JP5651918B2 - ポリプロピレン系樹脂組成物及び成形体 - Google Patents
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Description
要件(a):
式(I)で表される2,2,6,6−テトラメチルピペリジル基を有する。
要件(b):
8未満の酸解離定数(pka)を有する。
要件(c):
温度300℃かつ窒素ガス雰囲気下での熱重量分析により測定される重量減少率が10重量%未満である。
(式中、R1は、炭素原子数10〜30個のアルキル基を表し、nは1より大きい整数を表す。)
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、プロピレン系重合体(A)、特定範囲内の平均粒子径の無機充填剤(B)及び所定のヒンダードアミン系光安定剤(C)を含有する。
〔ポリプロピレン系樹脂組成物(I)〕
<プロピレン系重合体(A)>
本発明で用いられプロピレン系重合体(A)とは、プロピレン単独重合体(A−1)及びプロピレン系ブロック共重合体(A−2)からなる群から選択される少なくとも1種の重合体であり、プロピレン系ブロック共重合体(A−2)とは、プロピレン単独重合体成分又は主にプロピレン由来の単位からなる共重合体成分である重合体成分(A−2−I)と、エチレン及び炭素数4〜12のα−オレフィンからなる群から選択される少なくとも1種のコモノマーと、プロピレンとの共重合体成分である共重合体成分(A−2−II)とからなるプロピレン系ブロック共重合体である。
プロピレン単独重合体(A−1)の13C−NMRによって測定されるアイソタクチック・ペンタッド分率(以下、mmmm分率と記すことがある)は、成形体の剛性、耐熱性、及び成形時の冷却工程における結晶化時間という観点から、好ましくは0.95以上であり、更に好ましくは、0.97以上である。
アイソタクチック・ペンタッド分率とは、A.ZambelliらによってMacromolecules,6,925(1973)に発表されている方法、すなわち13C−NMRを使用して測定されるポリプロピレン分子鎖中のペンタッド単位でのアイソタクチック連鎖、換言すればプロピレンモノマー単位が5個連続してメソ結合した連鎖の中心にあるプロピレンモノマー由来の単位の分率である。NMR吸収ピークの帰属は、Macromolecules,8,687(1975)に基づいて行う。具体的には13C−NMRスペクトルのメチル炭素領域の全吸収ピーク中のmmmmピークの面積分率としてアイソタクチック・ペンタッド分率を測定する。この方法によって英国 NATIONAL PHYSICAL LABORATORYのNPL標準物質 CRM No.M19−14Polypropylene PP/MWD/2のアイソタクチック・ペンタッド分率を測定したところ、0.944であった。
プロピレン単独重合体(A−1)のゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー(GPC)で測定される分子量分布(Q値、Mw/Mnと表示されることもある)として、好ましくは3以上7以下であり、より好ましくは3〜5である。
要件(e):
重合体成分(A−2−I)及び共重合体成分(A−2−II)からなるプロピレン系ブロック共重合体であり、
重合体成分(A−2−I)が、135℃テトラリン中で測定される極限粘度[η]A-2-Iが0.1〜5dl/gであり、
共重合体成分(A−2−II)が、135℃テトラリン中で測定される極限粘度[η]A-2-IIが1〜20dl/gである。
要件(f):
重合体成分(A−2−I)の13C−NMRで測定されるmmmm分率が0.98以上である。
要件(g):
共重合体成分(A−2−II)におけるエチレン及び炭素数4〜12のα−オレフィンから選択される少なくとも1種のモノマーの含有量が、1〜80重量%である(重合体成分(A−2−II)の全量を100重量%とする)。
要件(h):
共重合体成分(A−2−II)の含有量が、1〜70重量%である(プロピレン系ブロック共重合体の全量を100重量%とする)。
もよい。
