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JPS631326B2 - - Google Patents
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JPS631326B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS631326B2
JPS631326B2 JP54119943A JP11994379A JPS631326B2 JP S631326 B2 JPS631326 B2 JP S631326B2 JP 54119943 A JP54119943 A JP 54119943A JP 11994379 A JP11994379 A JP 11994379A JP S631326 B2 JPS631326 B2 JP S631326B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
propylene
ethylene
polymerization
olefin
copolymer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP54119943A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5643314A (en
Inventor
Masayuki Fujii
Mitsutaka Myabayashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Petrochemical Co Ltd filed Critical Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
Priority to JP11994379A priority Critical patent/JPS5643314A/en
Priority to GB8029487A priority patent/GB2061296B/en
Priority to US06/186,578 priority patent/US4334040A/en
Priority to DE19803034842 priority patent/DE3034842A1/en
Publication of JPS5643314A publication Critical patent/JPS5643314A/en
Publication of JPS631326B2 publication Critical patent/JPS631326B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 〔〕 発明の背景 技術分野 本発明は、耐熱性、ならびに耐衝撃性に優れた
軟質ないし半硬質の熱可塑性のプロピレンブロツ
ク共重合体の製造法に関する。 近年、自動車部品、家庭電機製品部品、電気ケ
ーブル被覆材料、パイプ、コンテナー等において
は耐熱性(特に高温時における外力に対する形状
保持性)ならびに耐衝撃性、とりわけ低温におけ
る耐衝撃性にすぐれた軟質ないし半硬質の熱可塑
性材料に対する期待が高まりつつある。軟質材料
としては可塑剤入りポリ塩化ビニル、エチレン−
酢酸ビニル共重合体、エチレン−α−オレフイン
共重合体等があるが、これらは低温時の耐衝撃性
には優れているけれども、耐熱変形性の点で劣
る。プロピレンと他のオレフイン類とのランダム
共重合体はそれらに較べて一般に耐熱変形性に優
れた軟質材料になり得るし、常温での耐衝撃性に
も優れた材料ではあるが、低温での衝撃には弱い
ものである。したがつて、本発明は従来の材料に
はない優れた耐熱性と耐衝撃性のバランスを兼ね
備えた軟質ないし半硬質の熱可塑性樹脂材料を提
供するものである。 先行技術 従来、プロピレン系重合体の材料で耐衝撃性を
改良する試みは多くなされている。例えば、プロ
ピレンとエチレンとのランダム共重合体(特公昭
42−22052号、同46−42988号各公報等)、および
ブロツク共重合体(特公昭38−14834号、同38−
21494号、同39−1836号、同42−22688号各公報、
米国特許第3624184号、英国特許第889230号、同
第957777号、同第1134660号各明細書等)、プロピ
レンとブテン−1とのランダム共重合体(米国特
許第2918457号、同第3278504号、同第3332921号
各明細書、特開昭50−38787号、同53−79984号各
公報等)、プロピレンとヘキセン−1とのランダ
ム共重合体(特開昭49−53983号公報等)、プロピ
レンと4−メチルペンテン−1とのランダム共重
合体(特開昭53−104686号公報等)が代表的であ
る。これら先行技術は大なり小なり耐衝撃性を改
良したプロピレン系共重合体を得る点で成功して
