JP3959630B2 - Method for producing high cis polybutadiene - Google Patents

Method for producing high cis polybutadiene Download PDF

Info

Publication number
JP3959630B2
JP3959630B2 JP2002244138A JP2002244138A JP3959630B2 JP 3959630 B2 JP3959630 B2 JP 3959630B2 JP 2002244138 A JP2002244138 A JP 2002244138A JP 2002244138 A JP2002244138 A JP 2002244138A JP 3959630 B2 JP3959630 B2 JP 3959630B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
high cis
cis polybutadiene
water
polymerization
compounds
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2002244138A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004083667A (en
Inventor
哲也 豊嶋
泰典 三原
英哲 山岸
正人 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zeon Corp
Original Assignee
Zeon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zeon Corp filed Critical Zeon Corp
Priority to JP2002244138A priority Critical patent/JP3959630B2/en
Publication of JP2004083667A publication Critical patent/JP2004083667A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3959630B2 publication Critical patent/JP3959630B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高シスポリブタジエンの製造方法に関し、スチームストリッピングの工程以降での製造設備の腐蝕を抑制しながら、アルミニウム金属含有量が低減され、色相に優れる高シスポリブタジエンを製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
高シスポリブタジエンは、タイヤ用又は耐衝撃性ポリスチレン用のゴム材料として汎用されている。このポリマーは、通常、有機アルミニウム化合物、遷移金属化合物及び水からなる重合触媒を用いて、1,3−ブタジエンを溶液重合し、スチームストリッピング法などで溶媒を分離し、乾燥して製造されている。
【0003】
ところが、かかる従来の製造方法においては、重合触媒に由来する物質が高シスポリブタジエン中に残存して種々のポリマー特性に影響する。例えば、有機アルミニウム化合物に由来するアルミニウム金属含有量が多い高シスポリブタジエンを耐衝撃性ポリスチレン用のゴム材料として用いると、耐衝撃性ポリスチレン中の異物の原因となる場合がある。また、有機アルミニウム化合物のうち、有機アルミニウムハライドは、重合活性が高いので賞用されるが、有機アルミニウムハライドを含む重合触媒を用いて高シスポリブタジエンを製造すると、特に、スチームストリッピング工程以降の設備の腐食を引き起こす等の問題を有している。
【0004】
ゴム状重合体の金属含有量を低減するために、ゴム状重合体を含む重合溶液からゴム状重合体を回収する方法の改良が提案されている。
例えば、特公平4−54684号公報には、(1)ゴム状重合体の重合溶液に特定のエステル化合物を重合停止剤として添加する工程、(2)特定量の水を添加して乳化し、さらに特定量の水を添加して転相する工程、(3)転相物を静置して、分離したゴム状重合体溶液をスチームストリッピングする工程からなるゴム状重合体の回収方法が開示されている。しかしながら、このような方法によれば、アルミニウム金属含有量の少ないゴム状重合体が得られるものの、得られたゴム状重合体の色相が悪く、その商品価値を著しく低下させたり、スチームストリッピング工程以降での設備の腐蝕を抑制できなかったりする。
【0005】
また、特開平10−168101号公報には、触媒残渣を効率よく除去して、透明性、耐湿熱性の良好なゴム状重合体を得る目的で、(1)ゴム状重合体の溶液に、ホスホン酸、水およびリン酸エステルを添加する工程、(2)老化防止剤を添加する工程、(3)所望により、水を添加する工程、(4)特定温度範囲で、スチームストリッピングする工程からなるゴム状重合体の回収方法が開示されている。このような方法によれば、色相が良好なゴム状重合体が得られるものの、アルミニウム金属含有量の低減効果が不十分であったり、スチームストリッピング工程以降での設備の腐蝕を抑制できなかったりする。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記の事情に鑑み、スチームストリッピングの工程以降での製造設備の腐蝕を抑制しながら、アルミニウム金属含有量が低減され、色相に優れる高シスポリブタジエンの製造方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、高シスポリブタジエンの製造において、特に、重合体の回収方法について鋭意検討を重ねた結果、高シスポリブタジエン重合溶液の重合を停止した後、老化防止剤を添加し、次いで、水を添加して、添加した水の特定量を系外へ排出して得られた、高シスポリブタジエン溶液を、アルカリ条件下で、スチームストリッピングする方法を採用することにより、上記の課題が達成できることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【0008】
かくして、本発明によれば、不活性溶媒中で、遷移金属化合物と有機アルミニウム化合物と活性水素を有する化合物とから本質的になる触媒を用いて1,3−ブタジエンを重合して高シスポリブタジエンを生成する工程(A);
重合を停止した後、得られた高シスポリブタジエン溶液に老化防止剤を添加する工程(B);
前記工程(B)で得られた高シスポリブタジエン溶液に水を添加した後、添加した水の10重量%以上を系外に排出する工程(C);
前記工程(C)で得られた高シスポリブタジエン溶液を、アルカリ条件下で、スチームストリッピングして、高シスポリブタジエンを分離する工程(D);
からなる高シスポリブタジエンの製造方法が提供される。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の高シスポリブタジエンの製造方法は、不活性溶媒中で、遷移金属化合物と有機アルミニウム化合物と活性水素を有する化合物とから本質的になる触媒を用いて1,3−ブタジエンを重合して高シスポリブタジエンを生成する工程(A);
重合を停止した後、得られた高シスポリブタジエン溶液に老化防止剤を添加する工程(B);
前記工程(B)で得られた高シスポリブタジエン溶液に水を添加した後、添加した水の10重量%以上を系外に排出する工程(C);
前記工程(C)で得られた高シスポリブタジエン溶液を、アルカリ条件下で、スチームストリッピングして、高シスポリブタジエンを分離する工程(D);からなる。
【0010】
工程(A)においては、不活性溶媒中で、遷移金属化合物と有機アルミニウム化合物と活性水素を有する化合物とから本質的になる触媒を用いて1,3−ブタジエンを重合して高シスポリブタジエンを生成させる。
【0011】
不活性溶媒は、高シスポリブタジエンを溶解し、重合活性に悪影響を及ぼさないものであれば特に制限されない。
その具体例としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;n−ブタン、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン等の脂肪族炭化水素;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、シクロペンタン等の脂環族炭化水素;シス−2−ブテン、トランス−2−ブテン等のオレフィン系炭化水素;塩化メチレン、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素;などが挙げられる。
【0012】
これらの不活性溶媒は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて使用できる。不活性溶媒の使用量は、特に限定されないが、1,3−ブタジエン濃度が好ましくは5〜50重量%、より好ましくは10〜40重量%の範囲となるように用いる。
【0013】
遷移金属化合物は、周期律表第8〜10族の鉄族または白金族の元素を含有する化合物である。
遷移金属化合物としては、これらの元素の塩や錯体が好ましく用いられる。これら元素のうち、コバルト及びニッケルが好ましく、特にコバルトが好ましい。
【0014】
遷移金属化合物の具体例としては、例えば、塩化コバルト、臭化コバルト、硝酸コバルト等の無機酸塩;ヘキサン酸コバルト、オクテン酸コバルト、ステアリン酸コバルト、ナフテン酸コバルト、酢酸コバルト、蓚酸コバルト、バーサチック酸コバルト(炭素数1以上のアルキル基が3つ結合した三級炭素にカルボキシル基を有する炭素数6〜20の脂肪族モノカルボン酸のコバルト塩)、マロン酸コバルト等の有機酸塩;コバルトビスアセチルアセトナ−トやコバルトトリスアセチルアセトナ−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−ルフォスフィン錯体、トリアルキルフォスフィン錯体、ピリジン錯体やピコリン錯体等の有機塩基錯体等;及びこれらに対応するニッケル化合物が挙げられる。これらの遷移金属化合物は、一種類を単独で用いても二種類以上を併用してもよい。
上記遷移金属化合物の中でも、ヘキサン酸コバルト、オクテン酸コバルト、ステアリン酸コバルト、ナフテン酸コバルト、これらに対応するニッケル化合物が好ましく、特にオクテン酸コバルトが好ましい。
【0015】
これらの遷移金属化合物の使用量は、重合に使用する1,3−ブタジエン1モル当たり、好ましくは0.0001〜1ミリモル、より好ましくは0.0005から0.5ミリモル、特に好ましくは0.001〜0.1ミリモルの範囲である。
【0016】
有機アルミニウム化合物は、少なくとも1つの炭化水素基がアルミニウム原子に結合している化合物である。炭化水素基は、特に限定されないが、好ましくはアルキル基であり、より好ましくは炭素数が1〜10のアルキル基、特に好ましくは炭素数が2〜4のアルキル基である。
【0017】
有機アルミニウム化合物の具体例としては、例えば、ジエチルアルミニウムモノクロライド、ジエチルアルミニウムモノブロマイド、ジブチルアルミニウムモノクロライド、ジシクロヘキシルアルミニウムモノクロライド、ジフェニルアルミニウムモノクロライド、エチルアルミニウムセスキクロライド、エチルアルミニウムジクロライドなどの有機アルミニウムハライド化合物;トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソプロピルアルミニウム、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化合物;ジエチルアルミニウムハイドライド、エチルアルミニウムセスキハイドライドなどの有機アルミニウムハイドライド化合物が挙げられる。これらの中でも、有機アルミニウムハライド化合物およびアルキルアルミニウム化合物が好ましく、ジエチルアルミニウムモノクロライド、エチルアルミニウムセスキクロライド、エチルアルミニウムジクロライド、トリイソブチルアルミニウムがより好ましく、ジエチルアルミニウムモノクロライドが特に好ましい。これらの有機アルミニウム化合物はそれぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。
【0018】
有機アルミニウム化合物の使用量は、重合に使用する1,3−ブタジエンの1モル当り、好ましくは0.01〜10ミリモル、より好ましくは0.1〜5ミリモル、特に好ましくは0.3〜2ミリモルの範囲である。
【0019】
活性水素を有する化合物としては、水;メタノール、エタノール等の低級アルコール;蟻酸、酢酸、安息香酸等のカルボン酸;アンモニア、アニリン等のアミン化合物;等を例示することができるが、なかでも水が好ましい。
活性水素を有する化合物は、触媒活性を安定的に向上させるために使用される成分である。その使用量は、有機アルミニウム化合物1モル当たり、0.1〜0.8モルの範囲であることが好ましい。
【0020】
触媒成分として用いる、遷移金属化合物、有機アルミニウム化合物および活性水素を有する化合物の添加方法は、特に限定されず、不活性溶媒又は1,3−ブタジエンの不活性溶媒溶液に、同時に添加しても、逐次的に添加してもよい。なかでも、上記の各成分を不活性溶媒溶液に逐次的に添加することが好ましい。
各成分を逐次的に添加する場合、その添加順序は特に限定されないが、なかでも、活性水素を有する化合物、有機アルミニウム化合物、遷移金属化合物の順に添加することが好ましい。各成分を添加するにあたり、有機アルミニウム化合物および遷移金属化合物は、重合に使用する不活性溶媒の1〜20重量%濃度の溶液として添加することが好ましい。
【0021】
各成分の添加方法として、1,3−ブタジエンの不活性溶媒溶液に活性水素を有する化合物を添加し、次いで有機アルミニウム化合物を添加した後、遷移金属化合物を添加する方法が最も好ましい。
【0022】
触媒成分を添加する際の温度は、通常、0〜100℃、好ましくは10〜60℃の範囲である。
【0023】
本発明においては、遷移金属化合物として、不活性溶媒中で、周期律表第1〜3族元素及び第11〜13族元素から選ばれる元素の有機金属化合物と混合し、予め熟成したものを用いてもよい。不活性溶媒としては、1,3−ブタジエンの重合に使用するものと同じ溶媒が使用できる。
【0024】
周期律表第1〜3族及び第11〜13族の元素としては、特に限定はないが、なかでも、リチウム、マグネシウム、アルミニウム、ホウ素が好ましいものとして例示される。
