DE2411445C3 - Process for the production of hydrocarbon resins by pressure-heat polymerization of mixtures containing C5 diolefin oligomers - Google Patents
Process for the production of hydrocarbon resins by pressure-heat polymerization of mixtures containing C5 diolefin oligomersInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Kohlenwasserstoffharzen mit hohen Erweichungspunkten durch Druck-Wänr.e-Polymerisation von Cs-Diolefin-Oligomere enthaltenden Gemischen in sauerstofffreier Atmosphäre bei einer Temperatur von 260 - 310° CThe invention relates to a process for the production of hydrocarbon resins with high Softening points by pressure-heat polymerization of mixtures containing Cs-diolefin oligomers in an oxygen-free atmosphere at a temperature of 260 - 310 ° C
Aus der Literatur ist bekannt, daß in Q-Fraktionen, die Diolefine, wie Isopren, eis- und trans-Piperylen und Cyclopentadien enthalten, die Diolefine bei Druck-Wärme-Behandlung di-, tri- oder tetramerisieren (vgl. US-PS32 90 275).It is known from the literature that in Q fractions, the diolefins, such as isoprene, cis- and trans-piperylene and Contain cyclopentadiene, the diolefins when subjected to pressure and heat treatment di-, tri- or tetramerize (see US Pat. No. 3,290,275).
Durch thermische Nachbehandlung zwischen 300 und 3300C können aus den oligomeren Cs-Diolefinen Polymerisate mit Erweichungspunkten bis 27°C gewonnen werden (vgl. US-PS 32 90 275). Dagegen war es bisher nicht möglich. Harze mit hohem Erweichungspunkt auf thermischem Wege aus Cs-Diolefinen herzustellen.By thermal aftertreatment 300-330 0 C can be prepared from the oligomeric Cs diolefin polymers having softening points of up to 27 ° C obtained (see. US-PS 32 90 275). On the other hand, it has not been possible so far. To produce resins with a high softening point thermally from Cs diolefins.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von hellen, hitze- und oleoreaktiven Kohlenwassersloffharzen mit hohen Erweichungspunkten durch Druck-Wärme-Polymerisation von Cs-Diolefin-Oligomere enthaltenden Gemischen in sauerstofffreier Atmosphäre bereitzustellen.The invention is based on the object of a method for the production of light, heat and oleoreactive hydrocarbon resins with high softening points through pressure-heat polymerization of mixtures containing Cs-diolefin oligomers in an oxygen-free atmosphere.
Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß man eine Mischung aus 5 bis 95 Gew.-% eines zuvor von den tiefsiedenden, unverharzbaren Anteilen befreiten Oligomeren-Gemisches vom Siedebereich von 150 bis 390°C und 95 bis 5 Gew.-% Dicyclopentadien der angegebenen Temperatur und einem Druck von 4 bis 12 atü mindestens 4 Stunden lang aussetzt.The object of the invention is achieved in that a mixture of 5 to 95 wt .-% of a previously of the low-boiling, non-resinous fractions freed oligomer mixture from the boiling range from 150 to 390 ° C and 95 to 5 wt .-% dicyclopentadiene at the specified temperature and a pressure of 4 to 12 atü for at least 4 hours.
Es ist zwar bereits bekannt, daß bei der Polymerisation von Erdölkohlenwasserstoff-Fraktionen durch einen Zusatz von Dicyclopentadien eine Erhöhung des Erweichungspunktes der erhaltenen Harze erreicht werden kann (vgl. z. B. FR-PS 11 02 842). Die thermische Polymerisation beim Verfahren der Erfindung erfolgt jedoch in einem Temperaturbereich, wo Dicyclopentadien (DCPD) bereits in Cyclopentadien (CPD) gespalten ist, und daher ganz andere Gegebenheiten vorliegen als beim Verfahren nach der FR-PS 1102 842, bei dem DCPD zugesetzt wird, die Polymerisation aber in einem Temperaturbereich erfolgt, wo DCPD noch nicht in CPD gespalten ist.It is already known that during the polymerization of petroleum hydrocarbon fractions by adding dicyclopentadiene an increase in the Softening point of the resins obtained can be achieved (cf. z. B. FR-PS 11 02 842). The thermal However, polymerization in the process of the invention takes place in a temperature range where dicyclopentadiene (DCPD) has already been split into cyclopentadiene (CPD), and the circumstances are therefore very different from in the process according to FR-PS 1102 842, in which DCPD is added, but the polymerization in one Temperature range takes place where DCPD has not yet split into CPD.