いるが、いずれも硬質ないし半硬質材料である
か、軟質であつても低温耐衝撃性が十分改良され
ていなかつたり、耐熱性が劣つたものであつて、
本発明の目的とする諸要件をすべて満足するもの
ではなかつた。 また本発明者らは、先に耐熱性と透明性にすぐ
れたプロピレン系の軟質熱可塑性樹脂材料として
プロピレンとC5〜12の直鎖α−オレフインから成
るブロツク共重合体を提案したが(特願昭54−
68532号)、このものは耐衝撃性に関しても相当の
改良効果が確認されたけれども、それでも高度の
耐衝撃性の要請に対しては十分に応えうるもので
はなかつた。 〔〕 発明の概要 上記のような知見に反して、(イ)プロピレンと
C5〜12の直鎖α−オレフインのランダム共重合部
と、(ロ)エチレンの単独重合部とを含むブロツク共
重合体は、共重合条件を選択することによつて、
軟質から半硬質に亘る範囲で耐熱性と耐衝撃性
(とりわけ低温における耐衝撃性)の優れたバラ
ンスを有する材料となることが本発明者らにより
見出された。すなわち、このような共重合体は、
常温以上の温度においては勿論、−20℃、さらに
は−40℃以下の低温においても十分使用に耐える
耐衝撃性を有し、かつ120℃、とりわけ140℃以上
の高い耐熱性を有することがわかつた。 したがつて、本発明によるプロピレンブロツク
共重合体の製造法は、立体規則性重合触媒の存在
下に、下記の工程(イ)および(ロ)を段階的に実施し
て、デカリン中、135℃における極限粘度が0.3〜
15dl/gであるプロピレンブロツク共重合体を得
ること、を特徴とするものである。 (イ) プロピレンとC5〜12の直鎖α−オレフインと
を共重合させて、C5〜12の直鎖α−オレフイン
の含量が3〜18重量%のランダム共重合体を60
〜98重量部生成させる工程、 (ロ) エチレンを重合させて、エチレンの単独重合
体を2〜40重量部生成させる工程。 〔〕 発明の具体的説明 1 ブロツク共重合体−本質的性質 (1) 組 成 本発明によつて製造されるプロピレンブロツク
共重合体は、(イ)プロピレンとC5〜12の直鎖α−オ
レフインとのランダム共重合体部と、(ロ)エチレン
の単独重合体部とを含む。本発明によるブロツク
共重合体は(イ)および(ロ)のブロツクのみからなるも
のとは限らないが、他のブロツクが共存するとし
ても(イ)および(ロ)のブロツクの合計が50重量%以
上、特に80重量%以上を占めるべきである。 ブロツク(イ)はプロピレンと該直鎖α−オレフイ
ンとが同時に存在する条件下で重合が行われて生
成した部分をいう。ブロツク(ロ)は該直鎖α−オレ
フインが存在しない条件下でエチレンの重合が行
なわれて生成した部分をいう。(イ)および(ロ)は何れ
が先に形成されてもよいが、その場合、後に形成
される部分は先に形成された部分の共存下で形成
される。通常は、(ロ),(イ)の順に形成される。(イ),
(ロ)が形成される前、後、或いは中間で他の重合体
部が形成されて存在することは排除されるもので
ない。例えば(イ),(ロ)に先立つてプロピレンの単独
重合体部が形成されて存在する場合は、生成共重
合体は特に実用性が高い。また共重合体が(イ),(ロ)
の順序で形成される場合、(イ)の形成に用いたプロ
ピレンおよび(または)該直鎖α−オレフインの
少量が(ロ)の形成の初期に残存して(ロ)の中に組込ま
れる場合があるが、これは許容される。要する
に、(イ)および(ロ)とも、それぞれ実質的にプロピレ
ンと該直鎖α−オレフインとの共重合体およびエ
チレンの単独重合体であればよい。 この様なブロツク共重合体は、単独重合体部と
ランダム共重合体部とが一本の重合体分子鎖に共
存しているもの、両者の分子鎖の物理的混合物、
或いはこれらの混合物のいずれかであろう。 本発明のブロツク共重合体は、(イ)プロピレンと
C5〜12の直鎖α−オレフインとのランダム共重合
体部60〜98重量部、好ましくは70〜95重量部と、
(ロ)エチレンの単独重合部、2〜40重量部、好まし
くは5〜30重量部と、を含む。ランダム共重合部
(イ)が前記範囲の上限を越えると、耐衝撃性の向上
効果が十分発揮されない。 ランダム共重合部(イ)に占める該直鎖α−オレフ
イン含量は3〜18重量%好ましくは5〜15重量
%、程度である。この範囲内で該直鎖α−オレフ
イン含量を変化させることにより、ブロツク共重
合体の剛性を大幅にコントロールすることができ
る。特に、該直鎖α−オレフイン含量が10%以上
で非常に軟かくなり、それ以下では半硬質とな
る。また上記範囲の上限および下限の外側では耐
熱性ならびに耐衝撃性がそれぞれ低くなる。 重合体部(ロ)は、エチレンの単独重合部である。 (2) C5〜12の直鎖α−オレフイン この範疇に入るα−オレフインには、ペンテン
−1、ヘキセン−1、ヘプテン−1、オクテン−
1、ノネン−1、デセン−1、ウンデセン−1お
よびドデセン−1が該当する。これらのうちプロ
ピレンとの反応性の点からペンテン−1、ヘキセ
ン−1およびオクテン−1が好ましい。特に好ま
