JP3203807B2 - シンジオタクチック−1,2−ポリブタジエンの懸濁重合法 - Google Patents

シンジオタクチック−1,2−ポリブタジエンの懸濁重合法

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JP3203807B2 JP27428892A JP27428892A JP3203807B2 JP 3203807 B2 JP3203807 B2 JP 3203807B2 JP 27428892 A JP27428892 A JP 27428892A JP 27428892 A JP27428892 A JP 27428892A JP 3203807 B2 JP3203807 B2 JP 3203807B2
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乾一 本行
通典 鈴木
和宏 秋川
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水性媒質中で1,3−
ブタジエンを懸濁重合してシンジオタクチック−1,2
−ポリブタジエンの粒子を得る方法に関する。
【0002】
【従来の技術】シンジオタクチック−1,2−ポリブタ
ジエン(以下「SPB」と略す)の製造法としては、不
活性溶媒中での溶液重合が知られていた(特公昭53−
39917号、特公昭61−29365号)。しかし、
溶液重合においては、重合が進行するにつれ、生成した
SPBが析出し重合槽の内側や攪拌羽根に付着し、攪拌
が満足にできない状態になるという問題があった。
【0003】このような問題を解決するため、水中での
懸濁重合が検討された(特公昭62−58613号、特
開昭62−27406)。懸濁重合においては、粒子状
のSPBが生成し水中に懸濁した状態になるので、重合
槽の内側や攪拌羽根にSPBが大量に付着し攪拌が困難
になるという問題は殆ど起こらないという長所がある。
【0004】
【解決すべき課題】しかし、従来のSPBの懸濁重合に
おいては、直径数mm程度の粒径の大きな粒子が生じやす
く粒子の粒径のコントロールが困難であった。又、この
ような粒径の大きな粒子の内部には、重合熱のためゲル
が生じやすく、品質管理の面からも問題になっていた。
更に、粒径の小さいSPB樹脂を得るには、重合系に強
力な機械的剪断力を与えなければならないという問題点
もあった。本発明は、SPBの懸濁重合法における上記
の問題点を解決することを目的とする。
【0005】
【発明の構成】本発明は、コバルト化合物等の遷移金属
化合物、トリアルキルアルミニウム等の I〜III 族の有
機金属化合物、及び、二硫化炭素或いはフェニルイソチ
オシアン酸からなる触媒を用い、水性媒質中で1,3−
ブタジエンを懸濁重合することによりSPBの粒子を得
る方法であって、水性媒質中に塩化メチレン等の高比重
不活性有機溶媒を共存させて懸濁重合を行うというもの
である。
【0006】本発明は、水性媒質中に高比重不活性有機
溶媒を共存させることにより、1,3−ブタジエン、触
媒、等からなる有機相の比重を高くし、強力な機械的剪
断力なしに小粒径のSPBを得ることができるようにす
るものである。
【0007】以下、本発明について詳細に説明する。
【0008】本発明において、水性媒質には、水に塩化
カルシウム等の無機塩やポリビニルアルコール等の分散
剤、及び必要に応じて界面活性剤を溶解もしくは分散さ
せたもの等、通常懸濁重合で使用されるものを用いるこ
とができる。分散剤の割合は、水100重量部に対し
て、0. 01〜1重量部の範囲が好ましい。又、水の割
合は、1,3−ブタジエン1モルに対し1〜30モルの
範囲が好ましい。
【0009】高比重不活性有機溶媒とは、比重が1. 1
以上の有機溶媒であって、重合温度にあっては1,3−
ブタジエンや触媒成分と殆ど反応しないものをいう。こ
のようなものとしては、塩化メチレン、四塩化炭素、ク
ロロホルム、ブロモホルム、トリクレン等のハロゲン化
脂肪族炭化水素、クロロベンゼン、ブロモベンゼン、ク
ロロトルエン、ブロモトルエン、ジクロロベンゼン、ジ
ブロモベンゼン、ヘキサクロロベンゼン、ヘキサフルオ
ロベンゼン等のハロゲン化芳香族炭化水素、或いはクロ
ロフェノール、ペンタクロロフェノール、ブロモフェノ
ール、ペンタブロモフェノール等のハロゲン化フェノー
ル、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類、ジメチ
ル硫酸やジエチル硫酸等の硫酸ジエステル等が、好まし
く用いられる。
【0010】本発明において用いる高比重不活性有機溶
媒の量は、重合系中の1,3−ブタジエン100容に対
