amount = 2 to 5% by mass) 60 g, toluene 9.6 g, ethylene glycol monobutyl ether (molecular weight = 18.2) 28.8 g was added, the air in the flask was replaced with nitrogen at room temperature, and the mixture was stirred for 30 minutes at 125 ° C. while maintaining the nitrogen. Next, 3 g of 2-amino-2-methyl-1-propanol [AMP] was added and stirred for 120 minutes, and then an alkylamine emulsifier (trade name: Pureamyl (registered trademark) CCS-) at a flask internal temperature of 95 ° C. 80, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.) was added and stirred for 30 minutes. Then, 211 g of 90 ° C. deionized water was added over 120 minutes at a flask internal temperature of 75 ° C. After the addition of deionized water was completed, the flask was cooled with stirring until the temperature inside the flask reached 30 ° C. Subsequently, the flask was heated with stirring until the internal temperature of the flask reached 95 ° C., and a part of toluene and ethylene glycol monobutyl ether was distilled off under reduced pressure. Then, it cooled, stirring to room temperature, and adjusted so that solid content might be 30 wt% with deionized water. As a result, an aqueous dispersion composition containing the modified polyolefin resin was obtained.
〔実施例3〕
撹拌機、冷却管、滴下漏斗、窒素送気チューブを取り付けた4つ口フラスコ中に、プロピレン−ブテンランダム共重合体〔P−B〕(プロピレン成分65モル%、ブテン成分35モル%)の無水マレイン酸〔MAH〕変性ポリオレフィン樹脂(重量平均分子量〔Mw〕10万、Tm=85℃、MAHグラフト量=2〜5質量%)60g、トルエン9.6g、エチレングリコールモノブチルエーテル(分子量=118.2)28.8gを添加し、室温にてフラスコ内の空気を窒素置換した後、窒素下を維持したままフラスコ内温125℃で30分攪拌した。次に、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール〔AMP〕3gを添加し、120分攪拌した後、フラスコ内温95℃でアルキルアミン系乳化剤(商品名:ピュアミール(登録商標)CCS−80、三洋化成工業株式会社製)3gを添加し、30分攪拌した。その後、フラスコ内温75℃で90℃の脱イオン水211gを120分かけて添加した。脱イオン水の添加が終了した後、フラスコ内温が30℃になるまで攪拌しながら冷却した。続いて、フラスコ内温が95℃になるまで攪拌しながら加熱し、トルエン及びエチレングリコールモノブチルエーテルの一部を減圧化にて留去した。その後、室温まで攪拌しながら冷却し、脱イオン水にて固形分を30wt%となるよう調整した。これにより、変性ポリオレフィン系樹脂を含む水分散体組成物を得た。
Example 3
Anhydrous propylene-butene random copolymer [P-B] (propylene component 65 mol%, butene component 35 mol%) in a four-necked flask equipped with a stirrer, condenser, dropping funnel and nitrogen air supply tube Maleic acid [MAH] -modified polyolefin resin (weight average molecular weight [Mw] 100,000, Tm = 85 ° C., MAH grafting amount = 2-5% by mass) 60 g, toluene 9.6 g, ethylene glycol monobutyl ether (molecular weight = 18.2) 28.8 g was added, the air in the flask was replaced with nitrogen at room temperature, and the mixture was stirred for 30 minutes at 125 ° C. while maintaining the nitrogen. Next, 3 g of 2-amino-2-methyl-1-propanol [AMP] was added and stirred for 120 minutes, and then an alkylamine emulsifier (trade name: Pureamyl (registered trademark) CCS-) at a flask internal temperature of 95 ° C. 80, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.) was added and stirred for 30 minutes. Then, 211 g of 90 ° C. deionized water was added over 120 minutes at a flask internal temperature of 75 ° C. After the addition of deionized water was completed, the flask was cooled with stirring until the temperature inside the flask reached 30 ° C. Subsequently, the flask was heated with stirring until the internal temperature of the flask reached 95 ° C., and a part of toluene and ethylene glycol monobutyl ether was distilled off under reduced pressure. Then, it cooled, stirring to room temperature, and adjusted so that solid content might be 30 wt% with deionized water. As a result, an aqueous dispersion composition containing the modified polyolefin resin was obtained.