しいのは、ヘキセン−1である。 (3) 分子量 ブロツク共重合体の分子量は、デカリン中、
135℃における極限粘度が0.3〜15dl/gに相当す
る範囲に入る必要がある。これ未満では共重合体
の機械的特性が実用レベルに達しなかつたり、成
形自体が不可能になる。これより高い分子量では
溶融状態での粘弾性特性が悪化してやはり成形し
えなくなる。 メルトフローレート(MFR)(JIS K 6758に
準拠)が0.1〜200程度であることが望ましい。 2 ブロツク共重合体−耐熱性ならびに耐衝撃性 本発明によるブロツク共重合体の耐熱性は、そ
の軟かさとのバランスにおいて特異的である。す
なわち、本発明と同種の軟かさをもつ低密度ポリ
エチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体或いは
可塑剤入りポリ塩化ビニル等は後述する加熱加圧
変形率をしらべると、100℃前後ないし高々120℃
程度の温度で加圧変形してしまうのに対して、本
発明のブロツク共重合体の場合には130℃以上、
さらには140℃以上でも、殆んど変形しないこと
がわかつた。このことは、DSC(示差走査熱量
計)で測定される融解ピーク温度が140℃以上に
存在することに関連づけられよう。 また、本発明のブロツク共重合体をプレスシー
ト成形したものについて電子顕微鏡で形態をしら
べると海島構造が観察されるが、島の部分は主と
してエチレンの単独共重合体から成り立つている
ことが判明しており、この部分が耐衝撃性、特に
低温における耐衝撃性の向上に役立つていること
は明らかである。しかしながら、従来知られてい
るプロピレンとエチレンとのブロツク共重合体で
も類似の形態をもちながら、本発明の共重合体の
方がはるかに優れた耐衝撃性を有することは、単
に海島構造の有無だけではなくて、海、島両部分
を構成する重合体の化学構造に大いに起因するこ
とは容易に想像されるところであるが、このよう
にまで耐衝撃性が向上する真の理由については未
だ明らかではない。 3 ブロツク共重合体の製造 本発明のブロツク共重合体は、立体規則性重合
触媒の存在下、(イ)プロピレンとC5〜12の直鎖α−
オレフインとのランダム共重合体を60〜98重量部
好ましくは70〜95重量部、生成させる工程と、(ロ)
エチレンの単独重合体を2〜40重量部、好ましく
は5〜30重量部、生成させる工程との結合によつ
て製造することができる。 工程(イ),(ロ)はいずれを先に実施してもよいこ
と、(イ),(ロ)の前、中間、後に他の重合工程(たと
えばプロピレンの単独重合工程)が入つてもよい
こと、工程(イ)から(ロ)への移行に際して、工程(イ)に
て使用したプロピレンおよび(または)該直鎖α
−オレフインが工程(ロ)の初期に系内に少量残存す
る場合があるが、これは許容されること、(イ),(ロ)
の中での各コモノマーの重合割合、等について
は、ブロツク共重合体の組成の項で述べた通りで
ある。 本発明の共重合に用いられる立体規則性重合触
媒に好適なものは、例えばチタン成分と有機アル
ミニウム化合物とを主体とするものである。チタ
ン成分としてはα,β,γまたはδ型の三塩化チ
タン、塩化マグネシウムなどの担体に担持された
チタン化合物、などが用いられる。特に、四塩化
チタンを有機アルミニウム化合物を用いて還元し
て得られる塩化アルミニウム含有三塩化チタン
(三塩化チタンと塩化アルミニウムとの共晶複合
物と考えられる)から、錯化剤を用いて塩化アル
ミニウムを抽出除去してなる三塩化チタンが最も
適している。この様な三塩化チタンを触媒のチタ
ン成分として用いると、他のチタン成分を用いた
ときに較べて、プロピレンと該直鎖α−オレフイ
ンとのランダム共重合における該直鎖α−オレフ
インの反応性が高くなる。さらには、生成する重
合体パウダーの嵩密度が大きく、かつ不活性炭化
水素媒質中で重合を実施した場合には該媒質に可
溶性の生成物の量を著しく低目に抑えることがで
きる。 共重合体の対触媒収率を高く得たい場合には、
塩化マグネシウム等に担持された三塩化チタンや
四塩化チタンを使用することもできる。 有機アルミニウム化合物成分としては、一般式
AlRaY3-aで表わされる化合物を用いるのがよい。
aは0<a3の任意の数、Yはハロゲン原子、
Rは炭素数1〜18程度の炭化水素残基であつて、
好ましくはアルキル基、アリール基である。具体
的にはトリエチルアルミニウム、ジエチルアルミ
ニウムクロリド等が好ましい。 この必須二成分の組合せからなる触媒には、第
三成分として少量の電子供与体が組合せられても
よい。特に、塩化マグネシウムなどの担体に担持
されたチタン成分を用いる場合には、むしろ少量
の電子供与体の添加が好ましい。電子供与体とし
ては、有機酸エステル、エーテル、アミン、アミ
ド、アルコール、ケトン、アルデヒド、フエノー
ル類等が用いられる。その詳細については特願昭
53−67446号明細書を参照することができる。 重合は、連続式ないしバツチ式のいずれの方式
