JP4438138B2 - 熱可塑性樹脂組成物 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、剛性、靭性、流動性のバランスに優れた熱可塑性樹脂組成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来よりプロピレン系樹脂は、硬度、耐熱性などに優れていること、射出成形、押出し成形などの方法で簡単に所望の形状にできること、安価であることなどの理由により自動車用材料などとして幅広く用いられている。
近年、生産コスト等の要望から、例えばバンパーなどの大型の成形品を一体成形し、かつ軽くするために薄肉化できることが望まれている。その実現には、流動性、剛性、引っ張り伸びなどの靭性の向上が必要である。
鉱物油など樹脂より融点の低い成分を加えて流動性を上げた場合には、プロピレン系樹脂が本来有する硬度や耐熱性が低下してしまう。樹脂の分子量を下げて流動性を上げた場合には、樹脂が脆くなり、引張り伸び等が低下する。引張り伸び等を維持するために、エチレン−プロピレン共重合体ゴムなどを追添することはよく知られているが、樹脂の剛性が大きく低下してしまう。
これまで、プロピレン系樹脂の剛性、引張り伸び、および流動性のバランスは、市場でのニーズを十分に満たすものではなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
かかる状況において本発明は、プロピレン系樹脂を主体として用い、流動性、剛性、および引張り伸びのバランスが良好である熱可塑性樹脂組成物を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
即ち本発明は、下記一般式[I]で表されるメタロセン化合物と活性化助触媒とを接触させてなる付加重合用触媒の存在下に、プロピレンを単独重合して得られるプロピレン単独重合体であって、135℃テトラリン溶液の極限粘度が1.2dl/g以上であり、沸騰ヘプタン不溶部の含有量が5.0〜50.0重量%であり、該沸騰ヘプタン不溶部の135℃テトラリン溶液の極限粘度が4.3dl/g以下であるプロピレン単独重合体(A)5〜50重量%、およびアイソタクチックペンタッド分率が0.970以上であるプロピレン単独重合体部分(B1)を65〜100重量%含有するプロピレン系樹脂(B)95〜50重量%からなる熱可塑性樹脂組成物にかかるものである。
(式中、R 1 〜R 22 はそれぞれ、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アラルキル基または置換シリル基であり、R 1 〜R 22 は互いに同じでも異なっていてもよく、同じ環状の任意の2つの隣接したR 1 〜R 22 は炭素原子数5〜8からなる環を形成してもよい。Mは元素の周期律表4族の遷移金属原子であり、Xは水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アラルキル基またはアルコキシ基であり、2つのXは同一でも異なっていてもよい。)
以下本発明についてさらに詳細に説明する。
【0005】
【発明の実施の形態】
(A)プロピレン単独重合体
本発明で使用するプロピレン単独重合体(A)は135℃テトラリン溶液の極限粘度が1.2dl/g以上であり、好ましくは1.3〜3.5dl/gであり、さらに好ましくは1.5〜3.0dl/gである。この範囲にあると引張り伸びに優れ、好ましい。
【0006】
本発明で使用するプロピレン単独重合体(A)は沸騰ヘプタン不溶部の含有量が5.0〜50.0重量%であり、好ましくは5.0〜40.0重量%である。この範囲内にあると、剛性と引張り伸びのバランスに優れ、好ましい。
【0007】
本発明で使用するプロピレン単独重合体(A)は沸騰ヘプタン不溶部の135℃テトラリン溶液の極限粘度が4.3dl/g以下であり、好ましくは2.5〜4.0dl/gである。この範囲にあると、引張り伸びや流動性に優れ、好ましい。
【0008】
本発明で使用するプロピレン単独重合体(A)の融点に関しては特に制限はないが、好ましくは140〜155℃、より好ましくは145〜155℃である。融点がこの温度範囲にあると、剛性と引張り伸びのバランスに優れ、好ましい。
【0009】
本発明で使用するプロピレン単独重合体(A)のアイソタクチックペンタッド分率に関しては特に制限はないが、好ましくは0.300〜0.800であり、より好ましくは0.320〜0.750であり、さらに好ましくは0.320〜0.700である。この範囲にあると、剛性と引張り伸びのバランスに優れ、好ましい。
【0010】
ここでいう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プロピレン重合体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単位の分率である。ただし、NMR吸収ピークの帰属に関しては、その後発刊されたMacromolecules,8,687(1975)に基づいて行うものである。
【0011】
本発明で使用するプロピレン単独重合体(A)の20℃キシレン可溶部の含有量に関しては特に制限はないが、好ましくは20〜80重量%であり、より好ましくは35〜80重量%である。この範囲にあると、剛性と引張り伸びのバランスに優れ、好ましい。
【0012】
かかるプロピレン単独重合体(A)は、例えば下記一般式[I]で表されるメタロセン化合物と活性化助触媒とを接触させてなる付加重合用触媒の存在下に、プロピレンを単独重合して得られる。
(式中、R1〜R22はそれぞれ、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アラルキル基または置換シリル基であり、R1〜R22は互いに同じでも異なっていてもよく、同じ環状の任意の2つの隣接したR1〜R22は炭素原子数5〜8からなる環を形成してもよい。Mは元素の周期律表4族の遷移金属原子であり、Xは水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アラルキル基またはアルコキシ基であり、2つのXは同一でも異なっていてもよい。)