本発明に用いることができる無機充填材(B)としては、例えば、非繊維状無機充填材、繊維状無機充填材、又は、これらの混合物である。例えば、非繊維状無機充填材として、タルク、マイカ、立方体状炭酸カルシウム、紡錘形状炭酸カルシウム、柱状炭酸カルシウム、板状硫酸バリウム、柱状硫酸バリウム、粒状炭酸マグネシウム、クレー、粒状アルミナ、球状シリカ、粒状硫酸カルシウム、けい砂、カーボンブラック、球状酸化チタン、球状水酸化マグネシウム、柱状水酸化マグネシウム、ゼオライト、けいそう土、セリサイト、シラス、球状水酸化カルシウム、球状亜硫酸カルシウム、球状硫酸ソーダ、ベントナイト、球状黒鉛等が挙げられる。
また、繊維状無機充填材としては、例えば、繊維状マグネシウムオキシサルフェート、繊維状チタン酸カリウム、繊維状水酸化マグネシウム、繊維状ホウ酸アルミニウム、繊維状ケイ酸カルシウム、繊維状炭酸カルシウム、炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維等が挙げられる。
好ましくは、タルク、マイカ、紡錘形状炭酸カルシウム、シリカ、繊維状マグネシウムオキシサルフェート、繊維状ワラストナイトであり、さらに好ましくは、タルク、繊維状マグネシウムオキシサルフェートである。これらの無機充填剤は、2種類以上を併用してもよい。
ここで繊維状無機充填材の平均繊維径、平均繊維長および平均アスペクト比は、走査電子顕微鏡(SEM)観察を行って得られた画像から、無作為に50本以上の繊維状充填材を選択し、その繊維径、繊維長およびアスペクト比を測定して平均することによって求められる。なお、アスペクト比は繊維径に対する繊維長の比である。
本発明で用いられるヒンダードアミン系光安定剤(C)とは、下記要件(a)、(b)及び(c)を満足する化合物である。
要件(a):
式(I)で表される2,2,6,6−テトラメチルピペリジル基を有する。
要件(b):
8未満の酸解離定数(pka)を有する。
要件(c):
温度300℃かつ窒素ガス雰囲気下での熱重量分析により測定される重量減少率が10重量%未満である。
ヒンダードアミン系光安定剤(C)は、好ましくは、さらには、要件(d):分子量が1000以上である、を満足する。
また、要件(d)については、金型汚染、VOC放散量及び耐光安定性の観点から、ヒンダードアミン系光安定剤(C)の分子量は、好ましくは1500以上であり、より好ましくは2000以上である。
(式中、R1は、炭素原子数10から30個のアルキル基を表し、nは1より大きい整数を表す。)
なお、上記ヒンダードアミン系光安定剤(C)は、他の光安定化剤(前記要件(a)、(b)、(c)のいずれかを満足しないヒンダードアミン系光安定剤を含む)と併用して用いてもよい。
また、本発明に係るポリプロピレン系樹脂組成物は、成形体の耐衝撃性の観点から、エチレン−α−オレフィン共重合体(D)を含んでもよい。
公知の触媒としては、例えば、バナジウム化合物と有機アルミニウム化合物からなる触媒系、チーグラーナッタ触媒系又はメタロセン触媒系等が挙げられ、公知の重合方法としては、溶液重合法、スラリー重合法、高圧イオン重合法又は気相重合法等が挙げられる。
メタロセン系触媒としては、例えば、特開平3−163088号公報、特開平4−268307号公報、特開平9−12790号公報、特開平9−87313号公報、特開平11−80233号公報、特表平10−508055号公報等に記載されているメタロセン系触媒が挙げられる。
メタロセン系触媒を用いるエチレン−α−オレフィン共重合体(D)の製造方法として、好ましくは、欧州特許出願公開第1211287号明細書に記載されている方法が挙げられる。
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物は、機械物性のバランスをさらに改良するために、ビニル芳香族化合物含有ゴムを含有しても良い。ビニル芳香族化合物含有ゴムとしては、例えば、ビニル芳香族化合物重合体と共役ジエン系重合体からなるブロック共重合体や、かかるブロック共重合体の水素添加物等が挙げられ、その共役ジエン重合体の二重結合の水素添加率として、好ましくは80重量%以上であり、より好ましくは85重量%以上である(ただし、共役ジエン重合体部分に含有される二重結合の全量を100重量%とする)。
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物の製造方法としては、各成分を溶融混練する方法が挙げられ、例えば、一軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、熱ロール等の混練機を用いる方法等が挙げられる。用いられる溶融混練装置としては、例えば、単軸押出機、二軸同方向回転押出機(Wernw Pfleideren製 ZSK[登録商標]や東芝機械(株)製 TEM[登録商標]、日本製鋼所(株)製 TEX[登録商標]、テクノベル(株)製 二軸混練機等)、二軸異方向回転押出機(日本製鋼所(株)製 CMP[登録商標]、TEX[登録商標]、神戸製鋼所(株)製 FCM[登録商標]、NCM[登録商標]、LCM[登録商標]等)が挙げられる。