して10〜100容、好ましくは20〜80容、特に好
ましくは40〜60容の範囲である。1,3−ブタジエ
ンに対する高比重不活性有機溶媒の割合が100容を超
えると、ポリマーの生産性が低下する点で好ましくな
く、10容よりも少ないと粒径の大きなSPB粒子が生
成しやすくなるので好ましくない。
【0011】本発明では、触媒としては、遷移金属化合
物、I 〜III 族の有機金属化合物、並びに、二硫化炭
素、フェニルイソチオシアン酸及びキサントゲンからな
る群から選ばれる化合物(以下「二硫化炭素等」と略
す)からなるものを用いることができる。遷移金属化合
物は、1,3−ブタジエン1モルに対し、遷移金属原子
が0. 01〜0. 00001モルの範囲になるようにす
ることが好ましい。遷移金属化合物とI 〜III 族の有機
金属化合物の割合は、0. 1〜500(モル/モル)の
範囲が好ましい。二硫化炭素等の添加量は、遷移金属原
子に対し等モル以上の範囲が好ましい。
【0012】遷移金属化合物としては、コバルト、チタ
ニウム、或いはニッケルの塩や錯体が好ましく用いられ
る。とくに好ましいものは、塩化コバルト、臭化コバル
ト、硝酸コバルト、オクタン酸コバルト、ナフテン酸コ
バルト、酢酸コバルト、マロン酸コバルト等のコバルト
塩や、コバルトのビスアセチルアセトネートやトリスア
セチルアセトネート、アセト酢酸エチルエステルコバル
ト、ハロゲン化コバルトのトリアリールフォスフィン錯
体やトリアルキルフォスフィン錯体、もしくはピリジン
錯体やピコリン錯体等の有機塩基錯体、もしくはエチル
アルコール錯体等が挙げられる。
【0013】I〜III 族の有機金属化合物としては、有
機リチウムや有機マグネシウム、有機アルミニウム等が
用いられる。これらの化合物の内で特に好ましいのは、
トリアルキルアルミニウムやジアルキルアルミニウムク
ロライド、ジアルキルアルミニウムブロマイド、アルキ
ルアルミニウムセスキクロライド、アルキルアルミニウ
ムセスキブロマイド等である。
【0014】本発明の懸濁重合法においては、更にアル
コールやケトン、アルデヒド、エステル、ニトリル等を
重合系に加えて重合を行ってもよい。
【0015】本発明の懸濁重合法は、例えば以下の手順
に従って行うことができる。先ず、1.3−ブタジエン
と遷移金属化合物及び有機金属化合物を接触させ、熟成
させる。熟成温度は−60〜50℃の範囲が好ましい。
熟成の際、トルエンやベンゼン、キシレン、n−ヘキサ
ン、ミネラルスピリット、ソルベントナフサ、或いはケ
ロシン等の炭化水素系溶媒や、塩化メチレン等のハロゲ
ン化炭化水素系溶媒等が共存していてもよい。但し、こ
れらの溶媒は、熟成温度において、1.3−ブタジエン
や遷移金属化合物、有機金属化合物と反応するものであ
ってはならない。熟成工程で得られた熟成液を、次に分
散媒中に分散させる。高比重不活性有機溶媒は、分散媒
中に予め分散させておいてもよく、熟成液を分散媒中に
添加してから加えてもよい。最後に、二硫化炭素等を加
え、懸濁重合を開始する。二硫化炭素等は予め分散媒中
に分散させてもよく、高比重不活性有機溶媒とともに加
えてもよく、最後に加えてもよい。
【0016】
【実施例】本発明について、以下実施例を用いて具体的
に説明する。
【0017】〔実施例1〕 〔触媒溶液の調製〕予め窒素置換した300ミリリット
ルのオートクレーブに、ブタジエンモノマー240ミリ
リットルを供給し、オクタン酸コバルトのヘプタン溶液
(オクタン酸コバルト0. 5モル/ヘプタン1リット
ル)を1. 6ミリリットル加え、更にトリエチルアルミ
ニウムのヘプタン溶液(トリエチルアルミニウム1モル
/ヘプタン1リットル)を2. 4ミリリットル加えた
後、室温で500rpm で10分間攪拌して、触媒溶液を
調製した。 〔 重 合 〕錨型攪拌翼を有する1. 5リットルのオ
ートクレーブの内部を窒素置換し、窒素バブリングをし
たイオン交換水560ミリリットルと塩化メチレン12
0ミリリットル、及びポリビニルアルコール(以下「P
VA」と略す)0. 56gを供給した。その後、上記触
媒液を加え、10℃にて600r.p.m.で10分間
攪拌後、二硫化炭素1. 6ミリモルを加えて重合を開始
した。重合は600r.p.m.で攪拌しながら30℃
にて1時間行い、生成したSPB粒子をBHTの1%メ
タノール溶液に浸漬した後、50℃にて真空乾燥機中で
一昼夜乾燥し、乾燥後のSPB粒子を分級し、粒度分布
を求めた。乾燥後のSPB粒子の融点は199. 7℃、
収量は127gであり収率は86. 1%であった。オー
トクレーブ内側に付着したSPBの量は1. 8gに過ぎ
なかった。結果を表1に示す。
【0018】〔実施例2〕重合工程において、第4成分