【0013】
上記一般式[I]で表わされるメタロセン化合物において、Mは元素の周期律表(IUPAC無機化学命名法改訂版1989)の第4族の遷移金属原子を表し、好ましくはチタニウム原子、ジルコニウム原子またはハフニウム原子であり、特に好ましくはジルコニウム原子である。
【0014】
上記一般式[I]においてR1〜R22はそれぞれ、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アラルキル基または置換シリル基であり、R1〜R22は互いに同じでも異なっていてもよく、同じ環状の任意の2つの隣接したR1〜R22は炭素原子数5〜8からなる環を形成してもよい。また上記一般式[I]においてXは水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アラルキル基またはアルコキシ基であり、2つのXは同一でも異なっていてもよい。
【0015】
置換基R1〜R22またはXにおけるハロゲン原子としてはフッ素原子、塩素原子、ヨウ素原子が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。
【0016】
置換基R1〜R22またはXにおけるアルキル基としては、炭素原子数1〜20のアルキル基が好ましく、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、イソブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、n−デシル基、n−ドデシル基、n−ペンタデシル基、n−エイコシル基などが挙げられ、より好ましくはメチル基、エチル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、イソブチル基、またはn−ペンチル基である。
これらのアルキル基はいずれも、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などのハロゲン原子で置換されていてもよい。ハロゲン原子で置換された炭素原子数1〜10のアルキル基としては、例えばフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、クロロメチル基、トリクロロメチル基、フルオロエチル基、ペンタフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロオクチル基、パークロロプロピル基、パークロロブチル基、パーブロモプロピル基などが挙げられる。
またこれらのアルキル基はいずれも、メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基、フェノキシ基などのアリールオキシ基またはベンジルオキシ基などのアラルキルオキシ基などで一部が置換されていてもよい。
【0017】
置換基R1〜R22またはXにおけるアリール基としては、炭素原子数6〜20のアリール基が好ましく、例えばフェニル基、2−トリル基、3−トリル基、4−トリル基、2,3−キシリル基、2,4−キシリル基、2,5−キシリル基、2,6−キシリル基、3,4−キシリル基、3,5−キシリル基、2,3,4−トリメチルフェニル基、2,3,5−トリメチルフェニル基、2,3,6−トリメチルフェニル基、2,4,6−トリメチルフェニル基、3,4,5−トリメチルフェニル基、2,3,4,5−テトラメチルフェニル基、2,3,4,6−テトラメチルフェニル基、2,3,5,6−テトラメチルフェニル基、ペンタメチルフェニル基、エチルフェニル基、n−プロピルフェニル基、イソプロピルフェニル基、n−ブチルフェニル基、sec−ブチルフェニル基、tert−ブチルフェニル基、n−ペンチルフェニル基、ネオペンチルフェニル基、n−ヘキシルフェニル基、n−オクチルフェニル基、n−デシルフェニル基、n−ドデシルフェニル基、n−テトラデシルフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基などが挙げられ、より好ましくはフェニル基である。
これらのアリール基はいずれも、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などのハロゲン原子、メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基、フェノキシ基などのアリールオキシ基またはベンジルオキシ基などのアラルキルオキシ基などで一部が置換されていてもよい。
【0018】
置換基R1〜R22またはXにおけるアラルキル基としては、炭素原子数7〜20のアラルキル基が好ましく、例えばベンジル基、(2−メチルフェニル)メチル基、(3−メチルフェニル)メチル基、(4−メチルフェニル)メチル基、(2,3−ジメチルフェニル)メチル基、(2,4−ジメチルフェニル)メチル基、(2,5−ジメチルフェニル)メチル基、(2,6−ジメチルフェニル)メチル基、(3,4−ジメチルフェニル)メチル基、(3,5−ジメチルフェニル)メチル基、(2,3,4−トリメチルフェニル)メチル基、(2,3,5−トリメチルフェニル)メチル基、(2,3,6−トリメチルフェニル)メチル基、(3,4,5−トリメチルフェニル)メチル基、(2,4,6−トリメチルフェニル)メチル基、(2,3,4,5−テトラメチルフェニル)メチル基、(2,3,4,6−テトラメチルフェニル)メチル基、(2,3,5,6−テトラメチルフェニル)メチル基、(ペンタメチルフェニル)メチル基、(エチルフェニル)メチル基、(n−プロピルフェニル)メチル基、(イソプロピルフェニル)メチル基、(n−ブチルフェニル)メチル基、(sec−ブチルフェニル)メチル基、(tert−ブチルフェニル)メチル基、(n−ペンチルフェニル)メチル基、(ネオペンチルフェニル)メチル基、(n−ヘキシルフェニル)メチル基、(n−オクチルフェニル)メチル基、(n−デシルフェニル)メチル基、(n−ドデシルフェニル)メチル基、ナフチルメチル基、アントラセニルメチル基などが挙げられ、より好ましくはベンジル基である。