Das Wissen des Fachmanns, daß die thermische Polymerisation im Temperaturbereich der Spaltung von DCPD in CPD stattfindet, mußte ihn aber zusätzlich davon zurückhalten, DCPD zur Erweichungspunkterhöhung, wie es aus dem katalytiseben Verfahren nach der FR-PS bekannt war, auf ein thermisches Polymerisationsverfahreu wie gemäß FR-PS 11 02 842 zu übertragen; denn in der FR-PS heißt es ausdrücklich, daß der Zusatz von monomeren! CPD zu unlöslichen Harzen führt Beim Verfahren der Erfindung werden aber gerade Harze gewonnen, die sehr gut löslich in ToluolThe knowledge of the person skilled in the art that the thermal polymerization in the temperature range of the cleavage of DCPD takes place in CPD, but also had to hold him back from using DCPD to increase the softening point, as it was known from the catalytic process according to the FR-PS, to a thermal polymerization process as to be transferred according to FR-PS 11 02 842; because in the FR-PS it is expressly stated that the Addition of monomers! CPD Leads to Insoluble Resins In the process of the invention, however, Resins just obtained, which are very soluble in toluene
ίο und insbesondere in Testbenzin sind.ίο and especially in white spirit.
Es wurde gefunden, daß es zur Erhöhung der Harzerweichungspunkte notwendig ist das durch Druck-Wärme-Polymerisation erzeugte Oligomerengemisch vor der Weiterpolymerisation voti tiefsiedenden, unverharzbaren Anteilen zu trennen, da diese wie ein Lösungsmittel wirken. Im Gegensatz zur kationischen Polymerisation, wo eine Verdünnung ineist den Erweichungspunkt anhebt wirkt bei der thermischen Polymerisation ein Lösungsmittel erweichungspunktsenkend. Als günstig erwies sich die Abtrennung aller Bestandteile, die bis zu einer Sumpftemperatur von 150° C sieden. Nach dieser Behandlung hat das Oligomerisat den Siedebeginn bei 150° C und das Siedeende bei 380 bis 3900CIt has been found that in order to increase the resin softening point it is necessary to separate the oligomer mixture produced by pressure-heat polymerization before further polymerization from the low-boiling, non-resinable components, since these act like a solvent. In contrast to cationic polymerization, where dilution usually raises the softening point, a solvent has the effect of lowering the softening point in thermal polymerization. The separation of all constituents which boil up to a sump temperature of 150 ° C. proved to be beneficial. After this treatment, the oligomer has the boiling point at 150 ° C and the final boiling point at 380 to 390 0 C.
Wenn dieses Oligomerenkonzentrat in Druckgefäßen innerhalb von 3 bis 18 Stunden bei 4 bis 12 atü und Temperaturen zwischen 300 und 325° C polymerisiert und das Polymerisat durch Wasserdampfdestillation (bis 2800C) aufgearbeitet wird, können aber nur Harze mitWhen this Oligomerenkonzentrat atm in pressure vessels within 3 to 18 hours at 4 to 12 and polymerization temperatures between 300 and 325 ° C and is worked up by the polymer by steam distillation (up to 280 0 C), but can only resins with
jo Erweichungspunkten bis 60° C erzeugt werden. Auch bei längerer Reaktionsdauer ist es nicht möglich, denjo softening points of up to 60 ° C can be generated. Also at a longer reaction time is not possible
konzentrat wird es durch das erfindungsgemäßeconcentrate it is by the invention
herzustellen.to manufacture.
reinem Cs-Oligomerisat haben Harze aus DCPD-Cs-Oligomerisat-Gemischen in Toluol und insbesondere in Testbenzin deutlich verbesserte Löslichkeitseigenschaften. Resins made from DCPD-Cs oligomer mixtures have pure Cs oligomerizate significantly improved solubility properties in toluene and especially in white spirit.
Polymerisation eines Gemisches aus Dicyclopentadien und Oligomerenkonzentrat die Reaktionstemperatur und die Reaktionsdauer sorgfältig eingehalten werden müssen. Bei zu hoher Reaktionstemperatur entstehen dunkle Harze. Bei zu niedriger Reaktionstemperatur entstehen schlecht lösliche Harze. Bei zu kurzer Reaktionsdauer entstehen ebenfalls schlecht lösliche Harze. Als gut geeignet erwiesen sich Reaklionstemperaturen zwischen 260 und 3100C und Reaktionszeiten über 4 Stunden. Bei hohen Konzentrationen an Cs-Oligomerisat wird die Temperatur höher gewählt; bei hohen Konzentrationen an DCPD wird die Temperatur niedriger gewählt. Das Oligomerenkonzentrat und DCPD sind in allen Verhältnissen polymerisierbar. Wenn die Konzentration an DCPD jedoch überPolymerization of a mixture of dicyclopentadiene and oligomer concentrate the reaction temperature and the reaction time must be carefully observed. If the reaction temperature is too high, dark resins are formed. If the reaction temperature is too low, resins that are difficult to dissolve are formed. If the reaction time is too short, poorly soluble resins are also formed. As well suited to Reaklionstemperaturen proven to 260-310 0 C and reaction times of about 4 hours. In the case of high concentrations of Cs oligomer, the temperature chosen is higher; in the case of high concentrations of DCPD, the temperature is chosen to be lower. The oligomer concentrate and DCPD are polymerizable in all proportions. However, if the concentration of DCPD is over
M) 70% ansteigt, muß durch sorgfältige Kontrolle die Reaktionstemperatur eingehalten b/w. die Reaktionswärme rasch abgeführt werden. Es hat sich gezeigt, daß bei solch hohen Konzentrationen an DCPD ein Lösungsmittel (z. B. Xylol) die Reaktion günstigM) rises 70%, the Reaction temperature maintained b / w. the heat of reaction be quickly discharged. It has been shown that at such high concentrations of DCPD a Solvents (e.g. xylene) favor the reaction
bi beeinflußt. In diesem Falle kann durch weiteres Verlängern der Reaktionszeit auch bei Anwesenheit eines Lösungsmittels ein toluol- und testbenzinlösliches Harz gewonnen werden.bi influenced. In this case, further Extend the reaction time even in the presence of a solvent that is soluble in toluene and white spirit Resin can be obtained.