(1)プロピレン系重合体(A)を混練し、押し出してペレットを調製し、次に同ペレットと無機充填剤(B)とヒンダードアミン系光安定剤(C)を混練する方法。
(2)プロピレン系重合体(A)と無機充填剤(B)とを混練し、押し出してペレットを調製し、次に同ペレットとヒンダードアミン系光安定剤(C)とを混練する方法。
(3)プロピレン系重合体(A)とヒンダードアミン系光安定剤(C)とを混練し、押し出してペレットを調製し、次に同ペレットと無機充填剤(B)とを混練する方法。
なお、上記の方法において、プロピレン単独重合体(A−1)及び/又はエチレン−α−オレフィン共重合体(D)、及び/又はその他の添加剤を添加しても良い。
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物を用いて各種成形方法によって、成形体を製造することができ、成形体の形状やサイズ等は、適宜、決定してもよい。
本発明のポリプロピレン系樹脂組成物及びそれからなる成形体は、揮発性有機化合物(VOC)の放散量の観点から、好ましくは、自動車用材料、建材(特にヒトの居住空間に存在する表面積の広い製品)等の用途に用いられる。
また、建材としては、屋内の床部材、壁部材、窓枠部材等が挙げられる。
(A−1)プロピレン単独重合体
分子量分布が4.2であり、極限粘度[η]Pが1.45dl/gであり、アイソタクチック・ペンタッド分率が0.97であり、MFR(230℃)が13g/10分であるプロピレン単独重合体を用いた。
プロピレン単独重合体成分(重合体成分(I))とプロピレン−エチレンランダム共重合体成分(重合体成分(II))とからなるブロック共重合体
ブロック共重合体のMFR:52g/10分
ブロック共重合体のエチレン含量:4.2重量%
ブロック共重合体の極限粘度[η]total:1.4dl/g
[η]II/[η]I=5.43
重合体成分(I):プロピレン単独重合体成分
重合体成分(I)の分子量分布:4.2
重合体成分(I)のアイソタクチック・ペンタッド分率:0.97
重合体成分(I)の極限粘度[η]I:0.92dl/g
重合体成分(II):プロピレン−エチレンランダム共重合体成分
重合体成分(II)の含有量:13重量%
重合体成分(II)のエチレン含有量:32重量%
重合体成分(II)の極限粘度[η]II:5.0dl/g
ブロック共重合体のMFR:26g/10分
ブロック共重合体のエチレン含量:7.0重量%
ブロック共重合体の極限粘度[η]total:1.4dl/g
[η]II/[η]I=2.52
重合体成分(I):プロピレン単独重合体成分
重合体成分(I)のアイソタクチック・ペンタッド分率:0.983
重合体成分(I)の極限粘度[η]I:1.07dl/g
重合体成分(II):プロピレン−エチレンランダム共重合体成分
重合体成分(II)の含有量:20重量%
重合体成分(II)のエチレン含有量:35重量%
重合体成分(II)の極限粘度[η]II:2.7dl/g
(B−1)タルク(林化成社製 MWHST;平均粒子径:4.9μm)
(B−2)タルク(カミタルク社製JR63;平均粒子径:5.3μm)
(B−3)タルク(林化成社製 SM−P;平均粒子径:8.9μm)
(B−4)繊維状マグネシウムオキシサルフェート(宇部マテリアルズ社製 モスハイジA;平均繊維径:0.5μm、平均繊維径:10μm、アスペクト比:20)
(C−1)
製品名:UVINUL5050H:BASFジャパン株式会社製
立体障害アミンオリゴマー「N−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)マレイン酸イミド、及びα−オレフィン(C20−24)からなる共重合体」
構造式:
分子量:3500
pKa:7.0
熱重量分析(TG−DTA)による重量減少率:2.2重量%
製品名:アデカスタブLA52: 株式会社ADEKA製
化学名:{テトラキス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)1,2,3,4−ブタンテトラカルボキシラート