これらのアラルキル基はいずれも、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などのハロゲン原子、メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基、フェノキシ基などのアリールオキシ基またはベンジルオキシ基などのアラルキルオキシ基などで一部が置換されていてもよい。
【0019】
置換基R1〜R22における置換シリル基とは炭化水素基で置換されたシリル基であって、ここで炭化水素基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、イソブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、シクロヘキシル基などの炭素原子数1〜10のアルキル基、フェニル基などのアリール基などが挙げられる。かかる炭素原子数1〜20の置換シリル基としては、例えばメチルシリル基、エチルシリル基、フェニルシリル基などの炭素原子数1〜20の1置換シリル基、ジメチルシリル基、ジエチルシリル基、ジフェニルシリル基などの炭素原子数2〜20の2置換シリル基、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリ−n−プロピルシリル基、トリイソプロピルシリル基、トリ−n−ブチルシリル基、トリ−sec−ブチルシリル基、トリ−tert−ブチルシリル基、トリイソブチルシリル基、tert−ブチルジメチルシリル基、トリ−n−ペンチルシリル基、トリ−n−ヘキシルシリル基、トリシクロヘキシルシリル基、トリフェニルシリル基などの炭素原子数3〜20の3置換シリル基などが挙げられ、好ましくはトリメチルシリル基、tert−ブチルジメチルシリル基、またはトリフェニルシリル基である。
これらの置換シリル基はいずれもその炭化水素基が、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などのハロゲン原子、メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基、フェノキシ基などのアリールオキシ基またはベンジルオキシ基などのアラルキルオキシ基などで一部が置換されていてもよい。
【0020】
置換基Xにおけるアルコキシ基としては、炭素原子数1〜20のアルコキシ基が好ましく、例えばメトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、n−ペントキシ基、ネオペントキシ基、 n−ヘキソキシ基、n−オクトキシ基、n−ドデソキシ基、n−ペンタデソキシ基、n−イコソキシ基などが挙げられ、より好ましくはメトキシ基、エトキシ基、イソプロポキシ基、またはtert−ブトキシ基である。
これらのアルコキシ基はいずれも、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などのハロゲン原子、メトキシ基、エトキシ基等のアルコキシ基、フェノキシ基などのアリールオキシ基またはベンジルオキシ基などのアラルキルオキシ基などで一部が置換されていてもよい。
【0021】
上記一般式[I]におけるR1〜R12として特に好ましくは水素原子である。R13〜R22として好ましくはそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、またはアルキル基であり、さらに好ましくはそれぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、メチル基またはトリフルオロメチル基であり、特に好ましくは水素原子である。またXとして好ましくは、ハロゲン原子、アルキル基またはアルコキシ基である。
【0022】
上記一般式[I]で表わされるメタロセン化合物として特に好ましくは、ビス(2−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロライド、ビス(2−フェニルインデニル)ジルコニウムジメチル、ビス[2−(3,5−ジメチルフェニル)インデニル]ジルコニウムジクロライド、ビス[2−(3,5−ビス−トリフルオロメチルフェニル)インデニル]ジルコニウムジクロライド、ビス[2−(4−フルオロフェニル)インデニル]ジルコニウムジクロライド、ビス[2−(2,3,4,5−テトラフルオロフェニル)インデニル]ジルコニウムジクロライド、ビス[2−(2,3,4,5,6−ペンタフルオロフェニル)インデニル]ジルコニウムジクロライド、または(2−フェニルインデニル)[2−(3,5−ビス−トリフルオロフェニル)インデニル]ジルコニウムジクロライドであり、最も好ましくはビス(2−フェニル−インデニル)ジルコニウムジクロライドである。
【0023】
これらのメタロセン化合物は1種類のみを用いてもよく、二種類以上を組み合わせてもよい。
【0024】
かかるメタロセン化合物と活性化助触媒とを接触させて付加重合用触媒が得られる。ここでいう活性化助触媒としては、メタロセン化合物を活性化させて付加重合用触媒を形成するものであれば特に制限されないが、有機アルミニウムオキシ化合物が好適に使用される。
【0025】
かかる有機アルミニウムオキシ化合物としては公知の有機アルミニウムオキシ化合物(アルミノキサン)を使用することができ、例えば一種類のトリアルキルアルミニウムと水との反応によって得られるものや、二種類以上のトリアルキルアルミニウムと水との反応によって得られるもの等が用いられる。具体的には、メチルアルミノキサン、エチルアルミノキサン、プロピルアルミノキサン、ブチルアルミノキサン、イソブチルアルミノキサン、メチルエチルアルミノキサン、メチルブチルアルミノキサン、メチルイソブチルアルミノキサン等が例示される。中でもメチルイソブチルアルミノキサンが最も好ましく使用される。
これらの有機アルミニウムオキシ化合物は一種類のみを用いてもよく、二種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【0026】
