JP2014189664A - 水素化ブロック共重合体の回収方法および樹脂組成物 - Google Patents
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Landscapes
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
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Abstract
【解決手段】水素化ビニル芳香族重合体ブロックAと、イソブチレンを主体とする重合体のブロックBとを有する水素化ブロック共重合体及び溶媒を含む溶液から、該水素化ブロック共重合体を回収する方法であって、界面活性剤として ポリオキシアルキレンアルキ
ルエーテルの存在下でスチームストリッピングすることを特徴とする水素化ブロック共重合体の回収方法により解決する。
【選択図】なし
Description
合成ポリマーの製造プロセスにおいて、反応後の溶液中から溶媒などの揮発性成分を除去して重合体を回収する方法としては、貧溶媒中で再沈殿する方法(再沈法)や、加熱下直接溶剤のみを除去する方法(直接脱溶剤法)が知られている。
再沈法は、溶液濃度が高すぎると析出するポリマーが粘性の高いものになって溶剤が除去されにくく、溶液濃度が低すぎると多量の貧溶媒を必要としていた。また、回収された溶媒を良溶媒と貧溶媒とに分けなければならないため、後工程で多段蒸留装置が必要となり、工程が煩雑になってしまうという問題がある。
また、直接脱溶剤法では、完全に溶剤を除去するためには長時間の加熱が必要であり、成形した成形体が着色したり、分子量低下に起因する成形体の強度低下などが生じることがある。
一方、合成ゴムの分野では、重合体の反応溶液から重合体と溶剤を分離する方法として、重合体溶液を熱水中に注入し、溶媒を水蒸気とともに蒸留し、重合体をクラム状で析出させるスチームストリッピング法が知られている(特許文献1−3)。
本発明は、透明性、光学特性、柔軟性、機械物性、成形性、耐熱性、ガスバリア性、低吸湿性、並びに薬液非吸着性にバランスよく優れた水素化ブロック共重合体について、透明性を損なうことなく、溶液からクラム状に回収することを課題とする。
すなわち本発明は、以下の[1]〜[11]を要旨とする。
[1]水素化ビニル芳香族重合体ブロックAと、イソブチレンを主体とする重合体のブロ
ックBとを有する水素化ブロック共重合体及び溶媒を含む溶液から、該水素化ブロック共重合体を回収する方法であって、界面活性剤として ポリオキシアルキレンアルキルエー
テルの存在下でスチームストリッピングすることを特徴とする水素化ブロック共重合体の回収方法。
[2]前記ポリオキシアルキレンアルキルエーテルのHLB値が、11以上、18以下であ
ることを特徴とする前記[1]に記載の水素化ブロック共重合体の回収方法。
[3]前記ポリオキシアルキレンアルキルエーテルが、該溶媒の沸点又は溶媒と水との共沸点以上の曇点を有することを特徴とする前記[1]又は[2]に記載の水素化ブロック共重合体の回収方法。
[4]前記溶媒が炭化水素系溶媒であることを特徴とする前記[1]〜[3]のいずれか1に記載の水素化ブロック共重合体の回収方法。
[5]前記ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの添加量が、スチームストリッピング槽内の水に対して1 〜5000ppmである前記[1]〜[4]のいずれか1に記載の水素化ブ
ロック共重合体の回収方法。
[6]前記水素化ブロック共重合体の重量平均分子量が10000以上、200000以下であることを特徴とする前記[1]〜[5]のいずれか1に記載の水素化ブロック共重合体の回収方法。
[7] 前記水素化ブロック共重合体が、水素化ビニル芳香族重合体ブロックAを2以上有することを特徴とする前記[1]〜[6]のいずれか1に記載の水素化ブロック共重合体の回収方法。
[8]下記成分(X)及び成分(Y)を含む樹脂組成物。
成分(Y):ポリオキシアルキレンアルキルエーテル
[9]前記成分(X)の重量平均分子量が10000以上、200000以下であることを特徴とする前記[8]に記載の樹脂組成物。
[10] 前記成分(X)が、水素化ビニル芳香族重合体ブロックAを2以上有することを特徴とする前記[8]又は[9]に記載の樹脂組成物。
[11]前記成分(Y)のHLB値が11以上、18以下であることを特徴とする前記[8
]〜[10]のいずれか1に記載の樹脂組成物。
[水素化ブロック共重合体]
本発明の水素化ブロック共重合体は、水素化ビニル芳香族重合体ブロックAと、イソブチレンを主体とする重合体のブロックBとを有することを特徴とする。
−メチルスチレン、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、2,4−ジイソプロピルスチレン、4−t−ブチルスチレン、5−t−ブチル−2−メチルスチレン、4−モノクロロスチレン、4−クロロメチルスチレン、4−ヒドロキシメチルスチレン、4−t−ブトキシスチレン、ジクロロスチレン、4−モノフルオロスチレン、4−フェニルスチレン等のスチレン類、ビニルナフタレン等のビニルナフタレン類、ビニルアントラセン等のビニルアントラセン類などが挙げられ、スチレン、α−メチルスチレン、4−メチルスチレン、4−t−ブチルスチレン、4−クロロメチルスチレン、ビニルナフタレンが好ましく用いられ、さらにスチレン、α−メチルスチレン、4−メチルスチレン、4−t−ブチルスチレンが好ましく用いられる。最も好ましくはスチレンが用いられる。これらのビニル芳香族類は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
