JP3316942B2 - 水添石油樹脂の製造方法 - Google Patents

水添石油樹脂の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水添石油樹脂の製造方
法に関する。更に詳しくは、石油樹脂を限定された反応
条件下で水素化して、軟化点の制御された水添石油樹脂
を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】石油樹脂は、石油ナフサを熱分解又は触
媒を用いた接触分解により得られるC4 −C6 の脂肪族
オレフィンのスペント留分や、オレフィン性飽和結合を
有するC8 以上の芳香族炭化水素のスペント留分に含ま
れる1種以上の重合性物質をフリーデルクラフツ型触媒
や熱により、単独重合又は共重合して得られたC5 系,
9 系及びC5 −C9 系共重合石油樹脂,そしてその
他、テルペン樹脂,天然ロジン等がある。
【0003】これら石油樹脂は、粘着性,接着性,他の
樹脂との相溶性を有していることから、各種プラスチッ
クス,ゴム,油性物質に混溶され、塗料,印刷インキ,
接着剤,粘着剤,トラフィクペイント等の用途に用いら
れる。
【0004】しかしながら、石油樹脂は、一般に黄〜薄
茶色に着色している上に、独特の臭気を有し、又熱安定
性は低く、耐候性も低いといった課題を有する。
【0005】この課題解決法として、石油樹脂を触媒の
存在下で水素添加する方法があり、この方法で得られる
樹脂が水添石油樹脂である。この水添石油樹脂は、通常
無色透明〜白色であり,臭気がなく,熱安定性,耐候性
にも優れた性質を有し、且つ接着性,粘着性も高い。更
に、各種プラスチックス,例えばゴム,ポリオレフィ
ン,及びエチレン一酢酸ビニル共重合体などにも優れた
相溶性を有す。したがって、食品分野,サニタリー分野
等の外,ホットメルト接着剤,印刷用途,各種プラスチ
ックス改質剤等の高品質が要求される分野に広く用いら
れる。
【0006】また、水添石油樹脂は用途に応じて、特定
の軟化点,水添率を有するものが使用され、その要求グ
レードは益々多様化している。これまで、C9 系水添石
油樹脂の製造方法として、特開昭47-26492号公報、特開
昭57-212202 号公報、特公昭62-61201号公報、特公昭63
-35643号公報がある。しかしながら、物性上重要な水添
石油樹脂の軟化点をコントロールするための反応条件に
ついての記載はない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、原料の石油
樹脂を限定された反応条件下(反応温度,反応圧力,反
応時間)で水素化し、所望の軟化点と水添率を有する高
品質の水添石油樹脂を経済的に効率良く製造する方法を
提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、水素化条
件と得られる水添石油樹脂の水添率,軟化点の関係につ
いて鋭意検討した。その結果、軟化点を支配する因子は
水添率と分子量であり、水素化反応においてこれらをコ
ントロールする因子は反応温度,反応圧力,反応時間で
あり、これら因子を厳密にコントロールすることによ
り、目的の水添率,軟化点を有する水添石油樹脂を自在
に製造できることを見いだし、本発明を完成するに至っ
た。
【0009】即ち、本発明は、石油樹脂を水素化触媒存
在下、水素ガスにより水素化する方法に於いて、所望の
水添率と軟化点を有する水添石油樹脂を反応温度,反応
圧力,反応時間の各因子を任意に組み合わせて製造する
ことを特徴とする水添石油樹脂の製造方法である。以
下、本発明を詳細に説明する。
【0010】本発明における石油樹脂とは、石油ナフサ
の熱分解又は触媒を用いた接触分解により得られるスペ