また有機アルミニウムオキシ化合物としては、かかる有機アルミニウムオキシ化合物を、さらに水および/または水酸基を有する化合物と反応させて得られる変性有機アルミニウムオキシ化合物を用いることができる。ここでいう水酸基を有する化合物としては、分子中に少なくとも一つの水酸基を有する化合物であり、水酸基を有する有機化合物が好ましい。さらに好ましくは、アルコール化合物、フェノール化合物またはシラノール化合物である。
【0027】
ここでいうアルコール化合物としては、下記一般式で示される化合物が好ましい。
CR23R24R25−OH
(式中、R23、R24およびR25はそれぞれ独立に水素原子または炭素原子数1〜20の炭化水素基を示し、互いに同一でも異なっていても良い。)
上記一般式における炭化水素基としては、アルキル基、アラルキル基、アリール基などが挙げられ、アルキル基、アラルキル基、アリール基などはハロゲン原子で置換されていてもよい。
好ましくは第3級アルコールまたはハロゲン原子で置換されたアルコールであり、特に好ましくは、tert−ブチルアルコール、トリフェニルメタノール、トリシクロヘキシルメタノール、または1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロパノールである。
【0028】
またここでいうフェノール化合物としては、無置換または置換フェノール類を用いることができる。ここで置換基としては、ハロゲン原子、またはハロゲン原子で置換されていても良いアルキル基、アラルキル基、アリール基、シリル基、アルコキシ基、アラルキルオキシ基、アリールオキシ基もしくはシリルオキシ基などが挙げられる。
かかるフェノール化合物を具体的に例示すると、2−メチルフェノール、2−エチルフェノール、2−n−ブチルフェノール、2−イソブチルフェノール、2−tert−ブチルフェノール、2−n−プロピルフェノール、2−イソプロピルフェノール、2−フェニルフェノール、2−フルオロフェノール、2−クロロフェノール、2−ブロモフェノールなどの2−置換フェノール;3−メチルフェノール、3−エチルフェノール、3−n−ブチルフェノール、3−イソブチルフェノール、3−tert−ブチルフェノール、3−n−プロピルフェノール、3−イソプロピルフェノール、3−フェニルフェノール、3−フルオロフェノール、3−クロロフェノール、3−ブロモフェノールなどの3−置換フェノール;4−メチルフェノール、4−エチルフェノール、4−n−ブチルフェノール、4−イソブチルフェノール、4−tert−ブチルフェノール、4−n−プロピルフェノール、4−イソプロピルフェノール、4−フェニルフェノール、4−フルオロフェノール、4−クロロフェノール、4−ブロモフェノールなどの4−置換フェノール;2,6−ジメチルフェノール、2,6−ジエチルフェノール、2,6−ジ−n−ブチルフェノール、2,6−ジイソブチルフェノール、2,6−ジ−tert−ブチルフェノール、2,6−ジ−n−プロピルフェノール、2,6−ジ−イソプロピルフェノール、2,6−ジフェニルフェノール、2,6−ジフルオロフェノール、2,6−ジクロロフェノール、2,6−ジブロモフェノールなどの2,6−置換フェノール;2,4,6−トリメチルフェノール、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、2,3,5,6−テトラフルオロフェノール、ペンタフルオロフェノールなどの2,6,X−置換フェノール(Xは3、4および5から選ばれる1個以上の数字である。);2,3−ジフルオロフェノールなどの2,3−置換フェノール;2,4−ジフルオロフェノールなどの2,4−置換フェノール;3,5−ジメチルフェノール、3,5−ジエチルフェノール、3,5−ジ−n−ブチルフェノール、3,5−ジイソブチルフェノール、3,5−ジ−tert−ブチルフェノール、3,5−ジ−n−プロピルフェノール、3,5−ジイソプロピルフェノール、3,5−ジフェニルフェノール、3,5−ジフルオロフェノール、3,5−ジクロロフェノール、3,5−ジブロモフェノールなどの3,5−置換フェノール;カテコール、レゾルシノール、ヒドロキノン、ビスフェノール−A、2,2−チオビス−6−tert−ブチル−4−メチルフェノールなどの水酸基を2個以上有するフェノール等が挙げられる。
フェノール化合物として好ましくはハロゲン化フェノールまたは2,6−位に嵩高い置換基を有するフェノールであり、特に好ましくはペンタフルオロフェノールである。
【0029】
また、シラノール化合物としては下記一般式で示される化合物が好ましい。
SiR26R27R28−OH
(式中、R26、R27およびR28はそれぞれ独立に水素原子または炭素原子数1〜20の炭化水素基を示し、互いに同一でも異なっていても良い。)
上記一般式における炭化水素基としては、アルキル基、アラルキル基、アリール基などが挙げられ、アルキル基、アラルキル基、アリール基などはハロゲン原子で置換されていてもよい。
好ましくは第3級シラノールまたはハロゲン原子で置換されたシラノールであり、特に好ましくは、トリフェニルシラノールまたはトリシクロヘキシルシラノールである。
【0030】
水酸基を有する化合物としてより好ましくはアルコール化合物またはフェノール化合物であり、特に好ましくは、ペンタフルオロフェノール、トリフェニルメタノール、トリシクロヘキシルメタノールまたは1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロパノールである。
これらの水酸基を有する化合物は一種類のみを用いてもよく、二種類以上を組み合わせて用いてもよい。
【0031】
上記の変性有機アルミニウムオキシ化合物は有機アルミニウムオキシ化合物を、さらに水および/または水酸基を有する化合物と反応させることにより得られる。
かかる反応は不活性気体雰囲気にて実施されるのが好ましい。反応温度は特に限定されることはないが、−80〜200℃、好ましくは−50〜120℃である。反応時間は1分から12時間、好ましくは2分から1時間である。また、このような反応は溶媒を用いてもよく、用いることなくこれらの化合物を直接反応させてもよい。使用される溶媒は、特に限定されるものではないが、脂肪族炭化水素溶媒、あるいは芳香族炭化水素溶媒などが挙げられる。具体例としてヘキサン、ヘプタン、ベンゼン、トルエンなどが挙げられる。