これらの元素の有機金属化合物の具体例としては、例えば、上述の有機アルミニウム化合物の他、メチルリチウム、ブチルリチウム、ネオペンチルリチウム、ベンジルリチウム、トリメチルシリルメチルリチウム、ビストリメチルシリルメチルリチウム等の有機リチウム化合物;ジブチルマグネシウム、ジヘキシルマグネシウム等の有機マグネシウム化合物;ジメチル亜鉛、ジエチル亜鉛等の有機亜鉛化合物;などが挙げられる。これらの有機金属化合物は、単独でまたは2種類以上を組み合わせて使用できる。これらの有機金属化合物のうち、有機アルミニウム化合物が好ましく、トリアルキルアルミニウム化合物がより好ましく、特にトリイソブチルアルミニウムが好ましい。
【0025】
遷移金属化合物を熟成させる際の有機金属化合物と遷移金属化合物の混合比率は、遷移金属化合物1モルに対して、前記の有機金属化合物を、好ましくは0.05〜5モル、より好ましくは0.1〜2モル、特に好ましくは0.2〜0.9モルの範囲で用いる。両成分を混合するに際し、不活性溶媒中の遷移金属化合物の濃度が0.1〜10重量%、好ましくは0.5〜5重量%の範囲になるように混合することが好ましい。熟成は、両成分を混合した後、通常、0〜80℃、好ましくは10〜40℃で、通常、0.1〜24時間、好ましくは1〜20時間行なう。
【0026】
活性水素を有する化合物を、不活性溶媒又は1,3−ブタジエンの不活性溶媒溶液に添加するに際し、該化合物を多孔質濾材を通して添加すると、重合中におけるゲル化抑制効果がさらに改善されるので好ましい。
該濾材の材質は、特に限定されず、ステンレス、鋼、黄銅、ニッケル基の耐熱合金、炭素、グラファイト、アランダム、シリカ、陶磁器等が挙げられ、該濾材はこれらの材料を焼結したものである。
該濾材の孔径は、好ましくは5ミクロン以下、より好ましくは2ミクロン以下である。
【0027】
本発明においては、所望により、さらにゲル化抑制剤を使用することができる。
ゲル化抑制剤としては、1,3−ブタジエンの重合時にゲル化を抑制しうる化合物であれば特に限定されないが、その具体例としては、例えば、ジラウリル−3,3−チオジプロピオネート、ジステアリル−3,3−チオジプロピオネートなどのチオ−ジプロピオン酸のジエステル化合物;4,4’−チオビス(3−メチル−6−t−ブチルフェノ−ル)、2,5−ジ−t−ブチルヒドロキノン、2,5−ジ−t−アミルヒドロキノンなどのフェノール化合物;トリメチルホスフェ−ト、トリエチルホスフェ−ト、トリフェニルホスフェ−トなどのリン酸トリエステル化合物;トリメチルホスファイト、トリエチルホスファイト、トリブチルホスファイト、トリフェニルホスファイト、トリス(ノニルフェニル)ホスファイトなどの亜リン酸トリエステル化合物;チオ尿素、N,N−ジエチルチオ尿素、N,N−ジブチルチオ尿素、N,N−ジフェニルチオ尿素などのチオ尿素化合物;n−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、2−メルカプトベンゾチアゾ−ルなどのチオ−ル類;オルト蟻酸トリメチル、オルト蟻酸トリエチル、オルト酢酸トリメチル、オルト酢酸トリエチル、オルト酪酸トリメチル、オルト酪酸トリエチルなどのオルトエステル化合物;フェニルホスホン酸ジメチル、フェニルホスホン酸ジエチルなどのフェニルホスホン酸ジエステル化合物;が挙げられる。
【0028】
これらの中でも、オルトエステル化合物およびフェニルホスホン酸ジエステル化合物が好ましく、オルト蟻酸トリメチル、フェニルホスホン酸ジメチルがより好ましい。これらのゲル化抑制剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を併用して用いることができる。
ゲル化抑制剤の使用量は、重合に使用する1,3−ブタジエン1モル当り、好ましくは0.002〜0.06ミリモルの範囲である。
【0029】
本発明においては、必要に応じて、高シスポリブタジエンの製造方法において一般に使用される分子量調節剤を用いることができる。
分子量調節剤の具体例としては、例えば、1−ブテン、1−ペンテンなどのα−オレフィン化合物;1−ブチンなどの末端アセチレン化合物;2−ヘキシン、3−ヘキシンなどの内部アセチレン化合物;プロパジエン、1,2−ブタジエン、1,2−ペンタジエンなどのアレン化合物;1,4−ペンタジエン、1,5−ペンタジエン、1,5−シクロオクタジエン、ノルボルナジエン、ジシクロペンタジエンなどの鎖状または環状の非共役ジエン化合物;などを用いることができる。中でも、アレン化合物、環状の非共役ジエン化合物が好ましく、プロパジエン、1,2−ブタジエン、1,2−ペンタジエン、1,5−シクロオクタジエンがより好ましい。これらの分子量調節剤は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。
【0030】
重合様式は、回分式でも連続式でもよいが、高シスポリブタジエンの生産性により優れる点で、連続式が好ましく採用できる。
重合温度は、通常、0〜100℃、好ましくは10〜60℃の範囲である。重合圧力は、通常、0〜0.5MPa(ゲージ圧)の範囲である。
【0031】
工程(B)においては、重合を停止した後、得られた高シスポリブタジエン溶液に老化防止剤を添加する。重合を停止する前に老化防止剤を添加すると、得られた高シスポリブタジエンの色相が極めて悪くなる。
【0032】
重合の停止は、重合溶液に重合停止剤を添加して行うことが好ましい。
重合停止剤としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノールなどの1価の低級アルコール;エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ポリエチレングリコールなどの多価アルコール;水などが使用できる。なかでも、
1価の低級アルコールが好ましく、メタノールがより好ましく使用できる。
重合停止剤の使用量は、通常、触媒に使用した有機アルミニウム1モルに対して、1〜50モル、好ましくは2〜30モルである。
【0033】
重合溶液と重合停止剤との混合効率を向上させる目的で、重合に使用した不活性溶媒で希釈して重合停止剤を添加したり、重合停止剤を添加する際に界面活性剤を併用したりしてもよい。
【0034】
重合停止剤を添加する際の重合転化率は、20〜90重量%の範囲であることが好ましく、50〜80重量%の範囲であることがより好ましい。
【0035】
重合停止剤を添加した後、重合反応が完全に停止するように、スタチックミキサーや回転式攪拌機を用いて、十分攪拌することが好ましい。
【0036】
老化防止剤としては、例えば、2,4−ビス(n−オクチルチオメチル)−6−メチルフェノール、2,4−ビス(n−ドデシルチオメチル)−6−メチルフェノール、2,4−ビス(フェニルチオメチル)−3−メチル−6−tert−ブチルフェノール、n−オクタデシル−3−(3’,5’ジ−tert−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、テトラキス−〔メチレン−3−(3’,5’−ジ−tert−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕−メタン、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール、2,6−ジ−tert−ブチル−4−エチルフェノールなどのフェノール系化合物;ペンタエリストール−テトラキス−(β−ラウリル−チオ−プロピオネート)、ジラウリル−3,3’−チオジプロピオネート、ジミリスチル−3,3’−チオジプロピオネート、ジステアリル−3,3’−チオジプロピオネートなどのイオウ含有化合物;トリス(ノニルフェニル)フォスファイト、サイクリックネオペンタンテトライルビス(オクタデシルフォスファイト)、トリス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)フォスファイトなどのリン含有化合物;2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−tert−オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−tert−ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’,5’−ジ−tert−ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−tert−ブチル−5’−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾールなどのベンゾトリアゾール系化合物;ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、コハク酸ジメチル−1−(2−ヒドロキシエチル)−4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン重縮合物、ポリ〔(6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)イミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル)〔2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル〕イミノ〕ヘキサメチレン〔〔2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル〕イミノ〕〕などのヒンダードアミン系化合物;などが挙げられる。
【0037】
老化防止剤の使用量は、重合で生成した高シスポリブタジエン100重量部に対して、好ましくは0.05〜3重量部、より好ましくは0.1〜2重量部である。
【0038】
老化防止剤と高シスポリブタジエン溶液との混合効率を向上させる目的で、老化防止剤を、重合に使用した不活性溶媒の溶液として添加することもできる。
老化防止剤を添加した後、老化防止剤と高シスポリブタジエン溶液との混合状態が均一になるように、スタチックミキサーや回転式攪拌機を用いて、十分攪拌することが好ましい。
【0039】
工程(C)においては、前記工程(B)で得られた高シスポリブタジエン溶液に水を添加した後、添加した水の10重量%以上を系外に排出する。
【0040】
水の添加量は、高シスポリブタジエン溶液100重量部に対して、好ましくは10〜200重量部、より好ましくは20〜100重量部である。水の添加量が少ないと、得られた高シスポリブタジエンのアルミニウム金属含有量が多くなる傾向があり、逆に多いと、添加した水の10重量%以上を系外に排出し難くなる傾向がある。
【0041】
水を添加した後、水と高シスポリブタジエン溶液との分散状態が均一になるように、スタチックミキサーや回転式攪拌機を用いて、十分攪拌することが好ましい。
【0042】
水を添加する際に、アルミニウム金属含有量のより低減された高シスポリブタジエンが得られる点で、界面活性剤を併用することが好ましい。
【0043】
界面活性剤としては、例えば、オキシエチレンオキシプロピレンブロックポリマーなどの2種以上のアルキレンオキシドのブロック縮重合体;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、ポリオキシエチエレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルなどのポリオキシアルキレンエーテル化合物;ポリオキシエチレングリコールモノラウレート、ポリオキシエチレングリコールモノパルミテート、ポリエチレングリコールモノステアレート、ポリエチレングリコールジステアレート、ポリエチレングリコールモノオレエートなどのポリオキシアルキレングリコール脂肪酸エステル化合物;
【0044】
グリセリルモノステアレート、グリセリルモノオレエート、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンジステアレート、ソルビタントリステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンジオレエート、マンニタンモノラウレート、マンニタンモノステアレート、マンニタンジステアレート、マンニタンモノオレエート、ヘキシタンモノラウレート、ヘキシタンモノパルミテート、ヘキシタンモノステアレート、ヘキシタンジステアレート、ヘキシタントリステアレート、ヘキシタンモノオレエート、ヘキシタンジオレエートなどの多価アルコール脂肪酸エステル化合物;
【0045】
ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンジステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、ポリオキシエチレンマンニタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンマンニタンモノステアレート、ポリオキシエチレンマンニタンモノオレエート、ポリオキシエチレンヘキシタンモノラウレート、ポリオキシエチレンヘキシタンモノステアレートなどのポリオキシアルキレン多価アルコール脂肪酸エステル化合物;などのノニオン界面活性剤、および、
【0046】
ラウリン酸ナトリウム、ミリスチン酸ナトリウム、パルミチン酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、オレイン酸ナトリウム、オレイン酸カリウムなどの炭素数5〜50の脂肪酸塩;ラウリル硫酸ナトリウムなどの炭素数5〜50の高級アルコール硫酸エステル塩;ドデシルスルホ酢酸エステルナトリウム塩などの液体脂肪油硫酸エステル塩類;ナフタレンスルホン酸ナトリウム塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩などの芳香族スルホン酸塩;などのアニオン界面活性剤などが挙げられる。なかでも、ノニオン界面活性剤が好ましく、ポリオキシアルキレン多価アルコール脂肪酸エステル化合物がより好ましく使用できる。
【0047】
界面活性剤の使用量は、添加する水全量に対して、好ましくは10〜500ppm、より好ましくは20〜200ppmの範囲である。使用量が多いと、高シスブタジエン溶液と添加した水とが乳化するため、特定量の水を系外に排出することが困難になる傾向がある。
【0048】
高シスポリブタジエン溶液に水を添加した後、添加した水の内の所定量を系外へ排出する。
ここで、添加した水の内の所定量を系外に排出するとは、高シスポリブタジエン溶液と添加した水の混合物から所定量の水を分離、除去することをいう。
【0049】