構造式:
分子量:847
pKa:8.9
熱重量分析(TG−DTA)による重量減少率:5.8重量%
製品名:スミソーブ400:住友化学株式会社製
化学名:2,4−ジ−t−ブチルフェニル−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート
分子量:439
熱重量分析(TG−DTA)による重量減少率:31.6重量%
製品名:UV3346: 株式会社サイテック製
化学名:ポリ[(6−モルフォリノ−s−トリアジン−2,4−ジイル)[(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ]−ヘキサメチレン−[(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ]]
構造式:
分子量:1600
pKa:9.0
熱重量分析(TG−DTA)による重量減少率:1.9重量%
製品名:CHIMASSORB119FL:チバ・スペシャルケミカルズ株式会社製
化学名:N,N−ビス(3−アミノプロピル)エチレンジアミン・2,4−ビス〔N−ブチル−N−(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)アミノ〕−6−クロロ−1,3,5−トリアジン縮合物
構造式:
分子量:2300
pKa:9.2
熱重量分析(TG−DTA)による重量減少率:0.6重量%
(D−1)エチレン−1−オクテンランダム共重合体
デュポンダウエラストマー社製 ENGAGE8842(密度:0.858g/cm3、MFR(230℃):2g/10分)
(D−2)エチレン−1−オクテンランダム共重合体
デュポンダウエラストマー社製 ENGAGE8200(密度:0.870g/cm3、MFR(230℃):8g/10分
(1)メルトフローレート(MFR)
MFRは、JIS K6758に規定された方法に従って温度230℃、荷重2.16kgfで測定した。
ウベローデ型粘度計を用いて濃度0.1、0.2及び0.5g/dlの3点について還元粘度を測定した。極限粘度は、「高分子溶液、高分子実験学11」(1982年共立出版株式会社刊)第491頁に記載の計算方法すなわち、還元粘度を濃度に対しプロットし、濃度をゼロに外挿する外挿法によって求めた。テトラリンを溶媒として用いて、温度135℃で測定した。尚、試料は重合槽から採取した重合体パウダーを用いた。プロピレン系ブロック共重合体の重合体成分(A−2−I)の場合、第一段階の重合槽から一部抜き出した重合体パウダーの極限粘度を測定してこれを[η]A-2-Iとした。
第一段階の重合工程で得た重合体成分(A−2−I)の極限粘度[η]A-2-I、第二段階の重合工程後の最終重合体(成分(A−2−I)と成分(A−2−II)の合計)の前記(2)の方法で測定した極限粘度[η]A-2-Total、第二段階目の工程で重合された共重合体成分(A−2−II)の最終重合体の中の含有量(重量比)から、第二段階目の工程で重合された共重合体成分(A−2−II)の極限粘度[η]A-2-IIを、下記式から計算して求めた。
[η]A-2-Total:2段階重合工程後の最終重合体の極限粘度(dl/g)
[η]A-2-I:1段階重合工程後に重合槽より抜き出した重合体パウダーの極限粘度(dl/g)
XA-2-I:1段階目の工程で重合された成分の重量比
XA-2-II:2段階目の工程で重合された成分の重量比
尚、XA-2-I、XA-2-IIは重合時の物質収支から求めた。
下記の条件で測定した13C−NMRスペクトルから、Kakugoらの報告(Macromolecules 1982年,第15巻,第1150〜1152頁)に基づいてプロピレン−(プロピレン−エチレン)ブロック共重合体のプロピレン−エチレンランダム共重合体成分(A−2−II)の含有量及びプロピレン−エチレンランダム共重合体成分(A−2−II)中のエチレン含有量を求めた。
10mmφの試験管中で約200mgのプロピレン−(プロピレン−エチレン)ブロック共重合体を3mlの混合溶媒(オルトジクロロベンゼン/重オルトクロロベンゼン=4/1(容積比))に均一に溶解させて試料を調製し、その試料の13C−NMRスペクトルを下記の条件下で測定した。測定は、日本電子社製JNM−EX270を用いて行った。
測定温度:135℃
パルス繰り返し時間:10秒
パルス幅:45°
積算回数:2500回