によつても実施可能である。連続式で行なう場合
には、前記(イ),(ロ)の工程に対してそれぞれ一つ以
上の重合槽を使用して、各槽ではそれぞれ定常的
な条件下で反応が行なわせる。バツチ方式で行な
う場合には、各工程での所定量のモノマーの全量
或いは予定量が反応し終えてから次の工程に移行
するが、所定量のモノマーが反応したところで、
未反応モノマーの一部またはすべてを槽外に出し
てしまつてから次の工程を実施することになる。
典型的な実施方法の一例では、先ずプロピレンの
単独重合を実施し、次いでプロピレンと該直鎖α
−オレフインとのランダム共重合(工程(イ))を行
ない、プロピレンのみその大部分を重合槽外にパ
ージし、最後にエチレンの単独重合(工程(ロ))を
実施する。 本発明の方法は、通常、重合温度は0〜200℃、
重合圧力は0〜100Kg/cm2(ゲージ圧)の範囲で
実施される。若干の負圧(ゲージ圧)になること
は許容される。また各工程間において温度、圧力
に差が生じることは許される。共重合体の分子量
制御には水素を用いることができる。また各工程
間で水素濃度を変化させ、そこで生じる共重合体
の分子量に差を生じさせることもできる。 通常は、重合はn−ヘプタン、n−ヘキサン、
トルエン等の不活性炭化水素中での懸濁重合方式
或いは溶液重合方式で実施することが多いが、液
体プロピレン中での無溶媒液相重合方式やプロピ
レンやエチレンのガス中での重合方式を適宜組合
せて行なうことも可能である。 4 実施例 下記の実施例および比較例は本発明を説明する
だけのためのものである。 特に示さない限り、オルゼン曲げ剛性(10゜角)
はASTM D−747−70に、シヤルピー衝撃強度
はJIS K−7111−1971に準拠したものであり、加
熱加圧変形率およびDSC分析は下記の方法に基
いて測定したものである。 加熱加圧変形率の測定 耐熱性を評価しようとする共重合体をプレスな
いし射出成形等により厚さ2mmのシートにする。
このシートを、縦10mm、横10mm、厚さ2mmの試験
片に切りとる。この試験片を所定温度(130℃)
に維持したシリコンオイル浴中で加圧板間にセツ
トして、荷重を所定量(3Kg)載せて試験片に圧
力を印加する。試験片の経時的変形量をダイヤル
ゲージにより求め、下式により加熱加圧変形率
(%)を算出する。 加熱加圧変形率(%) =試験片の変形量/試験片の厚さ(2mm)×10
0 DSC分析 Perkin−Elmer型モデルDSC−2を用い、共重
合体サンプル5mgを窒素気流中190℃で3分間加
熱融解したのち、10℃/分の冷却速度で60℃迄冷
却して結晶化させ、更に10℃/分の昇温速度で融
解させながらサーモグラムを得る。これから、ピ
ーク(単数または複数)に対応する温度を読みと
る。 実施例 1 撹拌翼を備えた3リツトルのステンレス鋼製重
合器にn−ヘプタン1リツトルを送入し、十分に
窒素置換したのちジエチルアルミニウムクロリド
(DEAC)0.75g、三塩化チタン(丸紅ソルベー化
学製TAU触媒)0.15gを入れた。重合器の温度を
50℃とし、重合の第一段では、エチレンを40g/
時の速度で2時間に亘り供給した。エチレンの供
給停止後、器内の圧力がゲージ圧0.4Kg/cm2にな
るまで重合を継続した(以上エチレンの単独重
合)。 次いで、重合の第二段では器内温度を60℃に上
げ、プロピレン、ヘキセン−1および水素を、そ
れぞれ100g/時、165g/時および500c.c.
(STP)/時の速度で2.5時間に亘つて供給した。
ここでヘキセン−1および水素の供給は止め、プ
ロピレンだけは引続き100g/時の速度で0.5時間
に亘つて供給した。プロピレンの供給停止後は、
系内に残存するプロピレンとヘキセン−1だけで
更に1.5時間に亘つて共重合を継続した(以上プ
ロピレン/ヘキセン−1ランダム(共重合部)。 以上、二段階に亘る一連の共重合を実施した
後、ブタノールで触媒を分解するとともに、生成
ポリマーの粒子を別し、繰返しn−ヘプタンで
洗浄し、その後90℃で一昼夜減圧乾燥した。 得られた共重合体の各重合体部の割合、組成な
らびに物性を表1に示す。但し各重合体部の割合
ならびに組成は、本実験だけから算出することは
難しいので、上記実施例のと同じ条件で別途、途
中の重合段階まで実施したのちたゞちに触媒を分
解して、実施例と同じ条件で洗浄、別、乾燥し
て得られたポリマーの重量ならびに組成を測定
し、それらが実施例の各重合段階においても当て
はまつていると仮定して間接的に算出したもので
ある。また組成は炭素13NMRによつて測定し
た。 実施例 2 プロピレン/ヘキセン−1ランダム共重合部に
おけるヘキセン−1の供給速度を70g/時とした
以外は実施例1と同様の条件でプロピレンブロツ
ク共重合を実施した。 結果を表1に示す。 実施例 3 プロピレン/ヘキセン−1ランダム共重合部に
おいて、プロピレン、ヘキセン−1および水素の
供給をそれぞれ90g/時、150g/時および800c.c.