高シスポリブタジエン溶液に水を添加した後、添加した水の内の所定量を系外へ排出する方法は、通常、高シスポリブタジエン溶液の比重より水の比重が大きいので、例えば、高シスポリブタジエン溶液に水を添加した後、それを貯留容器へ移送し、適度な攪拌条件で攪拌しながら、貯留容器下部に分離した水相部からポンプで系外へ排出する方法が採用できる。
なお、系外へ排出する水中には、若干量の高シスポリブタジエン溶液が分離しきらずに分散している場合がある。
【0050】
系外へ排出する水の量は、添加した水の10重量%以上、好ましくは20〜95重量%、より好ましくは30〜90重量%である。
系外へ排出する水の量が少ないと、得られた高シスポリブタジエンのアルミニウム金属含有量が多くなる。系外へ排出する水の量を、添加した水の95重量%を超える量にするのは、特に連続で重合する場合には、困難になる傾向がある。
【0051】
系外へ排出する水のpHは、酸性、より好ましくはpH2〜6、特に好ましくはpH3〜5の範囲となるようにすることが好ましい。このpHが低いと、この工程での設備の腐食が促進される傾向があり、逆に高すぎると、得られた高シスポリブタジエンのアルミニウム金属含有量が多くなる傾向がある。このpHは、添加する水の量および添加後の攪拌条件を適宜調整して、調整できる。
【0052】
工程(D)においては、前記工程(C)で得られた高シスポリブタジエン溶液を、アルカリ条件下で、スチームストリッピングして、高シスポリブタジエンを分離する。なお、前記工程(C)において、系外に排出する水の量が添加した水の全量でない場合には、前記工程(C)で得られた高シスポリブタジエン溶液は残部の水を含んでいる。
【0053】
スチームストリッピングは、通常、水の存在下で行なわれる。この時の水の使用量は、重合で生成した高シスポリブタジエン100重量部に対して、好ましくは500〜2000重量部、より好ましくは700〜1500重量部である。
【0054】
スチームストリッピングは、アルカリ条件下で行うことが必須であり、この時のpHは、pH7.5〜12の範囲にあることが好ましく、pH9.5〜11の範囲にあることがより好ましい。このpHが低いと、スチームストリッピングの工程以降での設備の腐食が促進される。逆にこのpHが高すぎると、得られた高シスポリブタジエンにアルカリ成分が残留して、用途によっては悪影響を及ぼす場合がある。
【0055】
スチームストリッピングの際に、アルカリ条件下に維持するためには、塩基を添加することが好ましい。
塩基としては、例えば、トリエチルアミン、エチレンジアミンなどの有機塩基や水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属の水酸化物;炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウムなどのアルカリ金属の炭酸塩;アンモニアなどの無機塩基が挙げられる。なかでも、アルカリ金属の水酸化物が好ましく使用できる。
塩基の使用量は、重合の触媒成分として使用した有機アルミニウム化合物1モル当り、好ましくは0.1〜3モル、より好ましくは0.3〜2モルである。
【0056】
塩基の添加方法は、前記工程(C)で得られた高シスポリブタジエン溶液に添加しても、スチームストリッピングする容器内に直接添加してもよい。この時に塩基は、水や有機溶媒に溶解した溶液として添加してもよい。
【0057】
スチームストリッピングする際のスチームの使用量は、重合で生成した高シスポリブタジエン100重量部に対して、好ましくは100〜300重量部、より好ましくは150〜250重量部である。
スチームの温度は、通常、110〜270℃、好ましくは130〜250℃である。
【0058】
スチームストリッピングの条件としては、系内の温度が100〜130℃、系内の圧力(ゲージ圧)が20〜400kPaの範囲を維持するようにすることが好ましい。
【0059】
スチームストリッピングは、系内を攪拌しながら行うことが好ましく、クラム化剤を併用することもできる。
【0060】
上記のようにスチームストリッピングすることにより、高シスポリブタジエン溶液から未反応で残留する1,3−ブタジエンや重合で使用した不活性溶媒などが除去され、水中にクラム状に分散した状態で、高シスポリブタジエンが分離される。
【0061】
上記のように得られたクラム状の高シスポリブタジエンは、含水率が3〜30重量%になるように脱水され、さらに、含水率が1重量%以下になるように乾燥される。
【0062】
脱水するには、例えば、ロール、バンバリー式脱水機、スクリュー押出機式絞り脱水機などの圧縮水絞機が使用できる。クラム状の高シスポリブタジエンを圧縮水絞機に導入する前に、回転式スクリーン、振動スクリーン、遠心脱水機などを用いて含水率が35〜60重量%になるように水切りしてもよい。
【0063】
乾燥は、通常、スクリュー押出機型、ニーダー型乾燥機、エキスパンダー乾燥機、熱風乾燥機などを使用して行うことができる。
【0064】
乾燥された高シスポリブタジエンは、例えば、ベール状、クラム状、粒状、粉末状、ストランド状、ペレット状の形態で製品化される。
【0065】
高シスポリブタジエンには、目的に応じて、例えば、光安定剤、紫外線吸収剤などの安定剤;シリカ、タルク、カーボン、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、ガラスビーズ、マイカ、チタン酸カリウムウィスカー、アラミド繊維、木粉、コルク粉末、セルロースパウダー、ゴム粉などの充填剤;可塑剤、オイル、低分子量ポリマーなどの軟化剤;などを、所望の工程で、所望量配合してもよい。
【0066】
本発明における高シスブタジエンは、シス結合含有量が好ましくは90重量%以上、より好ましくは95重量%以上、数平均分子量が、好ましくは5,000〜2,000,000、より好ましくは10,000〜1,000,000のものである。
【0067】
本発明の方法で得られた高シスポリブタジエンは、樹脂の耐衝撃性改良剤として使用したり、カーボンブラック、シリカなどの補強剤、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤などを配合して加硫し、タイヤ、ホース、ベルト、その他の各種工業用品などのゴム製品に使用したりできる。また、必要に応じて、他の合成ゴムおよび/または天然ゴムとブレンドして使用することもできる。
【0068】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。実施例中における部及び%は、特に言及がない限り、重量基準である。なお、物性は以下の方法で測定した。
【0069】
(1)腐食性評価
スチームストリッピング容器から抜き出し、含水率が20%となるように手で絞った含水クラム2kgを200gに10分割する。この一つを熱風乾燥機で乾燥する時に、8cm×4cm×0.32cmのSS410製の金属片を含水クラムの側面に接触して金網上に置き、80℃の熱風にて乾燥する。
1時間乾燥した後、乾燥したゴムのみをとりだし、2つめの含水クラムを乾燥する際に、上記と同様に、上記の金属片の同一の面を含水クラムの側面に接触して金網上に置き、80℃の熱風にて乾燥する。
上記のような乾燥操作を10回繰り返した後、金属片の含水クラムに接触していた表面を観察して、その腐蝕度合いをm、以下のように評価した。
○・・テストピース表面に変化は無く、腐食が認められない。
×・・表面が赤褐色に変色しており、腐蝕が認められる。
【0070】
(2)高シスポリブタジエンの数平均分子量
高シスポリブタジエンを、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィ(GPC)で測定し、標準ポリスチレン換算の数平均分子量を求めた。
GPCはHLC−8020(東ソー社製)を、カラムとしてGMH−HR−HとG7000(いずれも東ソー社製)を連結したものを用い、検出は、示差屈折計RI−8020(東ソー社製)を用いて測定した。
(3)高シスポリブタジエンのシス結合含有量
高シスポリブタジエンのシス結合含有量を、H−NMR分析により測定した。
(4)高シスポリブタジエン中のアルミニウム金属含有量
高シスポリブタジエンを600℃で灰化し、これを塩酸で溶解した水溶液中のアルミニウムイオン濃度を、ICP発光分析装置(パーキンエルマージャパン株式会社製:OPTIMA3300XL)を用いて測定し、高シスポリブタジエン中のアルミニウム金属含有量に換算した。
【0071】
(5)高シスポリブタジエンの色調
得られた高シスポリブタジエンを、60℃で1週間ギヤーオーブンにて加熱処理した後に、80mm×40mm×2mmの成型用金型を用い、プレス成型して試験片を作成した。この試験片の透過でのYI(イエローインデックス)の値を、測定装置(SMカラーコンピュータ、モデルSM−4、スガ試験機株式会社製)を用いて測定し、比較例1の値を100とする指数で表した。
この指数が小さいほど黄味が薄く、良い色調であることを示す。
【0072】
(実施例1)
攪拌器、冷却用ジャケットおよび還流冷却器の付いたステンレス製重合反応器を2基直列に継ぎ、以下のようにして連続重合を行った。
トルエン11%、シス−2−ブテン40%、トランス−2−ブテン9%、n−ブタン等他の不活性炭化水素6%および1,3−ブタジエン34%を含む、1,3−ブタジエン溶液を毎時70kgの流速で配管中を流す中に、分子量調整剤として1,2−ブタジエンを毎時800ミリモル、ゲル化抑制剤としてオルト蟻酸トリメチルを毎時5ミリモル、および、孔径2ミクロンのステンレス製焼結フィルタ−を通して水を毎時2.5g添加し分散させた。この混合液に、さらにジエチルアルミニウムモノクロライドを毎時350ミリモル(トルエン溶液として)添加し、それを重合反応器に導入した。別の配管から重合反応器にオクテン酸コバルト3%トルエン溶液を毎時28g添加し、20℃、滞留時間2時間で、120時間の連続重合を行った。(工程(A))
【0073】
2基目の重合反応器から高シスポリブタジエンの溶液を移送ポンプを用いて連続的に抜き出した。抜き出す際に移送ポンプの吸引側から、重合停止剤としてメタノ−ルを10%トルエン溶液の状態で毎時360g添加して、さらにポンプの吐出側に接続したスタティックミキサー(エレメント数6)で攪拌混合し重合反応を停止させた。この時の重合転化率は65%であった。
重合反応を停止した後の溶液に、老化防止剤として2,4−ビス(n−オクチルチオメチル)−6−メチルフェノールの15%トルエン溶液を毎時140g添加し、ダイナミックミキサーにて攪拌混合した。(工程(B))
【0074】
次いで、上記の溶液100部に対し、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート(花王株式会社製、レオドールTWL120)を80ppm含有する水50部を連続的に添加して、その混合物を、攪拌装置を備えた貯留容器の中段に導入する。
この貯留容器内で、水が分離して貯留容器下部に溜まるので、その水のレベルが一定となるように、貯留容器底部より系外に排出する。この時の系外に排出した水の割合は、上記で添加した水50部に対して、50%に相当する割合であった。
なお、貯留容器内の温度は25℃、平均滞留時間が30分間であり、系外に排出した水のpHは4.3であった。(工程(C))
【0075】
水を含む高シスポリブタジエン溶液を貯留容器上部から連続的に抜き出し、これをスチームストリッピング容器に導入した。スチームストリッピング容器に、重合で生成した高シスポリブタジエン100部に対して、水を1000部、スチーム(温度240℃、圧力1020kPa)を180部、水酸化ナトリウム10%水溶液を0.8部の割合で導入した。容器内温度が105℃、容器内圧力が320kPaであり、平均滞留時間は30分間であった。(工程(D))
この工程で、未反応の1,3−ブタジエンおよび有機溶媒が除去され、水中にクラム状に分散した高シスポリブタジエンが得られた。
このスチームストリッピング容器内の水を採取してpHを測定したところ、pH10.2であった。(工程(D))
【0076】
スチームストリッピング容器から高シスポリブタジエンが水中にクラム状に分散した分散液を連続的に抜き出した。この分散液を手で絞り、含水率20%のクラムを得た。このクラムを用いて、腐食性の評価を行った。結果を表1に示す。得られたクラムを80℃の熱風で1時間乾燥し、含水率0.1%の高シスポリブタジエンを得た。高シスポリブタジエンの数平均分子量、シス結合含有量、アルミニウム金属含有量、色調を測定し、結果を表1に示す。
【0077】
(実施例2)
老化防止剤として、2,4−ビス(n−オクチルチオメチル)−6−メチルフェノールの15%トルエン溶液を毎時140g添加する代わりに、n−オクタデシル−3−(3’−(3’−5’−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート5%およびトリスノニルフェニルフォスファイト10%を含有するトルエン溶液を毎時300g添加し、工程(C)で添加する水の量、工程(C)で排出する水の割合および工程(D)で添加する水酸化ナトリウム量を、表1に示す値に変更した以外は、実施例1と同様に行った。結果を表1に示す。
【0078】
(実施例3)
工程(A)で添加する、1,2−ブタジエンを毎時800ミリモルに、水を毎時2.3gに、ジエチルアルミニウムモノクロライドを毎時340ミリモル(トルエン溶液として)に変更し、工程(C)で添加する水の量、工程(C)で排出する水の割合および工程(D)で添加する水酸化ナトリウム量を、表1に示す値に変更した以外は、実施例1と同様に行った。結果を表1に示す。
【0079】
(比較例1)
工程(B)で添加する重合停止剤と老化防止剤の添加位置を逆転させ、以下のようにする以外は、実施例1と同様に行った。結果を表1に示す。
(工程(B))
2基目の重合反応器から高シスポリブタジエンの溶液を、移送ポンプを用いて連続的に抜き出した。抜き出す際に移送ポンプの吸引側から、老化防止剤として2,4−ビス(n−オクチルチオメチル)−6−メチルフェノールの15%トルエン溶液を毎時140g添加して、さらにポンプの吐出側に接続したスタティックミキサー(エレメント数6)で攪拌混合した。
この溶液に、重合停止剤としてメタノ−ルを10%トルエン溶液の状態で毎時360g添加し、ダイナミックミキサーにて攪拌混合し、重合反応を停止した。この時の重合転化率は65%であった。
【0080】
(比較例2)
工程(C)で添加した水を排出せずに、高シスポリブタジエン溶液と水の混合物を、貯留容器底部からスチームストリッピング容器へ導入する以外は、実施例1と同様に行った。結果を表1に示す。
(比較例3)
工程(D)で水酸化ナトリウムを添加しない以外は、実施例1と同様に行った。結果を表1に示す。
【0081】
【表1】