【0032】
本発明で使用するプロピレン単独重合体(A)としては、融点が140℃を超える程度の長さを有し結晶を形成し得るアイソタクチックセグメントとある程度の長さを有するアタクチックセグメントが一本の分子鎖中に存在する、いわゆるステレオブロック構造を有しているものが好ましい。
【0033】
(B)プロピレン系樹脂
本発明で使用するプロピレン系樹脂(B)は、アイソタクチックペンタッド分率が0.970以上(好ましくは0.980以上)であるプロピレン単独重合体部分(B1)を65〜100重量%含有するプロピレン系樹脂である。プロピレン単独重合体部分(B1)のアイソタクチックペンタッド分率がこの範囲内にあれば、剛性、耐熱性等に優れる。
【0034】
ここでいう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プロピレン重合体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単位の分率である。ただし、NMR吸収ピークの帰属に関しては、その後発刊されたMacromolecules,8,687(1975)に基づいて行うものである。
【0035】
また、プロピレン系樹脂(B)におけるプロピレン単独重合体部分(B1)の含有率は、13C−NMRスペクトルから、Kakugoらの報告(Macromolecules,1982,15,1150−1152)に基づいて求められる。
【0036】
上記プロピレン単独重合体部分(B1)の135℃テトラリン溶液の極限粘度は0.5〜1.3dl/gであれば、引張り伸び、衝撃強度により優れ、流動性に優れ、成形サイクルを短くすることができ、好ましい。
【0037】
本発明のプロピレン系樹脂(B)におけるプロピレン単独重合体部分(B1)は、プロピレン単独重合体であってもよいし、他の部分とブロック的に結合しているポリマーの一部分であってもよいし、それらの混合物であってもよい。
【0038】
本発明のプロピレン系樹脂(B)はかかるプロピレン単独重合体部分(B1)を65〜100重量%含有するプロピレン系樹脂であり、(B1)そのものであってもよいし、(B1)とその他の成分との組成物であってもよい。
本発明のプロピレン系樹脂(B)として好ましくは、上記のプロピレン単独重合体部分(B1)とエチレン−プロピレンランダム共重合体部分(B2)からなる耐衝撃性樹脂である。その成分量としてより好ましくは、(B1)と(B2)の合計を100重量%として、上記のプロピレン単独重合体部分(B1)が65〜95重量%、エチレン−プロピレンランダム共重合体部分(B2)が5〜35重量%であり、さらに好ましくは(B1)が85〜95重量%、(B2)が5〜15重量%である。
【0039】
上記の耐衝撃性樹脂におけるエチレン−プロピレンランダム共重合体部分(B2)としては、その135℃テトラリン溶液の極限粘度が4.5dl/g以上であることが好ましく、5.0dl/g以上であることがさらに好ましい。極限粘度がこの範囲にあれば、射出成形加工時にフローマーク等の加工不良が発生しにくく好ましい。
【0040】
上記の耐衝撃性樹脂におけるエチレン−プロピレンランダム共重合体部分(B2)は、エチレン−プロピレンランダム共重合体であってもよいし、他の部分(例えばプロピレン単独重合体部分(B1))とブロック的に結合しているポリマーの一部分であってもよいし、それらの混合物であってもよい。
【0041】
本発明で使用するプロピレン系樹脂(B)としては、アイソタクチックプロピレン単独重合体(bb)とエチレン−プロピレンブロック共重合体(b)を上記(B1)の成分量を満足するようブレンドして用いることが好ましい。かかるアイソタクチックプロピレン単独重合体(bb)としては、上記(B1)について述べたと同様のことを満足するものが用いられる。
【0042】
なおここでいうエチレン−プロピレンブロック共重合体(b)は、第一工程でプロピレンを単独重合し、第二工程でプロピレンとエチレンとをランダム共重合して得られるエチレン−プロピレンブロック共重合体(b)であり、上記の(B1)と(B2)を含有する共重合体である。
【0043】
エチレン−プロピレンブロック共重合体(b)におけるエチレン−プロピレンランダム共重合体部分(B2)の135℃テトラリン溶液中での極限粘度[η]EPは、第一工程で得られたプロピレン単独重合体を重合槽から抜き出して測定した極限粘度[η]P をプロピレン単独重合体部分(B1)の極限粘度とし、エチレン−プロピレンブロック共重合体(b)全体について測定した極限粘度[η]T と、13C−NMRスペクトルからKakugoらの報告(Macromolecules,1982,15,1150−1152)に基づいて求めたエチレン−プロピレンランダム共重合体部分(B2)のエチレン−プロピレンブロック共重合体(b)に占める含有率Xとを用いて、次式から計算で求める。
[η]EP=[η]T /X−(1/X−1)[η]P
[η]P :プロピレン単独重合体部分(B1)の極限粘度(dl/g)
[η]T :エチレン−プロピレンブロック共重合体(b)全体の極限粘度(dl/g)
【0044】
かかるエチレン−プロピレンブロック共重合体(b)は、スラリー重合法や気相重合法等による製造が可能である。特に高い衝撃強度が要求される用途に用いられる場合、エチレン−プロピレンランダム共重合体部分(B2)を多くすることが好適であり、それには気相重合法が好適である。該気相重合法による高衝撃強度プロピレン系樹脂は、例えば、特開昭61−287917号公報に例示の方法で製造することが可能である。スラリー重合法では第2工程での重合量は10〜30重量%、気相重合法では10〜70重量%の範囲で好適に製造される。気相重合法では、溶剤の洗浄工程が不要なため、より容易にエチレン−プロピレンブロック共重合体(b)を生産することができる。生産コストが低減できるという産業的観点からだけではなく、大量の溶剤を使わないために環境的観点からも好ましい。気相重合法において更に、第2工程での重合量の多いプロピレン系樹脂は特開平1−98604号に例示の方法で製造が可能であり、超高衝撃強度の要求される用途に好適に用いられる。