Verfahren zur Herstellung des Oljgomerenkonzentraites Verfahren IProcess for the production of the Oligomerekonzentraites Procedure I.
Ein Gemisch aus n-Pentan 0,2%. Penten-(2) 0,!)%, Isopren 19,7%, 2-Methyl-buten-(2) 3,7%, trans-Piperrylen 27,7%, cis-Piperylen 16,3%, Cyclopentadien 3,1%, Methylpentenen 12%, Dicyclopentadien 14,6%, und •nicht identifizierten Anteilen 1,8% wird kontinuierlich durch ein mantelbeheiztes Reaktionsrohr gepumpt. In dem Reaktionsrohr wird das Gemisch bei einem Druck von 60 atü auf 320° C erhitzt Nach einer Verweilzeit von 45 min verläßt das Gemisch den Reaktor und durchläuft einen auf 1600C beheizten Dünnschichtverdampfer. Auf diese Weise werden die leichtsiedenden Anteile sofort von den Oligomeren getrennt Das Oligomerengemtsch hat dann den Siedebeginn bei 150° C und das Siedeende bei 380 bis 3900C und eine Bromzahl zwischen 150 und 200. Bezogen auf das Einsatzgemisch werden ca. 80% Oligomeres gewogen.A mixture of n-pentane 0.2%. Pentene (2) 0,!)%, Isoprene 19.7%, 2-methyl-butene (2) 3.7%, trans-piperylene 27.7%, cis-piperylene 16.3%, cyclopentadiene 3, 1%, methyl pentenes 12%, dicyclopentadiene 14.6%, and • unidentified proportions 1.8% is continuously pumped through a jacket-heated reaction tube. In the reaction tube the mixture at a pressure of 60 atm is at 320 ° C heated After a residence time of 45 min, the mixture leaves the reactor and passes through a heated at 160 0 C thin film evaporator. In this way, the low-boiling components are separated The Oligomerengemtsch immediately from the oligomers then the initial boiling point at 150 ° C and the final boiling point at 380 to 390 0 C and a bromine number between 150 and 200. Relative to the feed mixture are weighed approximately 80% oligomer .
Genau wie in Verfahren I wird ein Gemisch folgender Zusammensetzung behandelt: Isopentan 6,1%, nicht identif. 3,7% 2-Methylbuten-(I) 4,6%, n-Pentan 163%, cis/trans-Penten 23%, Isopren 193%, 2-MethyIbuten-(2) 3,4%, trans-Piperylen 103%. cis-Piperylen 5,9%, cis-2-Methylpenten 4,0%, trans-2-Methylpenten 53%. nicht identif. 0,7%, Benzol 13% und DicyclopentadienExactly as in method I, a mixture of the following composition is treated: isopentane 6.1%, no identif. 3.7% 2-methylbutene- (I) 4.6%, n-pentane 163%, cis / trans-pentene 23%, isoprene 193%, 2-methylbutene- (2) 3.4%, trans-piperylene 103%. cis-piperylene 5.9%, cis-2-methylpentene 4.0%, trans-2-methylpentene 53%. not identif. 0.7%, benzene 13% and dicyclopentadiene
In 48%iger Ausbeute wird ein Oligomerengemisch wie unter Verfahren I erhalten.An oligomer mixture as in process I is obtained in 48% yield.