〔実施例4〕
撹拌機、冷却管、滴下漏斗、窒素送気チューブを取り付けた4つ口フラスコ中に、プロピレン−ブテンランダム共重合体〔P−B〕(プロピレン成分65モル%、ブテン成分35モル%)の無水マレイン酸〔MAH〕変性ポリオレフィン樹脂(重量平均分子量〔Mw〕12万、Tm=85℃、MAHグラフト量=2〜5質量%)60g、トルエン9.6g、エチレングリコールモノブチルエーテル(分子量=118.2)28.8gを添加し、室温にてフラスコ内の空気を窒素置換した後、窒素下を維持したままフラスコ内温125℃で30分攪拌した。次に、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール〔AMP〕5.4gを添加し、120分攪拌した後、フラスコ内温95℃でアルキルアミン系乳化剤(商品名:ピュアミール(登録商標)CCS−80、三洋化成工業株式会社製)3gを添加し、30分攪拌した。その後、フラスコ内温75℃で90℃の脱イオン水208gを120分かけて添加した。脱イオン水の添加が終了した後、フラスコ内温が30℃になるまで攪拌しながら冷却した。続いて、フラスコ内温が95℃になるまで攪拌しながら加熱し、トルエン及びエチレングリコールモノブチルエーテルの一部を減圧化にて留去した。その後、室温まで攪拌しながら冷却し、脱イオン水にて固形分を30wt%となるよう調整した。これにより、変性ポリオレフィン系樹脂を含む水分散体組成物を得た。
Example 4
Anhydrous propylene-butene random copolymer [P-B] (propylene component 65 mol%, butene component 35 mol%) in a four-necked flask equipped with a stirrer, condenser, dropping funnel and nitrogen air supply tube Maleic acid [MAH] -modified polyolefin resin (weight average molecular weight [Mw] 120,000, Tm = 85 ° C., MAH grafting amount = 2-5% by mass) 60 g, toluene 9.6 g, ethylene glycol monobutyl ether (molecular weight = 18.2) 28.8 g was added, the air in the flask was replaced with nitrogen at room temperature, and the mixture was stirred for 30 minutes at 125 ° C. while maintaining the nitrogen. Next, 5.4 g of 2-amino-2-methyl-1-propanol [AMP] was added and stirred for 120 minutes, and then the alkylamine emulsifier (trade name: Pureamyl (registered trademark)) at a flask internal temperature of 95 ° C. 3 g of CCS-80 (manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.) was added and stirred for 30 minutes. Thereafter, 208 g of 90 ° C. deionized water was added over 120 minutes at a flask internal temperature of 75 ° C. After the addition of deionized water was completed, the flask was cooled with stirring until the temperature inside the flask reached 30 ° C. Subsequently, the flask was heated with stirring until the temperature in the flask reached 95 ° C., and a part of toluene and ethylene glycol monobutyl ether was distilled off under reduced pressure. Then, it cooled, stirring to room temperature, and adjusted so that solid content might be 30 wt% with deionized water. As a result, an aqueous dispersion composition containing the modified polyolefin resin was obtained.
〔比較例1〕
撹拌機、冷却管、滴下漏斗、窒素送気チューブを取り付けた4つ口フラスコ中に、無水マレイン酸〔MAH〕変性ポリオレフィン樹脂(重量平均分子量〔Mw〕7万、Tm=75℃、MAHグラフト量=2〜5質量%)60g、トルエン6.6g、エチレングリコールモノブチルエーテル(分子量=118.2)19.8gを添加し、フラスコ内温95℃で30分攪拌した。次に、N,N−ジメチルエタノールアミン〔DMEA〕4.4gを添加し、30分攪拌した後、アルキルアミン系乳化剤(商品名:ピュアミール(登録商標)CCS−80、三洋化成工業株式会社製)3gを添加し、さらに30分攪拌した。その後、90℃の脱イオン水221gを120分かけて添加した。脱イオン水の添加が終了した後、トルエン及びエチレングリコールモノブチルエーテルの一部を減圧化にて留去した。その後、室温まで攪拌しながら冷却し、脱イオン水にて固形分を30wt%となるよう調整した。これにより、酸変性ポリオレフィン樹脂を含む水分散体組成物を得た。
[Comparative Example 1]
Maleic anhydride [MAH] modified polyolefin resin (weight average molecular weight [Mw] 70,000, Tm = 75 ° C., MAH grafting amount) in a four-necked flask equipped with a stirrer, condenser, dropping funnel, and nitrogen air supply tube = 2 to 5 mass%) 60 g, toluene 6.6 g, ethylene glycol monobutyl ether (molecular weight = 118.2) 19.8 g was added, and the flask was stirred for 30 minutes at 95 ° C. Next, 4.4 g of N, N-dimethylethanolamine [DMEA] was added and stirred for 30 minutes, and then an alkylamine emulsifier (trade name: Pureamyl (registered trademark) CCS-80, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd. ) 3g was added and stirred for another 30 minutes. Thereafter, 221 g of deionized water at 90 ° C. was added over 120 minutes. After the addition of deionized water was completed, a portion of toluene and ethylene glycol monobutyl ether was distilled off under reduced pressure. Then, it cooled, stirring to room temperature, and adjusted so that solid content might be 30 wt% with deionized water. This obtained the water dispersion composition containing acid-modified polyolefin resin.
