JP4760189B2 - オレフィン重合体組成物およびその成形体 - Google Patents
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Description
例えば、再公表特許WO95/21215号公報には、成形物の表面を洗浄せずに、直接一回の塗装仕上げで塗装膜を形成する手段として、プロピレン系重合体と、エラストマーと、オレフィン系重合体からなる主鎖とビニル系モノマーから誘導される側鎖とからなるグラフト共重合体とを配合してなり、グラフト共重合体における側鎖のグラフト前の重量平均分子量が1,000〜300,000であるポリプロピレン系樹脂組成物が記載されている。
かかる状況の下、本発明の目的は、流動性および塗装密着性に優れるオレフィン重合体組成物およびその成形体を提供することにある。
すなわち、本発明は、
(a)オレフィン重合体99〜1重量%と、(b)Mw/Mnが3〜20である変性プロピレン系重合体1〜99重量%とを含有するオレフィン重合体組成物(ただし、オレフィン重合体組成物の全量を100重量%とする)、および、その成形体に係るものである。
等が挙げられる。
上記(プロピレン)−(プロピレン−エチレン)共重合体は、プロピレン単独重合体または、プロピレンと含有量が3重量%以下であるエチレンまたは炭素数4以上のα−オレフィンとの共重合体である結晶性ポリプロピレン部分とプロピレン−エチレンランダム共重合体部分から構成される。
オレフィン重合体(a)および変性プロピレン系重合体(b)のそれぞれの含有量として、好ましくは、機械物性および経済性の観点から、オレフィン重合体(a)90〜10重量%と、変性プロピレン系重合体(b)10〜90重量%、さらに好ましくはオレフィン重合体(a)85〜10重量%と、変性プロピレン系重合体(b)15〜90重量%である。
成分(A1)として、より好ましくはプロピレンの単独重合体もしくはプロピレン−エチレンランダム共重合体であり、プロピレン−エチレンランダム共重合体のエチレン含有量は、0.5〜8重量%である。
成分(A2)に用いられる炭素原子数4〜12のα−オレフィンとしても、成分(A1)と同様のα−オレフィンが挙げられる。
成分(B)として、好ましくは、25℃、1気圧下において、液状である化合物である。
(構造式(1)または(2)において、R1は水素原子または炭素数が1〜6個のアルキル基を表し、R2は炭素数1〜20個のアルキレン基および/またはシクロアルキレン基を表し、R3は(CnH2nO)mを表す。nおよびmは、それぞれ、独立に1以上の整数を表す。)
α、β−不飽和ジカルボン酸としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、クロロマレイン酸、ハイミック酸、シトラコン酸、イタコン酸等が挙げられる。
不飽和モノカルボン酸としては、例えば、アクリル酸、ブタン酸、クロトン酸、ビニル酢酸、メタクリル酸、ペンテン酸、ドデセン酸、リノール酸、アンゲリカ酸、けい皮酸等が挙げられる。
前記α、β−不飽和ジカルボン酸または前記不飽和モノカルボン酸の酸無水物としては、例えば、無水マレイン酸、無水ハイミック酸、アクリル酸無水物等が挙げられる。
3級アミノ基含有(メタ)アクリレートとしては、例えば、ジメチルアミノメチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
ビニルモルホリンとしては、例えば、4−ビニルモルホリン、2−メチル−4−ビニルモルホリン、4−アリルモルホリン等が挙げられる。
3級アミノ基含有不飽和イミド化合物としては、例えば、無水マレイン酸、無水イタコン酸等の不飽和カルボン酸無水物とアミン化合物との反応生成物が挙げられる。
3級アミノ基含有(メタ)アクリルアミドとしては、例えば、ジメチルアミノメチル(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