Figure 0003959630
【0082】
表1から以下のようなことがわかる。
高シスポリブタジエンの重合溶液に、老化防止剤を添加した後に重合停止剤を添加して得られる比較例1の高シスポリブタジエンは、アルミニウム金属含有量が少ないものの、色調に劣る。
工程(C)で添加した水を系外へ排出せずに得られる比較例2の高シスポリブタジエンは、色調は良好であるが、アルミニウム金属含有量が多い。
酸性条件下でスチームストリッピングする比較例3の方法では、金属を腐食しやすいクラムが得られ、スチームストリッピング工程以降での設備の腐食を促進しやすい。
【0083】
上記の比較例に比べ、本発明で規定する方法で得られる実施例1〜3の高シスポリブタジエンは、アルミニウム金属含有量が少なく、色調も良好であり、金属を腐食し難いクラムが得られている。
【発明の効果】
本発明によれば、スチームストリッピングの工程以降での製造設備の腐蝕を抑制しながら、アルミニウム金属含有量が低減され、色相に優れる高シスポリブタジエンの製造方法が提供される。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing high cis polybutadiene, and relates to a method for producing high cis polybutadiene having a reduced aluminum metal content and excellent hue while suppressing corrosion of production equipment after the steam stripping step.
[0002]
[Prior art]
High cis polybutadiene is widely used as a rubber material for tires or impact-resistant polystyrene. This polymer is usually produced by solution polymerization of 1,3-butadiene using a polymerization catalyst consisting of an organoaluminum compound, a transition metal compound and water, separating the solvent by a steam stripping method, and drying. Yes.
[0003]
However, in such a conventional production method, a substance derived from the polymerization catalyst remains in the high cis polybutadiene and affects various polymer characteristics. For example, when high cis polybutadiene having a high aluminum metal content derived from an organoaluminum compound is used as a rubber material for impact-resistant polystyrene, it may cause foreign matters in the impact-resistant polystyrene. Of the organoaluminum compounds, organoaluminum halides are used because of their high polymerization activity. However, when high cispolybutadiene is produced using a polymerization catalyst containing organoaluminum halides, the equipment after the steam stripping process is particularly preferred. Have problems such as causing corrosion.
[0004]
In order to reduce the metal content of the rubber-like polymer, an improvement in a method for recovering the rubber-like polymer from a polymerization solution containing the rubber-like polymer has been proposed.
For example, Japanese Patent Publication No. 4-54684 discloses (1) a step of adding a specific ester compound as a polymerization terminator to a polymerization solution of a rubber-like polymer, (2) adding a specific amount of water to emulsify, Further disclosed is a method for recovering a rubbery polymer comprising a step of phase inversion by adding a specific amount of water, and (3) a step of allowing the phase change product to stand and steam stripping the separated rubbery polymer solution. Has been. However, according to such a method, although a rubber-like polymer having a low aluminum metal content can be obtained, the obtained rubber-like polymer has a poor hue, and its commercial value is remarkably reduced, or a steam stripping step. It may not be possible to suppress the corrosion of the equipment thereafter.
[0005]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-168101 discloses that (1) a phosphon is added to a solution of a rubbery polymer for the purpose of efficiently removing a catalyst residue and obtaining a rubbery polymer having good transparency and heat and moisture resistance. A step of adding an acid, water and a phosphate ester, (2) a step of adding an antioxidant, (3) a step of adding water if desired, and (4) a step of steam stripping in a specific temperature range. A method for recovering a rubbery polymer is disclosed. According to such a method, although a rubbery polymer having a good hue can be obtained, the effect of reducing the aluminum metal content is insufficient, or the corrosion of equipment after the steam stripping step cannot be suppressed. To do.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a method for producing high cis polybutadiene having a reduced aluminum metal content and excellent hue while suppressing corrosion of production equipment after the steam stripping step. It is in.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In the production of high cis polybutadiene, the present inventors have made extensive studies on the polymer recovery method. As a result, after the polymerization of the high cis polybutadiene polymerization solution is stopped, an anti-aging agent is added, and then water is added. The above problem can be achieved by adopting a method of steam stripping a high cis polybutadiene solution obtained by discharging a specific amount of added water out of the system under alkaline conditions. The present invention has been completed based on this finding.
[0008]
Thus, according to the present invention, 1,3-butadiene is polymerized in an inert solvent by using a catalyst consisting essentially of a transition metal compound, an organoaluminum compound, and a compound having active hydrogen to produce high cis polybutadiene. Producing step (A);
Step (B) of adding an anti-aging agent to the resulting high cis polybutadiene solution after stopping the polymerization;
Step (C) of adding 10% by weight or more of the added water out of the system after adding water to the high cis polybutadiene solution obtained in the step (B);
A step (D) of separating the high cis polybutadiene by steam stripping the high cis polybutadiene solution obtained in the step (C) under an alkaline condition;
A process for producing high cis polybutadiene is provided.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The method for producing high cis polybutadiene according to the present invention comprises polymerizing 1,3-butadiene in an inert solvent by using a catalyst consisting essentially of a transition metal compound, an organoaluminum compound, and a compound having active hydrogen. Producing cis polybutadiene (A);
Step (B) of adding an anti-aging agent to the resulting high cis polybutadiene solution after stopping the polymerization;
Step (C) of adding 10% by weight or more of the added water out of the system after adding water to the high cis polybutadiene solution obtained in the step (B);
The step (D) of separating the high cis polybutadiene by steam stripping the high cis polybutadiene solution obtained in the step (C) under an alkaline condition.
[0010]
In step (A), 1,3-butadiene is polymerized in an inert solvent using a catalyst consisting essentially of a transition metal compound, an organoaluminum compound, and a compound having active hydrogen to produce high cis polybutadiene. Let
[0011]
The inert solvent is not particularly limited as long as it dissolves high cis polybutadiene and does not adversely affect the polymerization activity.
Specific examples thereof include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; aliphatic hydrocarbons such as n-butane, n-pentane, n-hexane and n-heptane; fats such as cyclohexane, methylcyclohexane and cyclopentane. Cyclic hydrocarbons; olefinic hydrocarbons such as cis-2-butene and trans-2-butene; halogenated hydrocarbons such as methylene chloride and carbon tetrachloride; and the like.
[0012]
These inert solvents can be used alone or in combination of two or more. The amount of the inert solvent used is not particularly limited, but it is used so that the 1,3-butadiene concentration is preferably in the range of 5 to 50% by weight, more preferably 10 to 40% by weight.
[0013]
The transition metal compound is a compound containing an iron group or platinum group element of groups 8 to 10 of the periodic table.
As the transition metal compound, salts and complexes of these elements are preferably used. Of these elements, cobalt and nickel are preferable, and cobalt is particularly preferable.
[0014]
Specific examples of the transition metal compound include, for example, inorganic acid salts such as cobalt chloride, cobalt bromide, and cobalt nitrate; cobalt hexanoate, cobalt octenoate, cobalt stearate, cobalt naphthenate, cobalt acetate, cobalt oxalate, versatic acid Organic acid salts such as cobalt (cobalt salt of aliphatic monocarboxylic acid having 6 to 20 carbon atoms having a carboxyl group on tertiary carbon having three alkyl groups having 1 or more carbon atoms bonded), cobalt malonate; cobalt bisacetyl Organic base complexes such as acetonate, cobalt trisacetylacetonate, ethyl acetoacetate cobalt, cobalt halide triarylphosphine complex, trialkylphosphine complex, pyridine complex and picoline complex; And nickel compounds. These transition metal compounds may be used alone or in combination of two or more.
Among the transition metal compounds, cobalt hexanoate, cobalt octenoate, cobalt stearate, cobalt naphthenate, and nickel compounds corresponding to these are preferable, and cobalt octenoate is particularly preferable.
[0015]
The amount of these transition metal compounds used is preferably 0.0001 to 1 mmol, more preferably 0.0005 to 0.5 mmol, particularly preferably 0.001 per 1 mol of 1,3-butadiene used for the polymerization. It is in the range of ˜0.1 mmol.
[0016]
An organoaluminum compound is a compound in which at least one hydrocarbon group is bonded to an aluminum atom. The hydrocarbon group is not particularly limited, but is preferably an alkyl group, more preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and particularly preferably an alkyl group having 2 to 4 carbon atoms.
[0017]
Specific examples of the organoaluminum compound include organoaluminum halide compounds such as diethylaluminum monochloride, diethylaluminum monobromide, dibutylaluminum monochloride, dicyclohexylaluminum monochloride, diphenylaluminum monochloride, ethylaluminum sesquichloride and ethylaluminum dichloride. Alkylalkyl compounds such as trimethylaluminum, triethylaluminum, triisopropylaluminum, and triisobutylaluminum; organic aluminum hydride compounds such as diethylaluminum hydride and ethylaluminum sesquihydride. Among these, an organoaluminum halide compound and an alkylaluminum compound are preferable, diethylaluminum monochloride, ethylaluminum sesquichloride, ethylaluminum dichloride, and triisobutylaluminum are more preferable, and diethylaluminum monochloride is particularly preferable. These organoaluminum compounds can be used alone or in combination of two or more.
[0018]
The amount of the organoaluminum compound used is preferably 0.01 to 10 mmol, more preferably 0.1 to 5 mmol, particularly preferably 0.3 to 2 mmol, per mol of 1,3-butadiene used for polymerization. Range.
[0019]
Examples of the compound having active hydrogen include water; lower alcohols such as methanol and ethanol; carboxylic acids such as formic acid, acetic acid and benzoic acid; amine compounds such as ammonia and aniline; and the like. preferable.
The compound having active hydrogen is a component used for stably improving the catalytic activity. The amount used is preferably in the range of 0.1 to 0.8 mole per mole of organoaluminum compound.
[0020]
The method for adding the transition metal compound, the organoaluminum compound and the compound having active hydrogen used as the catalyst component is not particularly limited, and even if it is simultaneously added to an inert solvent or an inert solvent solution of 1,3-butadiene, You may add sequentially. Especially, it is preferable to add each said component sequentially to an inert solvent solution.
When each component is added sequentially, the order of addition is not particularly limited, but it is particularly preferable to add the compound having active hydrogen, the organoaluminum compound, and the transition metal compound in this order. In adding each component, the organoaluminum compound and the transition metal compound are preferably added as a solution having a concentration of 1 to 20% by weight of an inert solvent used for polymerization.
[0021]
As a method of adding each component, a method of adding a compound having active hydrogen to an inert solvent solution of 1,3-butadiene, adding an organoaluminum compound, and then adding a transition metal compound is most preferable.
[0022]
The temperature at which the catalyst component is added is usually in the range of 0 to 100 ° C, preferably 10 to 60 ° C.
[0023]
In the present invention, as the transition metal compound, a mixture obtained by mixing with an organometallic compound of an element selected from Group 1 to 3 elements and Group 11 to 13 elements in an inert solvent and aging in advance is used. May be. As the inert solvent, the same solvent as that used for the polymerization of 1,3-butadiene can be used.
[0024]
The elements of Groups 1 to 3 and Groups 11 to 13 of the periodic table are not particularly limited, but among them, lithium, magnesium, aluminum, and boron are preferable.
Specific examples of organometallic compounds of these elements include, for example, organolithium compounds such as methyllithium, butyllithium, neopentyllithium, benzyllithium, trimethylsilylmethyllithium, and bistrimethylsilylmethyllithium in addition to the organoaluminum compounds described above; And organic magnesium compounds such as dibutylmagnesium and dihexylmagnesium; and organic zinc compounds such as dimethylzinc and diethylzinc. These organometallic compounds can be used alone or in combination of two or more. Of these organometallic compounds, organoaluminum compounds are preferred, trialkylaluminum compounds are more preferred, and triisobutylaluminum is particularly preferred.
[0025]
The mixing ratio of the organometallic compound and the transition metal compound when aging the transition metal compound is preferably 0.05 to 5 mol, more preferably 0. It is used in a range of 1 to 2 mol, particularly preferably 0.2 to 0.9 mol. When mixing both components, it is preferable to mix so that the density | concentration of the transition metal compound in an inert solvent may be 0.1 to 10 weight%, Preferably it is the range of 0.5 to 5 weight%. Aging is usually carried out at 0 to 80 ° C., preferably 10 to 40 ° C., usually for 0.1 to 24 hours, preferably 1 to 20 hours after mixing both components.
[0026]
When adding a compound having active hydrogen to an inert solvent or an inert solvent solution of 1,3-butadiene, it is preferable to add the compound through a porous filter medium because the gelation suppressing effect during polymerization is further improved. .