〔比較例2〕
撹拌機、冷却管、滴下漏斗、窒素送気チューブを取り付けた4つ口フラスコ中に、無水マレイン酸〔MAH〕変性ポリオレフィン樹脂(重量平均分子量〔Mw〕7万、Tm=85℃、MAHグラフト量=2〜5質量%)60g、トルエン9.6g、エチレングリコールモノブチルエーテル(分子量=118.2)28.8gを添加し、フラスコ内温95℃で30分攪拌した。次に、N,N−ジメチルエタノールアミン〔DMEA〕3gを添加し、30分攪拌した後、アルキルアミン系乳化剤(商品名:ピュアミール(登録商標)CCS−80、三洋化成工業株式会社製)3gを添加し、さらに30分攪拌した。その後、90℃の脱イオン水211gを120分かけて添加した。脱イオン水の添加が終了した後、トルエン及びエチレングリコールモノブチルエーテルの一部を減圧化にて留去した。その後、室温まで攪拌しながら冷却し、脱イオン水にて固形分を30wt%となるよう調整した。これにより、酸変性ポリオレフィン樹脂を含む水分散体組成物を得た。
[Comparative Example 2]
In a four-necked flask equipped with a stirrer, condenser, dropping funnel, and nitrogen air supply tube, maleic anhydride [MAH] modified polyolefin resin (weight average molecular weight [Mw] 70,000, Tm = 85 ° C., MAH graft amount = 2 to 5% by mass) 60 g, toluene 9.6 g, ethylene glycol monobutyl ether (molecular weight = 118.2) 28.8 g were added, and the flask was stirred at a temperature of 95 ° C for 30 minutes. Next, 3 g of N, N-dimethylethanolamine [DMEA] was added and stirred for 30 minutes, and then an alkylamine emulsifier (trade name: Pureamyl (registered trademark) CCS-80, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.) 3 g Was added and stirred for an additional 30 minutes. Thereafter, 211 g of 90 ° C. deionized water was added over 120 minutes. After the addition of deionized water was completed, a portion of toluene and ethylene glycol monobutyl ether was distilled off under reduced pressure. Then, it cooled, stirring to room temperature, and adjusted so that solid content might be 30 wt% with deionized water. This obtained the water dispersion composition containing acid-modified polyolefin resin.
〔比較例3〕
撹拌機、冷却管、滴下漏斗、窒素送気チューブを取り付けた4つ口フラスコ中に、無水マレイン酸〔MAH〕変性ポリオレフィン樹脂(重量平均分子量〔Mw〕10万、Tm=85℃、MAHグラフト量=2〜5質量%)60g、トルエン12g、エチレングリコールモノブチルエーテル(分子量=118.2)36gを添加し、フラスコ内温95℃で30分攪拌した。次に、N,N−ジメチルエタノールアミン〔DMEA〕3gを添加し、30分攪拌した後、アルキルアミン系乳化剤(商品名:ピュアミール(登録商標)CCS−80、三洋化成工業株式会社製)3gを添加し、さらに30分攪拌した。その後、90℃の脱イオン水257gを120分かけて添加した。脱イオン水の添加が終了した後、トルエン及びエチレングリコールモノブチルエーテルの一部を減圧化にて留去した。その後、室温まで攪拌しながら冷却し、脱イオン水にて固形分を30wt%となるよう調整した。これにより、酸変性ポリオレフィン樹脂を含む水分散体組成物を得た。
[Comparative Example 3]
Maleic anhydride [MAH] modified polyolefin resin (weight average molecular weight [Mw] 100,000, Tm = 85 ° C., MAH grafting amount) in a four-necked flask equipped with a stirrer, a condenser, a dropping funnel and a nitrogen gas feeding tube = 2 to 5 mass%) 60 g, toluene 12 g, and ethylene glycol monobutyl ether (molecular weight = 118.2) 36 g were added, and the mixture was stirred at a flask internal temperature of 95 ° C for 30 minutes. Next, 3 g of N, N-dimethylethanolamine [DMEA] was added and stirred for 30 minutes, and then an alkylamine emulsifier (trade name: Pureamyl (registered trademark) CCS-80, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.) 3 g Was added and stirred for an additional 30 minutes. Thereafter, 257 g of deionized water at 90 ° C. was added over 120 minutes. After the addition of deionized water was completed, a portion of toluene and ethylene glycol monobutyl ether was distilled off under reduced pressure. Then, it cooled, stirring to room temperature, and adjusted so that solid content might be 30 wt% with deionized water. This obtained the water dispersion composition containing acid-modified polyolefin resin.
