JP2017025339A - Polyethylene resin composition, pipe and joint - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポリエチレン樹脂組成物、それを含むパイプ、及び継手に関する。 The present invention relates to a polyethylene resin composition, a pipe including the same, and a joint.
ポリエチレン樹脂はクリープ特性、耐環境応力亀裂性、衝撃特性、可とう性に優れており、従来から広く配管材料として使用されている。本明細書において、「配管材料」とは、上下水道管、ガス管、給水管として使用されるパイプ及び継手をいう。近年、ポリエチレンパイプは地震に対しても地盤の変動にパイプが追従して伸びる等の特性を持つという点で、鋼管、ダクタイル鋳鉄管等の管種よりも優れていることが実証されている。ポリエチレン製の継手についても、鋼管、ダクタイル鋳鉄管のようなメカニカル継手と異なり、EF(エレクトロフュージョン)継手によりパイプと溶着することができる為、施工も簡易であり耐震性にも優れるという特徴を持つ。このような特性からポリエチレン樹脂は、上下水道管、ガス管、給水管等の配管材料として注目を浴びるようになってきている。 Polyethylene resins have excellent creep characteristics, environmental stress crack resistance, impact characteristics, and flexibility, and have been widely used as piping materials. In this specification, “piping material” refers to pipes and joints used as water and sewage pipes, gas pipes, and water supply pipes. In recent years, it has been demonstrated that polyethylene pipes are superior to pipe types such as steel pipes and ductile cast iron pipes in that they have characteristics such as pipes extending and following ground changes even with earthquakes. Unlike mechanical joints such as steel pipes and ductile cast iron pipes, polyethylene joints can be welded to pipes with EF (electrofusion) joints, so that construction is simple and excellent in earthquake resistance. . Due to these characteristics, polyethylene resin has attracted attention as piping materials for water and sewage pipes, gas pipes, water supply pipes and the like.
また各配管材料に求められる安全性への要求は高く、ガス管としてはPE80、上水道管としてはPE100を取得した材料によるパイプが使われるようになってきている。ここで、「PE100」とは、ISO9080に記載されている熱間内圧クリープ試験において、異なる3水準の温度での応力−破壊時間曲線の測定を少なくとも9000時間まで行うことにより、20℃での50年後の最小保証応力を推定した値の97.5%下方信頼限界(Lower Prediction Limit:以下LPLと記述する)の値がISO12162に規定されている分類表でPE100に分類されているポリエチレンをいう。ポリエチレンパイプ用樹脂を配水管として長期間使用する場合、パイプ内部からの水圧や埋設時の外部からの土圧等により応力が加わるため、パイプ内の微少な構造欠陥部分に応力集中が起こり、脆性的な破壊が起こる可能性がある。このような長期間にわたる応力が加わる厳しい条件下において、脆性破壊割れを起こさない材料を提供する為に改良が行われている。 Further, there is a high demand for safety required for each piping material, and pipes made of materials that have acquired PE80 as a gas pipe and PE100 as a water supply pipe have come to be used. Here, “PE100” means that, in the hot internal pressure creep test described in ISO 9080, a stress-fracture time curve at three different temperatures was measured up to at least 9000 hours, and the 50 ° C. at 20 ° C. This refers to polyethylene classified as PE100 in the classification table stipulated in ISO12162, with a value of 97.5% lower confidence limit (hereinafter referred to as LPL) of the estimated minimum guaranteed stress after the year. . When polyethylene pipe resin is used as a water distribution pipe for a long time, stress is applied due to water pressure from the inside of the pipe or earth pressure from the outside during embedding. Disruption can occur. Improvements have been made to provide a material that does not cause brittle fracture cracking under such severe conditions of stress over a long period of time.
近年、水道管やガス管が敷設されてから長期間経つものが増え、敷設後法定耐用年数の40年を超えるいわゆる老朽管の割合が増加しており、管破壊による漏洩が問題になってきている。PE100ポリエチレン管は50年保証であるから50年経過前に更新が望まれるが、年間の更新は1%に留まっているのが実情である。そこで管に保証される耐用年数が、PE100の50年保証より長い、100年保証である材料の開発が望まれている。 In recent years, the number of pipes that have passed for a long time since the installation of water pipes and gas pipes has increased, and the proportion of so-called aging pipes that exceed the legal service life of 40 years has increased since laying, and leakage due to pipe breakage has become a problem. Yes. Since PE100 polyethylene pipe has a 50-year warranty, renewal is desired before 50 years, but the annual renewal rate is only 1%. Therefore, it is desired to develop a material having a 100-year warranty, which has a longer service life guaranteed for the pipe than the 50-year warranty for PE100.
パイプに一定温度で内圧をかけると、ある時間経過の後膨らみが生じて破壊される延性破壊が発生する。この延性破壊の破壊時間と内圧による応力との間には、応力が低いほど破壊時間が長時間化するという応力−破壊時間クリープの関係がある。この関係は試験温度が高いほど低応力、短時間化し、ポリエチレン樹脂の密度が高いほど高応力、長時間化することが知られている。したがって、ポリエチレン樹脂を高密度化すれば長時間側の応力は増加する。しかし、高密度化すると脆性破壊が急速に進行するようになり、従来方法の重合デザインでは、例えば20℃では100年より前に脆性破壊が発生し、応力−破壊時間クリープ線図において、延性破壊から脆性破壊への移行によるクリープ曲線の折れ曲がり(Knee Point)の発生につながる。そのため、従来の樹脂デザインでは耐用年数が100年保証である材料の達成は困難であった。 When an internal pressure is applied to a pipe at a constant temperature, a ductile fracture occurs in which a bulge occurs after a certain period of time and breaks. Between the fracture time of this ductile fracture and the stress due to the internal pressure, there is a stress-fracture time creep relationship in which the lower the stress, the longer the fracture time. This relationship is known to be lower stress and shorter time as the test temperature is higher, and higher stress and longer time as the density of the polyethylene resin is higher. Therefore, if the density of the polyethylene resin is increased, the stress on the long time side increases. However, when the density is increased, brittle fracture proceeds rapidly. In the conventional polymerization design, for example, at 20 ° C., brittle fracture occurs before 100 years. In the stress-fracture time creep diagram, ductile fracture occurs. This leads to the generation of creep curve bending (Knee Point) due to the transition from brittle fracture. For this reason, it has been difficult to achieve a material having a lifetime of 100 years with a conventional resin design.
従来の樹脂デザインによっては、長期特性が脆性的であったとしても、このPE100分類されたポリエチレンパイプ及び継手用樹脂を得ることが可能である。特に脆性破壊は80℃での内圧クリープ試験条件に於いて顕著に見られ、このような材料はISO記載のPE100分類されていても、高温下では脆性的なPE100であると言える。長期のクリープ特性を推定する際に延性破壊に比べて脆性破壊は急激に進行するため、破壊の予測が困難であり、脆性的なPE100は配水管等のようなライフラインに使われる材料としては不適切である。 Depending on the conventional resin design, even if the long-term characteristics are brittle, it is possible to obtain PE100 classified polyethylene pipe and joint resin. In particular, brittle fracture is noticeable in the internal pressure creep test condition at 80 ° C., and even if such a material is classified as PE100 described in ISO, it can be said to be brittle PE100 at high temperature. When estimating long-term creep characteristics, brittle fracture progresses more rapidly than ductile fracture, making it difficult to predict fracture, and brittle PE100 is a material used in lifelines such as water pipes. It is inappropriate.
また、上記のPE100に分類されたポリエチレンを得るために、長期特性及び伸び特性を上げるだけであるならば、樹脂デザインとしてはそれ程困難ではないが、こうした物性を維持しながら尚かつ成形加工性に優れた材料を開発することは現在の技術では非常に困難である。特にパイプと継手は融着の面から同一樹脂であることが好ましいので、射出成形によって成形される継手を考慮すれば、パイプとしての機械特性だけでなく、成形加工性にも優れたPE100のポリエチレンが必要となってくる。 Also, if only long-term properties and elongation properties are to be obtained in order to obtain polyethylene classified as PE100, it is not so difficult as a resin design. Developing excellent materials is very difficult with current technology. In particular, since the pipe and the joint are preferably made of the same resin from the viewpoint of fusion, the polyethylene of PE100 is excellent not only in mechanical properties as a pipe but also in molding processability, considering the joint formed by injection molding. Will be needed.
従って、このような長期にわたる、機械特性、耐脆性破壊性、伸び特性に優れ、かつ成形加工性にも優れた材料が望まれている。このように、ISO9080に準拠した測定によりISO12162に規定される分類表に基づいて分類されたポリエチレン樹脂組成物であって、成形加工性に優れ、かつ100年保証であるものがライフラインとしての上下水道管、ガス管、給水管等への利用に今後大いに期待される材料である。 Accordingly, there is a demand for a material that is excellent in mechanical properties, brittle fracture resistance, elongation properties, and moldability over a long period of time. As described above, a polyethylene resin composition classified based on the classification table defined in ISO12162 by measurement in conformity with ISO9080, which is excellent in molding processability and has a 100-year warranty, is a lifeline. It is a material that is highly expected to be used for sewer pipes, gas pipes, water supply pipes, etc.
これに対し、従来は、ポリエチレンの長期にわたる機械特性を改良するために、分子量分布の広幅化や共重合性コモノマーを重合時に側鎖として導入することが行なわれてきた(例えば、特許文献1、2参照)。 On the other hand, conventionally, in order to improve the long-term mechanical properties of polyethylene, widening of the molecular weight distribution and introduction of a copolymerizable comonomer as a side chain during polymerization have been performed (for example, Patent Document 1, 2).
また、長期特性の改良や耐衝撃性を改良するためにコモノマーの分布を制御し、コモノマーの高分子量側への寄与に着目し、さらに昇温溶出分別とGPCとのクロス分別により求められる分子量−溶出温度−溶出量の相関に着目して、ポリエチレンのデザインを改良することが知られている(例えば、特許文献3参照)。 In addition, in order to improve long-term characteristics and impact resistance, control the distribution of comonomer, pay attention to the contribution of the comonomer to the high molecular weight side, and further determine the molecular weight required by temperature-elution fractionation and GPC cross-fractionation- It is known to improve the design of polyethylene by paying attention to the correlation between elution temperature and elution amount (for example, see Patent Document 3).
さらに、2つの分子量分布を有し、メルトフローレート(コードT)(JIS K7210−1999、コードT:以下、「MFR5」という。)が0.35g/10分以下であるポリエチレンからなる、機械特性に優れたパイプが知られている(例えば、特許文献4参照)。 Further, mechanical properties comprising polyethylene having two molecular weight distributions and having a melt flow rate (code T) (JIS K7210-1999, code T: hereinafter referred to as “MFR5”) of 0.35 g / 10 min or less. (See, for example, Patent Document 4).
またさらに、極限粘度と密度の異なる2成分からなる組成物が開示されており(例えば、特許文献5参照)、この組成物を用いてパイプ成形体を成形した際、パイプの特性として熱間内圧クリープ試験、引張クリープ試験、引張疲労試験等が従来までの材料よりも飛躍的に向上することが提案されている。これによると低分子量、高密度のポリエチレンと高分子量、低密度のポリエチレンの2成分からなる組成物の密度及び極限粘度がそれぞれ0.945〜0.970g/cm3(JIS K7112−1999)、2.41〜6.3dyne/cm2の範囲にあり、190℃におけるキャピラリーのずり応力が2.4×106dyne/cm2に達するときのずり速度(FI)が350sec-1以下である組成物をパイプ成形体としたときに、成形性、パイプ疲労特性等に優れたパイプを成形する事が可能であるとしている。さらにまた、ポリエチレン管及びその管継手についても記載されている(例えば、特許文献6参照)。 Furthermore, a composition composed of two components having different intrinsic viscosities and densities is disclosed (see, for example, Patent Document 5). When a pipe molded body is molded using this composition, the hot internal pressure is obtained as a characteristic of the pipe. It has been proposed that creep tests, tensile creep tests, tensile fatigue tests, and the like are dramatically improved over conventional materials. According to this, the density and intrinsic viscosity of a composition comprising two components of low molecular weight, high density polyethylene and high molecular weight, low density polyethylene are 0.945 to 0.970 g / cm 3 (JIS K7112-1999), 2 in the range of .41~6.3dyne / cm 2, the compositions shear rate when shear stress of the capillary at 190 ° C. is reached 2.4 × 10 6 dyne / cm 2 (FI) is 350Sec -1 or less It is said that it is possible to form a pipe excellent in formability, pipe fatigue characteristics, etc. Furthermore, it describes also about the polyethylene pipe and its pipe joint (for example, refer patent document 6).
加えて、パイプとしたときの成形性や疲労特性等に優れるとともに、継手等の射出成形性においても優れる、パイプ及び継手用の樹脂組成物が開示されている(例えば、特許文献7参照)。 In addition, a resin composition for pipes and joints has been disclosed that is excellent in moldability and fatigue characteristics when used as a pipe and also excellent in injection moldability of joints and the like (see, for example, Patent Document 7).
しかしながら、特許文献1、2においては、分子量分布の広幅化や共重合性コモノマーを重合時に側鎖として導入するだけであり、PE100に要求される長期の機械特性の改良には不十分である。 However, in Patent Documents 1 and 2, the molecular weight distribution is broadened and a copolymerizable comonomer is only introduced as a side chain during polymerization, and is insufficient for improving the long-term mechanical properties required for PE100.
また、特許文献3における樹脂デザインではPE100に分類されるポリエチレン樹脂を得ることはできない。 Further, the resin design in Patent Document 3 cannot obtain a polyethylene resin classified as PE100.
さらに、特許文献4においては、機械特性に優れPE100に分類されるポリエチレン樹脂を得られる可能性はあるが、分子量を上げる、又はコモノマーを導入して密度を下げることに終始し、分子量や密度を維持したままの改良はなされていないため、成形加工性が非常に劣る、又は密度低下によりPE100の要件を満たさなくなると予想される。 Furthermore, in Patent Document 4, there is a possibility that a polyethylene resin excellent in mechanical properties and classified as PE100 may be obtained. However, the molecular weight or density is constantly increased by increasing the molecular weight or introducing a comonomer to decrease the density. It is expected that molding processability will be very poor, or that the PE100 requirement will not be met due to a decrease in density because no improvements have been made.
またさらに、特許文献5における樹脂では、分子量が高くなることにより、耐疲労特性等のパイプ特性は確かに高くなるが、成形加工性に劣り、特に継手を成形する射出成形が困難となる。また、流動インデックス(FI)と呼ばれる値がFI≦350sec-1である実施例や、比較例のMFRから分かるように、物性向上のために高分子量化した樹脂デザインであるために、明らかに成形加工性に劣る。また、特許文献5における樹脂はPE100の要件を必ずしも満足するものではない。 Furthermore, with the resin in Patent Document 5, pipe properties such as fatigue resistance are certainly improved due to an increase in molecular weight, but the molding processability is inferior, and in particular, injection molding for molding a joint becomes difficult. In addition, as can be seen from the examples where the value called the flow index (FI) is FI ≦ 350 sec −1 and the MFR of the comparative example, the resin design is made higher in molecular weight to improve the physical properties, so it is clearly molded. Inferior in workability. Further, the resin in Patent Document 5 does not necessarily satisfy the requirements of PE100.
さらにまた、特許文献6においては、FIの値が100〜400sec-1である樹脂が記載されているが、射出成形による高せん断速度領域での成形法による継手の成形は困難である。また、分子量の増加と密度の増加によるラメラ厚みの増加によりタイ分子存在確率を向上させている。長期の機械特性を改良するための手段として、高分子量化、分子量分布の広幅化等が挙げられるが、このような方法により分子量を高めるだけでは成形加工性の観点からパイプの成形には向かない。また、分子量分布を広幅化する事により流動性は改良されるが、伸び特性、衝撃性といった特性は悪くなる。さらに、パイプとして押出した場合、表面の荒れが発生しやすくなるだけでなく、継手の射出成型であっても成形品表面の荒れが発生するようになる。 Furthermore, Patent Document 6 describes a resin having an FI value of 100 to 400 sec −1 , but it is difficult to form a joint by a molding method in a high shear rate region by injection molding. In addition, the tie molecule existence probability is improved by increasing the lamellar thickness due to the increase in molecular weight and density. Examples of means for improving long-term mechanical properties include increasing the molecular weight and broadening the molecular weight distribution. However, simply increasing the molecular weight by such a method is not suitable for forming a pipe from the viewpoint of molding processability. . In addition, the flowability is improved by widening the molecular weight distribution, but the properties such as elongation and impact properties are deteriorated. Furthermore, when extruded as a pipe, not only is the surface roughened, but also the surface of the molded product is roughened even by injection molding of a joint.
加えて、特許文献7における樹脂は、PE100として50年保証は満足するものの、100年としたときの20℃におけるLPLはやや不足するものとなる。したがってさらに応力−破壊時間のクリープ線を向上させたデザインが必要となるが単純な高密度化ではKneePointの発生が予想されるため、これまでにない新しい樹脂デザインが必要である。 In addition, although the resin in Patent Document 7 satisfies the 50-year warranty as PE100, the LPL at 20 ° C. when it is 100 years is somewhat insufficient. Therefore, a design in which the creep line of the stress-fracture time is further improved is required, but the generation of KneePoint is expected in the case of simple densification, and thus a new resin design that has never been seen before is required.
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ISO9080規格によりPE100に分類され、かつ100年保証である、優れた長期特性を有し、その上、優れた成形加工性を有するポリエチレン樹脂組成物、それを含むパイプ、及び継手を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and is classified as PE100 according to the ISO 9080 standard and has a long-term property that is guaranteed for 100 years, and in addition, polyethylene having excellent moldability. It aims at providing the resin composition, the pipe containing the same, and a coupling.
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、ある特定の構成条件を全て満たしたポリエチレン組成物が上記目的を達成しうることを見いだし、本発明をなすに到った。
すなわち本発明は、以下のとおりである。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a polyethylene composition satisfying all specific constituent conditions can achieve the above object, and have reached the present invention.
That is, the present invention is as follows.
〔1〕
エチレン単独重合体、及び/又はエチレンと炭素数3〜20のα−オレフィンとの共重合体を含み、下記(1)〜(4)を満たす、ポリエチレン樹脂組成物。
(1)密度が946〜953kg/m3である。
(2)メルトフローレート(コードT)が0.15〜0.50g/10分である。
(3)分子量分布が15〜40である。
(4)ISO 9080で規定される20℃における熱間内圧クリープ試験において、破壊時間の対数に対するフープ圧の対数のプロットラインの傾きの比が以下の関係を有する。
1000時間未満の傾き/1000時間以降の傾き>1.5
〔2〕
エチレン単独重合体、及び/又はエチレンと炭素数3〜20のα−オレフィンとの共重合体であり、密度が967〜977kg/m3であり、メルトフローレート(コードD)が40〜300g/10分である、ポリエチレン樹脂48〜60質量部と、
エチレンと、炭素数3以上20以下のα−オレフィンとの共重合体であり、密度が895〜949kg/m3、重量平均分子量が500,000〜1,000,000である、ポリエチレン樹脂40〜52質量部とを含む、
前項〔1〕に記載のポリエチレン樹脂組成物。
〔3〕
一段目の重合槽でエチレン単独重合体を製造し、二段目の重合槽でエチレンと炭素数が3〜20のα−オレフィンとの共重合体を製造する二段重合法によって得られる、前項〔1〕又は〔2〕に記載のポリエチレン樹脂組成物。
〔4〕
下記式(1)で示される炭化水素溶媒に可溶な有機マグネシウム化合物(i)と、下記式(2)で示されるクロロシラン化合物(ii)とを、(ii)/(i)モル比0.01〜100の範囲で反応させて固体(A−1a)を得て、
該固体(A−1a)中に含まれるC−Mg結合1molに対して、アルコール(A−2)を0.01〜1mol反応させて固体(A−1b)を得て、
該固体(A−1b)に、下記式(3)で示される有機金属化合物(A−3)を反応させて固体(A−1c)を得て、
該固体(A−1c)に、チタン化合物(A−4)を、担持させることにより、得られる固体触媒成分[A]、及び有機アルミニウム化合物[B]を含む重合触媒を用いて得られる、前項〔1〕〜〔3〕のいずれか1項に記載のポリエチレン樹脂組成物。
(Al)a(Mg)b(R1)c(R2)d(OR3)e ・・・・・式(1)
(式(1)中、R1、R2及びR3は炭素数2〜20の炭化水素基であり、a,b,c,d及びeは次の関係を満たす数である。0≦a,0<b,0≦c,0≦d,0≦e,0<c+d,0≦e/(a+b)≦2,3a+2b=c+d+e)
HhSiCliR4 4-(h+i) ・・・・・式(2)
(式(2)中、R4は炭素数1〜20の炭化水素基であり、hとiとは次の関係を満たす数である。0<h,0<i,h+i≦4)
AlR5 sQ3-s ・・・・・式(3)
(式(3)中、R5は炭素数1〜20の炭化水素基であり、QはOR6,OSiR7R8R9,NR10R11,SR12及びハロゲンからなる群より選ばれた基を表し、R6,R7,R8,R9,R10,R11,R12は水素原子又は炭化水素基であり、sは次の関係を満たす数である。0<s<3)
〔5〕
ポリエチレン配管材料用である、前項〔1〕〜〔4〕のいずれか1項に記載のポリエチレン樹脂組成物。
〔6〕
前項〔1〕〜〔5〕のいずれか1項に記載のポリエチレン樹脂組成物を含む、パイプ。
〔7〕
前項〔1〕〜〔5〕のいずれか1項に記載のポリエチレン樹脂組成物を含む、パイプの継手。
〔8〕
水道用である、前項〔6〕に記載のパイプ。
〔9〕
水道用である、前項〔7〕に記載のパイプの継手。
[1]
A polyethylene resin composition comprising an ethylene homopolymer and / or a copolymer of ethylene and an α-olefin having 3 to 20 carbon atoms and satisfying the following (1) to (4).
(1) The density is 946 to 953 kg / m 3 .
(2) The melt flow rate (code T) is 0.15 to 0.50 g / 10 min.
(3) The molecular weight distribution is 15-40.
(4) In the hot internal pressure creep test at 20 ° C. specified by ISO 9080, the ratio of the slope of the plot line of the logarithm of the hoop pressure to the logarithm of the fracture time has the following relationship.
Slope less than 1000 hours / Slope after 1000 hours> 1.5
[2]
An ethylene homopolymer and / or a copolymer of ethylene and an α-olefin having 3 to 20 carbon atoms, a density of 967 to 977 kg / m 3 , and a melt flow rate (Code D) of 40 to 300 g / 48-60 parts by mass of polyethylene resin, which is 10 minutes,
A polyethylene resin having a copolymer of ethylene and an α-olefin having 3 to 20 carbon atoms, a density of 895 to 949 kg / m 3 , and a weight average molecular weight of 500,000 to 1,000,000. Including 52 parts by mass,
The polyethylene resin composition according to the preceding item [1].
[3]
Obtained by a two-stage polymerization method in which an ethylene homopolymer is produced in a first-stage polymerization tank, and a copolymer of ethylene and an α-olefin having 3 to 20 carbon atoms is produced in a second-stage polymerization tank. The polyethylene resin composition according to [1] or [2].
[4]
An organomagnesium compound (i) soluble in a hydrocarbon solvent represented by the following formula (1) and a chlorosilane compound (ii) represented by the following formula (2) are mixed in a (ii) / (i) molar ratio of 0.00. The reaction is carried out in the range of 01 to 100 to obtain a solid (A-1a),
0.01-1 mol of alcohol (A-2) is reacted with 1 mol of C—Mg bond contained in the solid (A-1a) to obtain a solid (A-1b),
The solid (A-1b) is reacted with an organometallic compound (A-3) represented by the following formula (3) to obtain a solid (A-1c).
The above-mentioned item obtained by using the polymerization catalyst containing the solid catalyst component [A] and the organoaluminum compound [B] obtained by supporting the titanium compound (A-4) on the solid (A-1c). The polyethylene resin composition according to any one of [1] to [3].