【0045】
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、上記のプロピレン単独重合体(A)5〜50重量%(好ましくは5〜35重量%)、および上記のプロピレン系樹脂(B)95〜50重量%(好ましくは95〜65重量%)からなる熱可塑性樹脂組成物である。なおここでいう成分(A)、(B)の重量%表示は、成分(A)と成分(B)との合計を100重量%としたときの値を表す。
【0046】
本発明の熱可塑性樹脂組成物の製造方法としては、樹脂の混合で一般に用いられている方法を何ら制限なく使うことができる。例えば、パウダーまたはペレット状の(A)および(B)、必要に応じて他の添加剤成分をタンブラーやヘンシェルミキサーで混合した後、押し出し機にて溶融混錬する方法が好適である。溶融混錬には、一軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、熱ロールなどを用いることができる。溶融混練に好適な温度は170〜250℃であり、混錬時間は通常1〜20分である。さらに、これらの溶融混練においてこれらの基本成分以外にタルク、繊維状マグネシウムオキシサルフェート、酸化防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、顔料、帯電防止剤、銅害防止剤、難燃剤、中和剤、発泡剤、可塑剤、造核剤、気泡防止剤、架橋剤などの添加剤などを配合することができる。
【0047】
【実施例】
以下実施例により本発明を説明するが、これらは単なる例示であり、本発明は要旨を逸脱しない限り、これら実施例に限定されるものではない。次に実施例における物性値の測定法を以下に示す。
【0048】
(1)メルトフローインデックス(MFRと略記することがある)
JIS−K−6758に規定された方法により測定した。測定温度は230℃であり荷重は2.16kgである。
【0049】
(2)曲げ試験
JIS−K−7106に規定された方法に準拠して測定した。熱プレス成形で作った試験片を用いた。試験片の厚みは1mmであり、測定温度は23℃である。
【0050】
(3)引張り伸び
JIS−K−7113に規定された方法に準拠して測定した。熱プレス成形で作った試験片を用いた。測定温度は23℃、試験速度は50mm/minである。
【0051】
(4)プロピレン系樹脂(B)におけるエチレン−プロピレンランダム共重合体部分の全体に対する重量比率X
以下の方法で測定した13C−NMRスペクトルから、Kakugoらの報告(Macromolecules,1982,15,1150−1152)に基づいて求めた。
10mmΦの試験管中で約200mgのプロピレン系樹脂(B)を3mlのオルソジクロロベンゼンに均一に溶解させて試料を調整し、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
【0052】
(5)極限粘度([η])
ウベローデ型粘度計を用いて濃度0.1、0.2および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。溶媒としてテトラリンを溶媒として用い、温度135℃で評価した。
【0053】
(6)分子量および分子量分布
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定し、以下に示す条件で行った。
GPC:Waters社製 150C型
カラム:昭和電工社製 Shodex 80 MA 2本
サンプル量:300μl(ポリマー濃度0.2wt%)
流 量:1ml/min
温 度:135℃
溶 媒:o−ジクロルベンゼン
東ソー社製の標準ポリスチレンを用いて溶出体積と分子量の検量線を作成した。検量線を用いて検体のポリスチレン換算の重量平均分子量Mw、数平均分子量Mnを求めた。なお分子量分布は重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnとの比Mw/Mnで評価した。
【0054】
(7)融点(Tmと略記することがある)
示査走査熱量計(DSC)(Perkin−Elmer社製DSC−VII)を用いて、以下の条件で測定した。
昇温:−50℃から200℃(20℃/分) 5分保持
冷却:200℃から−50℃(20℃/分) 5分保持
測定:−50℃から300℃(20℃/分で昇温)
【0055】
(8)プロピレン単独重合体(A)のアイソタクチックペンタッド分率(mmmmと略記することがある)
200mgのサンプルを3mlのo−ジクロルベンゼン/重ベンゼンの混合溶媒(o−ジクロルベンゼン/重ベンゼン=3/1)に溶解し、参考例3についてはブルッカー社製AC−250、また参考例1、2、4、5についてはAM−400を用いて13C−NMRを測定した。
【0056】
(9)20℃キシレン可溶部
3gのポリマーを1リットルの沸騰キシレンに溶解した後、50℃まで徐冷し、次いで氷浴に浸し攪拌しながら20℃まで冷却し、20℃で12時間放置した後析出したポリマーを濾別した。濾液からキシレンを蒸発させ、60℃で減圧乾燥して20℃キシレンに可溶なポリマーを回収、秤量し、全ポリマー3gに対する重量%を求めた。
【0057】
(10)沸騰ヘプタン不溶部
上記(9)で回収した20℃キシレン不溶部のうち、0.5gを円筒濾紙に入れて、ソックスレー抽出器を用いて200mlの沸騰n−ヘプタンに不溶な成分を濾別した。該不溶分を60℃で減圧乾燥して、沸騰ヘプタン不溶部を回収、秤量し、全ポリマー3gに対する重量%を求めた。また得られたサンプルを上記(6)にしたがって極限粘度を求めた。
【0058】
[参考例1](プロピレン単独重合体(A−1)の製造)