4級アンモニウム塩基含有不飽和化合物としては、例えば、N,N,N−トリメチル−N−(2−ヒドロキシ−3−メタクリロイルオキシプロピル)アンモニウムクロライド等の3級アミノ基含有不飽和化合物をカチオン化剤でカチオン化した化合物等が挙げられる。
ハロゲン化アルキル誘導体類としては、例えば、塩化メチル、塩化エチル、塩化ブチル、塩化オクチル、塩化ラウリル、塩化ステアリル、塩化シクロヘキシル、塩化ベンジル、塩化フェネチル、塩化アリル、臭化メチル、臭化エチル、臭化ブチル、臭化オクチル、臭化ラウリル、臭化ステアリル、臭化ベンジル、臭化アリル、沃化メチル、沃化エチル、沃化ブチル、沃化オクチル、沃化ラウリル、沃化ステアリル、沃化ベンジル等が挙げられる。
ハロ酢酸アルキル類としては、例えば、モノクロル酢酸メチル、モノクロル酢酸エチル、ブロモ酢酸エチル等が挙げられる。
ジアルキル硫酸類としては、例えば、ジメチル硫酸、ジエチル硫酸等が挙げられる。
無機酸類としては、例えば、塩酸、臭化水素酸、硫酸、燐酸等が挙げられる。
有機酸類としては、例えば、蟻酸、酢酸、プロピオン酸等が挙げられる。
3級アミン鉱酸塩エピハロヒドリン付加物としては、例えば、N−(3−クロロ−2−ヒドロキシプロピル)−N,N,N−トリメチルアンモニウムクロライド等が挙げられる。
構造式(4)で表される構造を有する化合物(II)としては、1,1,3,3−テトラメチル ブチル ネオデカノエート、α―クミル パーオキシ ネオデカノエート、t−ブチル パーオキシ ネオデカノエート等が挙げられる。
α−オレフィン重合体としては、例えば、エチレン系重合体、プロピレン系重合体、ブテン系重合体、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン−1共重合体、エチレン−ヘキセン−1共重合体、プロピレン−ブテン−1共重合体、プロピレン−ヘキセン−1共重合体、プロピレン−ジビニルベンゼン共重合体等が挙げられる。
芳香族不飽和炭化水素重合体としては、例えば、ポリスチレン、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体等が挙げられる。
極性基含有重合体としては、例えば、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリフェニレンエーテル、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート等が挙げられる。
また、有機多孔質パウダー(D)として、市販品を用いても良く、例えば、MEMBRANA社から販売されているAccurel(商品名、日本名:アキュレル)の各種グレードを用いても良い。
より好ましくは、一軸押出機または二軸押出機を用いて、成分(A)と、成分(B)と、成分(C)と、成分(D)とを押出機の供給口から供給して溶融混練を行う方法である。
混練時間は、通常、0.1〜30分間であり、好ましくは0.5〜5分間である。
X−Y 式(5)
X(−Y−X)n 式(6)
(式中、Xはモノビニル置換芳香族炭化水素の重合体ブロック、Yは共役ジエン重合体ブロックを表し、nは1〜5の整数を表し、nとして、好ましくは1または2である。)
共役ジエンとしてブタジエンが用いられる場合、ポリブタジエンブロックにおける1,2−結合の割合は、通常、20〜80重量%であり、好ましくは30〜60重量%である。
前記式(5)または(6)で表されるブロック共重合体の水素添加物のメルトフローレート(MFR、ASTM D−1238、230℃、2.16kg荷重)は、通常、好ましくは30g/10分以下であり、より好ましくは1〜10g/10分である。
例えば、スチレン・ブタジエン・スチレントリブロック共重合体の水素添加によって得られるスチレン・エチレン・ブテン・スチレンブロック共重合体(SEBS)、スチレン・イソプレン・スチレントリブロック共重合体の水素添加によって得られるスチレン・エチレン・プロピレン・スチレンブロック共重合体(SEPS)、スチレン・イソプレンジブロック共重合体の水素添加によって得られるスチレン・エチレン・プロピレンブロック共重合体(SEP)等が挙げられる。