一方、イソブチレンを主体とする重合体のブロックBは、単量体成分としてイソブチレンを、イソブチレンを主体とする重合体のブロックBの全重量の50質量%より多く含有するものであり、好ましくは55質量%以上、より好ましくは70質量%以上、さらに好ましくは80〜100質量%含有するものであり、上記の範囲において、他の単量体が共重合されていてもよい。イソブチレンを主体とする重合体のブロックB中に単量体成分としてイソブチレンを上記の範囲で含むことにより、透明性、光学特性、柔軟性、機械物性、ガスバリア性、低吸湿性、薬液非吸着性にバランスよく優れた水素化ブロック共重合体が得られる。イソブチレンを主体とする重合体のブロックBがイソブチレン以外の他の単量体成分を含む場合、他の単量体としては、イソブチレンとカチオン重合可能な単量体であれば特に限定されないが、例えば、上記のビニル芳香族類、脂肪族オレフィン類、ジエン類、ビニルエーテル類、β−ピネン等の1種又は2種以上が挙げられる。
また、本発明の水素化ブロック共重合体の分子構造は、直鎖状、分岐状、放射状あるいはこれらの任意の組合せのいずれであってもよい。
芳香族重合体ブロックAとイソブチレンを主体とする重合体のブロックB以外の他の重合体又は共重合体ブロックCを有していてもよい。この場合、他のブロックCとしては、例えば、イソブチレンを主体とする重合体のブロックBにおいて、イソブチレンの含有量が50質量%未満である重合体又は共重合体ブロックや、脂肪族オレフィン類、ジエン類、ビニルエーテル類、β−ピネンの1種又は2種以上よりなる重合体又は共重合体ブロックが挙げられる。
上記金属化合物としては、各金属のアセチルアセトン塩、ナフテン酸塩、シクロペンタジエニル化合物、シクロペンタジエニルジクロロ化合物などが用いられる。有機アルミニウムとしては、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウムなどの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などのハロゲン化アルキルアルミニウム;ジイソブチルアルミニウムハイドライドなどの水素化アルキルアルミニウムなどが使用される。
これらの水素化触媒は、それぞれ単独で、又は2種以上組み合わせて用いることができ
る。水素化触媒の使用量は、ビニル芳香族系ブロック共重合体100質量部当たりの触媒有効成分量として、通常0.001質量部以上、好ましくは0.005質量部以上、より好ましくは0.01質量部以上で、通常50質量部以下、好ましくは30質量部以下、より好ましくは15質量部以下である。
このように水素化工程を経て得た重合体溶液から、有機溶剤を除去し樹脂を回収する方法として、本発明による界面活性剤存在下でのスチームストリッピングを実施することが好ましい。スチームストリッピングの方法は一般的に公知の方法を用いて実施することができる。
スチームストリッピングにおいて、水素化ブロック共重合体の炭化水素溶媒溶液におけるポリマー濃度は5重量%以上が好ましく、7重量%以上がさらに好ましい、また、60重量%以下が好ましく、40重量%以下がさらに好ましい。ポリマー濃度を上記範囲に調整し、熱水中に供給する。ポリマー濃度が5重量%以上であることで、ブロック共重合体に対する溶媒の量が多過ぎず、溶媒の除去、回収に要するコストが抑えられる傾向にある。一方、ポリマー濃度が60重量%以下であることで、溶液の粘度が高くなり過ぎて流動性が悪くならず、工程中の詰まり等の問題を発生しない傾向にある。
ポリマー濃度が5重量%未満の場合には、フラッシュ槽、攪拌槽等の濃縮器を使用して濃度の調整を行えばよく、また反対にポリマー濃度が60重量%を越える場合には、炭化水素溶媒で希釈し濃度を調整すればよい。
り、更に好ましくは6以下であり、特に好ましくは4以下であることが、クラムの分散性と得られる重合体の透明性のバランスが得られるため好ましい。
ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの代表例としては、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンミリスチルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレン高級アルコールエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、及びポリオキシエチレンアルキレンアルキルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類;ポリオキシプロピレンラウリルエーテル、ポリオキシプロピレンミリスチルエーテル、ポリオキシプロピレンセチルエーテル、ポリオキシプロピレンステアリルエーテル、及びポリオキシプロピレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル等のポリオキシプロピレンアルキルエーテル類;などが挙げられる。