VOC放散量の測定は、後述する試験片を用いて、以下の方法により測定を行った。
(i)試験片を容積10Lのテドラーバッグに封入し、純窒素ガスを充填した。その後、純窒素ガスを抜くことにより、テドラーバッグ内のガスを窒素ガスに置換する作業を2回繰り返し行った。
(ii)テドラーバッグに純窒素ガス4Lを充填し、テドラーバッグのコックを閉じた。
テドラーバッグをオーブンの中に入れ、コックの先にサンプリング用テフロン(登録商標)チューブを取り付けてオーブンの外まで延ばし、この状態で65℃、2時間加熱処理を行った。
上記(ii)で調製した試料ガスを、65℃の加熱状態で、2,4−ジニトロフェノルヒドラジン(2,4−Dinitrophenylhydrazine(略称:DNPH))カートリッジに3L採取した。採取後のカートリッジはアセトニトリルで溶出処理を行い、得られた溶出液を高速液体クロマトグラフ(HPLC;Waters製、型式:Ultra Performance Liquid Chromatography Aquiy)を用いて、カートリッジから溶出した成分の測定を行った。
(iV)トルエンの採取及び測定
上記(ii)で調製した試料ガスを、65℃の加熱状態で、をTenaxTA吸着管に1L採取した。採取後の吸着管は、GC−MS(ガスクロマトグラフ質量分析装置)で測定した。カートリッジから溶出した成分の測定を行った。
スガ試験機(株)製、キセノンウエザーメータ(SX75AP型)を使用して耐光劣化安定性試験を行った。300MJ照射後の試験片表面に亀裂(クラック)等の外観異常の有無を評価した。試験条件を次に示した。なお、クラックが少ないほど耐光劣化安定性が優れるとした。
試験片寸法:90mm×150mm×3mm(厚み)の射出成形品を試験機ホルダサイズに切出した試験片(65×150×3mm)
・照射光量:150w/m2(300〜400nm領域)
・ブラックパネル温度:83℃
・試験機槽内湿度:50%RH
・亀裂等外観異常の観察:光学顕微鏡(100倍)による観察
加熱変形温度(HDT)
加熱変形温度は、JIS−K−7207に規定された方法に従って、ファイバーストレス0.45MPaで測定した。
上記の揮発性有機化合物(VOC)測定用及び各種評価用の試験片(射出成形体)は下記の方法に従い作製した。
(i)成形加工:
住友重機械製NEOMAT350/120サイキャップ−M型射出成形機を用い、成形温度220℃、金型冷却温度50℃で射出成形を行い、MD長さ×TD長さ×厚み=150mm×90mm×3mmの寸法の成形品を得た。
(ii)VOC測定用試験片:
試験片の片面の面積が80cm2となるように上記成形品を裁断した後、23℃、相対湿度50%の条件下で14日静置させたものを測定用試験片とした。
(1)プロピレン−(プロピレン−エチレン)ブロック共重合体(A−2)の製造:
固体触媒成分(I)の調製
攪拌機付きの200LSUS製反応容器を窒素で置換した後、ヘキサン80L、テトラブトキシチタン6.55モル、フタル酸ジイソブチル2.8モル、及びテトラエトキシシラン98.9モルを投入し均一溶液とした。次に濃度2.1モル/Lのブチルマグネシウムクロリドのジイソブチルエーテル溶液51Lを、反応容器内の温度を5℃に保ちながら5時間かけて徐々に滴下した。
滴下終了後5℃で1時間、室温でさらに1時間攪拌した後、室温で固液分離し、トルエン70Lで3回洗浄を繰り返した。次いで、スラリー濃度が0.2Kg/Lになるようにトルエン量を調整した後、105℃で1時間攪拌した。その後、95℃まで冷却し、フタル酸ジイソブチル47.6モル加え、95℃で30分間反応を行った。反応後固液分離し、得られた固体をトルエン70Lで2回洗浄を行った。
次いで、スラリー濃度が0.4Kg/Lになるようにトルエン量を調節後、フタル酸ジイソブチル3.1モル、n−ジブチルエーテル8.9モル及び四塩化チタン274モルを加え、105℃で3時間反応を行った。反応終了後、同温度で固液分離した後、得られた固体を105℃でトルエン90Lで2回洗浄を行った。スラリー濃度が0.4Kg/Lになるようにトルエン量を調節後、n−ジブチルエーテル8.9モル及び四塩化チタン137モルを加え、105℃で1時間反応を行った。反応終了後、同温度で固液分離し同温度でトルエン90Lで3回洗浄を行った後、さらに105℃でヘキサン70Lで3回洗浄した後減圧乾燥して固体触媒成分11.4Kgを得た。固体触媒成分はチタン原子1.83重量%、フタル酸エステル8.4重量%、エトキシ基0.30重量%、ブトキシ基0.20重量%を含有していた。この固体触媒成分を、以下固体触媒成分(I)と呼ぶ。