〔比較例4〕
撹拌機、冷却管、滴下漏斗、窒素送気チューブを取り付けた4つ口フラスコ中に、無水マレイン酸〔MAH〕変性ポリオレフィン樹脂(重量平均分子量〔Mw〕12万、Tm=85℃、MAHグラフト量=2〜5質量%)60g、トルエン12g、エチレングリコールモノブチルエーテル(分子量=118.2)36gを添加し、フラスコ内温95℃で30分攪拌した。次に、N,N−ジメチルエタノールアミン〔DMEA〕6gを添加し、30分攪拌した後、アルキルアミン系乳化剤(商品名:ピュアミール(登録商標)CCS−80、三洋化成工業株式会社製)3gを添加し、さらに30分攪拌した。その後、90℃の脱イオン水254gを120分かけて添加した。脱イオン水の添加が終了した後、トルエン及びエチレングリコールモノブチルエーテルの一部を減圧化にて留去した。その後、室温まで攪拌しながら冷却し、脱イオン水にて固形分を30wt%となるよう調整した。これにより、酸変性ポリオレフィン樹脂を含む水分散体組成物を得た。
[Comparative Example 4]
Maleic anhydride [MAH] modified polyolefin resin (weight average molecular weight [Mw] 120,000, Tm = 85 ° C., MAH grafting amount) in a four-necked flask equipped with a stirrer, condenser, dropping funnel, and nitrogen air supply tube = 2 to 5 mass%) 60 g, toluene 12 g, and ethylene glycol monobutyl ether (molecular weight = 118.2) 36 g were added, and the mixture was stirred at a flask internal temperature of 95 ° C for 30 minutes. Next, 6 g of N, N-dimethylethanolamine [DMEA] was added, and after stirring for 30 minutes, 3 g of an alkylamine emulsifier (trade name: Pureamyl (registered trademark) CCS-80, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.) Was added and stirred for an additional 30 minutes. Thereafter, 254 g of deionized water at 90 ° C. was added over 120 minutes. After the addition of deionized water was completed, a portion of toluene and ethylene glycol monobutyl ether was distilled off under reduced pressure. Then, it cooled, stirring to room temperature, and adjusted so that solid content might be 30 wt% with deionized water. This obtained the water dispersion composition containing acid-modified polyolefin resin.
〔物性の測定方法〕
重量平均分子量、融点、酸価は、酸変性ポリオレフィン樹脂を用いて測定した。赤外分光スペクトル、平均粒子径は、変性ポリオレフィン系樹脂水分散体組成物を用いて測定した。
(1)重量平均分子量(Mw):GPC(東ソー株式会社製、標準物質:ポリスチレン樹脂)にて測定した。
(2)融点(Tm):DSC(ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン株式会社製)にて測定した。
(3)酸価:アルカリ滴定法にて求めた。
(4)赤外分光スペクトル:変性ポリオレフィン樹脂水分散体組成物を40℃、24時間乾燥させ、得られた乾燥物を有機溶剤に溶解して溶液を得た。KBr板に上記溶液を塗布、乾燥して薄膜を形成させ、FT−IR(日本分光株式会社製)にて測定した。これにより、400cm−1〜4000cm−1の赤外吸光スペクトルを得た。付属ソフトウェア(Spectro Manager、日本分光株式会社)によって解析を行った。
波数1610〜1680cm-1に現れるピークは、アミド結合由来のピークに帰属され、波数1420〜1500cm-1に現れるピークは、メチレン結合由来のピークに帰属される。
アミド結合由来のピーク高さをAとし、メチレン結合由来のピーク高さをBとし、ピーク高さ比A/B×100を求めた。
(5)平均粒子径:粒度分布測定装置(Malvern Instruments製)にて測定した。
[Method for measuring physical properties]
The weight average molecular weight, melting point, and acid value were measured using an acid-modified polyolefin resin. The infrared spectroscopic spectrum and the average particle size were measured using a modified polyolefin resin aqueous dispersion composition.