これらのなかで、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類がクラムの分散性と得られる重合体の透明性のバランスが優れるため好ましく、この中でも、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンミリスチルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル及びポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテルが最も好ましい。これらは単独で用いてもよいし、あるいは2種以上組み合わせて用いてもよい。
本発明の界面活性剤は、本発明の効果を損なわない範囲であれば、非イオン系界面活性剤、アニオン系、カチオン系界面活性剤等を併用して用いてもよい。
しない傾向にある。5000ppm以下であることで、泡立ち等によるスチームストリッピング工程の安定操業が起こり難く、重合体の物性に影響しない傾向がある。
成分(Y):ポリオキシアルキレンアルキルエーテル
成分(Y)のポリオキシアルキレンアルキルエーテルも、前述したポリオキシアルキレンアルキルエーテルと同義である。
また、本発明の樹脂組成物は、必要に応じて本発明の水素化ブロック共重合体と他の樹脂成分、各種添加剤などを含む樹脂組成物とすることができる。
樹脂組成物から、成分(X)及び成分(Y)を含むことを確認する方法は特に限定されないが、NMR、質量分析等から確認することができる。
サン、ジフェニルポリシロキサン、ジヒドロキシポリシロキサンなどのケイ素含有軟質重合体、ポリスチレンなどのビニル芳香族重合体、エチレン・プロピレン共重合ゴム(EPM)、エチレン・プロピレン・非共役ジエン共重合ゴム(EPDM)、エチレン・ブテン共重合ゴム(EBM)、エチレン・プロピレン・ブテン共重合ゴム等のエチレン系エラストマー、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−エチレン/ブチレン−スチレンブロック共重合体、スチレン−エチレン/プロピレン−スチレンブロック共重合体等のスチレン系エラストマー、ポリブタジエン、水素化ビニル芳香族重合体、水素化スチレン/ブタジエン又はスチレン/イソプレンブロック共重合体を含むその他の水素化ビニル芳香族ブロック共重合体、シクロオレフィン重合体、シクロオレフィン共重合体などが挙げられる(ただし、上記の樹脂成分のうち、成分(X)に含まれるものを除く。)。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
なお、上記の水素化ビニル芳香族重合体や水素化ビニル芳香族ブロック共重合体を構成する単量体のビニル芳香族類としては、スチレン、α−メチルスチレン、2−メチルスチレン、3−メチルスチレン、4−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、2,4−ジイソプロピルスチレン、4−t−ブチルスチレン、5−t−ブチル−2−メチルスチレン、4−モノクロロスチレン、ジクロロスチレン、4−モノフルオロスチレン、4−フェニルスチレンビニルナフタレン、ビニルアントラセン等が挙げられ、中でもスチレン、α−メチルスチレン、4−メチルスチレンが好ましく用いられる。これらのビニル芳香族類は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
以下の実施例及び比較例において、各種物性の測定は、下記の方法に従って行った。
(1)分子量:
水素化ブロック共重合体又はブロック共重合体の重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn)の測定は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を使用し、下記条件で標準ポリスチレン換算にて求めた。
装置:日本ウォーターズ(株)製Waters 2690 検出器(RI検出):日本ウォーターズ(株)製Waters 2410
カラム:昭和電工株式会社製Shodex KF−604・KF−603・KF−602.50の各1本を3本直列に連結したものを用いた。
溶媒:テトラヒドロフラン
流速:0.7mL/min
温度:40℃
水素化ブロック共重合体の芳香環の水素化率(モル%)は、1H−NMRスペクトルを測定して算出した。
[製造例]
攪拌装置を備えたステンレス鋼製オートクレーブに、ポリスチレンブロック含有率が30質量%で、重量平均分子量(Mw)=111000、数平均分子量(Mn)=82100のスチレン−イソブチレン−スチレン共重合体25質量部及びシクロヘキサン75質量部からなる溶液と、水素化触媒として5質量%パラジウム担持活性炭触媒4質量部を入れて混合した。反応器内部を水素ガスで置換し、さらに溶液を攪拌しながら水素ガスを供給し、温度180℃、圧力10MPaにて6時間水素化反応を行った。