内容積45及び32m3の攪拌機及びジャケット付きのSUS製反応器5槽をプロピレンで十分置換し、第一槽圧力をプロピレンで0.5kg/cm2Gに調整し、n−ヘプタンを20m3張る。攪拌機起動後、トリエチルアルミニウム50モル及びシクロヘキシルエチルジメトキシシラン7.5モルを投入し、該反応器の内温を60〜75℃に昇温したのち、プロピレンで反応圧力を4〜8kg/cm2Gに昇圧する。水素濃度を6〜8%に保つよう水素を投入後、固体触媒成分(I)を供給し重合を開始した。同時にトリエチルアルミニウム2.5〜3.0kg/H(約24〜25mol/H)、の供給を開始した。反応開始後、槽内の安定を確認して反応圧力を目標の4.5〜9.0kg/cm2Gまで昇圧し、気相部の水素濃度を8〜10%に保つように供給しながら重合を継続した。生成した重合スラリーは次の反応槽に抜き出され、設定した条件にて引き続き重合継続した。合計5槽の連続した反応槽にて結晶性ポリプロピレン部分(以下P部と省略する)の重合を継続した。P部のポリマーをサンプリングし分析した結果、極限粘度〔η〕Pは0.93dl/gであった。
反応器内の重合体スラリーの全量を失活槽へ導き、未反応モノマーを分離、水で失活処理を行った後、該重合体スラリーを遠心分離することにより固体ポリマーを回収し、ドライヤーにて乾燥して白色パウダーを得た。
最終的に得られたプロピレン−(プロピレン−エチレン)ブロック共重合体全体の極限粘度[η]Tは1.39dl/gであった。分析の結果プロピレン−エチレンランダム共重合体含量(EP含量)は10重量%であったので、第三槽で生成したプロピレン−エチレンランダム共重合体成分(EP部)の極限粘度[η]EPは5.5dl/gであった。又、分析の結果EP部でのエチレン含量は40重量%、mmmm分率は0.974であった。またMFRは50g/10分であった。
得られたプロピレン−(プロピレン−エチレン)ブロック共重合体(A−2)の粉末50重量部と、プロピレン単独重合体(A−1)10重量部と、無機充填材(B−1)24重量部と、エチレン−オクテン−1ランダム共重合体(D−1)16重量部と配合し、加えて、この成分(A−1)、(A−2)、(B−1)、(D−1)の合計量100重量部に対し、ステアリン酸マグネシウムを0.05重量部、3,9−ビス[2−{3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ}−1,1−ジメチルエチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン(スミライザーGA80、住友化学製)0.05重量部、ビス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト(ウルトラノックスU626、GEスペシャリティーケミカルズ製)0.05重量部、エチレンビスステアリルアマイドを0.08重量部、ステアリン酸モノグリセリド(エレクトロストリッパーTS−5:花王(株)製)0.1重量部 さらに、光安定剤(C−1)0.1重量部配合し、タンブラーで均一に予備混合した後、二軸混練押出機(東芝機械株式会社製、三条タイプ二軸混練機TEM50A)を用いて、押し出し量30kg/hr、200℃、スクリュー回転数を250rpmで混練押出して、ポリプロピレン系樹脂組成物を製造した。
上記に示した方法に従って射出成形機を用いて試験片(射出成形体)を作成し、状態調整後、耐熱性試験、VOC放散量の測定、耐光劣化安定性試験を行った。評価結果を表1に示した。
光安定剤(C−1)0.1重量部を(C−2)0.05重量部及び、(C−3)0.05重量部に変更した以外は、実施例1と同様に行った。評価結果を表1に示した。
光安定剤(C−1)0.1重量部を(C−4)0.1重量部に変更した以外は、実施例1と同様に行った。評価結果を表1に示した。
光安定剤(C−1)0.1重量部を(C−5)0.1重量部に変更した以外は、実施例1と同様に行った。評価結果を表1に示した。
[プロピレン−(プロピレン−エチレン)ブロック共重合体(A−3)の製造]
[予備重合]