(STP)/時の速度で2時間に亘つて行ない、こ
こでヘキセン−1および水素の供給を止め、プロ
ピレンだけ引続き90g/時の速度で1時間に亘つ
て供給したこと以外は、実施例1と同様の条件で
プロピレンブロツク共重合を実施した。 結果を表1に示す。 実施例 4 エチレンの単独重合部におけるエチレンの供給
速度を70g/時とし、プロピレン/ヘキセン−1
ランダム共重合部における水素の供給速度を1000
c.c.(STP)/時とした以外は実施例1と同様の
条件でプロピレンブロツク共重合を実施した。 結果を表1に示す。 比較例 1 エチレン単独重合部は実施せずに直接プロピレ
ン/ヘキセン−1ランダム共重合部を実施し、そ
の際ヘキセン−1と水素の供給速度をそれぞれ
155g/時および120c.c.(STP)/時としたこと以
外は実施例1と同様の条件でプロピレン共重合を
実施した。 結果を表1に示す。 比較例 2 エチレン単独重合部は実施せずに直接プロピレ
ン/ヘキセン−1ランダム共重合部を実施し、そ
の際ヘキセン−1と水素の供給速度をそれぞれ
65g/時および120c.c.(STP)/時としたこと以
外は実施例2と同様の条件でプロピレン共重合を
実施した。 結果を表1に示す。 比較例 3 エチレン単独重合部は実施せずに直接プロピレ
ン/ヘキセン−1ランダム共重合部を実施し、そ
の際ヘキセン−1と水素の供給速度をそれぞれ
85g/時および120c.c.(STP)/時としたこと以
外は実施例3と同様の条件でプロピレンブロツク
共重合を実施した。 結果を表1に示す。 実施例 5 ヘキセン−1の代りにオクテン−1を200g/
時の速度で供給したこと以外は実施例3と同様の
条件でプロピレンブロツク共重合を実施した。 結果を表1に示す。 実施例 6 ヘキセン−1の代りにデセン−1を用いたこと
以外は実施例1と同様の条件でプロピレンブロツ
ク共重合を実施した。 結果を表1に示す。 【表】
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [] BACKGROUND TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing a soft to semi-hard thermoplastic propylene block copolymer having excellent heat resistance and impact resistance. In recent years, soft or flexible materials with excellent heat resistance (particularly shape retention against external forces at high temperatures) and impact resistance, especially impact resistance at low temperatures, have been used for automobile parts, home appliance parts, electrical cable covering materials, pipes, containers, etc. Expectations for semi-rigid thermoplastic materials are increasing. Soft materials include polyvinyl chloride with plasticizer and ethylene.
There are vinyl acetate copolymers, ethylene-α-olefin copolymers, etc., which have excellent impact resistance at low temperatures but are inferior in heat deformation resistance. Random copolymers of propylene and other olefins can generally be made into soft materials with superior heat deformation resistance, and they also have excellent impact resistance at room temperature, but they are less susceptible to impact at low temperatures. It is weak. Accordingly, the present invention provides a soft to semi-hard thermoplastic resin material that has an excellent balance of heat resistance and impact resistance not found in conventional materials. Prior Art Many attempts have been made to improve the impact resistance of propylene polymer materials. For example, a random copolymer of propylene and ethylene (Tokuko Sho
42-22052, 46-42988, etc.), and block copolymers (Japanese Patent Publications No. 38-14834, 38-
Publications No. 21494, No. 39-1836, No. 42-22688,
U.S. Patent No. 3624184, British Patent No. 889230, British Patent No. 957777, British Patent No. 1134660, etc.), random copolymer of propylene and butene-1 (U.S. Patent No. 2918457, British Patent No. 3278504, 3332921 specifications, JP-A-50-38787, JP-A-53-79984, etc.), random copolymers of propylene and hexene-1 (JP-A-49-53983, etc.), propylene A typical example is a random copolymer of and 4-methylpentene-1 (JP-A-53-104686, etc.). These prior art techniques have been successful in obtaining propylene-based copolymers with improved impact resistance to a greater or lesser extent, but all of them are hard or semi-hard materials, or even if they are soft, they do not have low-temperature impact resistance. Those that have not been sufficiently improved or have poor heat resistance,
This did not satisfy all the requirements aimed at by the present invention. In addition, the present inventors had previously proposed a block copolymer consisting of propylene and a C5-12 linear α-olefin as a propylene-based soft thermoplastic resin material with excellent heat resistance and transparency. Gansho 54-
No. 68532), although it was confirmed that this product had a considerable improvement effect in terms of impact resistance, it was still not able to fully meet the demand for high impact resistance. [] Summary of the invention Contrary to the above knowledge, (a) propylene and
A block copolymer containing a random copolymerized portion of C5-12 linear α-olefin and a homopolymerized portion of (b)ethylene can be produced by selecting copolymerization conditions.
The present inventors have discovered that the material has an excellent balance of heat resistance and impact resistance (particularly impact resistance at low temperatures) in the range from soft to semi-hard. That is, such a copolymer is
It has been found that it has sufficient impact resistance to withstand use not only at temperatures above room temperature, but also at low temperatures of -20℃ and even below -40℃, and has high heat resistance of 120℃, especially 140℃ and above. Ta. Therefore, the method for producing a propylene block copolymer according to the present invention involves carrying out the following steps (a) and (b) stepwise in the presence of a stereoregular polymerization catalyst in decalin at 135°C. The intrinsic viscosity at is 0.3~
The present invention is characterized in that a propylene block copolymer having a yield of 15 dl/g is obtained. (b) Copolymerize propylene and C5-12 linear α-olefin to produce a random copolymer containing 3-18% by weight of C5-12 linear α-olefin.