1リットルのステンレス製オートクレーブをアルゴン置換し、プロピレンを280g仕込んだ後、東ソー・アクゾ(株)製MMAO−3A(Al原子換算濃度5.9wt%のトルエン溶液;以降では単に「MMAO−3A」と略記する。)15mmol(Al原子換算モル数;以降も同様)と精製したトルエン5mlに溶解したビス(2−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロライド10μmolをオートクレーブ内へ投入し、30℃で1時間重合を行った後、10mlのメタノールをオートクレーブ内へ圧入して重合を停止した。その後未反応プロピレンをパージし、オートクレーブ内容物を1000mlの酸性メタノール中に投入し、析出した重合体を濾別して80℃で約2時間乾燥を行った。その結果、54gのポリプロピレンA−1が得られた。得られたポリプロピレンA−1のMw=38.0×104、Mw/Mn=2.6、[η]=2.4dl/gでアイソタクチックペンタッド分率=0.400、Tm=146℃、20℃キシレン可溶部は66.5重量%、沸騰ヘプタン不溶部は5.4重量%、沸騰ヘプタン不溶部の[η]=3.9dl/gであった。
【0059】
[参考例2](プロピレン単独重合体(A−2)の製造)
1リットルのステンレス製オートクレーブをアルゴン置換し、プロピレンを280g仕込んだ後、MMAO−3Aを15mmol投入した後、水3mmolを投入して10分間攪拌した後、精製したトルエン1.5mlに溶解したペンタフルオロフェノール3mmolを投入して10分間攪拌した後、精製したトルエン5mlに溶解したビス(2−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロライド10μmolをオートクレーブ内へ投入し、30℃で1時間重合を行った後、10mlのメタノールをオートクレーブ内へ圧入して重合を停止した。その後未反応プロピレンをパージし、オートクレーブ内容物を1000mlの酸性メタノール中に投入し、析出した重合体を濾別して80℃で約2時間乾燥を行った。その結果、68gのポリプロピレンA−2が得られた。得られたポリプロピレンA−2のMw=36.5×104、Mw/Mn=2.3、[η]=2.2dl/gでアイソタクチックペンタッド分率=0.424、Tm=148℃、20℃キシレン可溶部は59.1重量%、沸騰ヘプタン不溶部は14.1重量%、沸騰ヘプタン不溶部の[η]=3.8dl/gであった。
【0060】
[参考例3](プロピレン単独重合体(A−3)の製造)
1リットルのステンレス製オートクレーブをアルゴン置換し、プロピレンを280g仕込んだ後、MMAO−3Aを15mmol投入した後、水3mmolを投入して10分間攪拌した後、精製したトルエン1.5mlに溶解したペンタフルオロフェノール3mmolを投入して10分間攪拌した後、精製したトルエン5mlに溶解したビス(2−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロライド7.5μmolをオートクレーブ内へ投入し、30℃で1時間重合を行った後、10mlのメタノールをオートクレーブ内へ圧入して重合を停止した。その後未反応プロピレンをパージし、オートクレーブ内容物を1000mlの酸性メタノール中に投入し、析出した重合体を濾別して80℃で約2時間乾燥を行った。その結果、65gのポリプロピレンA−3が得られた。得られたポリプロピレンA−3のMw=38.9×104、Mw/Mn=2.4、[η]=2.4dl/gでアイソタクチックペンタッド分率=0.453、Tm=148℃、20℃キシレン可溶部は55.9重量%、沸騰ヘプタン不溶部は20.6重量%、沸騰ヘプタン不溶部の[η]=3.6dl/gであった。
【0061】
[参考例4](プロピレン単独重合体(A−4)の製造)
1リットルのステンレス製オートクレーブをアルゴン置換し、プロピレンを280g仕込んだ後、MMAO−3Aを15mmol投入した後、水1.5mmolを投入して10分間攪拌した後、精製したトルエン2.25mlに溶解したペンタフルオロフェノール4.5mmolを投入して10分間攪拌した後、精製したトルエン5mlに溶解したビス(2−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロライド7.5μmolをオートクレーブ内へ投入し、30℃で1時間重合を行った後、10mlのメタノールをオートクレーブ内へ圧入して重合を停止した。その後未反応プロピレンをパージし、オートクレーブ内容物を1000mlの酸性メタノール中に投入し、析出した重合体を濾別して80℃で約2時間乾燥を行った。その結果、67gのポリプロピレンA−4が得られた。得られたポリプロピレンA−4のMw=43.2×104、Mw/Mn=2.5、[η]=2.3dl/gでアイソタクチックペンタッド分率=0.388、Tm=147℃、20℃キシレン可溶部は65.8重量%、沸騰ヘプタン不溶部は26.7重量%、沸騰ヘプタン不溶部の[η]=3.4dl/gであった。
【0062】
[参考例5](プロピレン単独重合体(A−5)の製造)
1リットルのステンレス製オートクレーブをアルゴン置換し、プロピレンを280g仕込んだ後、MMAO−3Aを11.25mmol投入した後、水2.25mmolを投入して10分間攪拌した後、精製したトルエン1.125mlに溶解したペンタフルオロフェノール2.25mmolを投入して10分間攪拌した後、精製したトルエン5mlに溶解したビス(2−フェニルインデニル)ジルコニウムジクロライド7.5μmolをオートクレーブ内へ投入し、40℃で1時間重合を行った後、10mlのメタノールをオートクレーブ内へ圧入して重合を停止した。その後未反応プロピレンをパージし、オートクレーブ内容物を1000mlの酸性メタノール中に投入し、析出した重合体を濾別して80℃で約2時間乾燥を行った。その結果、63gのポリプロピレンA−5が得られた。得られたポリプロピレンA−5のMw=22.8×104、Mw/Mn=2.3、[η]=1.5dl/gでアイソタクチックペンタッド分率=0.335、Tm=148℃、20℃キシレン可溶部は76.7重量%、沸騰ヘプタン不溶部は12.0重量%、沸騰ヘプタン不溶部の[η]=3.3dl/gであった。
【0063】
以上の参考例で製造したプロピレン単独重合体をまとめると、下記の表の通りである。
【表1】
mmmm;アイソタクチックペンタッド分率
CXS;20℃キシレン可溶部
BHIS;沸騰ヘプタン不溶部