ント留分で、重合性を有するスチレン,α−メチルスチ
レン,β−メチルスチレン,ビニルトルエン,インデ
ン,ジシクロペンタジエン,アルキルインデン,エチル
ベンゼン,トリメチルベンゼン,ナフタリン等を主とし
て含むC9 留分をフリーデツクラフツ型触媒又は熱によ
り重合して得られるC9系石油樹脂,イソプレン,ペン
テン,ペンタジエン,メチルプテン等を主成分とするC
5 留分を同様に重合して得られるC5 系石油樹脂,前記
5 留分とC9 留分を共重合して得られるC5 −C9
石油樹脂,シクロペンタジエンを重合して得られるDC
PD系石油樹脂,シクロペンタジエンとスチレンを共重
合して得られるDCPD−St系石油樹脂,リモネン,
ピネン類を重合して得られるテルペン系石油樹脂,主と
してクマロンを重合して得られるクロマン系石油樹脂,
そして天然ロジン等であり、いずれも使用できる。
【0011】中でも、C9 系石油樹脂又はC5 −C9
石油樹脂が資源的に豊富であり、価格も安価で、且つそ
れらの水添品は熱安定性が高く、接着力が大きいといっ
た特徴を有することから、好ましい石油樹脂である。更
には、軟化点100 〜150 ℃のC9 系石油樹脂が好まし
い。
【0012】本発明に於ける水素化触媒としてはニッ
ケル金属を主成分とし、助触媒成分としてMg,Ca,
Ba,Srのアルカリ土類金属より選ばれた1種以上の
酸化物,水酸化物,炭酸塩を珪藻土担体に担持した水素
化触媒である(特願平3−156053号)。該触媒
は、熱によるニッケル粒子のシンタリングを抑制し、
叉、通常石油樹脂に含有されるイオウ化合物による触媒
被毒を抑制する。その結果、触媒寿命は向上し繰り返し
使用ができ、経済性は著しく向上する。
【0013】本発明は、前記水素化触媒存在下、水素ガ
スで水素化するが、反応温度,反応圧力,反応時間の3
つの因子を組み合わせて軟化点,水添率のコントロール
することが本発明の骨子となる。
【0014】即ち、軟化点がX-30 ℃以上,X-10 ℃以
下(X:原料石油樹脂軟化点(℃)),水添率が50%以
上の水添石油樹脂を得る時は、反応温度 290〜320 ℃,
反応圧力 20 〜100 kg/cm 2 G ,反応時間 2〜10時間で
行い、軟化点がX-10 ℃以上,X+10 ℃以下,水添率 5
0 %以上のものを得る時は、反応温度 270〜300 ℃,反
応圧力 30 〜300 kg/cm 2 G ,反応時間 1〜10時間で行
い、軟化点がX+10 ℃以上,X+20 ℃以下,水添率が50
%のものを得る時は、反応温度 200〜280 ℃,反応圧力
20 〜300 kg/cm 2 G ,反応時間 1〜10時間で行う。上
記3つの因子を選択することにより、軟化点、選択率を
自在にコントロールでき、目的とする水添石油樹脂を得
ることができる。
【0015】軟化点がX-30 ℃以上,X-10 ℃以下のも
のを得る時は,反応温度は290 〜320 ℃が好ましい。32
0 ℃を越える温度で行うと、得られる水添石油樹脂の軟
化点がX-30 ℃より低くなり、又、熱安定性が著しく劣
るものとなる。反応圧力は20〜100 kg/cm 2 G が好まし
い。100 kg/cm 2 G を越える圧力では、軟化点がX-10
℃を越えるものとなり、20kg/cm 2 G 未満では、反応時
間が長時間となり好ましくない。
【0016】軟化点がX-10 ℃以上,X+10 ℃以下のも
のを得る時は、反応温度は 270〜300 ℃が好ましい。30
0 ℃を越える温度では軟化点がX-10 ℃より低くなり、
270℃未満の温度では軟化点がX+10 ℃を越える。反応
圧力は30〜300 kg/cm 2 G が好ましい。300 kg/cm 2 G