(b) A step of polymerizing ethylene to produce 2 to 40 parts by weight of an ethylene homopolymer. [] Detailed Description of the Invention 1 Block Copolymer - Essential Properties (1) Composition The propylene block copolymer produced by the present invention consists of (a) propylene and a C 5-12 linear α- Contains a random copolymer part with olefin and a homopolymer part of (b)ethylene. The block copolymer according to the present invention does not necessarily consist only of the blocks (a) and (b), but even if other blocks coexist, the total weight of the blocks (a) and (b) is 50% by weight. In particular, it should account for 80% by weight or more. Block (a) refers to a portion produced by polymerization under conditions where propylene and the linear α-olefin are present simultaneously. Block (b) refers to a portion produced by polymerization of ethylene in the absence of the linear α-olefin. Either (a) or (b) may be formed first, but in that case, the portion formed later is formed in the coexistence of the portion formed first. Usually, they are formed in the order of (b) and (b). (stomach),
It is not excluded that other polymer moieties may be formed and present before, after, or during the formation of (b). For example, when a propylene homopolymer portion is formed and present prior to (a) and (b), the resulting copolymer is particularly practical. Also, copolymers (a) and (b)
When formed in the order of (b), a small amount of the propylene and/or the linear α-olefin used in the formation of (a) remains at the beginning of the formation of (b) and is incorporated into (b). However, this is acceptable. In short, both (a) and (b) may be substantially a copolymer of propylene and the linear α-olefin and a homopolymer of ethylene, respectively. Such block copolymers include those in which a homopolymer portion and a random copolymer portion coexist in one polymer molecular chain, physical mixtures of both molecular chains,
Or it could be a mixture of these. The block copolymer of the present invention comprises (a) propylene and
60 to 98 parts by weight, preferably 70 to 95 parts by weight of a random copolymer with C 5 to 12 linear α-olefin;
(b) Contains a homopolymerized portion of ethylene, 2 to 40 parts by weight, preferably 5 to 30 parts by weight. Random copolymerization part
If (a) exceeds the upper limit of the above range, the effect of improving impact resistance will not be sufficiently exhibited. The content of the linear α-olefin in the random copolymerization portion (a) is approximately 3 to 18% by weight, preferably 5 to 15% by weight. By varying the linear α-olefin content within this range, the rigidity of the block copolymer can be greatly controlled. In particular, if the linear α-olefin content is 10% or more, the material becomes very soft, and if it is less than that, it becomes semi-hard. Furthermore, outside the upper and lower limits of the above range, the heat resistance and impact resistance decrease, respectively. The polymer portion (b) is a homopolymerized portion of ethylene. (2) C5-12 linear α-olefins α-olefins that fall into this category include 1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, and 1-octene.
1, nonene-1, decene-1, undecene-1 and dodecene-1. Among these, pentene-1, hexene-1 and octene-1 are preferred from the viewpoint of reactivity with propylene. Particularly preferred is hexene-1. (3) Molecular weight The molecular weight of the block copolymer is
It is necessary that the intrinsic viscosity at 135°C falls within a range corresponding to 0.3 to 15 dl/g. If it is less than this, the mechanical properties of the copolymer will not reach a practical level, or molding itself will become impossible. If the molecular weight is higher than this, the viscoelastic properties in the molten state deteriorate and molding becomes impossible. It is desirable that the melt flow rate (MFR) (based on JIS K 6758) is about 0.1 to 200. 2. Block copolymers - heat resistance and impact resistance The heat resistance of the block copolymers according to the invention is unique in its balance with softness. That is, low-density polyethylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, plasticizer-containing polyvinyl chloride, etc., which have the same kind of softness as the present invention, have a deformation rate under heat and pressure of about 100°C to at most 120°C.
In contrast, the block copolymer of the present invention deforms under pressure at a temperature of 130°C or higher.
Furthermore, it was found that there was almost no deformation even at temperatures above 140°C. This may be related to the fact that the melting peak temperature measured by DSC (differential scanning calorimeter) is 140°C or higher. Furthermore, when examining the morphology of a pressed sheet formed from the block copolymer of the present invention using an electron microscope, a sea-island structure is observed, but it was found that the island portions were mainly composed of an ethylene homopolymer. It is clear that this part helps improve impact resistance, especially impact resistance at low temperatures. However, although the conventionally known block copolymers of propylene and ethylene have a similar morphology, the copolymer of the present invention has far superior impact resistance simply because it has a sea-island structure. It is easy to imagine that this is largely due to the chemical structure of the polymers that make up both the ocean and the islands, but the true reason for this improvement in impact resistance is still unclear. isn't it. 3. Production of block copolymer The block copolymer of the present invention is produced by combining (a) propylene with a C5-12 linear α-
(b) producing 60 to 98 parts by weight, preferably 70 to 95 parts by weight, of a random copolymer with olefin;
It can be produced by combining with a step of producing 2 to 40 parts by weight, preferably 5 to 30 parts by weight, of a homopolymer of ethylene. Steps (a) and (b) may be carried out first, and other polymerization steps (for example, propylene homopolymerization step) may occur before, during, or after steps (a) and (b). In addition, in the transition from step (a) to (b), the propylene used in step (a) and/or the linear α
- A small amount of olefin may remain in the system at the beginning of step (b), but this is acceptable; (a), (b)
The polymerization ratio of each comonomer in the block copolymer is as described in the section regarding the composition of the block copolymer. Suitable stereoregular polymerization catalysts for use in the copolymerization of the present invention include, for example, those mainly containing a titanium component and an organoaluminum compound. As the titanium component, α, β, γ, or δ type titanium trichloride, a titanium compound supported on a carrier such as magnesium chloride, and the like are used. In particular, titanium trichloride containing aluminum chloride (considered to be a eutectic composite of titanium trichloride and aluminum chloride) obtained by reducing titanium tetrachloride using an organoaluminum compound is converted into aluminum chloride using a complexing agent. Titanium trichloride, which is obtained by extracting and removing titanium, is the most suitable. When such titanium trichloride is used as the titanium component of the catalyst, the reactivity of the linear α-olefin in the random copolymerization of propylene and the linear α-olefin is lower than when other titanium components are used. becomes higher. Furthermore, when the bulk density of the polymer powder produced is high and the polymerization is carried out in an inert hydrocarbon medium, the amount of product soluble in the medium can be kept to a significantly low level. If you want to obtain a high yield of copolymer with respect to catalyst,
Titanium trichloride or titanium tetrachloride supported on magnesium chloride or the like can also be used. As an organic aluminum compound component, the general formula
It is preferable to use a compound represented by AlR a Y 3-a .