The material of the filter medium is not particularly limited, and examples thereof include stainless steel, steel, brass, nickel-based heat-resistant alloy, carbon, graphite, alundum, silica, ceramics, and the like. The filter medium is obtained by sintering these materials. is there.
The pore size of the filter medium is preferably 5 microns or less, more preferably 2 microns or less.
[0027]
In the present invention, a gelation inhibitor can be further used as desired.
The gelation inhibitor is not particularly limited as long as it is a compound that can suppress gelation during polymerization of 1,3-butadiene, and specific examples thereof include, for example, dilauryl-3,3-thiodipropionate, Diester compounds of thio-dipropionic acid such as stearyl-3,3-thiodipropionate; 4,4′-thiobis (3-methyl-6-tert-butylphenol), 2,5-di-tert-butyl Phenol compounds such as hydroquinone and 2,5-di-t-amylhydroquinone; phosphate triester compounds such as trimethyl phosphate, triethyl phosphate and triphenyl phosphate; trimethyl phosphite and triethyl phosphite , Tributyl phosphite, triphenyl phosphite, tris (nonylphenyl) phosphite Ester compounds; thiourea compounds such as thiourea, N, N-diethylthiourea, N, N-dibutylthiourea, N, N-diphenylthiourea; n-octyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, 2- Thiols such as mercaptobenzothiazol; ortho ester compounds such as trimethyl orthoformate, triethyl orthoformate, trimethyl orthoacetate, triethyl orthoacetate, trimethyl orthobutyrate, triethyl orthobutyrate; dimethyl phenylphosphonate, phenylphosphonic acid And phenylphosphonic acid diester compounds such as diethyl.
[0028]
Among these, orthoester compounds and phenylphosphonic acid diester compounds are preferable, and trimethyl orthoformate and dimethyl phenylphosphonate are more preferable. These gelation inhibitors can be used alone or in combination of two or more.
The amount of the gelation inhibitor used is preferably in the range of 0.002 to 0.06 mmol per mole of 1,3-butadiene used for the polymerization.
[0029]
In the present invention, a molecular weight regulator generally used in a method for producing a high cis polybutadiene can be used as necessary.
Specific examples of molecular weight regulators include, for example, α-olefin compounds such as 1-butene and 1-pentene; terminal acetylene compounds such as 1-butyne; internal acetylene compounds such as 2-hexyne and 3-hexyne; propadiene, 1 Allene compounds such as 1,2-butadiene and 1,2-pentadiene; linear or cyclic non-conjugated dienes such as 1,4-pentadiene, 1,5-pentadiene, 1,5-cyclooctadiene, norbornadiene, dicyclopentadiene Compounds; and the like can be used. Among these, allene compounds and cyclic non-conjugated diene compounds are preferable, and propadiene, 1,2-butadiene, 1,2-pentadiene, and 1,5-cyclooctadiene are more preferable. These molecular weight regulators can be used alone or in combination of two or more.
[0030]
The polymerization mode may be a batch type or a continuous type, but a continuous type can be preferably employed because it is superior in productivity of high cis polybutadiene.
The polymerization temperature is usually in the range of 0 to 100 ° C, preferably 10 to 60 ° C. The polymerization pressure is usually in the range of 0 to 0.5 MPa (gauge pressure).
[0031]
In the step (B), after the polymerization is stopped, an anti-aging agent is added to the obtained high cis polybutadiene solution. If an anti-aging agent is added before the polymerization is stopped, the hue of the resulting high cis polybutadiene becomes extremely poor.
[0032]
The polymerization is preferably stopped by adding a polymerization terminator to the polymerization solution.
Examples of the polymerization terminator include monovalent lower alcohols such as methanol, ethanol and propanol; polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, glycerin and polyethylene glycol; and water. Above all,
Monovalent lower alcohols are preferred, and methanol can be used more preferably.
The usage-amount of a polymerization terminator is 1-50 mol normally with respect to 1 mol of organoaluminum used for the catalyst, Preferably it is 2-30 mol.
[0033]
For the purpose of improving the mixing efficiency of the polymerization solution and the polymerization terminator, diluting with an inert solvent used for the polymerization and adding a polymerization terminator, or adding a surfactant when adding a polymerization terminator May be.
[0034]
The polymerization conversion rate when the polymerization terminator is added is preferably in the range of 20 to 90% by weight, and more preferably in the range of 50 to 80% by weight.
[0035]
After the polymerization terminator is added, it is preferable to sufficiently stir using a static mixer or a rotary stirrer so that the polymerization reaction is completely stopped.
[0036]
Examples of the antiaging agent include 2,4-bis (n-octylthiomethyl) -6-methylphenol, 2,4-bis (n-dodecylthiomethyl) -6-methylphenol, 2,4-bis ( Phenylthiomethyl) -3-methyl-6-tert-butylphenol, n-octadecyl-3- (3 ′, 5′di-tert-butyl-4′-hydroxyphenyl) propionate, tetrakis- [methylene-3- (3 ', 5'-di-tert-butyl-4'-hydroxyphenyl) propionate] -methane, 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris (3,5-di-tert-butyl-4- Phenol series such as hydroxybenzyl) benzene, 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, 2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenol Compound: pentaerythritol-tetrakis- (β-lauryl-thio-propionate), dilauryl-3,3′-thiodipropionate, dimyristyl-3,3′-thiodipropionate, distearyl-3,3 ′ -Sulfur-containing compounds such as thiodipropionate; phosphorus such as tris (nonylphenyl) phosphite, cyclic neopentanetetraylbis (octadecyl phosphite), tris (2,4-di-tert-butylphenyl) phosphite Containing compounds; 2- (2′-hydroxy-5′-methylphenyl) benzotriazole, 2- (2′-hydroxy-5′-tert-octylphenyl) benzotriazole, 2- (2′-hydroxy-3 ′, 5'-di-tert-butylphenyl) benzotriazole, 2- (2'-hydroxy Benzo such as 3 ′, 5′-di-tert-butylphenyl) -5-chlorobenzotriazole, 2- (2′-hydroxy-3′-tert-butyl-5′-methylphenyl) -5-chlorobenzotriazole Triazole compounds; bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) sebacate, dimethyl-1- (2-hydroxyethyl) -4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethyl succinate Piperidine polycondensate, poly [(6- (1,1,3,3-tetramethylbutyl) imino-1,3,5-triazine-2,4-diyl) [2,2,6,6-tetramethyl Hindered amine compounds such as [-4-piperidyl] imino] hexamethylene [[2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl] imino]].
[0037]
The amount of the anti-aging agent used is preferably 0.05 to 3 parts by weight, more preferably 0.1 to 2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the high cis polybutadiene produced by polymerization.
[0038]
For the purpose of improving the mixing efficiency of the anti-aging agent and the high cis polybutadiene solution, the anti-aging agent can be added as a solution of an inert solvent used for the polymerization.
After adding the anti-aging agent, it is preferable to sufficiently stir using a static mixer or a rotary stirrer so that the mixed state of the anti-aging agent and the high cis polybutadiene solution becomes uniform.
[0039]
In the step (C), after adding water to the high cis polybutadiene solution obtained in the step (B), 10% by weight or more of the added water is discharged out of the system.
[0040]
The amount of water added is preferably 10 to 200 parts by weight, more preferably 20 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the high cis polybutadiene solution. If the amount of water added is small, the aluminum metal content of the resulting high cis polybutadiene tends to increase, and conversely if it is large, it tends to be difficult to discharge 10% by weight or more of the added water out of the system. .
[0041]
After adding water, it is preferable to sufficiently stir using a static mixer or a rotary stirrer so that the dispersion state of water and the high cis polybutadiene solution is uniform.
[0042]
When adding water, it is preferable to use a surfactant in combination in that a high cis polybutadiene having a reduced aluminum metal content can be obtained.
[0043]
Examples of the surfactant include block condensation polymers of two or more alkylene oxides such as oxyethyleneoxypropylene block polymer; polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene cetyl ether, polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyethylene oleyl Polyoxyalkylene ether compounds such as ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, polyoxyethylene nonylphenyl ether; polyoxyethylene glycol monolaurate, polyoxyethylene glycol monopalmitate, polyethylene glycol monostearate, polyethylene glycol distearate Rate, polyoxyalkylene glycol fatty acid ester compounds such as polyethylene glycol monooleate;
[0044]
Glyceryl monostearate, glyceryl monooleate, sorbitan monolaurate, sorbitan monopalmitate, sorbitan monostearate, sorbitan distearate, sorbitan tristearate, sorbitan monooleate, sorbitan dioleate, mannitan monolaurate , Mannitan monostearate, mannitan distearate, mannitan monooleate, hexitan monolaurate, hexitan monopalmitate, hexitan monostearate, hexitan distearate, hexitan tristearate, hexitan Polyhydric alcohol fatty acid ester compounds such as monooleate and hexitandiolate;
[0045]
Polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan distearate, polyoxyethylene sorbitan monooleate, polyoxyethylene mannitan monopalmitate, polyoxyethylene mannitan monostearate, A nonionic surfactant such as polyoxyalkylene polyhydric alcohol fatty acid ester compounds such as polyoxyethylene mannitan monooleate, polyoxyethylene hexitan monolaurate, polyoxyethylene hexitan monostearate; and
[0046]
Fatty acid salts having 5 to 50 carbon atoms such as sodium laurate, sodium myristate, sodium palmitate, sodium stearate, potassium stearate, sodium oleate, potassium oleate; higher grades having 5 to 50 carbon atoms such as sodium lauryl sulfate Anionic surfactants such as alcohol sulfates; liquid fatty oil sulfates such as sodium dodecylsulfoacetate; aromatic sulfonates such as sodium naphthalenesulfonate and sodium dodecylbenzenesulfonate; . Among these, nonionic surfactants are preferable, and polyoxyalkylene polyhydric alcohol fatty acid ester compounds can be used more preferably.
[0047]
The amount of the surfactant used is preferably 10 to 500 ppm, more preferably 20 to 200 ppm, based on the total amount of water to be added. When the amount used is large, the high cis-butadiene solution and the added water are emulsified, and it tends to be difficult to discharge a specific amount of water out of the system.
[0048]
After adding water to the high cis polybutadiene solution, a predetermined amount of the added water is discharged out of the system.
Here, discharging a predetermined amount of the added water out of the system means separating and removing a predetermined amount of water from the mixture of the high cis polybutadiene solution and the added water.
[0049]
After adding water to the high cis polybutadiene solution, the specific amount of the added water is discharged out of the system because the specific gravity of water is usually larger than the specific gravity of the high cis polybutadiene solution. It is possible to employ a method of adding water to the storage container, transferring it to a storage container, and discharging it out of the system with a pump from the water phase part separated at the lower part of the storage container while stirring under appropriate stirring conditions.
It should be noted that some amount of high cis polybutadiene solution may be dispersed in the water discharged out of the system without being separated.
[0050]
The amount of water discharged out of the system is 10% by weight or more of the added water, preferably 20 to 95% by weight, more preferably 30 to 90% by weight.
When the amount of water discharged out of the system is small, the aluminum metal content of the obtained high cis polybutadiene increases. Setting the amount of water discharged out of the system to an amount exceeding 95% by weight of the added water tends to be difficult, particularly when continuously polymerized.
[0051]
The pH of water discharged out of the system is preferably acidic, more preferably pH 2 to 6, particularly preferably pH 3 to 5. If this pH is low, the corrosion of the equipment in this process tends to be accelerated, and if it is too high, the aluminum metal content of the resulting high cis polybutadiene tends to increase. This pH can be adjusted by appropriately adjusting the amount of water to be added and the stirring conditions after the addition.
[0052]
In the step (D), the high cis polybutadiene solution obtained in the step (C) is subjected to steam stripping under an alkaline condition to separate the high cis polybutadiene. In the step (C), when the amount of water discharged out of the system is not the total amount of added water, the high cis polybutadiene solution obtained in the step (C) contains the remaining water.
[0053]
Steam stripping is usually performed in the presence of water. The amount of water used at this time is preferably 500 to 2000 parts by weight, more preferably 700 to 1500 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the high cis polybutadiene produced by the polymerization.
[0054]
Steam stripping is essential to be performed under alkaline conditions, and the pH at this time is preferably in the range of pH 7.5 to 12, and more preferably in the range of pH 9.5 to 11. When this pH is low, the corrosion of the equipment after the steam stripping process is promoted. On the other hand, if the pH is too high, an alkali component remains in the resulting high cis polybutadiene, which may have an adverse effect depending on the application.
[0055]
It is preferable to add a base in order to maintain the alkaline conditions during the steam stripping.