を越える圧力では設備が高価となり、30kg/cm 2 G 未満
では反応時間が長時間となる。
【0017】軟化点がX+10 ℃以上,X+20 ℃以下のも
のを得る時は、反応温度は 200〜280 ℃が好ましい。28
0 ℃を越える温度では軟化点がX+10 ℃より低くなり、
200℃未満では反応時間が長時間となる。反応圧力は20
〜300 kg/cm 2 G が好ましい。300 kg/cm 2 G を越える
圧力では設備が高価となり、20kg/cm 2 G 未満では反応
時間が長時間となる。
【0018】触媒添加量は、触媒の種類,活性により異
なる。例えば、Ni珪藻土(Ni:50%)触媒では、軟化点
がX-30 ℃以上,X-10 ℃以下の水添石油樹脂を得る時
の触媒添加量は0.5 〜2wt %が好ましく、軟化点がX-1
0 ℃以上,X+10 ℃以下の水添石油樹脂を得る時の触媒
添加量は 2〜4wt %が好ましく、軟化点がX+10 ℃以
上,X+20 ℃以下の水添石油樹脂を得る時の触媒添加量
は1 〜10wt%が好ましい。
【0019】反応形式は、回分式,半回分式,懸濁床連
続式いずれでもよい。
【0020】本発明に使用する溶剤としては、飽和鎖状
炭化水素として、n−ノナン,2−メチル−ノナン,3
−メチル−ノナン,4−メチル−ノナン,n−デカン,
イソ−デカン,2−メチルデカン,3−メチルデカン,
4−メチルデカン,n−ウンデカン,2−メチルウンデ
カン,3−メチルウンデカン,4−メチルウンデカン,
n−ドデカン,イソ−ドデカン,2−メチルドデカン,
3−メチルドデカン,4−メチルドデカン,5−メチル
ドデカン,2, 3−ジメチルドデカン,2, 3, 4−ト
リメチルドデカン,2, 3, 4, 5−テトラメチルドデ
カン,n−トリデカン,メチルトリデカン,ジメチルト
リデカン,トリメチルトリデカン,n−テトラデカン,
メチルテトラデカン,ジメチルテトラデカン,トリメチ
ルテトラデカン,ペンタデカン,アルキルペンタデカ
ン,ヘキサデカン,アルキルヘキサデカン,ヘプタデカ
ン,アルキルヘプタデカン,オクタデカン,アルキルオ
クタデカン,ノナデカン,アルキルノナデカン,エイコ
サン,アルキルエイコサン等を挙げることができる。
【0021】飽和環状炭化水素として、トリメチルシク
ロヘキサン,テトラメチルシクロヘキサン,メチルエチ
ルシクロヘキサン,ビシクロヘキサン,メチルビシクロ
ヘキサン,ジエチルビシクロヘキサン等を挙げることが
できる。
【0022】芳香族炭化水素として、ジエチルベンゼ
ン,トリメチルベンゼン,テトラメチルベンゼン,メチ
ルエチルベンゼン,イソプロピルベンゼン,P−シメ
ン,アミルベンゼン,ナフタリン,アルキルナフタリ
ン,シクロヘキシベンゼン,アルキルシクロヘキシルベ
ンゼン,フルオレン,アルキルフルオレン等を挙げるこ
とができる。
【0023】これらは、1種あるいは2種以上の混合物
でも良い。
【0024】溶剤添加量は、石油樹脂100 重量部に対し
て10〜150 重量部が好ましい。更に好ましくは20〜100
重量部である。
【0025】水素化処理後、通常の操作、即ち濾過,蒸
留などにより触媒,低沸分,溶剤を除去する。
【0026】このようにして水添石油樹脂が得られる。
【0027】本発明で得られる水添石油樹脂は、無色透
明であり、耐熱性,耐候性に優れ、且つ粘着性,接着性
が大きく、粘着剤,接着剤として、又 ゴム,インキ等
の添加剤として有用、且つ有効に使用できる価値の高い
ものである。
【0028】
【実施例】以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を具
体的に説明するが、本発明はこれらに限定するものでは
ない。
【0029】実施例1 電磁撹拌機及び加熱器を備えた内容積300ml のステンレ