ジャケット付きのSUS製反応器中に、脱気・脱水されたn−へキサン、特開平7−216017号公報の実施例5に記載の方法で製造した固体触媒成分(A)、シクロヘキシルエチルジメトキシシラン(B)、トリエチルアルミニウム(C)が、C/A=1.67mmol/g、B/C=0.13mmol/mmolの比率になるように供給して、プロピレンによる予備重合度が3.5になるように予備重合触媒成分を調製した。なお、予備重合度は、固体触媒成分(A)1g当たりに生成した予備重合体のグラム数で定義される。
(I)第一段階の重合工程(プロピレン単独重合体成分(I)の製造)
(I−1)液相重合
SUS製ループ型液相重合反応器の内部気相をプロピレンで十分置換したのち、トリエチルアルミニウム(C)、シクロヘキシルエチルジメトキシシラン(B)((B)/(C)比率=0.15mol/mol)及び前記の予備重合触媒成分を2.2g/時間で連続して供給し、さらに内温を70℃、圧力をプロピレン及び水素で4.5MPaGに調整し、プロピレンの重合を開始した。重合度が全重合量の20重量%となった段階で、ループ型液相重合反応器で生成されたプロピレン単独重合体を抜き出しして気相重合反応器へ移した。
気相重合反応器は三槽で構成され、第一槽及び第二槽にてプロピレン単独重合を継続的に行った。SUS製反応器(第一槽)にて、反応温度80℃で反応圧力2.1MPaGを保つようにプロピレンを連続的に供給し、気相部の水素濃度を7.0vol%に保つように水素を供給しながら、前記ループ型液相重合反応器で生成された粉末状のプロピレン単独重合体成分の存在下にプロピレンの気相重合を継続的に行った。
ついで、前記液槽重合反応器から移送された粉末状のプロピレン単独重合体成分の一部を、断続的にSUS製反応器中(第二槽)に移し、反応温度80℃、反応圧力1.7MPaGが保たれた条件で、プロピレンを連続的に供給し、気相部の水素濃度を7.0vol%に保つように水素を供給しながら、プロピレン単独重合体成分(以下、重合体成分(I)と省略する)を形成するためのの気相重合を継続した。
第二槽による重合で得られた重合体成分(I)をサンプリングして分析した結果、極限粘度[η]Iは1.07dl/g、mmmm分率は0.983であった。
引き続いて、第二槽で生成した重合体成分(I)の一部を、ジャケット付きのSUS製反応器中(第三槽)に移し、プロピレン及びエチレンによるプロピレン−エチレンランダム共重合体成分(以下、共重合体成分(II)と省略する)生成のための重合を開始し、反応温度70℃で反応圧力を1.3MPaGに保つようにプロピレン/エチレン=2/1(重量比)の割合で、プロピレン/エチレンを連続的に供給し、気相部の水素濃度が3.0vol%に保たれるように水素供給量を調整しながら共重合体成分(II)生成のための気相重合を継続した。
次いで、反応器内(第三槽)の重合体成分(I)と共重合体成分(II)からなる粉末を断続的に失活槽へ導き、水で触媒成分の失活処理を行った後、該粉末を65℃の窒素により乾燥して、プロピレン−(プロピレン−エチレン)ブロック共重合体(プロピレン系ブロック共重合体(A−3))の白色粉末を得た。
得られたプロピレン−(プロピレン−エチレン)ブロック共重合体の粉末(A−1)100重量部に、カルシウムステアレート(共同薬品株式会社製)0.05重量部、3,9−ビス[2−(3−(3−tert−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ)−1,1−ジメチルエチル]−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5・5]ウンデカン(スミライザーGA80:住友化学株式会社製)0.05重量部、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト(アデカスタブPEP−24G:株式会社ADEKA製)0.05重量部、ステアリン酸モノグリセリド(エレクトロストリッパーTS−5:花王(株)製)0.3重量部、ヒドロキシ−ジ(p−t−ブチル安息香酸)アルミニウム(PTBBA−AL:共同薬品株式会社製 )0.1重量部、光安定剤(C−1)0.1重量部、さらに、有機過酸化物としてパーカドックス14の8%マスターバッチ(化薬アクゾ(株)製8%重量濃度の有機過酸化物と92重量%のポリプロピレンパウダー(プロピレン単独重合体)の混合物)を0.04重量部(有機過酸化物配合量:0.0032重量部)をミキサーで混合することにより配合して、混合物を作製した。ついで、この混合物を田辺プラスチックス(株)製の単軸押出機(バレル内径:40mm、スクリュー回転数:100rpm、シリンダー温度:230℃)を用いて、このプロピレン−(プロピレン−エチレン)ブロック共重合体(A−3)の粉末と上記添加剤からなる混合物を溶融混練し、この溶融混練物を二軸混練機のダイ部にセットしたステンレスフィルター(ファインポアNF15N(日本精線(株)製))で濾過した後にダイ部より押出し、この押出物を冷水により冷却固化、切断してポリプロピレン系樹脂組成物からなるペレットを得た。このときの押出能力は18kg/時間であった。