としてシクロヘキサノン0. 68モルを分散媒に添加し
た以外は実施例1と同様にして触媒液調製及び重合を行
った。生成したSPB粒子をBHTの1%メタノール溶
液に浸漬した後、50℃にて真空乾燥機中で一昼夜乾燥
し、乾燥後のSPB粒子を分級し、粒度分布を求めた。
乾燥後のSPB粒子の融点は120. 6℃、収量は12
8gであり収率は86. 5%であった。重合後オートク
レーブ内部に付着したSPBは4. 1gに過ぎなかっ
た。結果を表1に示す。
【0019】〔実施例3〕重合工程において、第4成分
として酢酸エチル1. 53モルを分散媒に添加した以外
は実施例1と同様にして触媒液調製及び重合を行った。
生成したSPB粒子をBHTの1%メタノール溶液に浸
漬した後、50℃にて真空乾燥機中で一昼夜乾燥し、乾
燥後のSPB粒子を分級し、粒度分布を求めた。乾燥後
のSPB粒子の融点は129. 0℃、収量は120. 7
gであり収率は81. 7%であった。重合後オートクレ
ーブ内部に付着したSPBは0. 2gに過ぎなかった。
結果を表1に示す。
【0020】〔比較例1〕重合工程において、分散媒に
塩化メチレンを添加しなかった以外は実施例1と同様に
して触媒液調製及び重合を行った。生成したSPB粒子
をBHTの1%メタノール溶液に浸漬した後、室温にて
真空乾燥機中で一昼夜乾燥し、乾燥後のSPB粒子を分
級し、粒度分布を求めた。乾燥後のSPB粒子の融点は
193. 7℃、収量は66. 5gであり収率は35. 7
%であった。重合後オートクレーブ内部に13. 5gも
のSPBが付着していた。SPB粒子の粒径分布につい
ては、粒径1. 68mm以上の粒径の大きなものが29.
3%も生成していた。結果を表1に示す。
【0021】〔比較例2〕重合工程において、分散媒に
塩化メチレンを添加しなかった以外は実施例2と同様に
して触媒液調製及び重合を行った。生成したSPB粒子
をBHTの1%メタノール溶液に浸漬した後、室温にて
真空乾燥機中で一昼夜乾燥し、乾燥後のSPB粒子を分
級し、粒度分布を求めた。乾燥後のSPB粒子の融点は
120. 0℃、収量は138. 0gであり収率は82.
5%であった。SPB粒子の粒径分布については、粒径
1. 68mm以上の粒径の大きなものが15. 0%あっ
た。重合後オートクレーブ内部に7. 0gものSPBが
付着していた。結果を表1に示す。
【0022】〔比較例3〕重合工程において、分散媒に
塩化メチレンを添加しなかった以外は実施例3と同様に
して触媒液調製及び重合を行った。生成したSPB粒子
をBHTの1%メタノール溶液に浸漬した後、室温にて
真空乾燥機中で一昼夜乾燥し、乾燥後のSPB粒子を分
級し、粒度分布を求めた。乾燥後のSPB粒子の融点は
120. 0℃、収量は140. 0gであり収率は81.
0%であった。SPB粒子の粒径分布については、粒径
1. 68mm以上の粒径の大きなものの割合が28. 2%
あった。重合後オートクレーブ内部に15. 3gものS
PBが付着していた。結果を表1に示す。
【0023】
【表1】
【0024】
【発明の効果】本発明の懸濁重合法を用いると、粒径1
mm以下の粒径の小さいSPB粒子を得るのに、強力な機
械的剪断力は不要である。そして、粒径が小さく且つ粒
径分布の均一なSPB粒子が得られ、粒径の大きなSP
B粒子の生成を効果的に防止できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08F 2/18 - 2/20

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】遷移金属化合物、 I〜III 族の有機金属化
    合物、並びに、二硫化炭素、イソチオシアン酸フェニル
    及びキサントゲン酸化合物からなる群から選ばれた化合
    物からなる触媒を用い、水性媒質中で1,3−ブタジエ
    ンを懸濁重合することにより、シンジオタクチック−
    1,2−ポリブタジエンの粒子を得る方法であって、
    (a)比重1. 1以上の高比重不活性有機溶媒を水性媒質
    中に共存させ、且つ、(b)該高比重不活性有機溶媒の量
    の割合を、重合系中の1,3−ブタジエン100容に対
    し高比重不活性有機溶媒を10〜100容とする、シン
    ジオタクチック−1,2−ポリブタジエンの懸濁重合法
JP27428892A 1992-05-15 1992-10-13 シンジオタクチック−1,2−ポリブタジエンの懸濁重合法 Expired - Fee Related JP3203807B2 (ja)

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