a is any number of 0<a3, Y is a halogen atom,
R is a hydrocarbon residue having about 1 to 18 carbon atoms,
Preferred are alkyl groups and aryl groups. Specifically, triethylaluminum, diethylaluminum chloride and the like are preferred. The catalyst consisting of this combination of two essential components may be combined with a small amount of an electron donor as a third component. In particular, when using a titanium component supported on a carrier such as magnesium chloride, it is rather preferable to add a small amount of electron donor. As the electron donor, organic acid esters, ethers, amines, amides, alcohols, ketones, aldehydes, phenols, etc. are used. For details, please refer to Tokugansho.
Reference may be made to specification No. 53-67446. Polymerization can be carried out either continuously or batchwise. When carried out in a continuous manner, one or more polymerization tanks are used for each of the steps (a) and (b), and the reaction is carried out under steady conditions in each tank. When carrying out the batch method, the next step is carried out after the entire or planned amount of the monomer in each step has reacted, but once the predetermined amount of monomer has reacted,
The next step is carried out after some or all of the unreacted monomers have been removed from the tank.
An example of a typical method of operation is to first carry out the homopolymerization of propylene and then to combine propylene with the linear α
- Random copolymerization with olefin (step (a)) is carried out, most of the propylene is purged out of the polymerization tank, and finally homopolymerization of ethylene (step (b)) is carried out. In the method of the present invention, the polymerization temperature is usually 0 to 200°C,
The polymerization pressure is carried out in the range of 0 to 100 Kg/cm 2 (gauge pressure). A slight negative pressure (gauge pressure) is allowed. Furthermore, differences in temperature and pressure between each process are allowed. Hydrogen can be used to control the molecular weight of the copolymer. It is also possible to vary the hydrogen concentration between each step to cause a difference in the molecular weight of the copolymer produced therein. Usually, the polymerization is carried out using n-heptane, n-hexane,
Although suspension polymerization in inert hydrocarbons such as toluene or solution polymerization is often used, solvent-free liquid phase polymerization in liquid propylene or polymerization in propylene or ethylene gas may also be used as appropriate. A combination is also possible. 4 Examples The following examples and comparative examples are only intended to illustrate the invention. Olzen bending stiffness (10° angle) unless otherwise specified
is based on ASTM D-747-70, Charpy impact strength is based on JIS K-7111-1971, and heat-pressure deformation rate and DSC analysis are measured based on the following method. Measurement of deformation rate under heat and pressure The copolymer whose heat resistance is to be evaluated is made into a 2 mm thick sheet by pressing or injection molding.
Cut this sheet into test pieces 10 mm long, 10 mm wide, and 2 mm thick. This test piece was heated to the specified temperature (130℃)
The test piece was placed between pressure plates in a silicone oil bath maintained at a constant temperature, and a predetermined load (3 kg) was applied to the test piece. The amount of deformation of the test piece over time is determined using a dial gauge, and the heating and pressing deformation rate (%) is calculated using the following formula. Heating and pressing deformation rate (%) = Deformation amount of test piece / Thickness of test piece (2 mm) x 10
0 DSC analysis Using a Perkin-Elmer model DSC-2, 5 mg of the copolymer sample was heated and melted at 190°C for 3 minutes in a nitrogen stream, and then cooled to 60°C at a cooling rate of 10°C/min to crystallize. , further obtain a thermogram while melting at a heating rate of 10°C/min. From this, read the temperature corresponding to the peak(s). Example 1 1 liter of n-heptane was introduced into a 3 liter stainless steel polymerization vessel equipped with a stirring blade, and after sufficient nitrogen substitution, 0.75 g of diethylaluminium chloride (DEAC) and titanium trichloride (manufactured by Marubeni Solvay Chemical Co., Ltd.) were introduced. (TAU catalyst) 0.15g was added. The temperature of the polymerization vessel
At 50℃, in the first stage of polymerization, ethylene was added at 40g/
2 hours over a period of 2 hours. After the supply of ethylene was stopped, polymerization was continued until the pressure inside the vessel reached a gauge pressure of 0.4 Kg/cm 2 (the above is homopolymerization of ethylene). Then, in the second stage of polymerization, the temperature inside the vessel was raised to 60°C, and propylene, hexene-1, and hydrogen were added at 100 g/hour, 165 g/hour, and 500 c.c., respectively.