Examples of the base include organic bases such as triethylamine and ethylenediamine, alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, and potassium hydroxide; alkali metal carbonates such as sodium carbonate, potassium carbonate, and sodium bicarbonate. An inorganic base such as ammonia; Of these, alkali metal hydroxides can be preferably used.
The amount of the base used is preferably 0.1 to 3 mol, more preferably 0.3 to 2 mol, per 1 mol of the organoaluminum compound used as the polymerization catalyst component.
[0056]
As a method for adding a base, it may be added to the high cis polybutadiene solution obtained in the step (C), or may be added directly to a vessel for steam stripping. At this time, the base may be added as a solution dissolved in water or an organic solvent.
[0057]
The amount of steam used in the steam stripping is preferably 100 to 300 parts by weight, more preferably 150 to 250 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the high cis polybutadiene produced by the polymerization.
The temperature of the steam is usually 110 to 270 ° C, preferably 130 to 250 ° C.
[0058]
As conditions for steam stripping, it is preferable to maintain a temperature in the system of 100 to 130 ° C. and a pressure (gauge pressure) in the system of 20 to 400 kPa.
[0059]
Steam stripping is preferably performed while stirring the system, and a crumbing agent may be used in combination.
[0060]
By performing steam stripping as described above, unreacted 1,3-butadiene and the inert solvent used in the polymerization are removed from the high cis polybutadiene solution and dispersed in water in a crumb-like state. Cis polybutadiene is separated.
[0061]
The crumb-like high cis polybutadiene obtained as described above is dehydrated so as to have a water content of 3 to 30% by weight, and further dried so as to have a water content of 1% by weight or less.
[0062]
For the dehydration, for example, a compressed water squeezer such as a roll, a Banbury dehydrator, a screw extruder squeeze dehydrator or the like can be used. Before the crumb-like high cis polybutadiene is introduced into the compressed water squeezer, the water content may be drained to 35 to 60% by weight using a rotary screen, vibrating screen, centrifugal dehydrator or the like.
[0063]
Drying can usually be performed using a screw extruder type, a kneader type dryer, an expander dryer, a hot air dryer or the like.
[0064]
The dried high cis polybutadiene is produced in the form of, for example, a veil, crumb, granule, powder, strand, or pellet.
[0065]
Depending on the purpose, the high cis polybutadiene may be, for example, a stabilizer such as a light stabilizer or an ultraviolet absorber; silica, talc, carbon, calcium carbonate, magnesium carbonate, glass fiber, carbon fiber, metal fiber, glass bead, mica. , Potassium titanate whisker, aramid fiber, wood powder, cork powder, cellulose powder, rubber powder and other fillers; plasticizers, oils, softeners such as low molecular weight polymers, etc. May be.
[0066]
The high cis butadiene in the present invention preferably has a cis bond content of 90% by weight or more, more preferably 95% by weight or more, and a number average molecular weight of preferably 5,000 to 2,000,000, more preferably 10, 000-1,000,000.
[0067]
The high cis polybutadiene obtained by the method of the present invention is used as a resin impact resistance improver, or contains a reinforcing agent such as carbon black or silica, a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, an anti-aging agent and the like. Can be used for rubber products such as tires, hoses, belts, and other various industrial products. Further, if necessary, it can be used by blending with other synthetic rubber and / or natural rubber.
[0068]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. Parts and percentages in the examples are by weight unless otherwise specified. The physical properties were measured by the following methods.
[0069]
(1) Corrosion evaluation
Extract 2 kg of water-containing crumb which is extracted from the steam stripping container and squeezed by hand so that the water content is 20%. When this one is dried with a hot air dryer, a metal piece made of SS410 of 8 cm × 4 cm × 0.32 cm is placed on the wire mesh in contact with the side surface of the hydrous crumb and dried with hot air at 80 ° C.
After drying for 1 hour, only the dried rubber is taken out, and when the second hydrous crumb is dried, the same surface of the metal piece is placed on the metal mesh in contact with the side of the hydrous crumb, as described above. Dry with hot air at 80 ° C.
After the above drying operation was repeated 10 times, the surface of the metal piece in contact with the hydrated crumb was observed, and the degree of corrosion was evaluated as m.
○ ・ ・ There is no change on the surface of the test piece and no corrosion is observed.
× ·· The surface is reddish brown and corroded.
[0070]
(2) Number average molecular weight of high cis polybutadiene
High cis polybutadiene was measured by gel permeation chromatography (GPC), and the number average molecular weight in terms of standard polystyrene was determined.
GPC uses HLC-8020 (manufactured by Tosoh Corp.) and GMH-HR-H and G7000 (both manufactured by Tosoh Corp.) connected as a column, and detection uses a differential refractometer RI-8020 (manufactured by Tosoh Corp.). And measured.
(3) High cis polybutadiene cis bond content
The cis bond content of the high cis polybutadiene is 1 Measured by H-NMR analysis.
(4) Aluminum metal content in high cis polybutadiene
The aluminum ion concentration in the aqueous solution obtained by ashing the high cis polybutadiene at 600 ° C. and dissolving it with hydrochloric acid was measured using an ICP emission analyzer (manufactured by PerkinElmer Japan Co., Ltd .: OPTIMA3300XL). Converted to metal content.
[0071]
(5) Color tone of high cis polybutadiene
The obtained high cis polybutadiene was heat-treated at 60 ° C. for 1 week in a gear oven, and then press molded using a molding die of 80 mm × 40 mm × 2 mm to prepare a test piece. The YI (yellow index) value in the transmission of the test piece was measured using a measuring device (SM color computer, model SM-4, manufactured by Suga Test Instruments Co., Ltd.), and the value of Comparative Example 1 was set to 100. Expressed as an index.
The smaller the index, the lighter the yellowish color, indicating a better color tone.
[0072]
Example 1
Two stainless steel polymerization reactors equipped with a stirrer, a cooling jacket and a reflux condenser were connected in series, and continuous polymerization was performed as follows.
A 1,3-butadiene solution containing 11% toluene, 40% cis-2-butene, 9% trans-2-butene, 6% other inert hydrocarbons such as n-butane and 34% 1,3-butadiene. A stainless steel sintered filter having a flow rate of 70 kg / h and flowing 1,2-butadiene as a molecular weight adjusting agent at 800 mmol / h, trimethyl orthoformate as a gelation inhibitor at 5 mmol / h, and a pore size of 2 microns. -2.5 g of water was added per hour through and dispersed. To this mixture was further added 350 mmol / h of diethylaluminum monochloride (as a toluene solution) and introduced into the polymerization reactor. From another pipe, 28 g / hour of cobalt octenoate 3% toluene solution was added to the polymerization reactor, and continuous polymerization was carried out for 120 hours at 20 ° C. and a residence time of 2 hours. (Process (A))
[0073]
A high cis polybutadiene solution was continuously extracted from the second polymerization reactor using a transfer pump. When extracting, from the suction side of the transfer pump, 360 g of methanol as a polymerization terminator is added in the state of 10% toluene solution per hour, and further stirred and mixed with a static mixer (number of elements: 6) connected to the discharge side of the pump. The polymerization reaction was stopped. The polymerization conversion rate at this time was 65%.
To the solution after stopping the polymerization reaction, 140 g of a 15% toluene solution of 2,4-bis (n-octylthiomethyl) -6-methylphenol as an anti-aging agent was added every hour and stirred and mixed with a dynamic mixer. (Process (B))
[0074]
Next, 50 parts of water containing 80 ppm of polyoxyethylene sorbitan monolaurate (manufactured by Kao Corporation, Rheodor TWL120) was continuously added to 100 parts of the above solution, and the mixture was equipped with a stirrer. Introduce into the middle of the storage container.
In this storage container, water separates and collects in the lower part of the storage container, and is discharged from the bottom of the storage container to the outside so that the water level is constant. The proportion of water discharged out of the system at this time was a proportion corresponding to 50% with respect to 50 parts of the water added above.
The temperature in the storage container was 25 ° C., the average residence time was 30 minutes, and the pH of the water discharged out of the system was 4.3. (Process (C))
[0075]
A high cis polybutadiene solution containing water was continuously withdrawn from the upper part of the storage container and introduced into a steam stripping container. A ratio of 1000 parts of water, 180 parts of steam (temperature 240 ° C., pressure 1020 kPa), and 0.8 parts of 10% aqueous sodium hydroxide solution to 100 parts of high cis-polybutadiene produced by polymerization in a steam stripping vessel Introduced in. The container internal temperature was 105 ° C., the container internal pressure was 320 kPa, and the average residence time was 30 minutes. (Process (D))
In this step, unreacted 1,3-butadiene and the organic solvent were removed, and high cis polybutadiene dispersed in crumb in water was obtained.
The water in the steam stripping vessel was collected and measured for pH, and it was pH 10.2. (Process (D))
[0076]
A dispersion in which high cis polybutadiene was dispersed in crumb form in water was continuously extracted from the steam stripping vessel. This dispersion was squeezed by hand to obtain a crumb having a water content of 20%. This crumb was used to evaluate corrosivity. The results are shown in Table 1. The obtained crumb was dried with hot air at 80 ° C. for 1 hour to obtain a high cis polybutadiene having a water content of 0.1%. The number average molecular weight, cis bond content, aluminum metal content, and color tone of the high cis polybutadiene were measured, and the results are shown in Table 1.
[0077]
(Example 2)
Instead of adding 140 g / h of a 15% toluene solution of 2,4-bis (n-octylthiomethyl) -6-methylphenol as an anti-aging agent, n-octadecyl-3- (3 ′-(3′-5 300 g / hour of a toluene solution containing 5% of '-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate and 10% of trisnonylphenyl phosphite, and the amount of water added in step (C), step (C) The same procedure as in Example 1 was conducted except that the ratio of water discharged in step 1 and the amount of sodium hydroxide added in step (D) were changed to the values shown in Table 1. The results are shown in Table 1.
[0078]
Example 3
Add in step (A), change 1,2-butadiene to 800 mmol / h, water to 2.3 g / h, diethylaluminum monochloride to 340 mmol / h (as toluene solution) and add in step (C) The same procedure as in Example 1 was conducted except that the amount of water to be discharged, the ratio of water discharged in step (C) and the amount of sodium hydroxide added in step (D) were changed to the values shown in Table 1. The results are shown in Table 1.
[0079]
(Comparative Example 1)
The same procedure as in Example 1 was performed except that the addition positions of the polymerization terminator and the anti-aging agent added in the step (B) were reversed and the following was performed. The results are shown in Table 1.
(Process (B))
A high cis polybutadiene solution was continuously withdrawn from the second polymerization reactor using a transfer pump. When extracting, 140 g of 15% toluene solution of 2,4-bis (n-octylthiomethyl) -6-methylphenol is added as an anti-aging agent from the suction side of the transfer pump and connected to the discharge side of the pump. And mixing with a static mixer (6 elements).
To this solution, 360 g of methanol as a polymerization terminator in a state of 10% toluene solution was added per hour and stirred and mixed with a dynamic mixer to terminate the polymerization reaction. The polymerization conversion rate at this time was 65%.
[0080]
(Comparative Example 2)
The same procedure as in Example 1 was performed except that the mixture of the high cis polybutadiene solution and water was introduced from the bottom of the storage container into the steam stripping container without discharging the water added in the step (C). The results are shown in Table 1.
(Comparative Example 3)
It carried out like Example 1 except not adding sodium hydroxide at a process (D). The results are shown in Table 1.
[0081]
[Table 1]
Figure 0003959630
[0082]
Table 1 shows the following.
Although the high cis polybutadiene of Comparative Example 1 obtained by adding a polymerization terminator after adding an anti-aging agent to the high cis polybutadiene polymerization solution has a low aluminum metal content, the color tone is inferior.
The high cis polybutadiene of Comparative Example 2 obtained without discharging the water added in the step (C) out of the system has a good color tone but a high aluminum metal content.
In the method of Comparative Example 3 in which steam stripping is performed under acidic conditions, a crumb that easily corrodes the metal is obtained, and the corrosion of the equipment after the steam stripping step is easily promoted.
[0083]
Compared to the above comparative example, the high cis polybutadiene of Examples 1 to 3 obtained by the method defined in the present invention has a low aluminum metal content, good color tone, and crumbs that are difficult to corrode metals. Yes.
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the aluminum metal content is reduced and the manufacturing method of the high cis polybutadiene excellent in a hue is provided, suppressing the corrosion of the manufacturing equipment after the process of a steam stripping.