BHIS[η];沸騰ヘプタン不溶部の極限粘度([η])
【0064】
[参考例6](プロピレン系樹脂(B−1)の製造)
エチレン−プロピレンブロック共重合体(プロピレン単独重合体部分の極限粘度[η]P =0.8dl/g、20℃キシレン可溶部=0.10重量%以下、プロピレン単独重合体部分のアイソタクチックペンタッド分率=0.990;共重合体全体の極限粘度[η]T =1.60dl/g、エチレン単位含有量=4.7重量%;エチレン−プロピレンランダム共重合体部分の共重合体全体に対する重量比率X=17.3重量%、極限粘度[η]EP=5.4dl/g)100重量部に、安定剤としてステアリン酸カルシウム0.15重量部、2,6−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシトルエン0.1重量部、テトラキス〔メチレン−3(3’,5’−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタン0.05重量部を添加して、連続二軸混練機を用いてペレット化した。以降ではこのプロピレン系樹脂をPP1と略記する。
PP1とPP2(アイソタクチックプロピレンホモポリマー;アイソタクチックペンタッド分率=0.983、MFR=100g/10min、極限粘度[η]=1.1dl/g)とを重量比でPP1:PP2=1:2となるよう、田辺プラスティックス機械(株)製 VC20を用いて、設定温度220℃、スクリュー回転速度50rpmで溶融混錬し、組成物を得た。該組成物中のプロピレン単独重合体部分の量は、94.2重量%である。また、該組成物中のプロピレン単独重合体部分のアイソタクチックペンタッド分率を、PP1のプロピレン単独重合体部分のアイソタクチックペンタッド分率とPP2のアイソタクチックペンタッド分率とを相加平均して算出すると、0.985である。同様に、該組成物中のプロピレン単独重合体部分の極限粘度は、 PP1のプロピレン単独重合体部分の極限粘度とPP2の極限粘度との相加平均から、1.0dl/gである。
以降ではこの組成物をB−1と略記する。
【0065】
[実施例1〜5、比較例1]
表2に記した組成となるよう、各成分をヘンシェルミキサーで混合した後、田辺プラスティックス機械(株)製 VC20を用いて、設定温度220℃、スクリュー回転速度50rpmで溶融混錬し、熱可塑性樹脂組成物を得た(なお比較例3はPP1をそのまま用いた)。それらの物性値を表2に記す。
本発明の実施例の熱可塑性樹脂組成物は比較例のそれに比べ、安定した引張り伸びを示した。また、流動性、剛性、引張り伸びのバランスが良く優れている。
【0066】
【表2】
【0067】
【発明の効果】
以上に詳述した通り、本発明によれば、プロピレン系樹脂を主体として用い、流動性、剛性、および引張り伸びのバランスが良好である熱可塑性樹脂組成物が提供され、自動車バンパー等の用途に有用である。
Claims (9)
- 下記一般式[I]で表されるメタロセン化合物と活性化助触媒とを接触させてなる付加重合用触媒の存在下に、プロピレンを単独重合して得られるプロピレン単独重合体であって、135℃テトラリン溶液の極限粘度が1.2dl/g以上であり、沸騰ヘプタン不溶部の含有量が5.0〜50.0重量%であり、該沸騰ヘプタン不溶部の135℃テトラリン溶液の極限粘度が4.3dl/g以下であるプロピレン単独重合体(A)5〜50重量%、およびアイソタクチックペンタッド分率が0.970以上であるプロピレン単独重合体部分(B1)を65〜100重量%含有するプロピレン系樹脂(B)95〜50重量%からなることを特徴とする熱可塑性樹脂組成物。
(式中、R 1 〜R 22 はそれぞれ、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アラルキル基または置換シリル基であり、R 1 〜R 22 は互いに同じでも異なっていてもよく、同じ環状の任意の2つの隣接したR 1 〜R 22 は炭素原子数5〜8からなる環を形成してもよい。Mは元素の周期律表4族の遷移金属原子であり、Xは水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アラルキル基またはアルコキシ基であり、2つのXは同一でも異なっていてもよい。) - プロピレン単独重合体部分(B1)の135℃テトラリン溶液の極限粘度が0.5〜1.3dl/gであることを特徴とする請求項1記載の熱可塑性樹脂組成物。
- プロピレン系樹脂(B)が、アイソタクチックペンタッド分率が0.970以上であるプロピレン単独重合体部分(B1)とエチレン−プロピレンランダム共重合体部分(B2)からなる耐衝撃性樹脂であることを特徴とする請求項1または2記載の熱可塑性樹脂組成物。
- エチレン−プロピレンランダム共重合体部分(B2)の135℃テトラリン溶液の極限粘度が3.5dl/g以上であることを特徴とする請求項3記載の熱可塑性樹脂組成物。
- プロピレン単独重合体(A)の融点が140〜155℃であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
- プロピレン単独重合体(A)のアイソタクチックペンタッド分率が0.300〜0.800であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
- プロピレン単独重合体(A)の分子量分布(Mw/Mn)が3.0以下であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
- プロピレン単独重合体(A)の20℃キシレン可溶部の含有量が20〜80重量%であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
- メルトフローインデックス(JIS−K−6758、230℃、2.16kg荷重)が、30〜100g/10minであることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の熱可塑性樹脂組成物。
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