また、非共役ポリエンとしては、例えば、非環状ジエン、鎖状の非共役ジエン、トリエン等が挙げられる。
非環状ジエンとしては、例えば、5−エチリデン−2−ノルボルネン、5−プロピリデン−5−ノルボルネン、ジシクロペンタジエン、5−ビニル−2−ノルボルネン、5−メチレン−2−ノルボルネン、5−イソプロピリデン−2−ノルボルネン、ノルボルナジエン等が挙げられる。
鎖状の非共役ジエンとしては、例えば、1,4−ヘキサジエン、4−メチル−1,4−ヘキサジエン、5−メチル−1,4−ヘキサジエン、5−メチル−1,5−ヘプタジエン、6−メチル−1,5−ヘプタジエン、6−メチル−1,7−オクタジエン、7−メチル−1,6−オクタジエン等が挙げられる。
トリエンとしては、例えば、2,3−ジイソプロピリデン−5−ノルボルネンなどのトリエン等が挙げられる。
非共役ポリエンとして、好ましくは、1,4−ヘキサジエン、ジシクロペンタジエン、5−エチリデン−2−ノルボルネンである。
カーボンブラックのDBP吸収量として、好ましくは50〜600ml/100gであり、より好ましくは100〜600ml/100gである。なお、DBP吸収量は、ジブチルフタレートアブソーブドメーターによって、JIS K6221に準拠して測定する。
カーボンブラックの比表面積として、好ましくは100〜1500m2/gであり、より好ましくは150〜1500m2/gであり、さらに好ましくは200〜1500m2/gである。なお、比表面積は、液体窒素吸着法(ASTM D3037)に準拠して測定する。
自動車内装部品としては、例えば、インストルメンタルパネル、トリム、ドアーパネル、サイドプロテクター、コンソールボックス、コラムカバー等が挙げられ、自動車外装部品としては、例えば、バンパー、フェンダー、ホイールカバー等が挙げられ、二輪車部品としては、例えば、カウリング、マフラーカバー等が挙げられる。
実施例または比較例では、以下に示した樹脂および添加剤を用いた。
(1)ポリプロピレン
(プロピレン)−(プロピレン−エチレン)共重合体(PP、ノーブレン AU161C、住友化学(株)製)
変性ポリプロピレンは、以下の試料を用いて、表1に示した量で配合して、以下の製造例1〜3に示した方法で製造した。
(A)ポリプロピレン
H−PP1:
プロピレン系重合体、特願2003−387520号の実施例に記載のプロピレン系重合体(HMS−3)の製造方法を用いて、製造した。
H−PP2:
プロピレン単独重合体、[η]:3.0dl/g、特開平7−216017記載の固体触媒成分を用いて気相重合法によって製造した。
t−ブチルパーオキシベンゾエート(Kb−B、化薬アクゾ社製 カヤブチルB)
MEMBRANA社製 MP−1000
(E)造核剤
ナトリウム−2,2’−メチレン−ビス−(4,6−ジ−t−ブチルフェニル)フォスフェート(旭電化工業社製 アデカスタブ NA−11)
変性ポリプロピレン(OH−PP1)の製造
H−PP1 100重量部、HEMA 10重量部、Kb−B 2.0重量部、MP−1000 3重量部、NA−11 0.3重量部および各種安定剤(チバ・スペシャルティケミカルズ社製 IRGANOX1010、チバ・スペシャルティケミカルズ社製 IRGAFOS168)を均一混合し、二軸混練押出機(商品名 KZW15−45MG、同方向回転型スクリュー15mm×45L/D、テクノベル社製)を用いて、設定温度180℃、スクリュー回転速度500rpmの条件で溶融混練して、水酸基含有プロピレン系重合体(B−(1))を得た。得られた変性プロピレン系重合体のグラフト率は2.1wt%、極限粘度[η]は0.86dl/g、Mw/Mnは3.1であった。
変性ポリプロピレン(OH−PP2)の製造