ス製耐圧容器に、市販のC9 系石油樹脂(東ソー株式会
社製,ペトコール120ARK,軟化点120 ℃,イオウ含有12
0ppm,ガードナー色数12)70g ,水素化触媒としてNi/
珪藻土触媒〔N社製,Ni(50wt%含有) 〕0.7g,溶剤とし
て市販パラフィン系炭化水素(I社製,bp:160 〜200
℃)21g を仕込み、窒素ガス次に水素ガスで置換後、水
素加圧した。次に、撹拌,加熱し、温度 290℃で 8時間
保持した。この間、圧力は50kg/cm 2 G に維持した。そ
の後、放冷し、反応生成物を取り出し、加圧濾過器を用
い、触媒と反応生成物を分離した。次に、反応生成物
は、オイルバスにて加熱しつつ、N2 ガスを通じ溶剤を
除去し、水添石油樹脂を得た。
【0030】水添石油樹脂を分析したところ、軟化点は
99℃,水添率は87.1%で、無色透明,無臭であった。
【0031】実施例2 反応圧力を100 kg/cm 2 G とした以外は実施例1と同様
に行い、軟化点101 ℃,水添率96.8%,無色透明,無臭
の水添石油樹脂を得た。結果を表1に示す。
【0032】実施例3 触媒添加量を2.1g,反応時間を 4時間とした以外は実施
例1と同様に行い、軟化点118 ℃,水添率97.7%,無色
透明,無臭の水添石油樹脂を得た。結果を表1に示す。
【0033】実施例4 反応温度を250 ℃,触媒添加量を3.5gとした以外は実施
例1と同様に行い、軟化点133 ℃,水添率97.2%,無色
透明,無臭の水添石油樹脂を得た。結果を表1に示す。
【0034】
【表1】
【0035】
【発明の効果】本発明によれば、種々の軟化点を有する
石油樹脂から高品質で任意の軟化点,水添率の水添石油
樹脂を効率的に製造することができる。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】石油樹脂をNi金属を主成分とするNi系
    触媒存在下、温度290〜320℃,圧力20〜100
    kg/cm2Gにて、2〜10時間水素化して、軟化点
    がX−30℃以上、X−10℃以下、水添率が50%以
    上の水添石油樹脂を製造することを特徴とする方法。 原料石油樹脂軟化点:X(℃)
  2. 【請求項2】石油樹脂をNi金属を主成分とするNi系
    触媒存在下、温度270〜300℃,圧力20〜300
    kg/cm2Gにて、1〜10時間水素化して、軟化点
    がX−10℃よりも高く、X+10℃以下、水添率が5
    0%以上の水添石油樹脂を製造することを特徴とする方
    法。 原料石油樹脂軟化点:X(℃)
  3. 【請求項3】石油樹脂をNi金属を主成分とするNi系
    触媒存在下、温度200〜280℃,圧力20〜300
    kg/cm2Gにて、1〜10時間水素化して、軟化点
    がX+10℃よりも高く、X+20℃以下、水添率が5
    0%以上の水添石油樹脂を製造することを特徴とする方
    法。 原料石油樹脂軟化点:X(℃)
  4. 【請求項4】 石油樹脂の水素化を石油樹脂100重量部
    に対し、常圧での沸点が実質的に140〜280℃の飽
    和炭化水素、飽和環状炭化水素、芳香族炭化水素より選
    ばれた1種以上の溶剤10重量部以上を混合して行う、
    請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
  5. 【請求項5】 石油樹脂が、軟化点70〜150℃を有す
    るC5−C9系又はC9系石油樹脂である請求項1〜4の
    いずれか記載の方法。
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