このようにして得られた水素化ブロック共重合体は、下記式で表され、重量平均分子量(Mw)は100000、数平均分子量(Mn)は76000であった(Mw/Mn=1.3)。また、水素化率は99.7%であった。
1Lセパラブルフラスコに、HLB15.3、曇点98℃のポリオキシエチレンラウリルエーテルを300ppm含む水溶液300mLを入れ、78℃に加熱し、780rpmで攪拌しながら製造例に示す重合体溶液を注入速度2mL/分で注入した。生成した重合体クラムの分散性を下記のように評価した。結果を表1に示す。
クラムの分散性は、スチームストリッピング槽内の状態に関して、目視判断にて下記に従って分類した。
○:粒径が約10mm以下のクラムが水中に均一に分散しており、クラム間での凝集が起きていない状態。
×:粒径が10mmを超えるクラムの生成、槽内壁や撹拌翼への重合体付着、またはクラム間での凝集が起こり塊状になっている状態。
○:界面活性剤無し(比較例4)の場合と同等以上の透明性
×:界面活性剤無し(比較例4)の場合と比べて白濁している
界面活性剤をHLB13.6、曇点83℃のポリオキシエチレンラウリルエーテルに変更した以外は、実施例1と同様にしてクラム分散性およびシート透明性の評価をおこなった。結果を表1に示す。
界面活性剤をHLB14.2、曇点98℃のポリオキシエチレンセチルエーテルに変更した以外は、実施例1と同様にしてクラム分散性およびシート透明性の評価をおこなった。結果を表1に示す。
界面活性剤をHLB14.0、曇点88℃のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキル(C12−14)エーテルに変更した以外は、実施例1と同様にしてクラム分散性およびシート透明性の評価をおこなった。結果を表1に示す。
界面活性剤をHLB16.9、曇点100℃以上のポリオキシエチレンモノステアレートに変更した以外は、実施例1と同様にしてクラム分散性およびシート透明性の評価をおこなった。結果を表1に示す。
界面活性剤をHLB15.6、曇点90℃のポリオキシエチレンモノステアレートに変更した以外は、実施例1と同様にしてクラム分散性およびシート透明性の評価をおこなった。結果を表1に示す。
界面活性剤を曇点100℃以上のポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマーに変更した以外は、実施例1と同様にしてクラム分散性およびシート透明性の評価をおこなった。結果を表1に示す。
界面活性剤使用しなかった以外は、実施例1と同様にしてクラム分散性の評価をおこなった。結果を表1に示す。
Claims (11)
- 水素化ビニル芳香族重合体ブロックAと、イソブチレンを主体とする重合体のブロックBとを有する水素化ブロック共重合体及び溶媒を含む溶液から、該水素化ブロック共重合体を回収する方法であって、界面活性剤として ポリオキシアルキレンアルキルエーテル
の存在下でスチームストリッピングすることを特徴とする水素化ブロック共重合体の回収方法。 - 前記ポリオキシアルキレンアルキルエーテルのHLB値が、11以上、18以下であるこ
とを特徴とする請求項1に記載の水素化ブロック共重合体の回収方法。 - 前記ポリオキシアルキレンアルキルエーテルが、該溶媒の沸点又は溶媒と水との共沸点以上の曇点を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の水素化ブロック共重合体の回収方法。
- 前記溶媒が炭化水素系溶媒であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の水素化ブロック共重合体の回収方法。
- 前記ポリオキシアルキレンアルキルエーテルの添加量が、スチームストリッピング槽内の水に対して1 〜5000ppmである請求項1〜4のいずれか1項に記載の水素化ブロック共
重合体の回収方法。 - 前記水素化ブロック共重合体の重量平均分子量が10000以上、200000以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の水素化ブロック共重合体の回収方法。
- 前記水素化ブロック共重合体が、水素化ビニル芳香族重合体ブロックAを2以上有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の水素化ブロック共重合体の回収方法。
- 下記成分(X)及び成分(Y)を含む樹脂組成物。
成分(X):水素化ビニル芳香族重合体ブロックAと、イソブチレンを主体とする重合体のブロックBとを有する水素化ブロック共重合体
成分(Y):ポリオキシアルキレンアルキルエーテル - 前記成分(X)の重量平均分子量が10000以上、200000以下であることを特徴とする請求項8に記載の樹脂組成物。
- 前記成分(X)が、水素化ビニル芳香族重合体ブロックAを2以上有することを特徴とする請求項8又は9に記載の樹脂組成物。
- 前記成分(Y)のHLB値が11以上、18以下であることを特徴とする請求項8〜10
のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
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