(Al) a (Mg) b (R 1 ) c (R 2 ) d (OR 3 ) e Expression (1)
(In the formula (1), R 1 , R 2 and R 3 are hydrocarbon groups having 2 to 20 carbon atoms, and a, b, c, d and e are numbers satisfying the following relationship: 0 ≦ a , 0 <b, 0 ≦ c, 0 ≦ d, 0 ≦ e, 0 <c + d, 0 ≦ e / (a + b) ≦ 2, 3a + 2b = c + d + e)
H h SiCl i R 4 4- (h + i) (2)
(In the formula (2), R 4 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and h and i are numbers satisfying the following relationship: 0 <h, 0 <i, h + i ≦ 4)
AlR 5 s Q 3-s ... Formula (3)
(In the formula (3), R 5 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and Q is selected from the group consisting of OR 6 , OSiR 7 R 8 R 9 , NR 10 R 11 , SR 12 and halogen. R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 are hydrogen atoms or hydrocarbon groups, and s is a number that satisfies the following relationship: 0 <s <3 )
[5]
The polyethylene resin composition according to any one of [1] to [4] above, which is for polyethylene piping material.
[6]
A pipe comprising the polyethylene resin composition according to any one of [1] to [5] above.
[7]
A pipe joint comprising the polyethylene resin composition according to any one of [1] to [5] above.
[8]
The pipe according to [6] above, which is for water supply.
[9]
The pipe joint according to [7], which is for water supply.
本発明によれば、ISO9080規格に記載されたPE100に分類され、かつ100年保証である、優れた長期特性を有し、その上、優れた成形加工性を有するポリエチレン樹脂組成物、それを含むパイプ、及び継手を、低コストで実現することができる。 According to the present invention, a polyethylene resin composition having excellent long-term characteristics classified into PE100 described in the ISO 9080 standard and guaranteed for 100 years, and having excellent moldability, and the like are included. Pipes and joints can be realized at low cost.
以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」という。)についてさらに詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。 Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (hereinafter, referred to as “the present embodiment”) will be described in more detail. However, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. Deformation is possible.
〔ポリエチレン樹脂組成物〕
まず、ポリエチレン樹脂組成物について説明する。本実施形態のポリエチレン樹脂組成物は、
エチレン単独重合体、及び/又はエチレンと炭素数3〜20のα−オレフィンとの共重合体を含み、下記(1)〜(4)を満たす。
(1)密度が946〜953kg/m3である。
(2)メルトフローレート(コードT)が0.15〜0.50g/10分である。
(3)分子量分布が15〜40である。
(4)ISO 9080で規定される20℃における熱間内圧クリープ試験において、破壊時間の対数に対するフープ圧の対数のプロットラインの傾きの比が以下の関係を有する。
1000時間未満の傾き/1000時間以降の傾き>1.5
[Polyethylene resin composition]
First, the polyethylene resin composition will be described. The polyethylene resin composition of the present embodiment is
Including an ethylene homopolymer and / or a copolymer of ethylene and an α-olefin having 3 to 20 carbon atoms, the following (1) to (4) are satisfied.
(1) The density is 946 to 953 kg / m 3 .
(2) The melt flow rate (code T) is 0.15 to 0.50 g / 10 min.
(3) The molecular weight distribution is 15-40.
(4) In the hot internal pressure creep test at 20 ° C. specified by ISO 9080, the ratio of the slope of the plot line of the logarithm of the hoop pressure to the logarithm of the fracture time has the following relationship.
Slope less than 1000 hours / Slope after 1000 hours> 1.5
〔(1)密度〕
本実施形態のポリエチレン樹脂組成物の密度(JIS K7112−1999)は946〜953kg/m3であり、好ましくは948〜951kg/m3であり、より好ましくは948〜950kg/m3である。密度が946kg/m3以上であることにより、管としての剛性が十分となる。また、953kg/m3以下であることにより、高温加速条件下での耐環境応力き裂特性(ESCR:Environmental Stress Cracking Resistance)や伸び特性が十分なものとなり、長期間使用でもクラックの発生による低速亀裂破壊等の脆性的な破壊を起こすことが抑制される。特に熱間内圧クリープでは短期側でのクリープ特性は高く、長期側では、使用圧力によらない突然脆性的破壊が起こることもなく、長期特性を満足する。なお、ポリエチレン樹脂組成物の密度は、重合時に添加するコモノマーの量等によって制御することができる。また、密度は、実施例に記載の方法により測定することができる。
[(1) Density]
The density (JIS K7112-1999) of the polyethylene resin composition of this embodiment is 946-953 kg / m < 3 >, Preferably it is 948-951 kg / m < 3 >, More preferably, it is 948-950 kg / m < 3 >. When the density is 946 kg / m 3 or more, the rigidity as a tube is sufficient. In addition, since it is 953 kg / m 3 or less, environmental stress cracking resistance (ESCR) and elongation characteristics under high temperature acceleration conditions become sufficient, and low speed due to generation of cracks even after long-term use. It is possible to suppress brittle fracture such as crack fracture. In particular, in the case of hot internal pressure creep, the creep characteristics on the short-term side are high, and on the long-term side, sudden brittle fracture that does not depend on the operating pressure does not occur and the long-term characteristics are satisfied. The density of the polyethylene resin composition can be controlled by the amount of comonomer added during polymerization. Moreover, a density can be measured by the method as described in an Example.
〔(2)メルトフローレート(コードT)〕
本実施形態のポリエチレン樹脂組成物のメルトフローレート、コードT(以下、「MFR5」ともいう。)は0.15〜0.50g/10分であり、好ましくは0.30〜0.45g/10分であり、より好ましくは0.30〜0.40g/10分である。MFR5が0.50g/10分を越えると成形加工性は良好であるが、熱間内圧クリープ試験の長期側の寿命及び伸び特性は低下し、また耐衝撃性も劣る。MFR5が0.15g/10分未満の高密度ポリエチレンは、機械特性は向上するが成形加工性が悪く、特に射出成形が困難となる。なお、ポリエチレン樹脂組成物のメルトフローレートは、重合時の温度や添加する水素の量等によって制御することができる。また、メルトフローレート(コードT)は、実施例に記載の方法により測定することができる。
[(2) Melt flow rate (Code T)]
The melt flow rate and code T (hereinafter also referred to as “MFR5”) of the polyethylene resin composition of the present embodiment are 0.15 to 0.50 g / 10 minutes, preferably 0.30 to 0.45 g / 10. Min, more preferably 0.30 to 0.40 g / 10 min. When the MFR5 exceeds 0.50 g / 10 min, the moldability is good, but the long-term life and elongation characteristics of the hot internal pressure creep test are lowered, and the impact resistance is also poor. High-density polyethylene having an MFR5 of less than 0.15 g / 10 minutes improves mechanical properties but has poor molding processability, making injection molding particularly difficult. The melt flow rate of the polyethylene resin composition can be controlled by the temperature during polymerization, the amount of hydrogen to be added, and the like. The melt flow rate (code T) can be measured by the method described in the examples.
〔(3)分子量分布〕
本実施形態のポリエチレン樹脂組成物の分子量分布は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによって求められる重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)であり、その値は15〜40であり、好ましくは20〜38であり、より好ましくは25〜35である。Mw/Mnが15未満では熱間内圧クリープの長期寿命及び伸び特性が低下し、成形加工性が悪く、特に射出成形時にメルトフラクチャーが発生する。また、Mw/Mnが40を越えると低分子量側の成分の影響により、成形加工性等が向上するが、熱間内圧クリープ特性や耐衝撃性も劣る他、高分子量側の成分も増加して成形品の表面肌荒れを起こしやすくなる。なお、ポリエチレン樹脂組成物の分子量分布は、用いる触媒や重合温度や添加する水素の量等によって制御できる他、異なる分子量を有する2種以上のポリエチレン樹脂を混合することによっても制御することができる。また、分子量分布は、実施例に記載の方法により測定することができる。
[(3) Molecular weight distribution]
The molecular weight distribution of the polyethylene resin composition of the present embodiment is a ratio (Mw / Mn) of the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) determined by gel permeation chromatography, and the value is 15 to 40, preferably 20-38, more preferably 25-35. If Mw / Mn is less than 15, the long-term life and elongation characteristics of the hot internal pressure creep deteriorate, the molding processability is poor, and melt fracture occurs particularly during injection molding. In addition, when Mw / Mn exceeds 40, molding processability and the like are improved due to the influence of components on the low molecular weight side, but in addition to inferior hot internal pressure creep characteristics and impact resistance, the components on the high molecular weight side also increase. Surface roughness of the molded product is likely to occur. The molecular weight distribution of the polyethylene resin composition can be controlled by the catalyst used, the polymerization temperature, the amount of hydrogen to be added, and the like, and can also be controlled by mixing two or more polyethylene resins having different molecular weights. Moreover, molecular weight distribution can be measured by the method as described in an Example.
〔(4)プロットラインの傾きの比〕
本実施形態のポリエチレン樹脂組成物においては、ISO9080で規定される20℃における熱間内圧クリープ試験において、破壊時間(T)の対数(logT)に対するフープ圧(σ)の対数(logσ)をプロットしたプロットラインの傾き(logσ/logT)が、1000時間の前後で異なり、1000時間以降のプロットラインの傾きに対し1000時間未満のプロットラインの傾きの比が1.5倍以上であり、好ましくは2.0倍以上であり、より好ましくは2.5倍以上である。なお、プロットラインの傾きは、実施例に記載の方法により求めることができる。なお、1000時間以降の傾きに対する1000時間未満の傾きの比は、上限値は特になく、高いほど好ましい。
[(4) Ratio of slope of plot line]
In the polyethylene resin composition of the present embodiment, the logarithm (logσ) of the hoop pressure (σ) against the logarithm (logT) of the fracture time (T) was plotted in the hot internal pressure creep test at 20 ° C. specified by ISO 9080. The slope of the plot line (logσ / logT) is different before and after 1000 hours, and the ratio of the slope of the plot line of less than 1000 hours to the slope of the plot line after 1000 hours is 1.5 times or more, preferably 2 0.0 times or more, more preferably 2.5 times or more. The slope of the plot line can be obtained by the method described in the examples. In addition, the ratio of the slope of less than 1000 hours to the slope after 1000 hours is not particularly limited and is preferably as high as possible.
ISO9080では、応力−破壊時間曲線の測定を少なくとも9,000時間まで行い、重相関平均を用いて長期静水圧強度(LTHS)を算出し、20℃での50年後の最小保証応力を外挿により推定する(図1中の円で囲まれたところ参照)。外挿により推定した値の下方信頼限界を、外挿下方信頼限界(LPL)という。このLPLが、規格で定められた最小要求強度(MRS)以上であるか否かを判断することでPE100等の分類が判断される。そのため、測定範囲内(おおよそ40時間〜10,000時間)の、特に20℃のクリープ曲線の長時間側の傾きは重要である。図1にISO9080で得られる一般的なポリエチレンのクリープ曲線(20℃、60℃、80℃)を示す。図1中の○は、延性破壊を示し、試験フープ圧で延性破壊を起こした時間を意味する。また、□は、脆性破壊を示し、試験フープ圧で脆性破壊を起こした時間を意味する。さらに、△は、混合破壊を示し、延性破壊と脆性破壊が同時に発生したことを意味する。またさらに、◇は、試験中であることを示し、さらに足つき◇は、試験を途中で中断したことを意味する。 ISO 9080 measures stress-fracture time curves up to at least 9,000 hours, calculates long-term hydrostatic strength (LTHS) using multiple correlation average, and extrapolates minimum guaranteed stress after 50 years at 20 ° C (Refer to the circled area in FIG. 1). The lower confidence limit of the value estimated by extrapolation is called extrapolated lower confidence limit (LPL). The classification of PE 100 or the like is determined by determining whether or not this LPL is equal to or greater than the minimum required strength (MRS) defined in the standard. Therefore, the long-term slope of the creep curve at 20 ° C. within the measurement range (approximately 40 hours to 10,000 hours) is important. FIG. 1 shows a general polyethylene creep curve (20 ° C., 60 ° C., 80 ° C.) obtained by ISO9080. 1 in FIG. 1 indicates ductile fracture and means the time when ductile fracture occurred at the test hoop pressure. Further, □ indicates brittle fracture and means the time when brittle fracture occurred at the test hoop pressure. Further, Δ indicates mixed fracture, meaning that ductile fracture and brittle fracture occurred at the same time. Furthermore, ◇ indicates that the test is in progress and ◇ indicates that the test was interrupted midway.
従来のポリエチレン材料では延性破壊領域のクリープ曲線の傾きは測定の範囲内でほぼ一定である。したがって、外挿して得られる50年後の最小保証応力の値を高くするには、ポリエチレンの密度を高くしてクリープ曲線を右に(長時間側に)シフトすることが考えられるが、密度を上げるとコモノマー量が減ることからポリエチレンの結晶ラメラ間のタイ分子が減少するため、ラメラ間が破壊する脆性破壊が低圧長時間側で発生し、KneePointが現れるようになる。 In the conventional polyethylene material, the slope of the creep curve in the ductile fracture region is almost constant within the measurement range. Therefore, in order to increase the minimum guaranteed stress value after 50 years obtained by extrapolation, it is conceivable to increase the density of polyethylene and shift the creep curve to the right (to the long time side). When the amount is increased, the amount of comonomer decreases, so that the number of tie molecules between the crystalline lamellae of polyethylene decreases. Therefore, brittle fracture that breaks between lamellae occurs on the low pressure and long time side, and KneePoint appears.
一方、本実施形態のポリエチレン樹脂組成物は、1,000時間以降の傾きが1,000時間未満の傾きと比べて緩やかになることから、密度を高めることなく、外挿して得られる50年後、100年後の最小保証応力の値を高くすることができる。 On the other hand, in the polyethylene resin composition of the present embodiment, the slope after 1,000 hours becomes gentler than the slope of less than 1,000 hours, and thus after 50 years obtained by extrapolation without increasing the density. The value of the minimum guaranteed stress after 100 years can be increased.
1,000時間以降の傾きに対し1,000時間未満の傾きの比を1.5倍以上に制御する(即ち、1,000時間以降の領域の傾きを緩やかにする)には、結晶ラメラ間にタイ分子を存在させることが挙げられる。1,000時間未満の領域(高圧領域)では結晶ラメラがほぐされて、いわゆるシシカバブ構造を経て分子鎖が引き伸ばされる。したがって、ラメラの強度が直接影響することになる。一方、1,000時間以降の領域(比較的低圧領域)ではラメラだけではなくラメラ間のタイ分子の効果が加算されることになり、その結果クリープ曲線の傾きが緩やかになるものと推定される。 In order to control the ratio of the slope below 1,000 hours to the slope after 1,000 hours to 1.5 times or more (that is, to make the slope of the region after 1,000 hours gentle), The presence of a tie molecule can be mentioned. In the region of less than 1,000 hours (high pressure region), the crystal lamella is loosened, and the molecular chain is stretched through a so-called shishikabab structure. Therefore, the strength of the lamella is directly affected. On the other hand, in the region after 1,000 hours (relatively low pressure region), not only the lamella but also the effect of the tie molecule between the lamellae is added, and as a result, the slope of the creep curve is estimated to be gentle. .
ラメラ間にタイ分子を発生させるためには、ポリエチレン樹脂組成物中の成分の分子量を上げる、組成物中に含まれる高分子量ポリエチレン樹脂にコモノマーを導入する等の方法がある。ラメラはポリエチレン鎖が折りたたまれて形成されるが、その際に組成物中に含まれるポリエチレン樹脂が高分子量であるほど折り畳みから飛び出しやすく、また、コモノマーによる分岐があるほど飛び出しやすくなる。こうしてラメラから飛び出した分子鎖が別の層のラメラを形成し、ラメラ間をつなぐタイ分子となる。また、高分子量のポリエチレン成分にコモノマーを導入するには、例えば、高分子量ポリエチレン共重合体と低分子量ポリエチレン(ホモポリマー)の混合物とすること等により達成することができる。 In order to generate tie molecules between lamellae, there are methods such as increasing the molecular weight of components in the polyethylene resin composition and introducing a comonomer into the high molecular weight polyethylene resin contained in the composition. The lamella is formed by folding a polyethylene chain. At that time, the higher the polyethylene resin contained in the composition, the easier it will pop out from the folding, and the more the branch due to the comonomer will pop out. In this way, the molecular chain jumping out from the lamella forms another layer of lamella and becomes a tie molecule that connects the lamellae. The introduction of the comonomer into the high molecular weight polyethylene component can be achieved, for example, by preparing a mixture of a high molecular weight polyethylene copolymer and a low molecular weight polyethylene (homopolymer).
このように本実施形態のポリエチレン樹脂組成物は、特定の密度、MFR5、分子量分布、及びクリープ曲線の傾きの比を有しており、これにより50年後、さらには100年後の最小保証応力が高くなるという優れた長期クリープ特性を示し、かつ優れた成形加工性を有する。 Thus, the polyethylene resin composition of the present embodiment has a specific density, MFR5, molecular weight distribution, and a ratio of the slope of the creep curve, whereby the minimum guaranteed stress after 50 years and even after 100 years. It exhibits excellent long-term creep characteristics such as high and excellent moldability.
〔クロス分別ゲルパーミエーションクロマトグラフィー〕
また、本実施形態のポリエチレン樹脂組成物は、昇温溶出分別とゲルパーミエーションクロマトグラフィーとのクロス分別により求められる分子量−溶出温度−溶出量の相関において、分子量200,000以上且つ溶出温度85℃以下の溶出成分の積算溶出量の、全積算溶出量に対する割合(R、単位:wt%)が、1.0wt%以上であることが好ましく、より好ましくは3.0wt%以上、さらに好ましくは4.0wt%以上である。分子量200,000以上且つ溶出温度85℃以下の溶出成分は、高分子量でありかつコモノマーの多い成分に相当するものであり、Rが1.0wt%以上であるとタイ分子となりやすい成分が多いことを示しており、長期クリープ特性が優れる傾向にあるため好ましい。なお、分子量200,000以上且つ溶出温度85℃以下の溶出成分の積算溶出量は、実施例に記載の昇温溶出分別GPCクロス分別により測定することができる。
[Cross fractionation gel permeation chromatography]
In addition, the polyethylene resin composition of the present embodiment has a molecular weight of 200,000 or more and an elution temperature of 85 ° C. in the correlation of molecular weight-elution temperature-elution amount determined by cross-fractionation between temperature rising elution fractionation and gel permeation chromatography. The ratio (R, unit: wt%) of the total elution amount of the following elution components to the total elution amount is preferably 1.0 wt% or more, more preferably 3.0 wt% or more, and further preferably 4 0.0 wt% or more. The elution component having a molecular weight of 200,000 or more and an elution temperature of 85 ° C. or less corresponds to a component having a high molecular weight and a large amount of comonomer, and if R is 1.0 wt% or more, there are many components that tend to be tie molecules. This is preferable because long-term creep characteristics tend to be excellent. The cumulative elution amount of elution components having a molecular weight of 200,000 or more and an elution temperature of 85 ° C. or less can be measured by the temperature rising elution fractionation GPC cross fractionation described in Examples.
〔ポリエチレン樹脂〕
本実施形態のポリエチレン樹脂組成物は、エチレン単独重合体、及び/又はエチレンと炭素数3〜20のα−オレフィンとの共重合体を含む。本実施形態のポリエチレン樹脂組成物は、低分子量のポリエチレン樹脂と高分子量のポリエチレン樹脂との混合物であることが好ましい。これは、低分子量ポリエチレン樹脂と高分子量ポリエチレン樹脂を混合したものであってもよいし、多段重合と呼ばれる方法で低分子量成分と高分子量成分を多段階で重合して得たものであってもよい。
[Polyethylene resin]
The polyethylene resin composition of the present embodiment includes an ethylene homopolymer and / or a copolymer of ethylene and an α-olefin having 3 to 20 carbon atoms. The polyethylene resin composition of the present embodiment is preferably a mixture of a low molecular weight polyethylene resin and a high molecular weight polyethylene resin. This may be a mixture of a low molecular weight polyethylene resin and a high molecular weight polyethylene resin, or may be obtained by polymerizing a low molecular weight component and a high molecular weight component in multiple stages by a method called multistage polymerization. Good.
(低分子量のポリエチレン樹脂)
本実施形態に係る低分子量ポリエチレン樹脂は、特に限定されないが、具体的には、エチレン単独重合体、及び/又はエチレンと炭素数3以上20以下のα−オレフィンとの共重合体であるものが挙げられる。低分子量ポリエチレン樹脂の密度(JIS K7112−1999)は967〜977kg/m3であることが好ましく、970〜977kg/m3であることがより好ましく、973〜977kg/m3であることがさらに好ましい。
(Low molecular weight polyethylene resin)
Although the low molecular weight polyethylene resin according to the present embodiment is not particularly limited, specifically, an ethylene homopolymer and / or a copolymer of ethylene and an α-olefin having 3 to 20 carbon atoms. Can be mentioned. Preferably the low molecular weight polyethylene resin density (JIS K7112-1999) is 967~977kg / m 3, more preferably from 970~977kg / m 3, more preferably a 973~977kg / m 3 .
密度を967kg/m3以上とすることにより、熱間内圧クリープ特性において長期側の突然の脆性破壊が起こりにくくなり長期特性は十分なものとなる傾向にある。また、低分子量ポリエチレン樹脂はコモノマーを含んでもよいが、ポリエチレンホモポリマーであることが好ましい。ホモポリマーである場合には、メルトフローレート、コードD(JIS K7210−1999、コードD:以下、「MFR2.16」ともいう。)が40〜300g/10分の範囲であれば、977kg/m3未満となる傾向にある。 By setting the density to 967 kg / m 3 or more, sudden brittle fracture on the long-term side hardly occurs in the hot internal pressure creep characteristics, and the long-term characteristics tend to be sufficient. The low molecular weight polyethylene resin may contain a comonomer, but is preferably a polyethylene homopolymer. In the case of a homopolymer, if the melt flow rate, code D (JIS K7210-1999, code D: hereinafter also referred to as “MFR 2.16”) is in the range of 40 to 300 g / 10 min, 977 kg / m It tends to be less than 3 .
低分子量ポリエチレン樹脂のMFR2.16は、40〜300g/10分であることが好ましく、50〜250g/10分であることがより好ましく、100〜200g/10分であることがさらに好ましい。MFR2.16が300g/10分以下であれば、熱間内圧クリープの長期側の寿命及び伸び特性が向上し、また耐衝撃性も優れる傾向にある。MFR2.16が40g/10分以上であれば、成形加工性に優れる傾向にあり、特に射出成形が容易となる。 The MFR 2.16 of the low molecular weight polyethylene resin is preferably 40 to 300 g / 10 minutes, more preferably 50 to 250 g / 10 minutes, and further preferably 100 to 200 g / 10 minutes. When MFR 2.16 is 300 g / 10 min or less, the long-term life and elongation characteristics of the hot internal pressure creep are improved, and the impact resistance tends to be excellent. If MFR2.16 is 40 g / 10 min or more, the molding processability tends to be excellent, and injection molding is particularly easy.
また、低分子量ポリエチレン樹脂の重量平均分子量は1,000〜500,000であることが好ましく、3,000〜50,000であることがより好ましく、5,000〜30,000であることがさらに好ましい。重量平均分子量が1,000以上であることにより、べたつきや長期特性の低下がなく、また高分子量成分との分散性に優れる傾向にある。また、重量平均分子量が500,000以下であることにより、成形性が良好となる傾向にある。低分子量ポリエチレン樹脂の重量平均分子量は、高分子成分と低分子成分を別々に重合して混合する場合はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定することができる。他方、多段重合による重合では低分子量ポリエチレン樹脂成分を単離して重量平均分子量を測定することができないために、後述する換算方法により換算を行う。 The weight average molecular weight of the low molecular weight polyethylene resin is preferably 1,000 to 500,000, more preferably 3,000 to 50,000, and further preferably 5,000 to 30,000. preferable. When the weight average molecular weight is 1,000 or more, there is no stickiness or deterioration in long-term characteristics, and the dispersibility with a high molecular weight component tends to be excellent. Moreover, it exists in the tendency for a moldability to become favorable because a weight average molecular weight is 500,000 or less. The weight average molecular weight of the low molecular weight polyethylene resin can be measured by gel permeation chromatography (GPC) when polymer components and low molecular components are separately polymerized and mixed. On the other hand, in the polymerization by multistage polymerization, since the low molecular weight polyethylene resin component cannot be isolated and the weight average molecular weight cannot be measured, the conversion is performed by the conversion method described later.