Wie in Verfahren I wird ein Ge.iiisch folgender' Zusammensetzung behandelt: nicht identif. 0,4%, Isopentan 7,0%, nicht identif. 43%. 2-Methylbuten-(l) 43%. n-Pentan 15,4%, cis/trans-Penten-(2) 3,4%, Isopren 16,1%, 2-Methylbuten-(2) 2,1%, cis/trans-2-Me-As in method I, a mixture of the following composition is treated: not identif. 0.4%, Isopentane 7.0%, not identif. 43%. 2-methylbutene- (1) 43%. n-pentane 15.4%, cis / trans-pentene- (2) 3.4%, isoprene 16.1%, 2-methylbutene- (2) 2.1%, cis / trans-2-Me-
thylpenten-(3) 12,0%, nicht identif. 2,4%, Benzol 3,4% und Dicyclopentadien 14,7%.ethylpentene- (3) 12.0%, not identif. 2.4%, benzene 3.4% and dicyclopentadiene 14.7%.
In 40%iger Ausbeute wird ein Oligomerengemisch mit einer Bromzahl von 177 erhalten.An oligomer mixture with a bromine number of 177 is obtained in 40% yield.
Die in der nachstehenden Tabelle gegenübergestellten Vergleichsversuchsergebnisse zeigen die Vorteile beim Vorgehen nach der Erfindung auf. Die Vergleichsversuche a-c belegen, daß bei der Druck-Wärm*.-Polymerisation von Gemischen von Cs-Oligomeren ohne DCPD-Zusatz keine Polymerisate mit Erweichungspunkten (EP) wesentlich über 600C entstehen.The comparative test results compared in the table below show the advantages of the procedure according to the invention. The comparison tests ac show that no polymers having softening points (EP) are formed substantially at the pressure-Warm * .- polymerization of mixtures of Cs-oligomers without DCPD addition over 60 0 C.
Die Beispiele 1 bis 4 zeigen, daß bei erfindungsgemäßem Vorgehen Polymerisate mit Erweichungspunkten von 70 bis 139° C gebildet werden, die klar in Toluol oder Testbenzin löslich sind. Die Vergleichsversuche D und E belegen zusätzlich, daß bei Reaktionszeiten von weniger als 4 Stunden (hier 3 Stunden) keine Polymerisate entstehen, die in Toluol oder in Testbenzin klar löslich sind (»I« bzw. »II« in der 2. Spalte der Tabelle heißt: Oligomerisat aus Methode I bzw. II).Examples 1 to 4 show that, with the procedure according to the invention, polymers with softening points from 70 to 139 ° C which are clear in toluene or white spirit are soluble. The comparative experiments D and E also show that with reaction times of less than 4 hours (here 3 hours) no polymers are formed in toluene or in white spirit are clearly soluble ("I" or "II" in the 2nd column of the table means: oligomer from method I or II).
In einem Druckgefäß, das zu 2Ii gefüllt ist, wird in sauerstofffreier Atmosphäre das Oligomerenkonzentrat erhitzt Nach beendeter Reaktion werden die niedermolekularen Anteile durcfe Wasserdampfdestillation abgetrennt Ergebnisse und Reaktionsbedingungen sind in der Tabelle erfaßtThe oligomer concentrate is heated in an oxygen-free atmosphere in a pressure vessel filled to 2 liters. After the reaction has ended, the low molecular weight components are separated off by steam distillation. Results and reaction conditions are shown in the table
Wie in den Vergleichsversuchen A bis C beschrieben, werden Gemische aus DCPD und Cs-Oligomerenkonzentrat behandelt Versuchsergebnisse und Reaktionsbedingungen sind in der Tabelle erfaßt Das verwendete Dicyclopentadien war 873%ig und enthielt als Begleitkomponenten 3,1% Unbekannte. 43% Benzol, 1,8% Cyclopentadien und 3,1 % Cs-Kohlenwasserstoffe.As described in comparative experiments A to C, mixtures of DCPD and Cs oligomer concentrate are used Treated test results and reaction conditions are recorded in the table The used Dicyclopentadiene was 873% and contained 3.1% unknowns as accompanying components. 43% benzene, 1.8% Cyclopentadiene and 3.1% Cs hydrocarbons.
Gew.-TcileOligomer
Parts by weight
Gew.-Teileadditive
Parts by weight
CTemp.
C.
hTime
H
atüpressure
atü
Toluol Test
benzinsolubility
Toluene test
petrol
CEP
C.
destillation
bis CSteam
distillation
to C
versuch AComparison
attempt A
versuch BComparison
attempt B
versuch CComparison
try C
versuch DComparison »
try D
versuch EComparison
try
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Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742411445 DE2411445C3 (en) | 1974-03-11 | 1974-03-11 | Process for the production of hydrocarbon resins by pressure-heat polymerization of mixtures containing C5 diolefin oligomers |
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DE2411445C3 true DE2411445C3 (en) | 1979-12-06 |
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ID=5909636
Family Applications (1)
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Families Citing this family (1)
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1974
- 1974-03-11 DE DE19742411445 patent/DE2411445C3/en not_active Expired
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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