(STP)/hour over 2.5 hours.
At this point, the supply of hexene-1 and hydrogen was stopped, and only propylene was continuously supplied at a rate of 100 g/hour over 0.5 hour. After stopping the propylene supply,
Copolymerization was continued for another 1.5 hours using only propylene and hexene-1 remaining in the system (propylene/hexene-1 random (copolymerization part)). As described above, a series of copolymerizations spanning two stages was carried out. After that, the catalyst was decomposed with butanol, and the particles of the produced polymer were separated, washed repeatedly with n-heptane, and then dried under reduced pressure at 90°C overnight.Ratio and composition of each polymer part of the obtained copolymer and the physical properties are shown in Table 1. However, since it is difficult to calculate the proportion and composition of each polymer part from this experiment alone, we carried out separate experiments up to the intermediate polymerization stage under the same conditions as in the above example. Immediately, the catalyst was decomposed, washed, separated, and dried under the same conditions as in the example, and the weight and composition of the resulting polymer were measured, assuming that these also applied to each polymerization step in the example. In addition, the composition was measured by carbon 13 NMR. Example 2 The same procedure was carried out except that the feed rate of hexene-1 in the propylene/hexene-1 random copolymerization part was 70 g/hour. Propylene block copolymerization was carried out under the same conditions as in Example 1. The results are shown in Table 1. Example 3 In the propylene/hexene-1 random copolymerization section, propylene, hexene-1, and hydrogen were each supplied at 90 g/hour. , 150g/hour and 800c.c.
Example 1, except that the hexene-1 and hydrogen feeds were stopped at a rate of (STP)/h for 2 hours, and only propylene was continued to be fed at a rate of 90 g/h for 1 hour. Propylene block copolymerization was carried out under the same conditions as described above. The results are shown in Table 1. Example 4 The ethylene supply rate in the ethylene homopolymerization section was 70 g/hour, and the propylene/hexene-1
The hydrogen supply rate in the random copolymerization part was set to 1000
Propylene block copolymerization was carried out under the same conditions as in Example 1 except that cc(STP)/hour was used. The results are shown in Table 1. Comparative Example 1 A propylene/hexene-1 random copolymerization section was carried out directly without carrying out an ethylene homopolymerization section, and at this time, the supply rates of hexene-1 and hydrogen were adjusted respectively.
Propylene copolymerization was carried out under the same conditions as in Example 1 except that the amount was 155 g/hour and 120 c.c. (STP)/hour. The results are shown in Table 1. Comparative Example 2 A propylene/hexene-1 random copolymerization section was carried out directly without carrying out an ethylene homopolymerization section, and at this time, the supply rates of hexene-1 and hydrogen were adjusted respectively.
Propylene copolymerization was carried out under the same conditions as in Example 2 except that the amount was 65 g/hour and 120 c.c. (STP)/hour. The results are shown in Table 1. Comparative Example 3 A propylene/hexene-1 random copolymerization section was directly carried out without carrying out an ethylene homopolymerization section, and at that time, the supply rates of hexene-1 and hydrogen were adjusted respectively.
Propylene block copolymerization was carried out under the same conditions as in Example 3 except that the amount was 85 g/hour and 120 c.c. (STP)/hour. The results are shown in Table 1. Example 5 200g/octene-1 instead of hexene-1
Propylene block copolymerization was carried out under the same conditions as in Example 3, except that the propylene was fed at a rate of The results are shown in Table 1. Example 6 Propylene block copolymerization was carried out under the same conditions as in Example 1 except that decene-1 was used instead of hexene-1. The results are shown in Table 1. 【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 立体規則性重合触媒の存在下に、下記の工程
(イ)および(ロ)を段階的に実施して、デカリン中、
135℃における極限粘度が0.3〜15dl/gであるプ
ロピレンブロツク共重合体を得ることを特徴とす
る、プロピレンブロツク共重合体の製造法。 (イ) プロピレンとC5〜12の直鎖α−オレフインと
を共重合させて、C5〜12の直鎖α−オレフイン
の含量が3〜18重量%のランダム共重合体を60
〜98重量部生成させる工程、 (ロ) エチレンを重合させて、エチレンの単独重合
体を2〜40重量部生成させる工程。
[Claims] 1. The following steps in the presence of a stereoregular polymerization catalyst:
By carrying out (a) and (b) step by step, in decalin,
1. A method for producing a propylene block copolymer, which comprises obtaining a propylene block copolymer having an intrinsic viscosity of 0.3 to 15 dl/g at 135°C. (b) Copolymerize propylene and C5-12 linear α-olefin to produce a random copolymer containing 3-18% by weight of C5-12 linear α-olefin.
(b) A step of polymerizing ethylene to produce 2 to 40 parts by weight of an ethylene homopolymer.
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