(高分子量のポリエチレン樹脂)
一方、本実施形態に係る高分子量ポリエチレン樹脂は、特に限定されないが、具体的には、エチレンと、炭素数3以上20以下のα−オレフィンとの共重合体であるものが好ましい。高分子量ポリエチレン樹脂の密度(JIS K7112−1999)は、895〜949kg/m3であることが好ましく、900〜945kg/m3であることがより好ましく、910〜940kg/m3であることがさらに好ましく、920〜930kg/m3であることが特に好ましい。密度が895kg/m3以上であることにより、成型した管の剛性が十分なものとなる傾向にある。また、949kg/m3以下であることにより、高温加速条件下でのESCRや伸び特性が低下することがなく、長期間使用によるクラックの発生、低速亀裂破壊等の脆性的な破壊がより抑制される傾向にある。
(High molecular weight polyethylene resin)
On the other hand, the high molecular weight polyethylene resin according to the present embodiment is not particularly limited, but specifically, a copolymer of ethylene and an α-olefin having 3 to 20 carbon atoms is preferable. Density of the high molecular weight polyethylene resin (JIS K7112-1999) is preferably 895~949kg / m 3, more preferably from 900~945kg / m 3, still to be 910~940kg / m 3 It is preferably 920 to 930 kg / m 3 . When the density is 895 kg / m 3 or more, the rigidity of the molded tube tends to be sufficient. In addition, since it is 949 kg / m 3 or less, ESCR and elongation characteristics under high temperature acceleration conditions are not deteriorated, and brittle fracture such as generation of cracks and low-speed crack fracture due to long-term use is further suppressed. It tends to be.
また、高分子量ポリエチレン樹脂の重量平均分子量は500,000〜1000,000であることが好ましく、600,000〜950,000であることがより好ましく、700,000〜900,000であることがさらに好ましい。重量平均分子量が500,000以上であることにより、成形加工性は良好であり、かつ、熱間内圧クリープの長期側の寿命及び伸び特性が良く、また耐衝撃性にも優れる傾向にある。また、重量平均分子量が1,000,000以下であることにより、機械特性が充分で、かつ成形加工性、特に射出成形性が良好となる傾向にある。 The weight average molecular weight of the high molecular weight polyethylene resin is preferably 500,000 to 1,000,000, more preferably 600,000 to 950,000, and further preferably 700,000 to 900,000. preferable. When the weight average molecular weight is 500,000 or more, the molding processability is good, the long-term life and elongation characteristics of the hot internal pressure creep are good, and the impact resistance tends to be excellent. Further, when the weight average molecular weight is 1,000,000 or less, the mechanical properties are sufficient, and the moldability, particularly the injection moldability, tends to be good.
高分子量ポリエチレン樹脂の重量平均分子量は、高分子成分と低分子成分を別々に重合して混合する場合はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定することができる。他方、多段重合による重合では高分子量ポリエチレン樹脂成分を単離して重量平均分子量を測定することができないために、次の方法により換算を行う。 The weight average molecular weight of the high molecular weight polyethylene resin can be measured by gel permeation chromatography (GPC) when polymer components and low molecular components are separately polymerized and mixed. On the other hand, in polymerization by multistage polymerization, since a high molecular weight polyethylene resin component cannot be isolated and a weight average molecular weight cannot be measured, conversion is performed by the following method.
(換算方法)
i)低分子量ポリエチレン樹脂成分とポリエチレン樹脂組成物のMFR2.16から、高分子量ポリエチレン樹脂成分のMFR2.16への換算。
MFRの異なるポリエチレン樹脂(MFR1st、MFR2nd)を混合する場合、混合後のMFRfinalは以下のように計算できることが知られている。
(MFRfinal)-0.175=
(1−R)×(MFR1st)-0.175+R×(MFR2nd)-0.175・・(数式1)
ここで低分子量ポリエチレン樹脂成分のMFR2.16をMFR1st、高分子量ポリエチレン樹脂成分のMFR2.16をMFR2nd、ポリエチレン樹脂組成物のMFR2.16をMFRfinal、高分子量ポリエチレン樹脂成分量と低分子量ポリエチレン樹脂成分量の和に対する高分子量ポリエチレン樹脂成分量の比(混合比率)をRであらわす。
よって高分子量ポリエチレン樹脂成分のMFR2ndは次の通り表すことができる。
MFR2nd=(((MFRfinal)-0.175−
(1−R)×(MFR1st)-0.175)/R)-1/0.175・・・(数式2)
(Conversion method)
i) Conversion from MFR 2.16 of low molecular weight polyethylene resin component and polyethylene resin composition to MFR 2.16 of high molecular weight polyethylene resin component.
When mixing polyethylene resins having different MFR (MFR1st, MFR2nd), it is known that MFRfinal after mixing can be calculated as follows.
(MFRfinal) -0.175 =
(1-R) × (MFR1st) −0.175 + R × (MFR2nd) −0.175 (Equation 1)
Here, MFR2.16 of the low molecular weight polyethylene resin component is MFR1st, MFR2.16 of the high molecular weight polyethylene resin component is MFR2nd, MFR2.16 of the polyethylene resin composition is MFRfinal, and the amount of the high molecular weight polyethylene resin component and the amount of the low molecular weight polyethylene resin component The ratio (mixing ratio) of the amount of the high molecular weight polyethylene resin component to the sum of R is represented by R.
Therefore, MFR2nd of the high molecular weight polyethylene resin component can be expressed as follows.
MFR2nd = (((MFRfinal) −0.175 −
(1-R) × (MFR1st) −0.175 ) / R) −1 / 0.175 (Equation 2)
ii)高分子量ポリエチレン樹脂成分のMFR2.16からそれぞれの重量平均分子量への換算。
MFR2.16と重量平均分子量には次の関係があることが知られている。
Mw×10-4=13.291×MFR2.16-0.2842 ・・・(数式3)
以上から重量平均分子量Mwは次のように表される。なお、上記では高分子量ポリエチレン樹脂の重量平均分子量の換算方法について示したが、低分子量ポリエチレン樹脂成分の重量平均分子量の換算方法も同様にして行なうことができる。
Mw=13.291×10-4×((((MFRfinal)-0.175−
(1−R)×(MFR1st)-0.175)/R)-1/0.175)-0.2842・・(数式4)
ii) Conversion from MFR 2.16 of the high molecular weight polyethylene resin component to the respective weight average molecular weight.
It is known that MFR 2.16 and weight average molecular weight have the following relationship.
Mw × 10 −4 = 13.291 × MFR 2.16 −0.2842 (Equation 3)
From the above, the weight average molecular weight Mw is expressed as follows. In addition, although the conversion method of the weight average molecular weight of high molecular weight polyethylene resin was shown above, the conversion method of the weight average molecular weight of a low molecular weight polyethylene resin component can be performed similarly.
Mw = 13.291 × 10 −4 × ((((MFRfinal) −0.175 −
(1-R) × (MFR1st) −0.175 ) / R) −1 / 0.175 ) −0.2842 (Equation 4)
前述の通り、結晶ラメラ間にタイ分子を発生させるためには、ラメラから飛び出す分子鎖が高分子量であることが好ましい。したがって、高分子量ポリエチレン樹脂がエチレンと炭素数3〜20のα−オレフィンとの共重合体であることが好ましい。 As described above, in order to generate tie molecules between crystal lamellae, it is preferable that the molecular chain protruding from the lamella has a high molecular weight. Therefore, the high molecular weight polyethylene resin is preferably a copolymer of ethylene and an α-olefin having 3 to 20 carbon atoms.
本実施形態において炭素数3〜20のα−オレフィンとしては、特に限定されないが、具体的には、プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、3−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン、1−オクタデセン、1−イコセン、シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロヘプテン、ノルボルネン、ジシクロペンタジエン、5−メチル−2−ノルボルネン、テトラシクロドデセン、2−メチル−1,4:5,8−ジメタノ−1,2,3,4,4a,5,8,8a−オクタヒドロナフタレン、スチレン、ビニルシクロヘキサン、1,3−ブタジエン、1,4−ペンタジエン、1,5−ヘキサジエン、1,4−ヘキサジエン、1,7−オクタジエン及びシクロヘキサジエン等が挙げられる。 In the present embodiment, the α-olefin having 3 to 20 carbon atoms is not particularly limited. Specifically, propylene, 1-butene, 1-pentene, 3-methyl-1-butene, and 3-methyl-1- Pentene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene, 1-octene, 1-decene, 1-dodecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, 1-octadecene, 1-icocene, cyclopentene, cyclohexene, cycloheptene, norbornene, Dicyclopentadiene, 5-methyl-2-norbornene, tetracyclododecene, 2-methyl-1,4: 5,8-dimethano-1,2,3,4,4a, 5,8,8a-octahydronaphthalene Styrene, vinylcyclohexane, 1,3-butadiene, 1,4-pentadiene, 1,5-hexadiene, 1,4-he Sajien, 1,7-octadiene and cyclohexadiene, and the like.
α−オレフィンの含有量は、特に限定されないが、0.30〜1.50mol%であることが好ましく、0.40〜1.20mol%であることがより好ましく、0.50〜1.00mol%であることがさらに好ましい。ここで、α−オレフィン含有量とは、ポリエチレン樹脂中のα−オレフィンの総含量のことである。α−オレフィン含量が0.30mol%以上であることにより、高温加速化条件でのESCRや伸び特性が向上する傾向にある。また、α−オレフィン含量が1.50mol%以下であることにより、ポリエチレン樹脂は、製造が容易となり、得られる組成物もゲルの発生が抑制され機械特性が向上する傾向にある。 The α-olefin content is not particularly limited, but is preferably 0.30 to 1.50 mol%, more preferably 0.40 to 1.20 mol%, and 0.50 to 1.00 mol%. More preferably. Here, the α-olefin content is the total content of α-olefin in the polyethylene resin. When the α-olefin content is 0.30 mol% or more, ESCR and elongation characteristics under high temperature acceleration conditions tend to be improved. Moreover, when the α-olefin content is 1.50 mol% or less, the polyethylene resin can be easily produced, and the resulting composition tends to suppress gel generation and improve mechanical properties.
また、本実施形態のポリエチレン樹脂組成物は、少なくとも2つの重合器を用いて重合される多段重合により製造することが好ましい。なかでも、一段目の重合槽でエチレン単独重合体を製造し、二段目の重合槽でエチレンと炭素数が3〜20のα−オレフィンとの共重合体を製造する二段重合法によって得られるものであることが好ましい。多段重合により複数の重合器で異なる分子量のポリエチレンを重合して、それらポリエチレンを混合したポリエチレン樹脂粗生物全体の分子量分布が広くなるようにすることにより、長期特性と成形性の両方に優れたポリエチレン樹脂を得ることができる。ここではそれぞれの重合器で重合されるポリエチレンの分子量は異なることが好ましいことから、それぞれの重合器で重合される成分についての分子量を比較したとき、分子量の小さい側をポリエチレン樹脂低分子量成分、分子量の大きい側をポリエチレン樹脂高分子量成分と呼ぶ。多段重合で重合を行う場合、一段目の重合器で重合を行い、二段目以降の重合器に移送して重合を行う連続重合、2つ以上の重合器で異なる分子量のポリエチレン樹脂を重合して後でスラリー混合やパウダー混合、ペレット混合によりポリエチレン樹脂を得る方法があるが、このなかでも連続重合が好ましい。また、一段目でポリエチレン低分子量成分を重合してから二段目以降でポリエチレン高分子量成分を重合してもよいし、一段目で高分子量成分を重合してから二段目以降で低分子量成分を重合してもよい。該ポリエチレン樹脂は、エチレンと炭素数3〜20のα−オレフィンから選ばれた1種又は2種以上のコモノマーとを、所望の密度になるような割合で重合させることにより製造されることが好ましい。その際、所望の分子量やMFRを得るには、水素のような分子量調節剤を用いればよい。 Moreover, it is preferable to manufacture the polyethylene resin composition of this embodiment by the multistage polymerization superposed | polymerized using an at least 2 superposition | polymerization device. In particular, it is obtained by a two-stage polymerization method in which an ethylene homopolymer is produced in the first stage polymerization tank, and a copolymer of ethylene and an α-olefin having 3 to 20 carbon atoms is produced in the second stage polymerization tank. It is preferable that Polyethylene with excellent long-term properties and moldability by polymerizing polyethylene with different molecular weights in multiple polymerization vessels by multi-stage polymerization, and widening the molecular weight distribution of the entire polyethylene resin crude product mixed with the polyethylene A resin can be obtained. Here, since it is preferable that the molecular weight of polyethylene polymerized in each polymerizer is different, when comparing the molecular weight of the component polymerized in each polymerizer, the lower molecular weight side is the polyethylene resin low molecular weight component, molecular weight The larger side is called a polyethylene resin high molecular weight component. When polymerization is performed by multistage polymerization, polymerization is performed in the first-stage polymerization apparatus, transferred to the polymerization apparatus in the second and subsequent stages, and polymerization is performed. Polyethylene resins having different molecular weights are polymerized in two or more polymerization apparatuses. There is a method of obtaining a polyethylene resin by slurry mixing, powder mixing, or pellet mixing later, among which continuous polymerization is preferable. Alternatively, the polyethylene low molecular weight component may be polymerized in the first stage and then the polyethylene high molecular weight component may be polymerized in the second stage or after the high molecular weight component is polymerized in the first stage. May be polymerized. The polyethylene resin is preferably produced by polymerizing ethylene and one or more comonomers selected from α-olefins having 3 to 20 carbon atoms in such a ratio that the desired density is obtained. . At that time, in order to obtain a desired molecular weight and MFR, a molecular weight regulator such as hydrogen may be used.
本実施形態のポリエチレン樹脂組成物が、低分子量ポリエチレン樹脂と高分子量ポリエチレン樹脂とを含む場合において、低分子量ポリエチレン樹脂と高分子量ポリエチレン樹脂の割合は、低分子量ポリエチレン樹脂は、48〜60質量部であることが好ましく、50〜58質量部であることがより好ましく、52〜58質量部であることがさらに好ましい。また、高分子量ポリエチレン樹脂は、40〜52質量部であることが好ましく、42〜50質量部であることがより好ましく、42〜48質量部であることがさらに好ましい。高分子量ポリエチレン樹脂の割合を40質量部以上とし、低分子量ポリエチレン樹脂の割合を60質量部以下とすることで、パイプを成型したときの肌荒れが抑えられるとともに、押出し機ダイスに発生する目やにを効果的に抑えることができる傾向にある。また、高分子量ポリエチレン樹脂の割合を52質量部以下とし、低分子量ポリエチレン樹脂の割合を48質量部以上とすることで、高分子量成分が十分なものとなり熱間内圧クリープの長期側の寿命及び伸び特性や耐衝撃性が十分なものとなる傾向にある。例えば、ポリエチレン樹脂組成物全体のメルトフローレートを変えることなく混合の割合を50質量部に近づけることは、肌荒れに影響する高分子量成分の分子量を下げ、目やにに影響する低分子量成分の分子量を上げることを意味する。 When the polyethylene resin composition of the present embodiment includes a low molecular weight polyethylene resin and a high molecular weight polyethylene resin, the ratio of the low molecular weight polyethylene resin to the high molecular weight polyethylene resin is 48 to 60 parts by mass of the low molecular weight polyethylene resin. It is preferably 50 to 58 parts by mass, more preferably 52 to 58 parts by mass. Moreover, it is preferable that it is 40-52 mass parts, as for high molecular weight polyethylene resin, it is more preferable that it is 42-50 mass parts, and it is further more preferable that it is 42-48 mass parts. By setting the ratio of the high molecular weight polyethylene resin to 40 parts by mass or more and the ratio of the low molecular weight polyethylene resin to 60 parts by mass or less, it is possible to suppress rough skin when the pipe is molded, and it is effective for the eyes generated in the extruder die. Tend to be suppressed. Further, by setting the ratio of the high molecular weight polyethylene resin to 52 parts by mass or less and the ratio of the low molecular weight polyethylene resin to 48 parts by mass or more, the high molecular weight component becomes sufficient, and the life and elongation on the long side of the hot internal pressure creep are increased. The properties and impact resistance tend to be sufficient. For example, bringing the mixing ratio close to 50 parts by mass without changing the melt flow rate of the entire polyethylene resin composition decreases the molecular weight of the high molecular weight component that affects rough skin and increases the molecular weight of the low molecular weight component that affects the eyes. Means that.
樹脂中に含まれる低分子量成分を減らすと、目やに発生を抑制でき、低分子量成分を増やすと、メルトフローレートが上がり、押出し性や肌荒れ性が向上する傾向にある。また、低分子量成分を減少させた場合には、高分子量成分の分子量を下げるか、又は高分子量成分の比率を下げることで、成形性が確保され、組成物としてのメルトフローレートを維持することができる傾向にある、さらに、高分子量成分の分子量を上げるか、又は高分子量成分の比率を上げることで、機械物性や長期物性が向上する傾向にある。このように、必要に応じて、低分子量成分、高分子量成分それぞれの分子量及び分子量分布、両成分の組成比率等、両成分のバランスをとることが好ましい。 When the low molecular weight component contained in the resin is reduced, the generation of the eye can be suppressed, and when the low molecular weight component is increased, the melt flow rate is increased and the extrudability and rough skin property tend to be improved. In addition, when the low molecular weight component is decreased, the molecular weight of the high molecular weight component is lowered or the ratio of the high molecular weight component is lowered to ensure moldability and maintain the melt flow rate as the composition. Furthermore, there is a tendency that mechanical properties and long-term physical properties are improved by increasing the molecular weight of the high molecular weight component or increasing the ratio of the high molecular weight component. As described above, it is preferable to balance both components such as the low molecular weight component, the molecular weight and molecular weight distribution of each of the high molecular weight components, the composition ratio of both components, and the like.
低分子量ポリエチレン樹脂、高分子量ポリエチレン樹脂それぞれの、密度及びメルトフローレートは重合時の条件(重合温度、圧力、添加する水素濃度、コモノマーの量等)を変えることによって制御することができる。 The density and melt flow rate of each of the low molecular weight polyethylene resin and the high molecular weight polyethylene resin can be controlled by changing the polymerization conditions (polymerization temperature, pressure, added hydrogen concentration, comonomer amount, etc.).
〔ポリエチレン樹脂組成物の製造方法〕
本実施形態のポリエチレン樹脂組成物、具体的には、低分子量ポリエチレン樹脂及び/又は高分子量ポリエチレン樹脂は、チーグラー触媒、フィリップス型触媒、又は担持型幾何拘束型シングルサイト触媒を用いて、ベッセル型のスラリー重合法により製造することができる。このなかでも、特にチーグラー触媒及び担持型幾何拘束型シングルサイト触媒を用いることが好ましい。
[Method for producing polyethylene resin composition]
The polyethylene resin composition of the present embodiment, specifically, the low molecular weight polyethylene resin and / or the high molecular weight polyethylene resin is a Bessel type using a Ziegler catalyst, a Phillips type catalyst, or a supported geometrically constrained single site catalyst. It can be produced by a slurry polymerization method. Among these, it is particularly preferable to use a Ziegler catalyst and a supported geometrically constrained single site catalyst.
本実施形態におけるチーグラー触媒とは、塩化チタン化合物とアルキルアルミニウム化合物とを必須成分とするオレフィン重合用触媒のことである(例えば、理化学辞典第5版(岩波書店)のP.836参照)。本実施形態において、チーグラー触媒の製造方法については特に限定されないが、下記の製造方法により製造されるチーグラー触媒であることが好ましい。 The Ziegler catalyst in the present embodiment is an olefin polymerization catalyst having a titanium chloride compound and an alkylaluminum compound as essential components (see, for example, P.836 of Riken Dictionary 5th edition (Iwanami Shoten)). In the present embodiment, the method for producing a Ziegler catalyst is not particularly limited, but a Ziegler catalyst produced by the following production method is preferred.
本実施形態のポリエチレン樹脂組成物は、固体触媒成分[A]及び有機アルミニウム化合物[B]を含むチーグラー触媒により製造されたものであることが好ましい。 The polyethylene resin composition of the present embodiment is preferably produced by a Ziegler catalyst containing a solid catalyst component [A] and an organoaluminum compound [B].
ここで、固体触媒成分[A]は、下記式(1)で示される炭化水素溶媒に可溶な有機マグネシウム化合物(i)と、下記式(2)で示されるクロロシラン化合物(ii)とを(ii)/(i)モル比0.01〜100の範囲で反応させて固体(A−1a)を得て、該固体(A−1a)中に含まれるC−Mg結合1molに対して、アルコールを0.01〜1mol反応させて固体(A−1b)を得て、さらに該固体(A−1b)に、下記式(3)で示される有機金属化合物を反応させて固体(A−1c)を得て、さらに該固体(A−1c)に、下記式(5)で示される有機金属化合物、及びチタン化合物(A−4)を担持することにより製造されるオレフィン重合用チーグラー触媒であることが好ましい。チタン化合物としては、特に限定されないが、具体的には、下記式(4)で表されるチタン化合物(A−4)が好ましい。
(Al)a(Mg)b(R1)c(R2)d(OR3)e ・・・・・(1)
(式(1)中、R1、R2及びR3は炭素数2〜20の炭化水素基であり、a、b、c、d及びeは次の関係を満たす数である。0≦a、0<b、0≦c、0≦d、0≦e、0<c+d、0≦e/(a+b)≦2、3a+2b=c+d+e)
HhSiCliR4 (4-(h+i)) ・・・・・(2)
(式(2)中、R4は炭素数1〜20の炭化水素基であり、hとiは次の関係を満たす数である。0<h、0<i、h+i≦4)
AlR5 sQ3-s ・・・・・(3)
(式(3)中、R5は炭素数1〜20の炭化水素基であり、QはOR6,OSiR7R8R9,NR10R11,SR12及びハロゲンからなる群より選ばれた基を表し、R6,R7,R8,R9,R10,R11,R12は水素原子又は炭化水素基であり、sは次の関係を満たす数である。0<s<3)
Ti(OR5)jX(4-j) ・・・・・(4)
(式(4)中、jは0以上4以下の実数であり、R5は炭素数1〜20の炭化水素基であり、Xはハロゲン原子である。)
Here, the solid catalyst component [A] comprises an organomagnesium compound (i) soluble in a hydrocarbon solvent represented by the following formula (1) and a chlorosilane compound (ii) represented by the following formula (2) ( ii) / (i) A solid (A-1a) is obtained by reacting in a molar ratio range of 0.01 to 100, and alcohol is contained with respect to 1 mol of C—Mg bonds contained in the solid (A-1a) 0.01-1 mol is obtained to obtain a solid (A-1b), and the solid (A-1b) is further reacted with an organometallic compound represented by the following formula (3) to obtain a solid (A-1c). And a Ziegler catalyst for olefin polymerization produced by supporting the organometallic compound represented by the following formula (5) and the titanium compound (A-4) on the solid (A-1c). Is preferred. Although it does not specifically limit as a titanium compound, Specifically, the titanium compound (A-4) represented by following formula (4) is preferable.
(Al) a (Mg) b (R 1 ) c (R 2 ) d (OR 3 ) e (1)
(In the formula (1), R 1 , R 2 and R 3 are hydrocarbon groups having 2 to 20 carbon atoms, and a, b, c, d and e are numbers satisfying the following relationship: 0 ≦ a 0 <b, 0 ≦ c, 0 ≦ d, 0 ≦ e, 0 <c + d, 0 ≦ e / (a + b) ≦ 2, 3a + 2b = c + d + e)
H h SiCl i R 4 (4- (h + i)) (2)
(In the formula (2), R 4 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and h and i are numbers satisfying the following relationship: 0 <h, 0 <i, h + i ≦ 4).
AlR 5 s Q 3-s (3)
(In the formula (3), R 5 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and Q is selected from the group consisting of OR 6 , OSiR 7 R 8 R 9 , NR 10 R 11 , SR 12 and halogen. R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 are hydrogen atoms or hydrocarbon groups, and s is a number that satisfies the following relationship: 0 <s <3 )
Ti (OR 5 ) j X (4-j) (4)
(In Formula (4), j is a real number of 0 or more and 4 or less, R 5 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and X is a halogen atom.)