このペレットを用い、実施例1と同様に評価を行った。評価結果を表1に示した。
実施例1において得られたプロピレン−(プロピレン−エチレン)ブロック共重合体(A−2)の粉末65.5重量部と、無機充填材(B−2)21.5量部と、エチレン−オクテン−1ランダム共重合体(D−2)13.5重量部と配合し、加えて、この成分(A−2)、(B−2)、(D−2)の合計量100重量部に対し、ステアリン酸カルシウムを0.05重量部、2,4,8,10−テトラ−t−ブチル−6−[3−(3−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)プロポキシ]ジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン(スミライザーGP、住友化学製)0.2重量部、ジミリスチル−3,3’−チオジプロピオネート(スミライザーTPM、住友化学製)0.03重量部、エチレンビスステアリルアマイドを0.07重量部、ステアリン酸モノグリセリド、ステアリン酸ジグリセリド及びステアリン酸ジエタノールアミン混合物(アンステックスSP151:東邦化学工業(株)製)0.3重量部 さらに、光安定剤(C−1)0.15重量部配合し、タンブラーで均一に予備混合した後、二軸混練押出機(日本製鋼所社製TEX44αII−49BW−3V型)を用いて、押し出し量50kg/hr、200℃、スクリュー回転数を200rpmで混練押出して、ポリプロピレン系樹脂組成物を製造した。
射出成形機を用いて試験片を作成し、状態調整後、VOC放散量の測定を行った。評価結果を表2に示した。
無機充填材(B−2)21.5重量部を、無機充填材(B−3)21.5重量部に変更した以外は、実施例2と同様に評価を行った。評価結果を表2に示した。
無機充填材(B−2)21.5重量部を、無機充填材(B−2)11重量部、および無機充填材(B−3)10重量部に変更した以外は、実施例2と同様に評価を行った。評価結果を表2に示した。
Claims (4)
- プロピレン系重合体(A)99〜60重量部と、
平均粒子径が0.01〜100μmの無機充填材(B)1〜40重量部と、
下記要件(a)、(b)及び(c)を満足し、一般式(II)で表されるマレイン酸イミド誘導体成分を含む共重合体であるヒンダードアミン系光安定剤(C)0.05〜5重量部とを含有する(ただし、前記プロピレン系重合体(A)と該無機充填材(B)の合計量は100重量部である)ことを特徴とするポリプロピレン系樹脂組成物であり、プロピレン系重合体(A)として、メルトフローレート(JIS K6758に従って温度230℃、荷重2.16kgfで測定)が20〜200g/10分である重合体のみを含有し、無機充填材(B)として、タルクのみを含有するポリプロピレン系樹脂組成物。
要件(a):
式(I)で表される2,2,6,6−テトラメチルピペリジル基を有する。
要件(b):
8未満の酸解離定数(pka)を有する。
要件(c):
温度300℃かつ窒素ガス雰囲気下での熱重量分析により測定される重量減少率が10重量%未満である。
(式中、R1は、炭素原子数10〜30個のアルキル基を表し、nは1より大きい整数を表す。) - 前記ヒンダードアミン系光安定剤(C)が、下記要件(d)を更に満足することを特徴とする請求項1記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
要件(d):
分子量が1000以上である。 - 密度が0.85〜0.91g/cm3、メルトフローレート(JIS K7210に従って230℃、荷重2.16kgfで測定)が0.05〜100g/10分であるエチレン−α−オレフィン共重合体(D)1〜50重量部をさらに含有する請求項1または2に記載のポリプロピレン系樹脂組成物。
- 請求項1から3のいずれかに記載のポリプロピレン系樹脂組成物からなる成形体。
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