(1) Weight average molecular weight (Mw): Measured with GPC (manufactured by Tosoh Corporation, standard material: polystyrene resin).
(2) Melting point (Tm): Measured with DSC (manufactured by TA Instruments Japan Co., Ltd.).
(3) Acid value: determined by alkali titration method.
(4) Infrared spectroscopy spectrum: The modified polyolefin resin aqueous dispersion composition was dried at 40 ° C. for 24 hours, and the obtained dried product was dissolved in an organic solvent to obtain a solution. The above solution was applied to a KBr plate, dried to form a thin film, and measured with FT-IR (manufactured by JASCO Corporation). This gave the infrared absorption spectrum of the 400cm -1 ~4000cm -1. The analysis was performed using the attached software (Spectro Manager, JASCO Corporation).
Peak appearing in the wavenumber 1610~1680Cm -1 is assigned to a peak derived from an amide bond, a peak appearing in the wavenumber 1420~1500Cm -1 it is assigned to a peak derived from a methylene bond.
The peak height ratio A / B × 100 was determined with A as the peak height derived from the amide bond and B as the peak height derived from the methylene bond.
(5) Average particle size: Measured with a particle size distribution measuring device (manufactured by Malvern Instruments).
〔洗浄性試験〕
[塗料調製]
ディスパーを用いて水系ウレタン塗料を約1,000rpmで20分攪拌した。その後、塗料をマヨネーズ瓶に約67g分取し、約1,200rpmで攪拌しながらピペットを用いて変性ポリオレフィン系樹脂水分散体組成物約13gを添加後、5分間攪拌することで試験用塗料を得た。
[試験手順]
調温・調湿(23℃、50%Rh)した実験室にて、#30のバーコーターで基材(鋼板:ハイトップ)に試験用塗料を塗布した(目標wet膜厚:50μm)。60分風乾後、洗浄溶剤(n−ブチルセロソルブ/脱イオン水=30/70)に5分間浸漬した。その後、試験片を取り出し、立て掛けた状態で1時間静置し、静置後の塗膜の状態を評価した。
以下の基準で評価した。
○:塗膜3/4以上剥れ
△:塗膜一部(3/4未満)剥れ
×:剥れ無し
[Detergency test]
[Paint preparation]
The water-based urethane paint was stirred at about 1,000 rpm for 20 minutes using a disper. Thereafter, about 67 g of the paint is taken into a mayonnaise bottle, about 13 g of the modified polyolefin resin aqueous dispersion composition is added using a pipette while stirring at about 1,200 rpm, and then the test paint is stirred by stirring for 5 minutes. Obtained.
[Procedure of test]
In a temperature-controlled and humidity-controlled laboratory (23 ° C., 50% Rh), a test paint was applied to the base material (steel plate: high top) with a # 30 bar coater (target wet film thickness: 50 μm). After air drying for 60 minutes, it was immersed in a cleaning solvent (n-butyl cellosolve / deionized water = 30/70) for 5 minutes. Thereafter, the test piece was taken out and allowed to stand for 1 hour in a standing state, and the state of the coating film after standing was evaluated.
Evaluation was made according to the following criteria.