まず、有機マグネシウム化合物(i)について説明する。有機マグネシウム化合物(i)は、不活性炭化水素溶媒に可溶な有機マグネシウムの錯化合物の形として示されているが、ジヒドロカルビルマグネシウム化合物及びこの化合物と他の金属化合物との錯体のすべてを包含するものである。式(1)の記号a、b、c、d及びeは関係式3a+2b=c+d+eを満たし、これは金属原子の原子価と置換基との化学量論性を示している。 First, the organic magnesium compound (i) will be described. The organomagnesium compound (i) is shown as a complex form of organomagnesium soluble in an inert hydrocarbon solvent, but includes all dihydrocarbylmagnesium compounds and complexes of this compound with other metal compounds. To do. The symbols a, b, c, d and e in the formula (1) satisfy the relational expression 3a + 2b = c + d + e, which indicates the stoichiometry between the valence of the metal atom and the substituent.
上記式中、R1、R2で表される炭素数2〜20の炭化水素基としては、特に限定されないが、具体的には、それぞれアルキル基、シクロアルキル基又はアリール基が挙げられ、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、プロピル、ヘキシル、オクチル、デシル、シクロヘキシル、フェニル基等が挙げられる。このなかでも、R1及びR2は、それぞれアルキル基であることが好ましい。 In the above formula, the hydrocarbon group having 2 to 20 carbon atoms represented by R 1 and R 2 is not particularly limited, and specific examples thereof include an alkyl group, a cycloalkyl group and an aryl group. Methyl, ethyl, propyl, butyl, propyl, hexyl, octyl, decyl, cyclohexyl, phenyl group and the like. Of these, R 1 and R 2 are preferably each an alkyl group.
アルミニウムに対するマグネシウムの比b/aは、特に限定されないが、0.1〜30であることが好ましく、0.5〜10であることがより好ましい。また、a=0である場合には、例えば、R1が1−メチルプロピル等であることが好ましく、これにより有機マグネシウム化合物(i)は不活性炭化水素溶媒に対する可溶性により優れる傾向にある。また、式(1)において、a=0の場合には、R1、R2は次に示す三つの群(1)、群(2)、群(3)のいずれか一つを満たすことが好ましい。 The ratio b / a of magnesium to aluminum is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 30, and more preferably 0.5 to 10. Further, when a = 0, for example, R 1 is preferably 1-methylpropyl or the like, whereby the organomagnesium compound (i) tends to be more soluble in an inert hydrocarbon solvent. In the formula (1), when a = 0, R 1 and R 2 satisfy any one of the following three groups (1), (2), and (3). preferable.
群(1)R1、R2の少なくとも一方が炭素数4〜6である二級又は三級のアルキル基であることが好ましく、R1、R2がともに炭素数4〜6であり、少なくとも一方が二級又は三級のアルキル基であることがより好ましい。
群(2)R1とR2とが炭素数の互いに相異なるアルキル基であることが好ましく、R1が炭素数2又は3のアルキル基であり、R2が炭素数4以上のアルキル基であることがより好ましい。
群(3)R1、R2の少なくとも一方が炭素数6以上の炭化水素基であることが好ましく、R1、R2に含まれる炭素数の和が12以上になるアルキル基であることがより好ましい。
Group (1) Preferably, at least one of R 1 and R 2 is a secondary or tertiary alkyl group having 4 to 6 carbon atoms, and both R 1 and R 2 have 4 to 6 carbon atoms, More preferably, one is a secondary or tertiary alkyl group.
Group (2) R 1 and R 2 are preferably alkyl groups having different carbon numbers, R 1 is an alkyl group having 2 or 3 carbon atoms, and R 2 is an alkyl group having 4 or more carbon atoms. More preferably.
Group (3) Preferably, at least one of R 1 and R 2 is a hydrocarbon group having 6 or more carbon atoms, and is an alkyl group in which the sum of the carbon numbers contained in R 1 and R 2 is 12 or more. More preferred.
以下、これらの基を具体的に示す。群(1)において炭素数4〜6である二級又は三級のアルキル基としては、具体的には、1−メチルプロピル、2−メチルプロピル、1,1−ジメチルエチル、2−メチルブチル、2−エチルプロピル、2,2−ジメチルプロピル、2−メチルペンチル、2−エチルブチル、2,2−ジメチルブチル、2−メチル−2−エチルプロピル基等が挙げられる。このなかでも、1−メチルプロピル基が好ましい。 Hereinafter, these groups are specifically shown. Specific examples of the secondary or tertiary alkyl group having 4 to 6 carbon atoms in the group (1) include 1-methylpropyl, 2-methylpropyl, 1,1-dimethylethyl, 2-methylbutyl, 2 -Ethylpropyl, 2,2-dimethylpropyl, 2-methylpentyl, 2-ethylbutyl, 2,2-dimethylbutyl, 2-methyl-2-ethylpropyl group and the like can be mentioned. Of these, a 1-methylpropyl group is preferable.
次に、群(2)において炭素数2又は3のアルキル基としては、具体的には、エチル、1−メチルエチル、プロピル基等が挙げられ、エチル基が特に好ましい。また炭素数4以上のアルキル基としては、特に限定されないが、具体的には、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル基等が挙げられる。このなかでも、ブチル、ヘキシル基が好ましい。 Next, in the group (2), specific examples of the alkyl group having 2 or 3 carbon atoms include ethyl, 1-methylethyl, and propyl groups, and an ethyl group is particularly preferable. Further, the alkyl group having 4 or more carbon atoms is not particularly limited, and specific examples thereof include butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl group and the like. Of these, butyl and hexyl groups are preferable.
さらに、群(3)において炭素数6以上の炭化水素基としては、特に限定されないが、具体的には、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、フェニル、2−ナフチル基等が挙げられる。炭化水素基の中ではアルキル基が好ましく、アルキル基の中でもヘキシル、オクチル基が特に好ましい。 Furthermore, in the group (3), the hydrocarbon group having 6 or more carbon atoms is not particularly limited, and specific examples include hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, phenyl, 2-naphthyl group and the like. Among the hydrocarbon groups, an alkyl group is preferable, and among the alkyl groups, hexyl and octyl groups are particularly preferable.
一般に、アルキル基に含まれる炭素数が増えると不活性炭化水素溶媒に溶けやすくなる傾向にあるが、溶液の粘度が高くなるために適宜必要に応じた鎖長のアルキル基を用いることが好ましい。なお、上記有機マグネシウム化合物(i)は不活性炭化水素溶液の状態で使用されるが、該溶液中に微量のエーテル、エステル、アミン等のルイス塩基性化合物が含有され、あるいは残存していても差し支えなく使用できる。なお、本実施形態における不活性炭化水素溶媒としては、特に限定されないが、具体的には、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素;ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素;及びシクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素等が挙げられる。 In general, when the number of carbon atoms contained in the alkyl group increases, it tends to be easily dissolved in an inert hydrocarbon solvent. However, it is preferable to use an alkyl group having a chain length as necessary in order to increase the viscosity of the solution. The organomagnesium compound (i) is used in the state of an inert hydrocarbon solution. Even if trace amounts of Lewis basic compounds such as ethers, esters and amines are contained or remain in the solution. It can be used without any problem. In addition, although it does not specifically limit as an inert hydrocarbon solvent in this embodiment, Specifically, Aliphatic hydrocarbons, such as pentane, hexane, and heptane; Aromatic hydrocarbons, such as benzene and toluene; And cyclohexane, methyl Examples include alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane.
次にアルコキシ基(OR3)について説明する。R3で表される炭素数2以上〜20以下の炭化水素基としては、特に限定されないが、具体的には、炭素数2〜20のアルキル基又はアリール基が好ましく、3〜10のアルキル基又はアリール基がより好ましい。炭素数2〜20のアルキル基又はアリール基としては、特に限定されないが、具体的には、メチル、エチル、プロピル、1−メチルエチル、ブチル、1−メチルプロピル、1,1−ジメチルエチル、ペンチル、ヘキシル、2−メチルペンチル、2−エチルブチル、2−エチルペンチル、2−エチルヘキシル、2−エチル−4−メチルペンチル、2−プロピルヘプチル、2−エチル−5−メチルオクチル、オクチル、ノニル、デシル、フェニル、ナフチル基等が挙げられる。このなかでも、ブチル、1−メチルプロピル、2−メチルペンチル及び2−エチルヘキシル基がより好ましい。 Next, the alkoxy group (OR 3 ) will be described. Although it does not specifically limit as a C2-C20 hydrocarbon group represented by R < 3 >, Specifically, a C2-C20 alkyl group or an aryl group is preferable, and a C3-10 alkyl group is preferable. Or an aryl group is more preferable. Although it does not specifically limit as a C2-C20 alkyl group or an aryl group, Specifically, methyl, ethyl, propyl, 1-methylethyl, butyl, 1-methylpropyl, 1,1-dimethylethyl, pentyl Hexyl, 2-methylpentyl, 2-ethylbutyl, 2-ethylpentyl, 2-ethylhexyl, 2-ethyl-4-methylpentyl, 2-propylheptyl, 2-ethyl-5-methyloctyl, octyl, nonyl, decyl, A phenyl, a naphthyl group, etc. are mentioned. Of these, butyl, 1-methylpropyl, 2-methylpentyl and 2-ethylhexyl groups are more preferred.
本実施形態においては、有機マグネシウム化合物(i)の合成方法には特に制限はないが、式R1MgX及びR1 2Mg(R1は前記と同様の基であり、Xはハロゲン原子である。)からなる群に属する有機マグネシウム化合物と、式AlR2 3及びAlR2 2H(R2は前記と同様の基である。)からなる群に属する有機金属化合物とを不活性炭化水素溶媒中、25℃〜150℃の温度で反応させることにより得ることができる。また、必要な場合には、この反応に続いてR3(R3は前記と同様の基である。)で表される炭化水素基を有するアルコール、不活性炭化水素溶媒に可溶なR3で表される炭化水素基を有するアルコキシマグネシウム化合物、及び/又はアルコキシアルミニウム化合物と反応させる方法が好ましい。 In the present embodiment, the method for synthesizing the organomagnesium compound (i) is not particularly limited, but the formulas R 1 MgX and R 1 2 Mg (R 1 is the same group as described above, and X is a halogen atom. In an inert hydrocarbon solvent and an organometallic compound belonging to the group consisting of the formulas AlR 2 3 and AlR 2 2 H (R 2 is the same group as described above). It can obtain by making it react at the temperature of 25 to 150 degreeC. If necessary, this reaction is followed by an alcohol having a hydrocarbon group represented by R 3 (R 3 is the same group as described above), or an R 3 soluble in an inert hydrocarbon solvent. The method of making it react with the alkoxymagnesium compound which has the hydrocarbon group represented by these, and / or an alkoxyaluminum compound is preferable.
このうち、不活性炭化水素溶媒に可溶な有機マグネシウム化合物とアルコールとを反応させる場合、反応の順序については特に制限はなく、有機マグネシウム化合物中にアルコールを加えていく方法、アルコール中に有機マグネシウム化合物を加えていく方法、又は両者を同時に加えていく方法のいずれの方法も用いることができる。本実施形態において不活性炭化水素溶媒に可溶な有機マグネシウム化合物とアルコールとの反応比率については特に限定されないが、反応の結果、得られるアルコキシ基含有有機マグネシウム化合物における、全金属原子に対するアルコキシ基のモル組成比e/(a+b)は0≦e/(a+b)≦2であり、0≦e/(a+b)<1であることが好ましい。 Among these, when reacting an organomagnesium compound soluble in an inert hydrocarbon solvent with an alcohol, the order of the reaction is not particularly limited, and a method of adding alcohol to the organomagnesium compound, organomagnesium in the alcohol. Either a method of adding a compound or a method of adding both at the same time can be used. In the present embodiment, the reaction ratio between the organomagnesium compound soluble in the inert hydrocarbon solvent and the alcohol is not particularly limited. However, as a result of the reaction, the alkoxy group-containing organomagnesium compound has an alkoxy group with respect to all metal atoms. The molar composition ratio e / (a + b) is 0 ≦ e / (a + b) ≦ 2, and preferably 0 ≦ e / (a + b) <1.
次に、クロロシラン化合物(ii)について説明する。クロロシラン化合物(ii)は式(2)で表される、少なくとも一つのSi−H結合を有する塩化ケイ素化合物である。
HhSiCliR4 (4-(h+i)) ・・・・・式(2)
(式中、R4は炭素数1〜20の炭化水素基であり、hとiは次の関係を満たす数である。0<h、0<i、h+i≦4)
Next, the chlorosilane compound (ii) will be described. The chlorosilane compound (ii) is a silicon chloride compound having at least one Si—H bond represented by the formula (2).
H h SiCl i R 4 (4- (h + i)) (2)
(In the formula, R 4 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and h and i are numbers satisfying the following relationship: 0 <h, 0 <i, h + i ≦ 4).
式(2)においてR4で表される炭素数1〜20の炭化水素基としては、特に限定されないが、具体的には、脂肪族炭化水素基、脂環式炭化水素基、又は芳香族炭化水素基が挙げられ、例えば、メチル、エチル、プロピル、1−メチルエチル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、デシル、シクロヘキシル、フェニル基等が挙げられる。この中でも炭素数1〜10のアルキル基が好ましく、メチル、エチル、プロピル、1−メチルエチル基等の炭素数1〜3のアルキル基がより好ましい。また、h及びiはh+i≦4の関係を満たす0より大きな数であり、iが2〜3であることが好ましい。 Although it does not specifically limit as a C1-C20 hydrocarbon group represented by R < 4 > in Formula (2), Specifically, an aliphatic hydrocarbon group, an alicyclic hydrocarbon group, or aromatic hydrocarbon Examples thereof include a hydrogen group, and examples thereof include methyl, ethyl, propyl, 1-methylethyl, butyl, pentyl, hexyl, octyl, decyl, cyclohexyl, and phenyl groups. Among these, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is preferable, and an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms such as methyl, ethyl, propyl, and 1-methylethyl group is more preferable. H and i are numbers greater than 0 satisfying the relationship of h + i ≦ 4, and i is preferably 2 to 3.
このようなクロロシラン化合物(ii)としては、特に限定されないが、具体的には、HSiCl3、HSiCl2CH3、HSiCl2C2H5、HSiCl2(C3H7)、HSiCl2(2−C3H7)、HSiCl2(C4H9)、HSiCl2(C6H5)、HSiCl2(4−Cl−C6H4)、HSiCl2(CH=CH2)、HSiCl2(CH2C6H5)、HSiCl2(1−C10H7)、HSiCl2(CH2CH=CH2)、H2SiCl(CH3)、H2SiCl(C2H5)、HSiCl(CH3)2、HSiCl(C2H5)2、HSiCl(CH3)(2−C3H7)、HSiCl(CH3)(C6H5)、HSiCl(C6H5)2等が挙げられる。この中でも、HSiCl3、HSiCl2CH3、HSiCl(CH3)2、HSiCl2C2H5が好ましく、HSiCl3、HSiCl2CH3がより好ましい。クロロシラン化合物は、1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。 The chlorosilane compound (ii) is not particularly limited, and specifically, HSiCl 3 , HSiCl 2 CH 3 , HSiCl 2 C 2 H 5 , HSiCl 2 (C 3 H 7 ), HSiCl 2 (2- C 3 H 7), HSiCl 2 (C 4 H 9), HSiCl 2 (C 6 H 5), HSiCl 2 (4-Cl-C 6 H 4), HSiCl 2 (CH = CH 2), HSiCl 2 (CH 2 C 6 H 5 ), HSiCl 2 (1-C 10 H 7 ), HSiCl 2 (CH 2 CH═CH 2 ), H 2 SiCl (CH 3 ), H 2 SiCl (C 2 H 5 ), HSiCl (CH 3 ) 2 , HSiCl (C 2 H 5 ) 2 , HSiCl (CH 3 ) (2-C 3 H 7 ), HSiCl (CH 3 ) (C 6 H 5 ), HSiCl (C 6 H 5 ) 2 and the like. It is done. Among these, HSiCl 3 , HSiCl 2 CH 3 , HSiCl (CH 3 ) 2 , and HSiCl 2 C 2 H 5 are preferable, and HSiCl 3 and HSiCl 2 CH 3 are more preferable. A chlorosilane compound may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
次に、有機マグネシウム化合物(i)とクロロシラン化合物(ii)との反応について説明する。反応に際してはクロロシラン化合物(ii)をあらかじめ不活性炭化水素溶媒;1,2−ジクロロエタン、o−ジクロロベンゼン、ジクロロメタン等の塩素化炭化水素;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル系媒体;又はこれらの混合媒体を用いて希釈した後に利用することが好ましく、触媒の性能上、不活性炭化水素溶媒がより好ましい。有機マグネシウム化合物(i)とクロロシラン化合物(ii)との反応比率は特に限定されないが、有機マグネシウム化合物(i)に含まれるマグネシウム原子1molに対するクロロシラン化合物(ii)に含まれるケイ素原子が0.01mol〜100mol以下となることが好ましく、0.1mol〜10molとなることがより好ましい。 Next, the reaction between the organomagnesium compound (i) and the chlorosilane compound (ii) will be described. In the reaction, the chlorosilane compound (ii) is previously treated with an inert hydrocarbon solvent; chlorinated hydrocarbons such as 1,2-dichloroethane, o-dichlorobenzene and dichloromethane; ether-based media such as diethyl ether and tetrahydrofuran; or a mixed medium thereof. It is preferable to use after diluting with an inert hydrocarbon solvent in view of the performance of the catalyst. The reaction ratio between the organomagnesium compound (i) and the chlorosilane compound (ii) is not particularly limited, but the silicon atoms contained in the chlorosilane compound (ii) with respect to 1 mol of magnesium atoms contained in the organomagnesium compound (i) are 0.01 mol to It is preferably 100 mol or less, and more preferably 0.1 mol to 10 mol.
有機マグネシウム化合物(i)とクロロシラン化合物(ii)との反応方法については特に制限はなく、有機マグネシウム化合物(i)とクロロシラン化合物(ii)とを同時に反応器に導入しつつ反応させる同時添加の方法、クロロシラン化合物(ii)を事前に反応器に仕込んだ後に有機マグネシウム化合物(i)を反応器に導入させる方法、又は有機マグネシウム化合物(i)を事前に反応器に仕込んだ後にクロロシラン化合物(ii)を反応器に導入させる方法のいずれの方法でもよいが、クロロシラン化合物(ii)を事前に反応器に仕込んだ後に有機マグネシウム化合物(i)を反応器に導入させる方法が好ましい。上記反応により得られる固体(A−1a)は、ろ過あるいはデカンテーション法により分離した後、不活性炭化水素溶媒を用いて充分に洗浄し、未反応物あるいは副生成物等を除去することが好ましい。 There is no restriction | limiting in particular about the reaction method of organomagnesium compound (i) and chlorosilane compound (ii), The method of simultaneous addition which reacts, introducing organomagnesium compound (i) and chlorosilane compound (ii) into a reactor simultaneously. , A method of introducing the organomagnesium compound (i) into the reactor after the chlorosilane compound (ii) is previously charged into the reactor, or a chlorosilane compound (ii) after the organomagnesium compound (i) is charged into the reactor in advance However, it is preferable to introduce the organomagnesium compound (i) into the reactor after the chlorosilane compound (ii) is charged into the reactor in advance. The solid (A-1a) obtained by the above reaction is preferably separated by filtration or decantation, and then thoroughly washed with an inert hydrocarbon solvent to remove unreacted products or by-products. .
有機マグネシウム化合物(i)とクロロシラン化合物(ii)との反応温度については特に制限はないが、25℃〜150℃であることが好ましく、40℃〜150℃であることがより好ましく、50℃〜150℃であることがさらに好ましい。有機マグネシウム化合物(i)とクロロシラン化合物(ii)とを同時に反応器に導入しつつ反応させる同時添加の方法においては、あらかじめ反応器の温度を所定温度に調節し、同時添加を行いながら反応器内の温度を所定温度に調節することにより、反応温度は所定温度に調節することが好ましい。クロロシラン化合物(ii)を事前に反応器に仕込んだ後に有機マグネシウム化合物(i)を反応器に導入させる方法においては、クロロシラン化合物(ii)を仕込んだ反応器の温度を所定温度に調節し、有機マグネシウム化合物(i)を反応器に導入しながら反応器内の温度を所定温度に調節することにより、反応温度を所定温度に調節することが好ましい。有機マグネシウム化合物(i)を事前に反応器に仕込んだ後にクロロシラン化合物(ii)を反応器に導入させる方法においては、有機マグネシウム化合物(i)を仕込んだ反応器の温度を所定温度に調節し、クロロシラン化合物(ii)を反応器に導入しながら反応器内の温度を所定温度に調節することにより、反応温度は所定温度に調節することができる。 The reaction temperature of the organomagnesium compound (i) and the chlorosilane compound (ii) is not particularly limited, but is preferably 25 ° C to 150 ° C, more preferably 40 ° C to 150 ° C, and more preferably 50 ° C to 150 ° C. More preferably, it is 150 degreeC. In the simultaneous addition method in which the organomagnesium compound (i) and the chlorosilane compound (ii) are simultaneously introduced into the reactor and reacted, the temperature of the reactor is adjusted to a predetermined temperature in advance, and the simultaneous addition is performed in the reactor. It is preferable to adjust the reaction temperature to a predetermined temperature by adjusting the temperature of the above to a predetermined temperature. In the method in which the organomagnesium compound (i) is introduced into the reactor after the chlorosilane compound (ii) is charged into the reactor in advance, the temperature of the reactor charged with the chlorosilane compound (ii) is adjusted to a predetermined temperature, It is preferable to adjust the reaction temperature to a predetermined temperature by adjusting the temperature in the reactor to a predetermined temperature while introducing the magnesium compound (i) into the reactor. In the method of introducing the chlorosilane compound (ii) into the reactor after the organomagnesium compound (i) is charged in the reactor in advance, the temperature of the reactor charged with the organomagnesium compound (i) is adjusted to a predetermined temperature, The reaction temperature can be adjusted to a predetermined temperature by adjusting the temperature in the reactor to a predetermined temperature while introducing the chlorosilane compound (ii) into the reactor.
有機マグネシウム化合物(i)とクロロシラン化合物(ii)との反応を固体の存在下に行うこともできる。この固体は無機固体、有機固体のいずれでもよいが、無機固体を用いるほうが好ましい。無機固体として、下記のものが挙げられる。
(I) 無機酸化物
(II) 無機炭酸塩、珪酸塩、硫酸塩
(III)無機水酸化物
(IV) 無機ハロゲン化物
(V) (I)〜(IV)からなる複塩、固溶体、又は混合物
The reaction between the organomagnesium compound (i) and the chlorosilane compound (ii) can also be performed in the presence of a solid. This solid may be either an inorganic solid or an organic solid, but it is preferable to use an inorganic solid. The following are mentioned as an inorganic solid.
(I) Inorganic oxide (II) Inorganic carbonate, silicate, sulfate (III) Inorganic hydroxide (IV) Inorganic halide (V) Double salt, solid solution, or mixture comprising (I) to (IV)
無機固体の具体例としては、特に限定されないが、具体的には、シリカ、アルミナ、シリカ・アルミナ、水和アルミナ、マグネシア、トリア、チタニア、ジルコニア、リン酸カルシウム・硫酸バリウム、硫酸カルシウム、珪酸マグネシウム、マグネシウム・カルシウム、アルミニウムシリケート[(Mg・Ca)O・Al2O3・5SiO2・nH2O]、珪
酸カリウム・アルミニウム[K2O・3Al2O3・6SiO2・2H2O]、珪酸マグネシウム鉄[(Mg・Fe)2SiO4]、珪酸アルミニウム[Al2O3・SiO2]、炭酸カルシウム、塩化マグネシウム、よう化マグネシウム等が挙げられる。このなかでも、シリカ、シリカ・アルミナ、及び塩化マグネシウムが好ましい。無機固体の比表面積は、好ましくは20m2/g以上であり、より好ましくは90m2/g以上である。
Specific examples of the inorganic solid are not particularly limited. Specifically, silica, alumina, silica / alumina, hydrated alumina, magnesia, tria, titania, zirconia, calcium phosphate / barium sulfate, calcium sulfate, magnesium silicate, magnesium · Calcium, aluminum silicate [(Mg · Ca) O · Al 2 O 3 · 5SiO 2 · nH 2 O], potassium silicate · aluminum [K 2 O · 3Al 2 O 3 · 6SiO 2 · 2H 2 O], magnesium silicate Examples include iron [(Mg · Fe) 2 SiO 4 ], aluminum silicate [Al 2 O 3 · SiO 2 ], calcium carbonate, magnesium chloride, magnesium iodide, and the like. Of these, silica, silica / alumina, and magnesium chloride are preferable. The specific surface area of the inorganic solid is preferably 20 m 2 / g or more, more preferably 90 m 2 / g or more.