HEMA 12重量部、Kb−B 1.5重量部、MP−1000 5重量部を用いた以外は、製造例1と同様に行い、水酸基含有プロピレン系重合体(B−(2))を得た。得られた変性プロピレン系重合体のグラフト率は2.2wt%、極限粘度[η]は0.86dl/g、Mw/Mnは5.8であった。
変性ポリプロピレン(OH−PP3)の製造
H−PP2 100重量部を用いた以外は、製造例2と同様に行い、水酸基含有プロピレン系重合体(B−(3))を得た。得られた変性プロピレン系重合体のグラフト率は1.9wt%、極限粘度[η]は0.85dl/g、Mw/Mnは2.7であった。
京葉ポリエチレン(株)製 SX241(以下、「HDPE」と称する。)
住友化学(株)製 SPO N0461(以下、「EBR」と称する。)
ダウ ケミカル社製 エンゲージ8842(以下、「EOR」と称する。)
旭化成ケミカルズ(株)製 タフテックH1062(以下、「SEBS」と称する。)
林化成(株)製 商品名MW HS−T(平均粒径:2μm)
(6)導電性カーボン(CB)
ライオン(株)製 商品名ケッチェンブラックEC600JD(DBP吸油量:495ml/g)
前記の樹脂(1)、(2)、(3)、(4)および添加剤(5)、(6)を表2に示した通りに配合し、その後二軸混練押出機(商品名 KZW15−45MG、同方向回転型スクリュー15mm×45L/D、テクノベル社製)を用いて、設定温度220℃、スクリュー回転速度500rpmの条件で溶融混練して、プロピレン系重合体組成物のペレットを得た。このペレットを用い、射出成形機(東洋機械金属社製 TU−15)を用いて、シリンダー設定温度220℃、金型設定温度50℃の条件で射出成形を行い、成形体を得た。得られたプロピレン系重合体組成物射出成形体の物性評価結果を表2に示した。
(1)変性オレフィン系重合体中のグラフト量(水酸基含有モノマー単位含有量、単位:重量%)
サンプルを沸騰キシレンに溶解し、得られたサンプルの溶液を大量のメタノールに攪拌しながら滴下してサンプルを再沈殿させて回収した。回収したサンプルを真空乾燥した後(80℃、8時間)、熱プレスにより厚さ100μm程度のフィルムを作成した。この作成したフィルムの赤外吸収スペクトルを測定し、1730cm-1付近の吸収からグラフト量を定量した。または13C−NMRにて測定した。
ウベローデ型粘度計を用いて測定した。プロピレン単独重合体については、溶媒としてテトラリンを用い、温度135℃で測定した。
GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィ)により、下記条件で測定した(Mwは重量平均分子量を表し、Mnは数平均分子量を表す)。
機種:150CV型(ミリポアウォーターズ社製)
カラム:Shodex M/S 80
測定温度:145℃
溶媒:オルトジクロロベンゼン
サンプル濃度:5mg/8mL
検量線は標準ポリスチレンを用いて作成した。この条件で測定された標準ポリスチレン(NBS706:Mw/Mn=2.0)のMw/Mnは1.9〜2.0であった。
示差走査型熱量計(パーキンエルマー社製DSC−7)を用い、ポリマーを220℃で5分間熱処理後、降温速度300℃/分で150℃まで冷却して150℃において1分間保温し、さらに降温速度5℃/分で50℃まで冷却して50℃において1分間保温し、さらに50℃から180℃まで昇温速度5℃/分で加熱した際の融解ピーク温度をTmとして求めた。
JIS−K−6758に規定された方法に従って、測定した。測定温度は230℃で、荷重は2.16kgで測定した。
JIS−K−7161に規定された方法に従って、測定した。射出成形によって成形された厚みが2.0mmである試験片を用いて測定した。引張速度は50mm/分で、測定温度は23℃であった。
JIS−K−7171に規定された方法に従って、測定した。射出成形によって成形された厚みが4.0mmであり、スパン長さが64mmである試験片を用いて、荷重速度は2.0mm/分で、測定温度は23℃であった。