Claims (1)

不活性溶媒中で、遷移金属化合物と有機アルミニウム化合物と活性水素を有する化合物とから本質的になる触媒を用いて1,3−ブタジエンを重合して高シスポリブタジエンを生成する工程(A);
重合を停止した後、得られた高シスポリブタジエン溶液に老化防止剤を添加する工程(B);
前記工程(B)で得られた高シスポリブタジエン溶液に水を添加した後、添加した水の10重量%以上を系外に排出する工程(C);
前記工程(C)で得られた高シスポリブタジエン溶液を、アルカリ条件下で、スチームストリッピングして、高シスポリブタジエンを分離する工程(D);
からなる高シスポリブタジエンの製造方法。
A step (A) of polymerizing 1,3-butadiene by using a catalyst consisting essentially of a transition metal compound, an organoaluminum compound and a compound having active hydrogen in an inert solvent to produce high cis polybutadiene;
Step (B) of adding an anti-aging agent to the resulting high cis polybutadiene solution after stopping the polymerization;
Step (C) of adding 10% by weight or more of the added water out of the system after adding water to the high cis polybutadiene solution obtained in the step (B);
A step (D) of separating the high cis polybutadiene by steam stripping the high cis polybutadiene solution obtained in the step (C) under an alkaline condition;
A process for producing high cis polybutadiene.
JP2002244138A 2002-08-23 2002-08-23 Method for producing high cis polybutadiene Expired - Lifetime JP3959630B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002244138A JP3959630B2 (en) 2002-08-23 2002-08-23 Method for producing high cis polybutadiene