上記のようにして得られた固体(A−1a)を、さらにアルコール(A−2)と反応させて固体(A−1b)を得る。この際用いられるアルコール(A−2)としては、特に限定されないが、具体的には、炭素数1〜20の飽和又は不飽和のアルコールを例示することができ、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、iso−プロピルアルコール、ブチルアルコール、iso−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、n−アミルアルコール、iso−アミルアルコール、sec−アミルアルコール、tert−アミルアルコール、ヘキシルアルコール、シクロヘキサノール、フェノール、クレゾール等を挙げることができる。このなかでも、C3からC8の直鎖アルコール、iso−ブチルアルコール、及びiso−アミルアルコールが好ましい。 The solid (A-1a) obtained as described above is further reacted with an alcohol (A-2) to obtain a solid (A-1b). Although it does not specifically limit as alcohol (A-2) used in this case, Specifically, C1-C20 saturated or unsaturated alcohol can be illustrated, for example, methyl alcohol, ethyl alcohol, Propyl alcohol, iso-propyl alcohol, butyl alcohol, iso-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol, n-amyl alcohol, iso-amyl alcohol, sec-amyl alcohol, tert-amyl alcohol, hexyl alcohol, cyclo Examples include hexanol, phenol, cresol and the like. Of these, C 3 to C 8 linear alcohols, iso-butyl alcohol, and iso-amyl alcohol are preferred.
次にアルコール(A−2)の使用量は、固体(A−1a)中に含まれるC−Mg結合1mol当たり、好ましくは0.01〜1molであり、より好ましくは0.05〜0.5molであり、さらに好ましくは0.1〜0.25molの範囲である。固体(A−1a)とアルコール(A−2)との反応は、不活性媒体の存在下又は非存在下において行うことができる。不活性媒体としては前述の脂肪族、芳香族、及び脂環式炭化水素のいずれを用いてもよい。反応時の温度は特に限定されないが、好ましくは室温〜200℃で実施することができる。 Next, the amount of alcohol (A-2) used is preferably 0.01 to 1 mol, more preferably 0.05 to 0.5 mol, per 1 mol of C-Mg bonds contained in the solid (A-1a). More preferably, it is the range of 0.1-0.25 mol. The reaction of the solid (A-1a) and the alcohol (A-2) can be performed in the presence or absence of an inert medium. As the inert medium, any of the above-described aliphatic, aromatic, and alicyclic hydrocarbons may be used. Although the temperature at the time of reaction is not specifically limited, Preferably it can implement at room temperature-200 degreeC.
次に、固体(A−1a)とアルコール(A−2)との反応により得られた固体(A−1b)を、以下の式(3)で示される有機金属化合物(A−3)と反応させて、固体(A−1c)を得ることができる。
AlR5 sQ3-s ・・・・・式(3)
(式(3)中、R5は炭素数1〜20の炭化水素基であり、QはOR6,OSiR7R8R9,NR10R11,SR12及びハロゲンからなる群より選ばれた基を表し、R6,R7,R8,R9,R10,R11,R12は水素原子又は炭化水素基であり、sは次の関係を満たす数である。0<s<3)。
Next, the solid (A-1b) obtained by the reaction between the solid (A-1a) and the alcohol (A-2) is reacted with the organometallic compound (A-3) represented by the following formula (3). Thus, a solid (A-1c) can be obtained.
AlR 5 s Q 3-s ... Formula (3)
(In the formula (3), R 5 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and Q is selected from the group consisting of OR 6 , OSiR 7 R 8 R 9 , NR 10 R 11 , SR 12 and halogen. R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 are hydrogen atoms or hydrocarbon groups, and s is a number that satisfies the following relationship: 0 <s <3 ).
当該有機金属化合物(A−3)としては、特に限定されないが、具体的には、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリn−プロピルアルミニウム、トリn−ブチルアルミニウム、トリiso−ブチルアルミニウム、トリn−アミルアルミニウム、トリiso−アミルアルミニウム、トリn−ヘキシルアルミニウム、トリn−オクチルアルミニウム、トリn−デシルアルミニウム等のトリアルキルアルミニウム;ジエチルアルミニウムクロリド、エチルアルミニウムジクロリド、ジiso−ブチルアルミニウムクロリド、エチルアルミニウムセスキクロリド、ジエチルアルミニウムブロミド等のハロゲン化アルミニウム;ジエチルアルミニウムエトキシド、ジiso−ブチルアルミニウムブトキシド等のアルコキシアルミニウム;ジメチルヒドロシロキシアルミニウムジメチル、エチルメチルヒドロシロキシアルミニウムジエチル、エチルジメチルシロキシアルミニウムジエチル等のシロキシアルキルアルミニウム;及びこれらの混合物等が挙げられる。このなかでも、ハロゲン化アルミニウムが好ましく、ジメチルアルミニウムクロリド、メチルアルミニウムジクロリド、ジエチルアルミニウムクロリド、エチルアルミニウムジクロリド、ジプロピルアルミニウムクロリド、ジブチルアルミニウムクロリドがより好ましい。 The organometallic compound (A-3) is not particularly limited, and specifically, trimethylaluminum, triethylaluminum, tri-n-propylaluminum, tri-n-butylaluminum, triiso-butylaluminum, tri-n-amyl. Trialkylaluminum such as aluminum, triiso-amylaluminum, tri-n-hexylaluminum, tri-n-octylaluminum, tri-n-decylaluminum; diethylaluminum chloride, ethylaluminum dichloride, diiso-butylaluminum chloride, ethylaluminum sesquichloride Aluminum halides such as diethylaluminum bromide; alkoxyaluminums such as diethylaluminum ethoxide and diiso-butylaluminum butoxide ; Dimethylhydrosiloxy aluminum dimethyl, ethyl methyl hydro siloxy aluminum diethyl, ethyl dimethylsiloxy aluminum diethyl acyloxyalkyl aluminum and the like; and mixtures thereof. Among these, aluminum halide is preferable, and dimethylaluminum chloride, methylaluminum dichloride, diethylaluminum chloride, ethylaluminum dichloride, dipropylaluminum chloride, and dibutylaluminum chloride are more preferable.
固体(A−1a)とアルコール(A−2)との反応により得られた固体(A−1b)と、有機金属化合物(A−3)との反応は、好ましくは不活性反応媒体を用いることができる。このような不活性反応媒体としては、特に限定されないが、具体的には、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素;ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素等が挙げられる。このなかでも、脂肪族炭化水素が好ましい。有機金属化合物(A−3)の使用量は、固体成分(A−1a)に含まれるC−Mg結合1mol当たり、0.5mol以下が好ましく、特に好ましくは0.1mol以下である。反応温度については、特に限定されないが、室温〜150℃の範囲で行うことが好ましい。 The reaction between the solid (A-1b) obtained by the reaction between the solid (A-1a) and the alcohol (A-2) and the organometallic compound (A-3) is preferably performed using an inert reaction medium. Can do. Such an inert reaction medium is not particularly limited, and specifically includes aliphatic hydrocarbons such as hexane and heptane; aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene; alicyclic carbonization such as cyclohexane and methylcyclohexane. Hydrogen etc. are mentioned. Of these, aliphatic hydrocarbons are preferred. The amount of the organometallic compound (A-3) used is preferably 0.5 mol or less, particularly preferably 0.1 mol or less, per mol of C—Mg bonds contained in the solid component (A-1a). Although it does not specifically limit about reaction temperature, It is preferable to carry out in the range of room temperature-150 degreeC.
次にチタン化合物(A−4)について説明する。本実施形態において、チタン化合物(A−4)は前述の式(4)で表されるチタン化合物であることが好ましい。
Ti(OR5)jX(4-j) ・・・・・式(4)
(式(4)中、jは0〜4の実数であり、R5は炭素数1〜20の炭化水素基であり、Xはハロゲン原子である。)
Next, the titanium compound (A-4) will be described. In the present embodiment, the titanium compound (A-4) is preferably a titanium compound represented by the above formula (4).
Ti (OR 5 ) j X (4-j) Expression (4)
(In Formula (4), j is a real number of 0 to 4, R 5 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and X is a halogen atom.)
R5で表される炭素数1〜20の炭化水素基としては、特に限定されないが、具体的には、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、2−エチルヘキシル、ヘプチル、オクチル、デシル、アリル基等の脂肪族炭化水素基;シクロヘキシル、2−メチルシクロヘキシル、シクロペンチル基等の脂環式炭化水素基;フェニル、ナフチル基等の芳香族炭化水素基等が挙げられる。このなかでも、脂肪族炭化水素基が好ましい。Xで表されるハロゲンとしては、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられるが、塩素が好ましい。チタン化合物(A−4)は、1種単独で使用することも、2種以上混合して使用することも可能である。 The hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 5 is not particularly limited, and specifically, methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, 2-ethylhexyl, heptyl, octyl, decyl, Aliphatic hydrocarbon groups such as allyl groups; alicyclic hydrocarbon groups such as cyclohexyl, 2-methylcyclohexyl, and cyclopentyl groups; aromatic hydrocarbon groups such as phenyl and naphthyl groups. Among these, an aliphatic hydrocarbon group is preferable. Examples of the halogen represented by X include chlorine, bromine and iodine, with chlorine being preferred. A titanium compound (A-4) can be used individually by 1 type, or can be used in mixture of 2 or more types.
チタン化合物(A−4)の使用量には特に制限はないが、固体(A−1c)に含まれるマグネシウム原子に対するモル比で0.01〜20が好ましく、0.05〜10が特に好ましい。 Although there is no restriction | limiting in particular in the usage-amount of a titanium compound (A-4), 0.01-20 are preferable by molar ratio with respect to the magnesium atom contained in solid (A-1c), and 0.05-10 are especially preferable.
固体(A−1c)とチタン化合物(A−4)の反応温度については、特に限定されないが、25℃〜150℃の範囲で行うことが好ましい。 Although it does not specifically limit about reaction temperature of solid (A-1c) and a titanium compound (A-4), It is preferable to carry out in the range of 25 to 150 degreeC.
本実施形態においては、固体(A−1c)に対するチタン化合物(A−4)の担持方法については特に制限がなく、固体(A−1c)に対して過剰なチタン化合物(A−4)を反応させる方法や第三成分を使用することによりチタン化合物(A−4)を効率的に担持する方法を用いてもよいが、チタン化合物(A−4)と有機金属化合物(A−5)との反応により担持する方法が好ましい。 In the present embodiment, the method for supporting the titanium compound (A-4) on the solid (A-1c) is not particularly limited, and an excess of the titanium compound (A-4) is reacted with the solid (A-1c). Although the method of carrying | supporting a titanium compound (A-4) efficiently by using the method to make or a 3rd component may be used, a titanium compound (A-4) and an organometallic compound (A-5) A method of supporting by reaction is preferred.
次に、有機金属化合物(A−5)について説明する。(A−5)としては、下記式(5)及び式(6)で表されるものが好ましい。
(M1)a(Mg)b(R1)c(R2)dYe ・・・・・(5)
(式(5)中、M1は周期律表第1族、第2族、第12族及び第13族からなる群に属するマグネシウム以外の金属原子であり、R1、R2は前述のとおりであり、Yはアルコキシ、シロキシ、アリロキシ、アミノ、アミド、−N=C−R6,R7、−SR8、β−ケト酸残基(ここで、R6、R7及びR8は炭素数1〜20の炭化水素基を表す。eが2以上の場合には、Yはそれぞれ異なっていてもよい。)のいずれかであり、a、b、c、d及びeは次の関係を満たす実数である。0≦a、0<b、0≦c、0≦d、0≦e、0<c+d、0≦e/(a+b)≦2、f×a+2b=c+d+e(ここで、fはM1の原子価である。))
M2R9 kQ(m-k) ・・・・・(6)
(式(6)中、M2は周期律表第1族、第2族、第12族、第13族からなる群に属する金属原子であり、R9は炭素数1〜20の炭化水素基であり、QはOR10、OSiR11R12R13、NR14R15、SR16及びハロゲンからなる群に属する基を表し、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16は水素原子又は炭化水素基であり、kは0より大きな実数であり、mはM2の原子価である。)
Next, the organometallic compound (A-5) will be described. As (A-5), what is represented by following formula (5) and formula (6) is preferable.
(M 1 ) a (Mg) b (R 1 ) c (R 2 ) d Y e (5)
(In Formula (5), M 1 is a metal atom other than magnesium belonging to the group consisting of Group 1, Group 2, Group 12 and Group 13 of the Periodic Table, and R 1 and R 2 are as described above. Y is alkoxy, siloxy, allyloxy, amino, amide, —N═C—R 6 , R 7 , —SR 8 , β-keto acid residue (where R 6 , R 7 and R 8 are carbon Represents a hydrocarbon group of 1 to 20. When e is 2 or more, Y may be different from each other), and a, b, c, d, and e have the following relationship: 0 ≦ a, 0 <b, 0 ≦ c, 0 ≦ d, 0 ≦ e, 0 <c + d, 0 ≦ e / (a + b) ≦ 2, f × a + 2b = c + d + e (where f is M 1 valence.))
M 2 R 9 k Q (mk) (6)
(In Formula (6), M 2 is a metal atom belonging to the group consisting of Group 1, Group 2, Group 12, Group 13 of the Periodic Table, and R 9 is a hydrocarbon group having 1-20 carbon atoms. Q represents a group belonging to the group consisting of OR 10 , OSiR 11 R 12 R 13 , NR 14 R 15 , SR 16 and halogen, and R 10 , R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , R 15 R 16 is a hydrogen atom or a hydrocarbon group, k is a real number greater than 0, and m is a valence of M 2. )
以下では、上記式(5)及び式(6)で表される有機金属化合物をそれぞれ有機金属化合物(A−5a)、有機金属化合物(A−5b)という。 Hereinafter, the organometallic compounds represented by the above formulas (5) and (6) are referred to as an organometallic compound (A-5a) and an organometallic compound (A-5b), respectively.
まず、有機金属化合物(A−5a)について説明する。有機金属化合物(A−5a)の使用量は、チタン化合物(A−4)に含まれるチタン原子に対する有機金属化合物(A−5a)に含まれるマグネシウム原子のモル比で0.1〜10であることが好ましく、0.5〜5であることがより好ましい。チタン化合物(A−4)と有機金属化合物(A−5a)との反応の温度については特に限定されないが、−80℃〜150℃であることが好ましく、−40℃〜100℃の範囲であることがさらに好ましい。 First, the organometallic compound (A-5a) will be described. The usage-amount of an organometallic compound (A-5a) is 0.1-10 in the molar ratio of the magnesium atom contained in the organometallic compound (A-5a) with respect to the titanium atom contained in a titanium compound (A-4). It is preferable that it is 0.5-5. The temperature of the reaction between the titanium compound (A-4) and the organometallic compound (A-5a) is not particularly limited, but is preferably -80 ° C to 150 ° C, and is in the range of -40 ° C to 100 ° C. More preferably.
有機金属化合物(A−5a)の使用時の濃度については特に制限はないが、有機金属化合物(A−5a)に含まれるマグネシウム原子基準で0.1mol/L〜2mol/Lであることが好ましく、0.5mol/L〜1.5mol/Lであることがさらに好ましい。なお、有機金属化合物(A−5a)の希釈には不活性炭化水素溶媒を用いることが好ましい。 Although there is no restriction | limiting in particular about the density | concentration at the time of use of an organometallic compound (A-5a), It is preferable that it is 0.1 mol / L-2 mol / L on the basis of the magnesium atom contained in an organometallic compound (A-5a). More preferably, it is 0.5 mol / L to 1.5 mol / L. In addition, it is preferable to use an inert hydrocarbon solvent for the dilution of the organometallic compound (A-5a).
固体(A−1c)に対するチタン化合物(A−4)と有機金属化合物(A−5a)の添加順序には特に制限はなく、チタン化合物(A−4)に続いて有機金属化合物(A−5a)を加える、有機金属化合物(A−5a)に続いてチタン化合物(A−4)を加える、チタン化合物(A−4)と有機金属化合物(A−5a)とを同時に添加する、のいずれの方法も可能であるが、チタン化合物(A−4)と有機金属化合物(A−5a)とを同時に添加する方法が好ましい。チタン化合物(A−4)と有機金属化合物(A−5a)との反応は不活性炭化水素溶媒中で行われるが、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素溶媒を用いることが好ましい。かくして得られた触媒は、不活性炭化水素溶媒を用いたスラリー溶液として使用される。 There are no particular restrictions on the order of addition of the titanium compound (A-4) and the organometallic compound (A-5a) to the solid (A-1c), and the organometallic compound (A-5a) follows the titanium compound (A-4). ), The organometallic compound (A-5a) is added followed by the titanium compound (A-4), and the titanium compound (A-4) and the organometallic compound (A-5a) are added simultaneously. Although a method is also possible, the method of adding a titanium compound (A-4) and an organometallic compound (A-5a) simultaneously is preferable. The reaction between the titanium compound (A-4) and the organometallic compound (A-5a) is carried out in an inert hydrocarbon solvent, but it is preferable to use an aliphatic hydrocarbon solvent such as hexane or heptane. The catalyst thus obtained is used as a slurry solution using an inert hydrocarbon solvent.
次に、有機金属化合物(A−5b)について説明する。有機金属化合物(A−5b)は式(6)で表される有機金属化合物である。 Next, the organometallic compound (A-5b) will be described. The organometallic compound (A-5b) is an organometallic compound represented by the formula (6).
上記式(6)において、M2は周期律表第1族、第2族、第12族、第13族からなる群に属する金属原子であり、特に限定されないが、具体的には、リチウム、ナトリウム、カリウム、ベリリウム、マグネシウム、ホウ素、アルミニウム、亜鉛等が挙げられる。このなかでも、マグネシウム、ホウ素、アルミニウムが好ましい。R9で表される炭素数1〜20の炭化水素基としては、特に限定されないが、具体的には、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基が挙げられ、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、デシル、シクロヘキシル、フェニル基等が挙げられる。このなかでも、アルキル基であることが好ましい。 In the above formula (6), M 2 is a metal atom belonging to the group consisting of Group 1, Group 2, Group 12, Group 13 of the Periodic Table, and is not particularly limited. Sodium, potassium, beryllium, magnesium, boron, aluminum, zinc, etc. are mentioned. Among these, magnesium, boron, and aluminum are preferable. Although it does not specifically limit as a C1-C20 hydrocarbon group represented by R < 9 >, Specifically, an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group is mentioned, For example, methyl, ethyl, propyl, butyl , Pentyl, hexyl, octyl, decyl, cyclohexyl, phenyl group and the like. Among these, an alkyl group is preferable.
QはOR10、OSiR11R12R13、NR14R15、SR16及びハロゲンからなる群に属する基を表し、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16は水素原子又は炭化水素基であり、Qがハロゲンであることが好ましい。 Q represents a group belonging to the group consisting of OR 10 , OSiR 11 R 12 R 13 , NR 14 R 15 , SR 16 and halogen, and R 10 , R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , R 15 , R 16 Is a hydrogen atom or a hydrocarbon group, and Q is preferably a halogen atom.
このような有機金属化合物(A−5b)としては、特に限定されないが、具体的には、メチルリチウム、ブチルリチウム、メチルマグネシウムクロリド、メチルマグネシウムブロミド、メチルマグネシウムアイオダイド、エチルマグネシウムクロリド、エチルマグネシウムブロミド、エチルマグネシウムアイオダイド、ブチルマグネシウムクロリド、ブチルマグネシウムブロミド、ブチルマグネシウムアイオダイド、ジブチルマグネシウム、ジヘキシルマグネシウム、トリエチルホウ素、トリメチルアルミニウム、ジメチルアルミニウムブロミド、ジメチルアルミニウムクロリド、ジメチルアルミニウムメトキシド、メチルアルミニウムジクロリド、メチルアルミニウムセスキクロリド、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、ジエチルアルミニウムブロミド、ジエチルアルミニウムエトキシド、エチルアルミニウムジクロリド、エチルアルミニウムセスキクロリド、トリプロピルアルミニウム、トリブチルアルミニウム、トリ(2−メチルプロピル)アルミニウム、トリヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、トリデシルアルミニウム等が挙げられる。このなかでも、有機アルミニウム化合物が好ましい。また、これらの化合物は、1種単独で用いることも、2種以上を混合して用いることも可能である。kは0より大きな実数であり、0.5より大きな実数であることが好ましい。 The organometallic compound (A-5b) is not particularly limited, and specifically, methyllithium, butyllithium, methylmagnesium chloride, methylmagnesium bromide, methylmagnesium iodide, ethylmagnesium chloride, ethylmagnesium bromide. , Ethylmagnesium iodide, butylmagnesium chloride, butylmagnesium bromide, butylmagnesium iodide, dibutylmagnesium, dihexylmagnesium, triethylboron, trimethylaluminum, dimethylaluminum bromide, dimethylaluminum chloride, dimethylaluminum methoxide, methylaluminum dichloride, methylaluminum Sesquichloride, triethylaluminum, diethylaluminum chloride , Diethylaluminum bromide, diethylaluminum ethoxide, ethylaluminum dichloride, ethylaluminum sesquichloride, tripropylaluminum, tributylaluminum, tri (2-methylpropyl) aluminum, trihexylaluminum, trioctylaluminum, tridecylaluminum, etc. It is done. Among these, an organoaluminum compound is preferable. Moreover, these compounds can be used individually by 1 type, or 2 or more types can be mixed and used for them. k is a real number larger than 0, and is preferably a real number larger than 0.5.
有機金属化合物(A−5b)の使用量は、チタン化合物(A−4)に含まれるチタン原子に対する有機金属化合物(A−5b)に含まれるM2原子のモル比で0.1〜10であることが好ましく、0.5〜5であることがより好ましい。チタン化合物(A−4)と有機金属化合物(A−5b)との反応の温度については特に限定されないが、20℃〜150℃であることが好ましく、40℃〜100℃であることがより好ましい。 The amount of the organic metal compound (A-5b) is 0.1 to 10 at a molar ratio of M 2 atoms contained in the titanium compound organometallic compound to titanium atom contained in the (A-4) (A- 5b) It is preferable that the ratio is 0.5 to 5. The temperature of the reaction between the titanium compound (A-4) and the organometallic compound (A-5b) is not particularly limited, but is preferably 20 ° C to 150 ° C, and more preferably 40 ° C to 100 ° C. .
有機金属化合物(A−5b)の使用時の濃度については特に制限はないが、有機金属化合物(A−5b)に含まれるM2原子基準で0.1mol/L〜2mol/Lであることが好ましく、0.5mol/L〜1.5mol/Lであることがさらに好ましい。なお、有機金属化合物(A−5b)の希釈には不活性炭化水素溶媒を用いることが好ましい。 Although there is no restriction | limiting in particular about the density | concentration at the time of use of an organometallic compound (A-5b), It is 0.1 mol / L- 2 mol / L on the basis of M2 atom contained in an organometallic compound (A-5b). Preferably, it is 0.5 mol / L to 1.5 mol / L. In addition, it is preferable to use an inert hydrocarbon solvent for the dilution of the organometallic compound (A-5b).