○: Paint film 3/4 or more peeled △: Paint film part (less than 3/4) peeled ×: No peeling
〔碁盤目付着試験〕
[試験片の作製]
超高剛性ポリプロピレン板の表面をイソプロピルアルコールで脱脂し、乾燥塗膜が10以上15μm以下となるよう変性ポリオレフィン系樹脂水分散体組成物をスプレー塗装し、80℃で5分間プレヒートを行った。次に、ベース塗料をスプレー塗装し10分静置後、クリアー塗料を塗装し、10分静置した。その後、90℃で30分間の焼付け処理を行い、試験片を作製した。
[試験手順]
試験片を室温で3日間静置した後、カッターナイフで塗膜上に2mm間隔で素地に達する100個の碁盤目状の切り込みを入れ、その上にセロハン粘着テープを密着させて180°の角度で10回剥離し、塗膜の残存を判定した。具体的には残マス数を数えた。
[Cross-cut adhesion test]
[Preparation of test piece]
The surface of the ultra-high-rigidity polypropylene plate was degreased with isopropyl alcohol, and the modified polyolefin resin aqueous dispersion composition was spray-coated so that the dried coating film had a thickness of 10 to 15 μm, and preheated at 80 ° C. for 5 minutes. Next, the base paint was spray-coated and allowed to stand for 10 minutes, after which a clear paint was applied and allowed to stand for 10 minutes. Then, the baking process for 30 minutes was performed at 90 degreeC, and the test piece was produced.
[Procedure of test]
After leaving the test piece to stand at room temperature for 3 days, 100 square grid-like cuts that reach the substrate at intervals of 2 mm were made on the coating film with a cutter knife, and the cellophane adhesive tape was stuck on top of it and the angle of 180 ° Was peeled 10 times, and the remaining coating film was determined. Specifically, the number of remaining cells was counted.
〔耐水付着性試験〕
碁盤目付着試験の場合と同様にして試験片を作製した。試験片を40℃の温水に10日間浸漬後、塗膜表面の膨れ状態(ブリスター)を目視で観察し、更に、カッターナイフで塗膜上に2mm間隔で素地に達する100個の碁盤目状に切り込みを入れ、その上にセロハン粘着テープを貼った後、180°の角度で剥離し、塗膜の残存する程度で判定した。また、該試験で全て剥離しなかったサンプルについては、同様の試験を連続で10回行い、10回剥離後の塗膜の残存を判定した。具体的には残マス数を数えた。
ブリスターは以下の基準で評価した。
径:(大)1〜10(小)
頻度:(少)F,FM,M,MD,D,DD(多)
○:ブリスター無し
×:ブリスター有り
(Water adhesion test)
A test piece was prepared in the same manner as in the cross-cut adhesion test. After immersing the test piece in 40 ° C warm water for 10 days, visually observing the blister state of the coating surface (blister), and using a cutter knife to form a 100 grid pattern that reaches the substrate at 2 mm intervals A cut was made and a cellophane adhesive tape was applied thereon, and then peeled off at an angle of 180 °, and the degree of remaining coating was determined. Moreover, about the sample which did not peel all by this test, the same test was continuously performed 10 times and the residual of the coating film after 10 times peeling was determined. Specifically, the number of remaining cells was counted.
Blisters were evaluated according to the following criteria.
Diameter: (Large) 1-10 (Small)
Frequency: (small) F, FM, M, MD, D, DD (many)
○: No blister ×: With blister
表1に、実施例及び比較例について評価結果を示す。 Table 1 shows the evaluation results for Examples and Comparative Examples.
Claims (9)
赤外分光スペクトル測定において観察されるアミド結合由来のピーク高さをAとし、メチレン結合由来のピーク高さをBとしたときに、ピーク高さ比A/B×100が2.0%以上である、変性ポリオレフィン系樹脂。 A modified polyolefin resin obtained by modifying a polyolefin resin (I) with an α, β-unsaturated carboxylic acid or derivative thereof (II) and an amino alcohol (III) having a primary or secondary amino group. ,
The peak height ratio A / B × 100 is 2.0% or more, where A is the peak height derived from the amide bond and B is the peak height derived from the methylene bond observed in the infrared spectrum measurement. A modified polyolefin resin.
ポリオレフィン樹脂(I)を、α,β−不飽和カルボン酸又はその誘導体(II)と、一級又は二級のアミノ基を有するアミノアルコール(III)とにより変性して変性ポリオレフィン系樹脂を得る工程を含む、変性ポリオレフィン系樹脂の製造方法。 The peak height ratio A / B × 100 is 2.0% or more, where A is the peak height derived from the amide bond and B is the peak height derived from the methylene bond observed in the infrared spectrum measurement. A method for producing a modified polyolefin resin,
Modifying the polyolefin resin (I) with an α, β-unsaturated carboxylic acid or derivative thereof (II) and an amino alcohol (III) having a primary or secondary amino group to obtain a modified polyolefin resin; A method for producing a modified polyolefin resin.
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