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002244138A JP3959630B2 (en) 2002-08-23 2002-08-23 Method for producing high cis polybutadiene

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004083667A JP2004083667A (en) 2004-03-18
JP3959630B2 true JP3959630B2 (en) 2007-08-15

Family

ID=32052715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002244138A Expired - Lifetime JP3959630B2 (en) 2002-08-23 2002-08-23 Method for producing high cis polybutadiene

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3959630B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000038186A (en) * 1998-12-04 2000-07-05 정몽혁 Process for preparing cis-1,4-polybutadiene
CN102639570A (en) 2009-12-02 2012-08-15 思迪隆欧洲有限公司 Catalyst systems for rubber polymerizations
JP5906684B2 (en) * 2011-11-17 2016-04-20 Jsr株式会社 Synthetic rubber solution transfer method and synthetic rubber solution transfer device
JP5987308B2 (en) * 2011-12-08 2016-09-07 ブリヂストンスポーツ株式会社 Method for producing golf ball composition and method for producing golf ball

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004083667A (en) 2004-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2638960C2 (en) Butadiene rubber with drawfully increased viscosity by mooney received with use of inodimic catalyst
JP2008163144A (en) Production method of vinyl-cis-polybutadiene rubber and vinyl-cis-polybutadiene rubber
JP2005015590A (en) Butadiene-based polymer and its manufacturing method, and rubber composition using it and tire
US3182052A (en) Process for producing cis-1, 4-polybutadiene of reduced cold-flow
WO2016027402A1 (en) Method for manufacturing conjugated diene polymer, conjugated diene polymer, rubber composition, and tire
JP5997939B2 (en) Process for producing conjugated diene polymer
CN104628963B (en) Polyisoprene, preparation method thereof and vulcanized rubber
JPH0485304A (en) Production of cis-1, 4-polybutadiene
JP3959630B2 (en) Method for producing high cis polybutadiene
JP5459116B2 (en) Polybutadiene rubber, process for producing the same, and composition
RU2626880C2 (en) Method of continuous diene elastomer synthesis
JP5997938B2 (en) Method for producing butadiene polymer and method for producing tire
US4433107A (en) Polyisoprene rubber compositions
JP2017132954A (en) Vinyl-cis-polybutadiene rubber and method for producing the same
EP1325040B1 (en) Catalyst system for high-cis polybutadiene
JPH0625355A (en) Polybutadiene rubber and its composition
JP3941693B2 (en) Method for producing cis 1,4-polybutadiene
JPS6128684B2 (en)
JPS5945311A (en) Preparation of improved polybutadiene
US5231143A (en) High-temperature oil-resistant elastomers
JP3587003B2 (en) Method for recovering rubbery polymer and rubbery polymer
JP3070156B2 (en) Method for producing polybutadiene rubber
JP7027564B2 (en) Vinyl cis-polybutadiene rubber and its manufacturing method
JP2017132956A (en) Vinyl-cis-polybutadiene rubber and method for producing the same
RU2806110C2 (en) Method for making random butadiene-isoprene copolymers with a high content of cis-1,4-links

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050308

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070410

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070418

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070501

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 3959630

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100525

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110525

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130525

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130525

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140525

Year of fee payment: 7

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term