固体(A−1c)に対するチタン化合物(A−4)と有機金属化合物(A−5b)の添加方法には特に制限はなく、まずチタン化合物(A−4)を添加し、これに続いて有機金属化合物(A−5b)を添加する方法、まず有機金属化合物(A−5b)を添加し、これに続いてチタン化合物(A−4)を添加する方法、チタン化合物(A−4)と有機金属化合物(A−5b)とを同時に添加する方法、のいずれの方法も可能であるが、まず有機金属化合物(A−5b)を添加し、これに続いてチタン化合物(A−4)を添加する方法が好ましい。チタン化合物(A−4)と有機金属化合物(A−5b)との反応は不活性炭化水素溶媒中で行われるが、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素溶媒を用いることが好ましい。かくして得られた触媒は、不活性炭化水素溶媒を用いたスラリー溶液として使用される。 There are no particular limitations on the method of adding the titanium compound (A-4) and the organometallic compound (A-5b) to the solid (A-1c). First, the titanium compound (A-4) is added, followed by the organic compound. Method of adding metal compound (A-5b), first adding organometallic compound (A-5b), followed by adding titanium compound (A-4), titanium compound (A-4) and organic Any method of adding the metal compound (A-5b) at the same time is possible. First, the organometallic compound (A-5b) is added, and then the titanium compound (A-4) is added. Is preferred. The reaction between the titanium compound (A-4) and the organometallic compound (A-5b) is carried out in an inert hydrocarbon solvent, but it is preferable to use an aliphatic hydrocarbon solvent such as hexane or heptane. The catalyst thus obtained is used as a slurry solution using an inert hydrocarbon solvent.
有機金属化合物(A−5b)が使用される場合には、固体(A−1c)に対してチタン化合物(A−4)と有機金属化合物(A−5b)とを添加する前に、固体(A−1c)をあらかじめアルコールと反応させ、さらに有機金属化合物(A−5b)と反応させておくことが好ましい。 When the organometallic compound (A-5b) is used, before adding the titanium compound (A-4) and the organometallic compound (A-5b) to the solid (A-1c), the solid ( A-1c) is preferably reacted with alcohol in advance and further reacted with the organometallic compound (A-5b).
このようなアルコールとしては、特に限定されないが、具体的には、炭素数が1〜10のものが好ましく、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−1−プロパノール、1−メチル−2−プロパノール、1−ペンタノール、1−ヘキサノール、1−オクタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、デカノール等が挙げられる。このなかでも、炭素数が2〜6のものがより好ましく、例えば、エタノール、プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−1−プロパノール、1−メチル−2−プロパノール、1−ペンタノール、1−ヘキサノール等が挙げられる。アルコールの使用量については特に限定されないが、固体(A−1c)に含まれるマグネシウム原子に対するモル比で0.01〜1であることが好ましく、0.01〜0.5であることがさらに好ましい。アルコールの使用時の濃度については特に限定されないが、不活性炭化水素溶媒を用いて0.1M〜2Mに希釈して使用することが好ましい。固体(A−1c)とアルコールとの反応の温度については特に限定されないが、25℃〜150℃であることが好ましく、40℃〜80℃であることがさらに好ましい。 Such alcohol is not particularly limited, but specifically, those having 1 to 10 carbon atoms are preferable. For example, methanol, ethanol, propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 2- Examples include methyl-1-propanol, 1-methyl-2-propanol, 1-pentanol, 1-hexanol, 1-octanol, 2-ethyl-1-hexanol, and decanol. Among these, those having 2 to 6 carbon atoms are more preferable, for example, ethanol, propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 2-methyl-1-propanol, 1-methyl-2-propanol, Examples thereof include 1-pentanol and 1-hexanol. Although it does not specifically limit about the usage-amount of alcohol, It is preferable that it is 0.01-1 with the molar ratio with respect to the magnesium atom contained in solid (A-1c), and it is still more preferable that it is 0.01-0.5. . The concentration of the alcohol at the time of use is not particularly limited, but it is preferably used after diluting to 0.1M to 2M using an inert hydrocarbon solvent. Although it does not specifically limit about the temperature of reaction with solid (A-1c) and alcohol, It is preferable that it is 25 to 150 degreeC, and it is more preferable that it is 40 to 80 degreeC.
アルコールと反応させた後の固体(A−1c)と有機金属化合物(A−5b)との反応について説明する。有機金属化合物(A−5b)の使用量については特に限定されないが、使用したアルコールに対するモル比で0.1〜10であることが好ましく、0.5倍〜5倍であることがさらに好ましい。有機金属化合物(A−5b)の使用時の濃度については特に制限はないが、有機金属化合物(A−5b)に含まれるM2原子基準で0.1mol/L〜2mol/Lであることが好ましく、0.5mol/L〜1.5mol/Lであることがさらに好ましい。なお、有機金属化合物(A−5b)の希釈には不活性炭化水素溶媒を用いることが好ましい。アルコールと反応させた後の固体(A−1c)と有機金属化合物(A−5b)との反応の温度については特に限定されないが、25℃〜150℃以下であることが好ましく、40℃〜80℃であることがさらに好ましい。 The reaction between the solid (A-1c) after the reaction with alcohol and the organometallic compound (A-5b) will be described. Although it does not specifically limit about the usage-amount of an organometallic compound (A-5b), It is preferable that it is 0.1-10 by molar ratio with respect to the used alcohol, and it is still more preferable that it is 0.5-5 times. Although there is no restriction | limiting in particular about the density | concentration at the time of use of an organometallic compound (A-5b), It is preferable that it is 0.1 mol / L-2 mol / L on the basis of M2 atom contained in an organometallic compound (A-5b). More preferably, it is 0.5 mol / L to 1.5 mol / L. In addition, it is preferable to use an inert hydrocarbon solvent for the dilution of the organometallic compound (A-5b). The temperature of the reaction between the solid (A-1c) after reacting with the alcohol and the organometallic compound (A-5b) is not particularly limited, but is preferably 25 ° C. to 150 ° C. or less, and 40 ° C. to 80 ° C. More preferably, the temperature is C.
次に、本実施形態における有機金属化合物成分[B]について説明する。本実施形態の固体触媒成分[A]は、有機金属化合物成分[B]と組み合わせることにより、高活性な重合用触媒となる。有機金属化合物成分[B]としては、特に限定されないが、具体的には、周期律表第1族、第2族、第12族及び第13族からなる群に属する金属を含有する化合物であることが好ましく、特に有機アルミニウム化合物及び/又は有機マグネシウム化合物が好ましい。 Next, the organometallic compound component [B] in the present embodiment will be described. The solid catalyst component [A] of the present embodiment becomes a highly active polymerization catalyst when combined with the organometallic compound component [B]. Although it does not specifically limit as organometallic compound component [B], Specifically, it is a compound containing the metal which belongs to the group which consists of a periodic table 1st group, 2nd group, 12th group, and 13th group. In particular, organoaluminum compounds and / or organomagnesium compounds are preferred.
このような有機アルミニウム化合物としては、下記式(7)で表される化合物を単独又は混合して使用することが好ましい。
AlR17 nZ(3-n) ・・・・・(7)
(式中、R17は炭素数1〜20の炭化水素基、Zは水素、ハロゲン、アルコキシ、アリロキシ、シロキシ基からなる群に属する基であり、nは2〜3の数である。)
As such an organoaluminum compound, a compound represented by the following formula (7) is preferably used alone or in combination.
AlR 17 n Z (3-n) (7)
(Wherein R 17 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, Z is a group belonging to the group consisting of hydrogen, halogen, alkoxy, allyloxy, and siloxy groups, and n is a number of 2 to 3)
上記の式(7)において、R17で表される炭素数1〜20の炭化水素基としては、特に限定されないが、具体的には、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、脂環式炭化水素を包含するものが挙げられ、例えばトリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリプロピルアルミニウム、トリブチルアルミニウム、トリ(2−メチルプロピル)アルミニウム、トリペンチルアルミニウム、トリ(3−メチルブチル)アルミニウム、トリヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、トリデシルアルミニウム等のトリアルキルアルミニウム;ジエチルアルミニウムクロリド、エチルアルミニウムジクロリド、ビス(2−メチルプロピル)アルミニウムクロリド、エチルアルミニウムセスキクロリド、ジエチルアルミニウムブロミド等のハロゲン化アルミニウム化合物;ジエチルアルミニウムエトキシド、ビス(2−メチルプロピル)アルミニウムブトキシド等のアルコキシアルミニウム化合物;ジメチルヒドロシロキシアルミニウムジメチル、エチルメチルヒドロシロキシアルミニウムジエチル、エチルジメチルシロキシアルミニウムジエチル等のシロキシアルミニウム化合物;及びこれらの混合物が好ましい。このなかでも、トリアルキルアルミニウム化合物がより好ましい。 In the above formula (7), the hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 17 is not particularly limited, and specifically, aliphatic hydrocarbon, aromatic hydrocarbon, alicyclic carbonization. Examples include hydrogen, such as trimethylaluminum, triethylaluminum, tripropylaluminum, tributylaluminum, tri (2-methylpropyl) aluminum, tripentylaluminum, tri (3-methylbutyl) aluminum, trihexylaluminum, trioctyl. Trialkylaluminum such as aluminum and tridecylaluminum; diethylaluminum chloride, ethylaluminum dichloride, bis (2-methylpropyl) aluminum chloride, ethylaluminum sesquichloride, diethylaluminum bromide, etc. An aluminum aluminum compound; an alkoxyaluminum compound such as diethylaluminum ethoxide, bis (2-methylpropyl) aluminum butoxide; a siloxyaluminum compound such as dimethylhydrosiloxyaluminum dimethyl, ethylmethylhydrosiloxyaluminum diethyl, ethyldimethylsiloxyaluminum diethyl; and These mixtures are preferred. Among these, a trialkylaluminum compound is more preferable.
有機マグネシウム化合物としては、前述の式(8)で表される不活性炭化水素溶媒に可溶である有機マグネシウム化合物が好ましい。
(M1)a(Mg)b(R1)c(R2)d(OR3)e・・・・・式(8)
(式中、M1は周期律表第1族、第2族、第12族及び第13族からなる群に属するマグネシウム以外の金属原子であり、R1及びR2はそれぞれ炭素数2〜20の炭化水素基であり、R3は炭素数1〜20の炭化水素基であり、a、b、c、d及びeは次の関係を満たす実数である。0≦a、0<b、0≦c、0≦d、0≦e、0<c+d、0≦e/(a+b)≦2、f×a+2b=c+d+e(ここで、fはM1の原子価である。))
The organomagnesium compound is preferably an organomagnesium compound that is soluble in the inert hydrocarbon solvent represented by the above formula (8).
(M 1 ) a (Mg) b (R 1 ) c (R 2 ) d (OR 3 ) e Expression (8)
(In the formula, M 1 is a metal atom other than magnesium belonging to the group consisting of Group 1, Group 2, Group 12, and Group 13 of the Periodic Table, and R 1 and R 2 each have 2 to 20 carbon atoms. R 3 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and a, b, c, d, and e are real numbers that satisfy the following relationship: 0 ≦ a, 0 <b, 0 ≦ c, 0 ≦ d, 0 ≦ e, 0 <c + d, 0 ≦ e / (a + b) ≦ 2, f × a + 2b = c + d + e (where f is the valence of M 1 ))
また、このような有機マグネシウム化合物としては、不活性炭化水素溶媒に可溶な有機マグネシウムの錯化合物の形として示されているが、ジアルキルマグネシウム化合物及びこの化合物と他の金属化合物との錯体の全てを包含するものである。この有機マグネシウム化合物は、不活性炭化水素溶媒に対する溶解性が高い化合物が好ましいため、b/aは0.5〜10であることが好ましく、またM1がアルミニウムである化合物がさらに好ましい。 Such organomagnesium compounds are shown as complex forms of organomagnesium soluble in inert hydrocarbon solvents, but all of dialkylmagnesium compounds and complexes of this compound with other metal compounds. Is included. Since this organomagnesium compound is preferably a compound having high solubility in an inert hydrocarbon solvent, b / a is preferably 0.5 to 10, and more preferably a compound in which M 1 is aluminum.
固体触媒成分[A]及び有機金属化合物成分[B]を重合条件下である重合系内に添加する方法については特に制限はなく、両者を別々に重合系内に添加してもよいし、あらかじめ両者を反応させた後に重合系内に添加してもよい。また組み合わせる両者の比率には特に制限はないが、固体触媒成分[A]1gに対し有機金属化合物[B]は1mmol〜3,000mmolであることが好ましい。 The method for adding the solid catalyst component [A] and the organometallic compound component [B] into the polymerization system under the polymerization conditions is not particularly limited, and both may be added separately into the polymerization system. You may add in a polymerization system, after making both react. Moreover, although there is no restriction | limiting in particular in the ratio of both to combine, It is preferable that organometallic compound [B] is 1 mmol-3,000 mmol with respect to 1 g of solid catalyst components [A].
本実施形態の固体触媒成分[A]とともに用いる有機アルミニウム化合物[B]としては、特に限定されないが、具体的には、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリn−プロピルアルミニウム、トリn−ブチルアルミニウム、トリiso−ブチルアルミニウム、トリn−アミルアルミニウム、トリiso−アミルアルミニウム、トリn−ヘキシルアルミニウム、トリn−オクチルアルミニウム、トリn−デシルアルミニウム等のトリアルキルアルミニウム;ジエチルアルミニウムクロリド、エチルアルミニウムジクロリド、ジiso−ブチルアルミニウムクロリド、エチルアルミニウムセスキクロリド、ジエチルアルミニウムブロミド等のハロゲン化アルミニウム;ジエチルアルミニウムエトキシド、ジiso−ブチルアルミニウムブトキシド等のアルコキシアルミニウム;ジメチルヒドロシロキシアルミニウムジメチル、エチルメチルヒドロシロキシアルミニウムジエチル、エチルジメチルシロキシアルミニウムジエチル等のシロキシアルキルアルミニウム;及びこれらの混合物が用いられ、特にトリアルキルアルミニウムは最も高い活性が達成されるため好ましい。 The organoaluminum compound [B] used together with the solid catalyst component [A] of the present embodiment is not particularly limited. Specifically, trimethylaluminum, triethylaluminum, tri-n-propylaluminum, tri-n-butylaluminum, tri trialkylaluminum such as iso-butylaluminum, tri-n-amylaluminum, triiso-amylaluminum, tri-n-hexylaluminum, tri-n-octylaluminum, tri-n-decylaluminum; diethylaluminum chloride, ethylaluminum dichloride, diiso -Aluminum halides such as butyl aluminum chloride, ethyl aluminum sesquichloride, diethyl aluminum bromide; diethyl aluminum ethoxide, diiso-butyl alcohol Alkoxyaluminum such as minium butoxide; siloxyalkylaluminum such as dimethylhydrosiloxyaluminum dimethyl, ethylmethylhydrosiloxyaluminum diethyl, ethyldimethylsiloxyaluminum diethyl; and mixtures thereof are used, especially trialkylaluminum has achieved the highest activity. Therefore, it is preferable.
固体触媒成分[A]及び有機アルミニウム化合物は、重合条件下に重合系内に添加してもよいし、あらかじめ重合に先立って混合してもよい。また組み合わせる両成分の比率は、固体触媒成分[A]中のTiと有機アルミニウム化合物[B]中のAlとのモル比で規定され、好ましくは、Al/Ti=0.3〜1000である。 The solid catalyst component [A] and the organoaluminum compound may be added to the polymerization system under the polymerization conditions, or may be mixed in advance prior to the polymerization. The ratio of both components to be combined is defined by the molar ratio of Ti in the solid catalyst component [A] and Al in the organoaluminum compound [B], and is preferably Al / Ti = 0.3 to 1000.
重合溶媒としては、スラリー重合に通常使用される炭化水素溶媒が用いられる。具体的には、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族系炭化水素;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素が挙げられる。これら炭化水素溶媒は、単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。重合温度は、通常、室温〜100℃、好ましくは50℃〜90℃の範囲である。重合圧力は、通常、常圧〜100気圧の範囲で実施される。得られる重合体の分子量は、重合系に水素を存在させるか、あるいは重合温度を変化させることによって調節することができる。 As the polymerization solvent, a hydrocarbon solvent usually used for slurry polymerization is used. Specific examples include aliphatic hydrocarbons such as hexane and heptane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; and alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane and methylcyclohexane. These hydrocarbon solvents may be used alone or in admixture of two or more. The polymerization temperature is usually in the range of room temperature to 100 ° C, preferably 50 ° C to 90 ° C. The polymerization pressure is usually carried out in the range of normal pressure to 100 atm. The molecular weight of the resulting polymer can be adjusted by allowing hydrogen to be present in the polymerization system or changing the polymerization temperature.
また、担持型幾何拘束型シングルサイト触媒を用い、ベッセル型のスラリー重合法により製造する方法も好ましく用いることができる。 Further, a method of producing by a vessel type slurry polymerization method using a supported geometrically constrained single site catalyst can also be preferably used.
こうして得られるポリエチレン樹脂組成物は、特に高分子量ポリエチレン樹脂成分へコモノマー導入量を高くすることができるため、高分子量ポリエチレン樹脂成分がタイ分子を形成しやすくなる点で好ましい。 The polyethylene resin composition obtained in this way is particularly preferable in that the amount of comonomer introduced into the high molecular weight polyethylene resin component can be increased, so that the high molecular weight polyethylene resin component easily forms a tie molecule.
(その他の成分)
上記本実施形態のポリエチレン樹脂組成物には、必要に応じて添加剤や充填剤等を添加してもよい。使用される添加剤としては、特に限定されないが、具体的には、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、等の各種酸化防止剤;HALS系光安定剤、ベンゾフェノン系光安定剤、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤等の各種光安定剤;脂肪酸金属塩やハイドロタルサイト等の中和剤;顔料等を使用することができる。また、充填剤としては、特に限定されないが、具体的には、タルク、シリカ、カーボン、マイカ、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、木粉等が挙げられる。必要に応じて、酸化チタンや有機顔料を使用するためにマスターバッチで添加することも可能である。
(Other ingredients)
You may add an additive, a filler, etc. to the polyethylene resin composition of the said embodiment as needed. Although it does not specifically limit as an additive used, Specifically, various antioxidants, such as a phenolic antioxidant, phosphorus antioxidant, and sulfur type antioxidant; HALS type light stabilizer, benzophenone Various light stabilizers such as a light stabilizer and a benzotriazole ultraviolet absorber; neutralizers such as fatty acid metal salts and hydrotalcite; pigments and the like can be used. Further, the filler is not particularly limited, and specific examples include talc, silica, carbon, mica, calcium carbonate, magnesium carbonate, wood flour and the like. If necessary, it is possible to add titanium oxide or an organic pigment in a master batch.
〔用途〕
本実施形態のポリエチレン樹脂組成物は、長期クリープ特性に優れ、ISO9080規格に記載されたPE100に分類され、100年後の最小保証応力が高く、成形加工性に優れることから、ポリエチレン配管及びその継手などのポリエチレン配管材料用として適している。また、本実施形態のポリエチレン樹脂組成物は、長期特性、伸び特性、耐衝撃性にも優れる傾向にある。
[Use]
The polyethylene resin composition of the present embodiment is excellent in long-term creep characteristics, is classified as PE100 described in the ISO 9080 standard, has a high minimum guaranteed stress after 100 years, and is excellent in molding processability. Suitable for polyethylene piping materials. Further, the polyethylene resin composition of the present embodiment tends to be excellent in long-term characteristics, elongation characteristics, and impact resistance.
ここで「PE100」とは、ISO9080に記載されている熱間内圧クリープ試験において、最高温度と最低温度が50℃以上離れた異なる3水準の温度で、それぞれ応力−破壊時間曲線の測定を少なくとも9000時間まで行い、重相関平均により20℃での50年後の最小保証応力を外挿により推定した値のLPLの値が、ISO12162に規定されている分類表で10MPa以上11.19MPa以下であり、最小保証応力が10MPaであることから、PE100に分類されているポリエチレンをいう。具体的には、実施例に記載の方法により分類することができる。 Here, “PE100” means that at least 9000 stress-fracture time curves were measured at three different temperatures in which the maximum temperature and the minimum temperature were separated by 50 ° C. or more in the hot internal pressure creep test described in ISO 9080. The LPL value of the value estimated by extrapolating the minimum guaranteed stress after 50 years at 20 ° C. by the multiple correlation average is 10 MPa or more and 11.19 MPa or less in the classification table defined in ISO12162, Since the minimum guaranteed stress is 10 MPa, it refers to polyethylene classified as PE100. Specifically, it can be classified by the method described in the examples.
「100年保証」とは、上記「PE100」と同様の方法で、20℃での100年後の外挿による最小保証応力が10MPa以上となるポリエチレン樹脂組成物をいう。具体的には、実施例に記載の方法により評価することができる。 “100 year warranty” refers to a polyethylene resin composition having a minimum guaranteed stress of 10 MPa or more by extrapolation after 100 years at 20 ° C. in the same manner as “PE100”. Specifically, it can be evaluated by the method described in Examples.
本実施形態のポリエチレン樹脂組成物は、従来のポリエチレン配管材料用樹脂組成物よりも長期特性や成形性に優れており、長期特性が飛躍的に向上し、生産性も非常に高いものとなる。 The polyethylene resin composition of the present embodiment is superior in long-term characteristics and moldability to conventional polyethylene pipe material resin compositions, and the long-term characteristics are dramatically improved and the productivity is extremely high.
本実施形態のパイプ及びパイプの継手は、ポリエチレン樹脂組成物を含むものであり、好ましくは水道用である。上水道用ポリエチレンパイプを例に挙げると、国内に於いて水道水を使用する際には塩素水による気泡の発生と、これに伴う表層剥離等が起こるため、いわゆる耐塩素水性能が必要となる。通常ポリエチレンパイプ及び継手を生産する際にはパイプとしての使途を限定するために、着色顔料と共に着色した形で提供されるのが通常である。このように、着色顔料を含むポリエチレンパイプ及び継手用樹脂において灰分(着色顔料由来の成分)が多いと、耐塩素水性を低下させることが考えられる。そのため、灰分は所定量以下に制限することがJIS K6762の水道用ポリエチレン管に記載されている。本実施形態のパイプ及びパイプの継手に含まれる灰分は、0.07質量%以下であることが好ましく、0.05質量%以下であることがより好ましい。 The pipe of this embodiment and the joint of a pipe contain a polyethylene resin composition, Preferably they are for waterworks. Taking a polyethylene pipe for waterworks as an example, when tap water is used in Japan, the generation of bubbles due to chlorine water and the accompanying peeling of the surface layer occur, and so-called chlorine water resistance is required. Usually, when producing polyethylene pipes and joints, in order to limit the use as a pipe, it is usually provided in a colored form together with a coloring pigment. As described above, if the polyethylene pipe and the joint resin containing the color pigment contain a large amount of ash (component derived from the color pigment), it is considered that the chlorine resistance is lowered. Therefore, it is described in the polyethylene pipe for water supply of JIS K6762 that ash content is limited to a predetermined amount or less. The ash content in the pipe and the joint of the present embodiment is preferably 0.07% by mass or less, and more preferably 0.05% by mass or less.
以下、本発明を実施例及び比較例を用いてさらに具体的に説明する。本発明は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。
本発明及び以下の実施例、比較例において、示す記号ならびに測定方法は以下の通りである。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples. The present invention is not limited in any way by the following examples.
In the present invention and the following examples and comparative examples, the symbols and measurement methods shown are as follows.
(1)メルトフローレート、コードD(MFR2.16):
メルトインデックスを表し、低分子量側のポリエチレン樹脂をJIS K7210により温度190℃、荷重2.16kgの条件下で測定した値である。単位はg/10minとした。
(1) Melt flow rate, code D (MFR 2.16):
It represents a melt index, and is a value obtained by measuring a polyethylene resin on the low molecular weight side according to JIS K7210 at a temperature of 190 ° C. and a load of 2.16 kg. The unit was g / 10 min.
(2)メルトフローレート、コードT(MFR5):
メルトインデックスを表し、ポリエチレン樹脂組成物をJIS K7210により温度190℃、荷重5.00kgの条件下で測定した値である。単位はg/10minとした。
(2) Melt flow rate, code T (MFR5):
It represents a melt index, and is a value obtained by measuring a polyethylene resin composition according to JIS K7210 at a temperature of 190 ° C. and a load of 5.00 kg. The unit was g / 10 min.
(3)密度:
ポリエチレン樹脂組成物をJIS K7112に準拠して測定した値である。単位はkg/m3とした。
(3) Density:
It is the value which measured the polyethylene resin composition based on JISK7112. The unit was kg / m 3 .