JIS−K−7110に規定された方法に従って、測定した。試験片は、射出成形によって成形された厚みが4.0mmであり、成形の後にノッチ加工されたノッチ付きの試験片を用いた。測定温度は23℃であった。
JIS−K−7191−2に規定された方法に従って、測定した。ファイバーストレスは0.45MPaで測定した。
射出成形機(東洋機械金属社製 TU−15)を用いて、成形温度220℃で、金型温度50℃で、幅480×長さ480×厚み2mm平板を成形した。その後、平板表面を純水もしくはイソプロパノール(IPA)で、ガーゼを用いて拭いて処理した後、風乾し、中塗り(関西ペイント(株)製ソフレツクスカラーベース)を施し、中塗り層の厚みを18μmとし、トップコート(関西ペイント(株)製ソフレックスクリヤーコート)を施し、トップコート層の厚みを30μmとした。
次に、焼き付け温度120℃で20分間保持することによって、塗装成形品を得た。
密着テストは、ニチバン社製24mm幅セロテープ(登録商標)による1mm□ゴバン目テストでの残率(%)評価(90°剥離)で行った。
(株)東洋精機製作所製キャピログラフ1Bを使用して、低せん断速度(6.08sec-1)と高せん断速度(2432sec-1)におけるせん断粘度を測定し、せん断粘度比(6.08sec-1でのせん断粘度/2432sec-1でのせん断粘度)を測定した。測定温度は220℃、オリフィスのL/Dは40で行った。
当該せん断粘度比は、せん断速度に対するせん断粘度依存性を示しており、粘度比が大きいほど、加工時の流動性にすぐれることを示す。
これに対して、本発明の要件である変性ポリプロピレンの分子量分布を満足しない比較例1は、せん断粘度比が小さい、すなわち流動性が不充分であり、本発明の要件である変性ポリプロピレンの分子量分布を満足しないを満足しない比較例2は、塗装密着性が不充分であることが分かる。
Claims (7)
- (a)オレフィン重合体99〜1重量%と、(b)ヒドロキシル基を有し、分子量分布(Mw/Mn)が3〜20である変性プロピレン系重合体1〜99重量%とを含有するオレフィン重合体組成物(ただし、オレフィン重合体組成物の全量を100重量%とする)。
- 請求項1に記載のオレフィン重合体組成物と(c)エラストマーとを含有し、前記オレフィン重合体組成物100重量部に対して、(c)エラストマー1〜300重量部を含有するオレフィン重合体組成物。
- 請求項1または2に記載のオレフィン重合体組成物と(d)無機充填剤とを含有し、前記オレフィン重合体組成物100重量部に対して、(d)無機充填剤1〜70重量部を含有するオレフィン重合体組成物。
- 請求項1〜3いずれかに記載のオレフィン重合体組成物と(e)導電性カーボンとを含有し、前記オレフィン重合体組成物100重量部に対して、(e)導電性カーボン0.1〜25重量部を含有するオレフィン重合体組成物。
- 変性プロピレン系重合体(b)が、プロピレン系重合体(A)と、エチレン性不飽和結合含有モノマー(B)と、有機過酸化物(C)とを加熱処理して得られる変性プロピレン系重合体であって、
プロピレン系重合体(A)100重量部に対して、エチレン性不飽和結合含有モノマー(B)0.1〜50重量部と、有機過酸化物(C)0.01〜20重量部とを加熱処理して得られる変性プロピレン系重合体である請求項1〜4のいずれかに記載のオレフィン重合体組成物。 - プロピレン系重合体(A)が、
135℃のテトラリン中で測定される極限粘度が5dl/g以上15dl/g以下であるプロピレン系重合体成分(A1)0.05〜90重量%と、
135℃のテトラリン中で測定される極限粘度が0.1dl/g以上5dl/g未満であるプロピレン系重合体成分(A2)10〜99.5重量%と
を含有するプロピレン系重合体(但し、プロピレン系重合体(A)の全量を100重量%とする)
である請求項5に記載のオレフィン重合体組成物。 - 請求項1〜6のいずれかに記載のオレフィン重合体組成物からなる成形体。
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