(4)分子量分布(Mw/Mn):
ポリエチレン樹脂組成物を高温ゲルパーミエーションクロマトグラフイー(GPC)で測定し、得られた分子量分布のチャートにおいて、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比から求めた値である。高温GPC測定には、Waters社製Alliance GPCV2000を用い、カラムには、昭和電工(株)製のAT−807S(1本)と東ソー(株)製GMHHR−H(S)HT(2本)を直列に接続し、移動相にオルトジクロロベンゼン(ODCB)、カラム温度140℃、流量1.0ml/分、試料濃度20mg/溶媒(ODCB)10ml、試料溶解温度140℃、試料溶解時間1時間の条件下で行った。
(4) Molecular weight distribution (Mw / Mn):
It is a value obtained from the ratio of the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) in the molecular weight distribution chart obtained by measuring the polyethylene resin composition by high temperature gel permeation chromatography (GPC). . For the high-temperature GPC measurement, Waters Alliance GPCV2000 was used, and for the column, Showa Denko Co., Ltd. AT-807S (one) and Tosoh Corporation GMHHR-H (S) HT (two) were used. Connected in series, mobile phase with orthodichlorobenzene (ODCB), column temperature 140 ° C, flow rate 1.0ml / min, sample concentration 20mg / solvent (ODCB) 10ml, sample dissolution temperature 140 ° C, sample dissolution time 1 hour Went under.
(5)曲げ弾性率
ポリエチレン樹脂組成物をJIS K7171に準拠して測定した値である。単位はMPaとした。
(5) Flexural modulus It is the value which measured the polyethylene resin composition based on JISK7171. The unit was MPa.
(6)引張破断伸び
ポリエチレン樹脂組成物をJIS K7161に準拠して測定した値である。単位は%とした。
(6) Tensile elongation at break This is a value obtained by measuring the polyethylene resin composition in accordance with JIS K7161. The unit is%.
(7)シャルピー衝撃強度
ポリエチレン樹脂組成物をJIS K7111に準拠して測定した値である。単位はkJ/m2である。
(7) Charpy impact strength This is a value obtained by measuring a polyethylene resin composition in accordance with JIS K7111. The unit is kJ / m 2 .
(8)熱間内圧クリープ(パイプフープ):
(8−1)パイプ成形
パイプとしての物性測定は、ポリエチレン樹脂組成物を用いてパイプを以下のように成形してテストに供した。パイプは直径65mm押出機(東芝プラスチックエンジニアリング社製)を用い、樹脂温度220℃の温度で溶融し、押出機に付属した外径80mm、内径68mmダイより円筒状に押出し、サイジング槽にてサイジングプレートを通すことにより外径を形成させるとともに、一次冷却としてサイジング槽水温を25℃で冷却を行い、さらにサイジング槽を出てから次の水槽で二次冷却として水温20℃にて冷却を行ったパイプを、引取り機にて外径/肉厚比=11となるように引き取り、外径63mm、肉厚5.8mmの管状体のパイプを成形した。
(8) Hot internal pressure creep (pipe hoop):
(8-1) Pipe molding The physical properties of the pipe were measured by molding the pipe as follows using a polyethylene resin composition. The pipe is melted at a resin temperature of 220 ° C. using a 65 mm diameter extruder (manufactured by Toshiba Plastic Engineering), extruded into a cylindrical shape from a die with an outer diameter of 80 mm and an inner diameter of 68 mm attached to the extruder, and a sizing plate in a sizing tank The outer diameter is formed by passing through, and the sizing tank water temperature is cooled at 25 ° C. as primary cooling, and the pipe is cooled at 20 ° C. as secondary cooling in the next water tank after leaving the sizing tank. Was taken with a take-up machine so that the outer diameter / thickness ratio = 11, and a tubular pipe having an outer diameter of 63 mm and a wall thickness of 5.8 mm was formed.
(8−2)PEクラス:
ISO 9080記載の試験法により20℃、60℃、80℃の3水準の温度を選び、上記成形したパイプに対して、任意のフープストレスにて熱間内圧試験を各温度水準それぞれ30点以上、かつ9000時間以降のデータを少なくとも1点含むように測定を行った。試験時間の対数値及びフープ圧の対数値について温度3水準で重相関平均を行い、20℃のラインについてその下方信頼限界の97.5%について50年後のフープ圧を外挿で計算した。これに基づき、ISO12162記載の基準で最小保証応力に対応するσLCLの範囲からPEクラスを判定した。
PEクラスの評価基準
PE100:MRS=10MPa:10≦LCL≦11.19
PE80:MRS=80MPa:8≦σLCL≦9.99
(8-2) PE class:
Three levels of temperatures of 20 ° C., 60 ° C., and 80 ° C. are selected by the test method described in ISO 9080, and a hot internal pressure test is performed at an arbitrary hoop stress on each of the molded pipes at 30 points or more at each temperature level. And it measured so that the data after 9000 hours may be included at least one point. The logarithmic value of the test time and the logarithmic value of the hoop pressure were subjected to multiple correlation averaging at three temperatures, and the hoop pressure after 50 years was calculated by extrapolation for the lower confidence limit of 97.5% for the 20 ° C. line. Based on this, the PE class was determined from the range of σLCL corresponding to the minimum guaranteed stress according to the standard described in ISO12162.
Evaluation standard of PE class PE100: MRS = 10 MPa: 10 ≦ LCL ≦ 11.19
PE80: MRS = 80 MPa: 8 ≦ σLCL ≦ 9.99
(8−3)100年後のフープ圧:
ISO 9080記載の試験法により20℃、60℃、80℃の3水準の温度を選び、上記成形したパイプに対して、任意のフープストレスにて熱間内圧試験を各温度水準それぞれ30点以上、かつ9000時間以降のデータを少なくとも1点含むように測定を行った。試験時間の対数値及びフープ圧の対数値について、ニーポイントがない場合はISO/TR9080記載のモデルRIを、ニーポイントが存在する場合はモデルRIIを用い、温度3水準で重相関平均を行い、20℃のラインについてその下方信頼限界の97.5%について100年後のフープ圧を外挿で計算した。これに基づき、以下の評価基準で100年保証を判定した。
100年保証の評価基準
○:100年後の推定値が10MPa以上のもの
×:10MPa未満であるもの
(8-3) Hoop pressure after 100 years:
Three levels of temperatures of 20 ° C., 60 ° C., and 80 ° C. are selected by the test method described in ISO 9080, and a hot internal pressure test is performed at an arbitrary hoop stress on each of the molded pipes at 30 points or more at each temperature level. And it measured so that the data after 9000 hours may be included at least one point. Regarding the logarithmic value of the test time and the logarithm value of the hoop pressure, when there is no knee point, the model RI described in ISO / TR9080 is used, and when the knee point is present, the model RII is used, and a multiple correlation average is performed at three temperatures. The hoop pressure after 100 years was calculated by extrapolation for the lower confidence limit of 97.5% for the 20 ° C line. Based on this, the 100-year warranty was determined according to the following evaluation criteria.
Evaluation criteria for 100-year warranty ○: Estimated value after 100 years is 10 MPa or more ×: Less than 10 MPa
(8−4)傾きの比の算出:
傾きの割合は、20℃の熱間内圧試験について1000時間未満のプロットラインの傾き及び1000時間以降のプロットラインの傾きを最小二乗法により一次式モデル用いた線形回帰を行った。計算し、1000時間以降の傾きに対する1000時間未満のプロットラインの傾きの割合を求めた(1000時間未満の傾き/1000時間以降の傾き)。
(8-4) Calculation of slope ratio:
The slope ratio was determined by linear regression using a linear model using a least squares method for the slope of the plot line of less than 1000 hours and the slope of the plot line after 1000 hours in the hot internal pressure test at 20 ° C. The ratio of the slope of the plot line less than 1000 hours to the slope after 1000 hours was calculated (slope less than 1000 hours / slope after 1000 hours).
(8−5)Knee Point判断:
Knee PointはISO9080に基づき、ノッチ無しのパイプを用い80℃で熱間内圧試験を行い、経過時間に対するフープストレスを表した時の低時間側の延性破壊から高時間側の脆性破壊に変化(Knee)について以下の評価基準で評価した。
"有":変化(Knee)が現れたもの
"無":変化(Knee)がなく、延性破壊のみであるもの
(8-5) Knee Point judgment:
Knee Point is a hot internal pressure test at 80 ° C. using an unnotched pipe based on ISO 9080, and changes from ductile fracture on the low time side to brittle fracture on the high time side when expressing hoop stress with respect to elapsed time (Knee). ) Was evaluated according to the following evaluation criteria.
"Yes": Change (Knee) appears
“No”: No change (Knee), only ductile fracture
(9)昇温溶出分別GPCクロス分別:
分子量200,000以上且つ溶出温度85℃以下の溶出成分の積算溶出量の、全積算溶出量に対する割合(R、単位:wt%)を、昇温溶出分別とゲルパーミエーションクロマトグラフィーとのクロス分別により求められる分子量−溶出温度−溶出量の相関より算出した。分子量200,000以上且つ溶出温度85℃以下の溶出成分の積算溶出量は、図5において斜線の部分に相当する。その全積算溶出量に対する比がRである。測定装置はPolymer char社製CFCを用いた。ゲルパーミエーションクロマトグラフィー用カラムとしては昭和電工(株)製のAT−807S(1本)と東ソー(株)製GMHHR−H(S)HT(2本)を直列に接続し、移動相にオルトジクロロベンゼン(ODCB)、カラム温度140℃、流量1.0ml/分、試料濃度20mg/溶媒(ODCB)10ml、試料溶解温度140℃、昇温溶出分別部以外は常時140℃設定で測定した。
(9) Temperature rising elution fractionation GPC cross fractionation:
The fraction (R, unit: wt%) of the total elution amount of elution components with a molecular weight of 200,000 or more and an elution temperature of 85 ° C or less to the total integrated elution amount, cross-separation between temperature rising elution fractionation and gel permeation chromatography It calculated from the correlation of molecular weight-elution temperature-elution amount calculated | required by. The cumulative elution amount of elution components having a molecular weight of 200,000 or more and an elution temperature of 85 ° C. or less corresponds to the hatched portion in FIG. The ratio to the total accumulated elution amount is R. As a measuring device, a CFC manufactured by Polymer char was used. As a column for gel permeation chromatography, AT-807S (1) manufactured by Showa Denko KK and GMHHR-H (S) HT (2) manufactured by Tosoh Co., Ltd. are connected in series, and the mobile phase is ortho. Measurements were always made at 140 ° C. except for dichlorobenzene (ODCB), column temperature 140 ° C., flow rate 1.0 ml / min, sample concentration 20 mg / solvent (ODCB) 10 ml, sample dissolution temperature 140 ° C., temperature elution fractionation part.
試料濃度は0.1〜0.3wt/vol%とし、注入量0.5ml、流速1.0ml/minであった。試料を140℃で2時間加熱後、20℃まで10℃/hrで降温し、さらに20℃で60分保持して、試料をコーティングした。検出器には赤外分光器を用い、3.42μmの赤外光を検知した。溶出温度は40℃〜140℃とし、溶出ピーク付近では1℃刻みのフラクションに分けた。各温度での溶出したフラクションの分子量を測定した。次に、各フラクションの分子量毎の積算値より、分子量200,000以上、溶出温度85℃以下の溶出量を計算し、全体量の比をとってRとした。 The sample concentration was 0.1 to 0.3 wt / vol%, the injection amount was 0.5 ml, and the flow rate was 1.0 ml / min. The sample was heated at 140 ° C. for 2 hours, then cooled to 20 ° C. at 10 ° C./hr, and further held at 20 ° C. for 60 minutes to coat the sample. An infrared spectrometer was used as a detector, and infrared light of 3.42 μm was detected. The elution temperature was 40 ° C. to 140 ° C., and it was divided into 1 ° C. fractions in the vicinity of the elution peak. The molecular weight of the eluted fraction at each temperature was measured. Next, an elution amount having a molecular weight of 200,000 or more and an elution temperature of 85 ° C. or less was calculated from the integrated value for each molecular weight of each fraction, and the total amount ratio was taken as R.
(10)成形加工性
射出成型により成形した成形品の表面を目視評価し、肌荒れ、フローマーク、剥離のないものを○、肌荒れ、フローマーク、剥離が発生したものを×とした。
(10) Molding workability The surface of a molded product molded by injection molding was visually evaluated, and those having no rough skin, flow marks, and peeling were evaluated as “good”, and those having rough skin, flow marks, and peeling were evaluated as “x”.
〔実施例1〕
[触媒の調製]
(固体触媒成分[A]の調製)
(1)クロロシラン化合物との反応によるマグネシウム含有固体の合成
充分に窒素置換された15Lの反応器に、トリクロロシラン(HSiCl3)(成分(ii))を2mol/Lのn−ヘプタン溶液として2740mL仕込み、攪拌しながら65℃に保ち、これに、式AlMg6(C2H5)3(i−C4H9)10.8(Oi−C4H9)1.2
で示される有機マグネシウム成分(成分(i))のn−ヘプタン溶液7L(マグネシウム換算で5mol)を1時間かけて加え、さらに65℃にて1時間攪拌下反応させた。反応終了後、上澄み液を除去し、n−ヘキサン7Lで4回洗浄を行い、固体スラリーを得た。この固体(A−1a)を分離・乾燥して分析した結果、固体1g当たり、Mg8.62mmol、Cl17.1mmol、i−ブトキシ基(Oi−C4H9)0.84mmolを含有していた。
(2)固体触媒の調製
上記固体(A−1a)500gを含有するスラリーを、iso−ブチルアルコール(成分(A−2))1mol/Lのn−ヘキサン溶液2160mLとともに、攪拌下50℃で1時間反応させた。反応終了後上澄みを除去し、7Lのn−ヘキサンで1回洗浄を行ない、固体スラリー(A−1b)を得た。この固体スラリー(A−1b)を50℃に保ち、ジエチルアルミニウムクロリド(成分(A−3))1mol/Lのn−ヘキサン溶液970mLを攪拌下加えて1時間反応させた。反応終了後上澄みを除去し、7Lのn−ヘキサンで2回洗浄を行ない、固体スラリー(A−1c)を得た。この固体スラリー(A−1c)を50℃に保ち、ジエチルアルミニウムクロリド1mol/Lのn−ヘキサン溶液270mL及び四塩化チタン(成分(A−4))1mol/Lのn−ヘキサン溶液270mLを加えて、2時間反応した。反応終了後上澄みを除去し、内温を50℃に保った状態で、7Lのn−ヘキサンで4回洗浄して、固体触媒成分(成分[A])をヘキサンスラリー溶液として得た。この固体触媒スラリー溶液上澄み液中の塩素イオン濃度は2.5mmol/L、アルミニウムイオン濃度は4.5mmol/Lであった。
[Example 1]
[Preparation of catalyst]
(Preparation of solid catalyst component [A])
(1) Synthesis of magnesium-containing solid by reaction with chlorosilane compound 2740 mL of trichlorosilane (HSiCl 3 ) (component (ii)) as a 2 mol / L n-heptane solution was charged into a fully nitrogen-substituted 15 L reactor. The mixture is kept at 65 ° C. with stirring, and the formula AlMg 6 (C 2 H 5 ) 3 (iC 4 H 9 ) 10.8 (Oi C 4 H 9 ) 1.2
7 L (5 mol in terms of magnesium) of an organomagnesium component (component (i)) represented by the formula (1) was added over 1 hour, and the mixture was further reacted with stirring at 65 ° C. for 1 hour. After completion of the reaction, the supernatant was removed and washed 4 times with 7 L of n-hexane to obtain a solid slurry. As a result of separating and drying this solid (A-1a) and analyzing it, it contained Mg 8.62 mmol, Cl 17.1 mmol and i-butoxy group (Oi-C 4 H 9 ) 0.84 mmol per 1 g of the solid.
(2) Preparation of Solid Catalyst A slurry containing 500 g of the solid (A-1a) was mixed with 2160 mL of 1-mol / L n-hexane solution of iso-butyl alcohol (component (A-2)) at 50 ° C. with stirring. Reacted for hours. After completion of the reaction, the supernatant was removed and washed once with 7 L of n-hexane to obtain a solid slurry (A-1b). This solid slurry (A-1b) was kept at 50 ° C., and 970 mL of 1 mol / L n-hexane solution of diethylaluminum chloride (component (A-3)) was added with stirring to react for 1 hour. After completion of the reaction, the supernatant was removed and washed twice with 7 L of n-hexane to obtain a solid slurry (A-1c). The solid slurry (A-1c) was kept at 50 ° C., and 270 mL of n-hexane solution of 1 mol / L of diethylaluminum chloride and 270 mL of n-hexane solution of 1 mol / L of titanium tetrachloride (component (A-4)) were added. Reacted for 2 hours. After completion of the reaction, the supernatant was removed and washed with 7 L of n-hexane four times while maintaining the internal temperature at 50 ° C. to obtain a solid catalyst component (component [A]) as a hexane slurry solution. The chlorine ion concentration in the supernatant of the solid catalyst slurry solution was 2.5 mmol / L, and the aluminum ion concentration was 4.5 mmol / L.
(3)重合
上記で得られた固体触媒成分[A]、及びトリエチルアルミニウム(成分[B])を含む重合触媒を用いた連続スラリー重合法で、直列に接続した2つの重合槽による二段重合を行った。用いたコモノマーは1−ブテンとした。一段目の重合槽には、モノマーとしてエチレンのみを供給し、温度85℃、圧力7.2kg/cm3G、水素濃度48%にて重合を行い、二段目にはエチレンと1−ブテンを供給し70℃、2.3kg/cm3G、水素濃度1.5%、1−ブテン濃度9.0%にて重合した。一段目の重合槽で得られるエチレン単独重合体からなる低分子量ポリエチレン樹脂成分(A)の生産量の割合を55wt%、二段目の重合槽で得られる共重合体からなる高分子量ポリエチレン樹脂成分(B)の生産量の割合を45wt%に設定し、MFR5が0.86g/10分、密度が948kg/m3のパウダーを得た。
(3) Polymerization Two-stage polymerization by two polymerization tanks connected in series by a continuous slurry polymerization method using a polymerization catalyst containing the solid catalyst component [A] obtained above and triethylaluminum (component [B]). Went. The comonomer used was 1-butene. The first stage polymerization tank is supplied with only ethylene as a monomer and polymerized at a temperature of 85 ° C., a pressure of 7.2 kg / cm 3 G, and a hydrogen concentration of 48%, and the second stage contains ethylene and 1-butene. The polymerization was carried out at 70 ° C., 2.3 kg / cm 3 G, hydrogen concentration 1.5%, and 1-butene concentration 9.0%. The production ratio of the low molecular weight polyethylene resin component (A) made of an ethylene homopolymer obtained in the first stage polymerization tank is 55 wt%, and the high molecular weight polyethylene resin component made of a copolymer obtained in the second stage polymerization tank. The proportion of the production amount of (B) was set to 45 wt%, and a powder with an MFR5 of 0.86 g / 10 minutes and a density of 948 kg / m 3 was obtained.
上記重合により得られたパウダーを乾燥し、パウダー100質量部に対して、二次抗酸化剤としてトリ(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)フォスフェートを1000ppm、耐熱安定剤としてテトラキス(3−(4'−ヒドロキシ−3',5'−ジ−t−ブチルフェニル)プロピオネート)メタンを1500ppm、耐候剤として2−(3−t−ブチル−5−メチル−2−ヒドロキシフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾールを400ppm、ステアリン酸カルシウムを300ppm、日本製鋼製TEX−44型押出機(スクリュー径44mm、L/D=42)設定温度200℃、樹脂押出量40kg/hrにて押出し造粒することによりペレットを得た。ペレットのMFR5は0.33g/10分、密度が948kg/m3であった。このペレットを用いて試験片を作製し、物性測定を行った。 The powder obtained by the above polymerization was dried, and 1000 ppm of tri (2,4-di-t-butylphenyl) phosphate as a secondary antioxidant and tetrakis (3 as a heat-resistant stabilizer) with respect to 100 parts by mass of the powder. -(4'-hydroxy-3 ', 5'-di-t-butylphenyl) propionate) methane at 1500 ppm and 2- (3-t-butyl-5-methyl-2-hydroxyphenyl) -5- as weathering agent By extruding and granulating 400 ppm chlorobenzotriazole, 300 ppm calcium stearate, Nippon Steel's TEX-44 type extruder (screw diameter 44 mm, L / D = 42) at a set temperature of 200 ° C. and a resin extrusion rate of 40 kg / hr. Pellets were obtained. The pellet had an MFR5 of 0.33 g / 10 min and a density of 948 kg / m 3 . A test piece was prepared using this pellet, and physical properties were measured.
また該ペレットを用いて外径63mmのパイプを成形しパイプの物性測定を行った。その結果を表1に示す。また、時間とフープ圧の関係を図2に示す。なお、図2において、1000時間未満のプロットを◆で示し、1000時間以降のプロットを□で示し、それぞれのプロットを一次式の最小二乗法で回帰計算しそのプロットラインを直線で示した。 Further, a pipe having an outer diameter of 63 mm was formed using the pellet, and the physical properties of the pipe were measured. The results are shown in Table 1. The relationship between time and hoop pressure is shown in FIG. In FIG. 2, plots of less than 1000 hours are indicated by ♦, plots after 1000 hours are indicated by □, and each plot is calculated by regression using a least square method of a linear equation, and the plot lines are indicated by straight lines.
〔比較例1〕
充分に窒素置換された内容積20Lのステンレス製オートクレーブに1mol/Lのヒドロキシトリクロロシランのヘキサン溶液4Lを仕込み、50℃で攪拌しながら、組成式AlMg5(C4H9)11(OC2H5)2で表される有機マグネシウム化合物のヘキサン溶液9L(マグネシウム6.5mol相当)を4hかけて滴下し、さらに50℃で1h攪拌しながら反応させた。反応終了後、上澄み液を除去し、7Lのヘキサンで4回洗浄し、担体を得た。この担体を分析した結果、担体1g当たりに含まれるマグネシウムが8.44mmolであった。
[Comparative Example 1]
A stainless steel autoclave with an internal volume of 20 L that has been sufficiently purged with nitrogen is charged with 4 L of a 1 mol / L hydroxytrichlorosilane hexane solution and stirred at 50 ° C., while the composition formula AlMg 5 (C 4 H 9 ) 11 (OC 2 H 5 ) 9 L of a hexane solution of the organomagnesium compound represented by 2 (equivalent to 6.5 mol of magnesium) was added dropwise over 4 h, and the reaction was further continued at 50 ° C. with stirring for 1 h. After completion of the reaction, the supernatant was removed and washed 4 times with 7 L of hexane to obtain a carrier. As a result of analyzing this carrier, the amount of magnesium contained in 1 g of the carrier was 8.44 mmol.
上記担体500gを含有するヘキサンスラリー13Lに、50℃で攪拌しながら、1mol/Lの1−プロパノールのヘキサン溶液450mLを30分かけて添加した。添加後、50℃で1時間反応を継続した。反応終了後、上澄み液7Lを除去し、ヘキサン6.4Lを添加し、温度を65℃にして1mol/Lのジエチルアルミニウムクロリドのヘキサン溶液600mlを1時間30分かけて添加した。添加後、65℃で1時間反応を継続した。反応終了後、上澄み液7Lを除去し、ヘキサン7Lで4回洗浄してスラリーを得た。洗浄後のスラリーの上澄み600mLを除去し、50℃で攪拌しながら1mol/Lのジエチルアルミニウムクロリドヘキサン溶液265mLを5分かけて添加し、引き続き1mol/Lの四塩化チタンのヘキサン溶液265mLを5分かけて添加した。添加後、50℃で2時間反応を継続した。反応終了後、7Lの上澄み液を除去し、7Lのヘキサンで4回洗浄することにより、固体触媒成分を調製した。この固体触媒成分1g中に含まれるチタン量は0.52mmolであった。 While stirring at 50 ° C., 450 mL of a 1 mol / L 1-propanol hexane solution was added to 13 L of hexane slurry containing 500 g of the carrier over 30 minutes. After the addition, the reaction was continued at 50 ° C. for 1 hour. After completion of the reaction, 7 L of the supernatant was removed, 6.4 L of hexane was added, the temperature was 65 ° C., and 600 ml of a 1 mol / L diethylaluminum chloride hexane solution was added over 1 hour 30 minutes. After the addition, the reaction was continued at 65 ° C. for 1 hour. After completion of the reaction, 7 L of the supernatant was removed and washed 4 times with 7 L of hexane to obtain a slurry. Remove 600 mL of the supernatant of the slurry after washing, add 265 mL of a 1 mol / L diethylaluminum chloride hexane solution over 5 minutes while stirring at 50 ° C., and subsequently add 265 mL of a 1 mol / L titanium tetrachloride hexane solution for 5 minutes. Added over time. After the addition, the reaction was continued at 50 ° C for 2 hours. After completion of the reaction, 7 L of the supernatant was removed, and the solid catalyst component was prepared by washing 4 times with 7 L of hexane. The amount of titanium contained in 1 g of this solid catalyst component was 0.52 mmol.
最初に、1段目の重合では低分子量成分を製造するために、反応容積300Lのステンレス製重合器1を用いた。γ線を使用した液面計により測定された重合器内の溶媒の体積とポリオレフィンの体積との和は170Lであり、重合器から溶媒とポリオレフィンとが定常的に抜き取られる体積あたりの速度は51L/hであった。従って、1段目の平均滞留時間は3.3時間であった。重合器1から低分子量成分は10kg/hの速度で抜き取られた。重合温度85℃、重合圧力1MPaの条件で、触媒として上記の固体触媒をTi原子換算で0.5mmol/h、上記の有機アルミニウム化合物をAl原子換算で20mmol/hとなるように導入し、またヘキサンを40L/hの速度で導入した。分子量調整剤としては水素を用い、エチレンと水素との和に対する水素の気相モル濃度(水素/(エチレン+水素))が65mol%になるように供給し、エチレンの供給量が10kg/hになるように重合器に供給し重合を行った。 First, in the first stage polymerization, a stainless polymerizer 1 having a reaction volume of 300 L was used to produce a low molecular weight component. The sum of the volume of the solvent in the polymerization vessel and the volume of the polyolefin measured by a liquid level meter using γ rays is 170 L, and the rate per volume at which the solvent and the polyolefin are regularly extracted from the polymerization vessel is 51 L. / H. Therefore, the average residence time in the first stage was 3.3 hours. Low molecular weight components were withdrawn from the polymerization vessel 1 at a rate of 10 kg / h. Under the conditions of a polymerization temperature of 85 ° C. and a polymerization pressure of 1 MPa, the above solid catalyst was introduced as a catalyst in an amount of 0.5 mmol / h in terms of Ti atoms, and the above organoaluminum compound was introduced in an amount of 20 mmol / h in terms of Al atoms, Hexane was introduced at a rate of 40 L / h. Hydrogen is used as the molecular weight regulator, and is supplied so that the gas phase molar concentration (hydrogen / (ethylene + hydrogen)) of the sum of ethylene and hydrogen is 65 mol%, and the supply amount of ethylene is 10 kg / h. Then, the polymerization was carried out by supplying the polymerization vessel.
重合器1における重合活性は、3200g/g/hであった。重合器1で製造された低分子量成分のメルトフローレート(MFR2.16)は190g/10分、密度は974kg/m3であった。 The polymerization activity in the polymerization vessel 1 was 3200 g / g / h. The melt flow rate (MFR 2.16) of the low molecular weight component produced in Polymerizer 1 was 190 g / 10 min, and the density was 974 kg / m 3 .
ポリマースラリー中の水素を除去するため、重合器1内のポリマースラリー溶液を51L/hの速度で圧力0.1MPa、温度75℃のフラッシュドラムに導き、未反応のエチレン、水素を分離した。 In order to remove hydrogen in the polymer slurry, the polymer slurry solution in the polymerization vessel 1 was led to a flash drum having a pressure of 0.1 MPa and a temperature of 75 ° C. at a rate of 51 L / h to separate unreacted ethylene and hydrogen.
次に、2段目の重合では高分子量成分を製造するために、反応容積300Lのステンレス製重合器2を用い、ポリマースラリー溶液を51L/hとヘキサン95L/h、合わせて146L/hの速度で重合器2に導入された。上記の有機アルミニウム化合物をAl原子換算で47mmol/hで導入した。γ線を使用した液面計により測定された重合器内の溶媒の体積とエチレンとα−オレフィンとの共重合体の体積との和は146Lであり、重合器から溶媒とエチレンとα−オレフィンとの共重合体とが定常的に抜き取られる体積あたりの速度は157L/hであった。従って、一段目の平均滞留時間は0.90時間であった。重合器2から、低分子量成分及び高分子量成分からなるポリエチレン組成物は20kg/hの速度で抜き取られた。 Next, in order to produce a high molecular weight component in the second-stage polymerization, a stainless polymerizer 2 having a reaction volume of 300 L is used, and the polymer slurry solution is 51 L / h and hexane 95 L / h, and the rate is 146 L / h. Was introduced into the polymerization vessel 2. The organoaluminum compound was introduced at 47 mmol / h in terms of Al atoms. The sum of the volume of the solvent in the polymerization vessel and the volume of the copolymer of ethylene and α-olefin measured by a liquid level meter using γ-ray is 146 L, and the solvent, ethylene and α-olefin are removed from the polymerization vessel. The volume per volume at which the copolymer was extracted constantly was 157 L / h. Therefore, the average residence time in the first stage was 0.90 hours. From the polymerization vessel 2, a polyethylene composition comprising a low molecular weight component and a high molecular weight component was withdrawn at a rate of 20 kg / h.
重合器2では、温度70℃、圧力0.2MPaの条件下で、有機アルミニウム化合物をAl原子換算で47.5mmol/hrの速度で導入した。これに、エチレン、水素、1−ブテンを、全圧0.2MPa、水素の気相濃度が1.3mol%、1−ブテンの気相濃度が4.3mol%、エチレンの供給量と1−ブテンの供給量との和が10kg/hになるように重合器に導入して、重合器1で生成した低分子量部分と、重合器2で生成した高分子量部分の重量比(高分子量部分)/(低分子量部分)が45/55となるように高分子量部分を重合した。 In the polymerization vessel 2, the organoaluminum compound was introduced at a rate of 47.5 mmol / hr in terms of Al atoms under the conditions of a temperature of 70 ° C. and a pressure of 0.2 MPa. To this, ethylene, hydrogen, 1-butene, total pressure 0.2 MPa, hydrogen gas phase concentration 1.3 mol%, 1-butene gas phase concentration 4.3 mol%, ethylene supply amount and 1-butene The weight ratio of the low molecular weight portion produced in the polymerization vessel 1 to the high molecular weight portion produced in the polymerization vessel 2 (high molecular weight portion) / The high molecular weight portion was polymerized so that (low molecular weight portion) was 45/55.
パウダー状でのMFR5が0.88g/10分、密度が950kg/m3であるパウダー状のポリエチレン樹脂組成物を製造した。 A powdery polyethylene resin composition having a powdery MFR5 of 0.88 g / 10 min and a density of 950 kg / m 3 was produced.
以降は実施例1と同様に押出を行い、ペレットでのMFR5が0.37g/10分、密度が950kg/m3であるペレットを得た。実施例1と同様に評価を行い、結果を表1に示す。また、時間とフープ圧の関係を図3に示す。なお、図3において、1000時間未満のプロットを◆で示し、1000時間以降のプロットを□で示し、それぞれのプロットラインは直線で示した。 Thereafter, extrusion was performed in the same manner as in Example 1 to obtain pellets having an MFR5 of 0.37 g / 10 min and a density of 950 kg / m 3 . Evaluation was performed in the same manner as in Example 1, and the results are shown in Table 1. The relationship between time and hoop pressure is shown in FIG. In FIG. 3, a plot of less than 1000 hours is indicated by ♦, a plot after 1000 hours is indicated by □, and each plot line is indicated by a straight line.
〔比較例2〕
重合器1で製造された低分子量成分のメルトフローレート(MFR2.16)は200g/10分、重合器1で生成した低分子量部分と、重合器2で生成した高分子量部分の重量比(高分子量部分)/(低分子量部分)が50/50、パウダー状でのMFR5が0.44g/10分、密度が952kg/m3であるパウダー状のポリエチレンを製造した以外は比較例1と同様にしてペレットでのMFR5が0.22g/10分、密度が952kg/m3であるぺレットを得た。測定結果を表1に示す。また、時間とフープ圧との関係を図4に示す。なお、図4において、1000時間未満のプロットを◆で示し、1000時間以降のプロットを□で示し、それぞれのプロットラインは直線で示した。
[Comparative Example 2]
The melt flow rate (MFR 2.16) of the low molecular weight component produced in the polymerization vessel 1 is 200 g / 10 min. The weight ratio of the low molecular weight portion produced in the polymerization vessel 1 to the high molecular weight portion produced in the polymerization vessel 2 (high Comparative Example 1 except that a powdered polyethylene having a molecular weight part) / (low molecular weight part) of 50/50, MFR5 in powder form of 0.44 g / 10 min and density of 952 kg / m 3 was produced. A pellet having an MFR5 of 0.22 g / 10 min and a density of 952 kg / m 3 was obtained. The measurement results are shown in Table 1. FIG. 4 shows the relationship between time and hoop pressure. In FIG. 4, plots of less than 1000 hours are indicated by ♦, plots after 1000 hours are indicated by □, and each plot line is indicated by a straight line.
〔比較例3〕
重合器1では圧力を8.0kg/cm3G、水素濃度65%として重合を行い、重合器2では2.4kg/cm3G、水素濃度1.6%、1−ブテン濃度9.7%として重合した。重合器1で得られるエチレン単独重合体からなる低分子量成分(A)の生産量の割合を60wt%、重合器2で得られる共重合体からなる高分子量成分(B)の生産量の割合を40wt%に設定して、パウダー状でのMFR5が1.46g/10分、密度が950kg/m3であるパウダー状のポリエチレンを製造した以外は実施例1と同様にしてペレットでのMFR5が0.51g/10分、密度が950kg/m3であるペレットを得た。測定結果を表1に示す。
[Comparative Example 3]
Polymerization is performed in the polymerization vessel 1 at a pressure of 8.0 kg / cm 3 G and a hydrogen concentration of 65%, and in the polymerization vessel 2, 2.4 kg / cm 3 G, a hydrogen concentration of 1.6%, and a 1-butene concentration of 9.7%. Polymerized as. The proportion of the production amount of the low molecular weight component (A) composed of the ethylene homopolymer obtained in the polymerizer 1 is 60 wt%, and the proportion of the production amount of the high molecular weight component (B) composed of the copolymer obtained in the polymerizer 2 is The MFR5 in the pellet was 0 in the same manner as in Example 1 except that a powdery polyethylene having an MFR5 in the powder form of 1.46 g / 10 min and a density of 950 kg / m 3 was produced by setting the powder to 40 wt%. A pellet with a density of 950 kg / m 3 was obtained at .51 g / 10 min. The measurement results are shown in Table 1.
本発明のポリエチレン樹脂組成物は、パイプとして用いた時の物性と長期特性、及び継手として用いた時の生産性に優れ、上水道や下水道、農業管や各種輸送配管のパイプや継手等の材料として最適である。 The polyethylene resin composition of the present invention is excellent in physical properties and long-term characteristics when used as a pipe, and productivity when used as a joint, and as a material for pipes and joints of water supply and sewerage, agricultural pipes and various transport pipes, etc. Is optimal.
〔1〕
エチレンの単独重合体、及びエチレンと炭素数3〜20のα−オレフィンとの共重合体を含み、下記(1)〜(5)を満たす、100年保証ポリエチレン配管材料用ポリエチレン樹脂組成物。
(1)密度が946〜953kg/m3である。
(2)メルトフローレート(コードT)が0.15〜0.50g/10分である。
(3)分子量分布が15〜40である。
(4)ISO 9080で規定される20℃における熱間内圧クリープ試験において、破壊時間の対数に対するフープ圧の対数のプロットラインの傾きの比が以下の関係を有する。
1000時間未満の傾き/1000時間以降の傾き>1.5
(5)昇温溶出分別とゲルパーミエーションクロマトグラフィーとのクロス分別により求められる分子量−溶出温度−溶出量の相関において、分子量200,000以上且つ溶出温度85℃以下の溶出成分の積算溶出量の、全積算溶出量に対する割合(R、単位:wt%)が、1.0wt%以上である。
〔2〕
エチレン単独重合体、及び/又はエチレンと炭素数3〜20のα−オレフィンとの共重合体であり、密度が967〜977kg/m3であり、メルトフローレート(コードD)が40〜300g/10分である、ポリエチレン樹脂48〜60質量部と、
エチレンと、炭素数3以上20以下のα−オレフィンとの共重合体であり、密度が895〜949kg/m3、重量平均分子量が500,000〜1,000,000である、ポリエチレン樹脂40〜52質量部とを含む、
前項〔1〕に記載のポリエチレン樹脂組成物。
〔3〕
一段目の重合槽でエチレン単独重合体を製造し、二段目の重合槽でエチレンと炭素数が3〜20のα−オレフィンとの共重合体を製造する二段重合法によって得られる、前項〔1〕又は〔2〕に記載のポリエチレン樹脂組成物。
〔4〕
下記式(1)で示される炭化水素溶媒に可溶な有機マグネシウム化合物(i)と、下記式(2)で示されるクロロシラン化合物(ii)とを、(ii)/(i)モル比0.01〜100の範囲で反応させて固体(A−1a)を得て、
該固体(A−1a)中に含まれるC−Mg結合1molに対して、アルコール(A−2)を0.01〜1mol反応させて固体(A−1b)を得て、
該固体(A−1b)に、下記式(3)で示される有機金属化合物(A−3)を反応させて固体(A−1c)を得て、
該固体(A−1c)に、チタン化合物(A−4)を、担持させることにより、得られる固体触媒成分[A]、及び有機アルミニウム化合物[B]を含む重合触媒を用いて得られる、前項〔1〕〜〔3〕のいずれか1項に記載のポリエチレン樹脂組成物。
(Al)a(Mg)b(R1)c(R2)d(OR3)e ・・・・・式(1)
(式(1)中、R1、R2及びR3は炭素数2〜20の炭化水素基であり、a,b,c,d及びeは次の関係を満たす数である。0≦a,0<b,0≦c,0≦d,0≦e,0<c+d,0≦e/(a+b)≦2,3a+2b=c+d+e)
HhSiCliR4 4-(h+i) ・・・・・式(2)
(式(2)中、R4は炭素数1〜20の炭化水素基であり、hとiとは次の関係を満たす数である。0<h,0<i,h+i≦4)
AlR5 sQ3-s ・・・・・式(3)
(式(3)中、R5は炭素数1〜20の炭化水素基であり、QはOR6,OSiR7R8R9,NR10R11,SR12及びハロゲンからなる群より選ばれた基を表し、R6,R7,R8,R9,R10,R11,R12は水素原子又は炭化水素基であり、sは次の関係を満たす数である。0<s<3)
〔5〕
ポリエチレン配管材料用である、前項〔1〕〜〔4〕のいずれか1項に記載のポリエチレン樹脂組成物。
〔6〕
前項〔1〕〜〔5〕のいずれか1項に記載のポリエチレン樹脂組成物を含む、パイプ。
〔7〕
前項〔1〕〜〔5〕のいずれか1項に記載のポリエチレン樹脂組成物を含む、パイプの継手。
〔8〕
水道用である、前項〔6〕に記載のパイプ。
〔9〕
水道用である、前項〔7〕に記載のパイプの継手。
[1]
Homopolymers of ethylene, and comprises a copolymer of ethylene and an α- olefin having 3 to 20 carbon atoms, the following (1) to (5) meet, 100-year warranty polyethylene piping materials for polyethylene resin composition.
(1) The density is 946 to 953 kg / m 3 .
(2) The melt flow rate (code T) is 0.15 to 0.50 g / 10 min.
(3) The molecular weight distribution is 15-40.
(4) In the hot internal pressure creep test at 20 ° C. specified by ISO 9080, the ratio of the slope of the plot line of the logarithm of the hoop pressure to the logarithm of the fracture time has the following relationship.
Slope less than 1000 hours / Slope after 1000 hours> 1.5
(5) In the correlation of molecular weight-elution temperature-elution amount obtained by cross-fractionation between temperature-programmed elution fractionation and gel permeation chromatography, the cumulative elution amount of elution components with molecular weight of 200,000 or more and elution temperature of 85 ° C. or less The ratio (R, unit: wt%) to the total accumulated elution amount is 1.0 wt% or more.
[2]
An ethylene homopolymer and / or a copolymer of ethylene and an α-olefin having 3 to 20 carbon atoms, a density of 967 to 977 kg / m 3 , and a melt flow rate (Code D) of 40 to 300 g / 48-60 parts by mass of polyethylene resin, which is 10 minutes,
A polyethylene resin having a copolymer of ethylene and an α-olefin having 3 to 20 carbon atoms, a density of 895 to 949 kg / m 3 , and a weight average molecular weight of 500,000 to 1,000,000. Including 52 parts by mass,
The polyethylene resin composition according to the preceding item [1].
[3]
Obtained by a two-stage polymerization method in which an ethylene homopolymer is produced in a first-stage polymerization tank, and a copolymer of ethylene and an α-olefin having 3 to 20 carbon atoms is produced in a second-stage polymerization tank. The polyethylene resin composition according to [1] or [2].
[4]
An organomagnesium compound (i) soluble in a hydrocarbon solvent represented by the following formula (1) and a chlorosilane compound (ii) represented by the following formula (2) are mixed in a (ii) / (i) molar ratio of 0.00. The reaction is carried out in the range of 01 to 100 to obtain a solid (A-1a),
0.01-1 mol of alcohol (A-2) is reacted with 1 mol of C—Mg bond contained in the solid (A-1a) to obtain a solid (A-1b),
The solid (A-1b) is reacted with an organometallic compound (A-3) represented by the following formula (3) to obtain a solid (A-1c).
The above-mentioned item obtained by using the polymerization catalyst containing the solid catalyst component [A] and the organoaluminum compound [B] obtained by supporting the titanium compound (A-4) on the solid (A-1c). The polyethylene resin composition according to any one of [1] to [3].
(Al) a (Mg) b (R 1 ) c (R 2 ) d (OR 3 ) e Expression (1)
(In the formula (1), R 1 , R 2 and R 3 are hydrocarbon groups having 2 to 20 carbon atoms, and a, b, c, d and e are numbers satisfying the following relationship: 0 ≦ a , 0 <b, 0 ≦ c, 0 ≦ d, 0 ≦ e, 0 <c + d, 0 ≦ e / (a + b) ≦ 2, 3a + 2b = c + d + e)
H h SiCl i R 4 4- (h + i) (2)
(In the formula (2), R 4 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and h and i are numbers satisfying the following relationship: 0 <h, 0 <i, h + i ≦ 4)
AlR 5 s Q 3-s ... Formula (3)
(In the formula (3), R 5 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and Q is selected from the group consisting of OR 6 , OSiR 7 R 8 R 9 , NR 10 R 11 , SR 12 and halogen. R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 are hydrogen atoms or hydrocarbon groups, and s is a number that satisfies the following relationship: 0 <s <3 )
[5]
The polyethylene resin composition according to any one of [1] to [4] above, which is for polyethylene piping material.
[6]
A pipe comprising the polyethylene resin composition according to any one of [1] to [5] above.
[7]
A pipe joint comprising the polyethylene resin composition according to any one of [1] to [5] above.
[8]
The pipe according to [6] above, which is for water supply.
[9]
The pipe joint according to [7], which is for water supply.
Claims (9)
(1)密度が946〜953kg/m3である。
(2)メルトフローレート(コードT)が0.15〜0.50g/10分である。
(3)分子量分布が15〜40である。
(4)ISO 9080で規定される20℃における熱間内圧クリープ試験において、破壊時間の対数に対するフープ圧の対数のプロットラインの傾きの比が以下の関係を有する。
1000時間未満の傾き/1000時間以降の傾き>1.5 A polyethylene resin composition comprising an ethylene homopolymer and / or a copolymer of ethylene and an α-olefin having 3 to 20 carbon atoms and satisfying the following (1) to (4).
(1) The density is 946 to 953 kg / m 3 .
(2) The melt flow rate (code T) is 0.15 to 0.50 g / 10 min.
(3) The molecular weight distribution is 15-40.
(4) In the hot internal pressure creep test at 20 ° C. specified by ISO 9080, the ratio of the slope of the plot line of the logarithm of the hoop pressure to the logarithm of the fracture time has the following relationship.
Slope less than 1000 hours / Slope after 1000 hours> 1.5
エチレンと、炭素数3以上20以下のα−オレフィンとの共重合体であり、密度が895〜949kg/m3、重量平均分子量が500,000〜1,000,000である、
ポリエチレン樹脂40〜52質量部とを含む、
請求項1に記載のポリエチレン樹脂組成物。 An ethylene homopolymer and / or a copolymer of ethylene and an α-olefin having 3 to 20 carbon atoms, a density of 967 to 977 kg / m 3 , and a melt flow rate (Code D) of 40 to 300 g / 48-60 parts by mass of polyethylene resin, which is 10 minutes,
A copolymer of ethylene and an α-olefin having 3 to 20 carbon atoms, having a density of 895 to 949 kg / m 3 and a weight average molecular weight of 500,000 to 1,000,000,
Including 40 to 52 parts by mass of polyethylene resin,
The polyethylene resin composition according to claim 1.
該固体(A−1a)中に含まれるC−Mg結合1molに対して、アルコール(A−2)を0.01〜1mol反応させて固体(A−1b)を得て、
該固体(A−1b)に、下記式(3)で示される有機金属化合物(A−3)を反応させて固体(A−1c)を得て、
該固体(A−1c)に、チタン化合物(A−4)を、担持させることにより、得られる固体触媒成分[A]、及び有機アルミニウム化合物[B]を含む重合触媒を用いて得られる、請求項1〜3のいずれか1項に記載のポリエチレン樹脂組成物。
(Al)a(Mg)b(R1)c(R2)d(OR3)e ・・・・・式(1)
(式(1)中、R1、R2及びR3は炭素数2〜20の炭化水素基であり、a,b,c,d及びeは次の関係を満たす数である。0≦a,0<b,0≦c,0≦d,0≦e,0<c+d,0≦e/(a+b)≦2,3a+2b=c+d+e)
HhSiCliR4 4-(h+i) ・・・・・式(2)
(式(2)中、R4は炭素数1〜20の炭化水素基であり、hとiとは次の関係を満たす数である。0<h,0<i,h+i≦4)
AlR5 sQ3-s ・・・・・式(3)
(式(3)中、R5は炭素数1〜20の炭化水素基であり、QはOR6,OSiR7R8R9,NR10R11,SR12及びハロゲンからなる群より選ばれた基を表し、R6,R7,R8,R9,R10,R11,R12は水素原子又は炭化水素基であり、sは次の関係を満たす数である。0<s<3) An organomagnesium compound (i) soluble in a hydrocarbon solvent represented by the following formula (1) and a chlorosilane compound (ii) represented by the following formula (2) are mixed in a (ii) / (i) molar ratio of 0.00. The reaction is carried out in the range of 01 to 100 to obtain a solid (A-1a),
0.01-1 mol of alcohol (A-2) is reacted with 1 mol of C—Mg bond contained in the solid (A-1a) to obtain a solid (A-1b),
The solid (A-1b) is reacted with an organometallic compound (A-3) represented by the following formula (3) to obtain a solid (A-1c).
It is obtained using a polymerization catalyst containing the solid catalyst component [A] and the organoaluminum compound [B] obtained by loading the solid (A-1c) with the titanium compound (A-4). Item 4. The polyethylene resin composition according to any one of Items 1 to 3.
(Al) a (Mg) b (R 1 ) c (R 2 ) d (OR 3 ) e Expression (1)
(In the formula (1), R 1 , R 2 and R 3 are hydrocarbon groups having 2 to 20 carbon atoms, and a, b, c, d and e are numbers satisfying the following relationship: 0 ≦ a , 0 <b, 0 ≦ c, 0 ≦ d, 0 ≦ e, 0 <c + d, 0 ≦ e / (a + b) ≦ 2, 3a + 2b = c + d + e)
H h SiCl i R 4 4- (h + i) (2)
(In the formula (2), R 4 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and h and i are numbers satisfying the following relationship: 0 <h, 0 <i, h + i ≦ 4)
AlR 5 s Q 3-s ... Formula (3)
(In the formula (3), R 5 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and Q is selected from the group consisting of OR 6 , OSiR 7 R 8 R 9 , NR 10 R 11 , SR 12 and halogen. R 6 , R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 are hydrogen atoms or hydrocarbon groups, and s is a number that satisfies the following relationship: 0 <s <3 )
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