JPH0238081B2 - HOKYOHORIBUTA JENGOMUNOSEIZOHO - Google Patents

HOKYOHORIBUTA JENGOMUNOSEIZOHO

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JPH0238081B2
JPH0238081B2 JP3669083A JP3669083A JPH0238081B2 JP H0238081 B2 JPH0238081 B2 JP H0238081B2 JP 3669083 A JP3669083 A JP 3669083A JP 3669083 A JP3669083 A JP 3669083A JP H0238081 B2 JPH0238081 B2 JP H0238081B2
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butadiene
cis
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Nobunori Maehara
Noribumi Utada
Yasushi Oda
Hidetomo Ashitaka
Hideo Ishikawa
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Ube Industries Ltd
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【発明の詳細な説明】 この発明は、1,3−ブタジエンをシス−1,
4重合しついで1,2重合して補強ポリブタジエ
ンゴムを製造する方法の改良に関するものであ
る。 補強ポリブタジエンの製造法としては、不活性
有機溶媒中で、コバルト化合物と一般式AlRo
X3-o(ただし、Rは炭素数1〜6のアルキル基、
フエニル基またはシクロアルキル基であり、Xは
ハロゲン原子であり、nは1.5〜2の数字である)
で表わされるハロゲン含有有機アルミニウム化合
物とから得られるシス−重合触媒の存在下に、
1,3−ブタジエンを重合してシス−1,4−ポ
リブタジエンを生成させ、続いてこの重合系に、
さらに1,3−ブタジエンおよび/または前記溶
媒を添加するかあるいは添加しないで、コバルト
化合物と、一般式AlR3(ただし、Rは前記と同じ
である。)で表わされる有機アルミニウム化合物
と、二硫化炭素とから得られる1,2重合触媒を
存在させて、1,3−ブタジエンを重合する方法
が公知である(特公昭49−17666号)。 しかし、上記公報に記載されているポリブタジ
エンゴムの製造法は、第2工程においてコバルト
化合物と一般式AlR3で表わされる有機アルミニ
ウム化合物と二硫化炭素とから得られる1,2重
合触媒を用いて1,3−ブタジエンを重合する方
法であり、この1,2重合触媒の重合活性(単位
時間、単位触媒量当りの1,2−ポリブタジエン
の収量)がシス−1,4重合触媒の重合活性に比
べて著るしく低く、このため単位時間当りのポリ
マ収量が少いという欠点を有している。さらに、
上記公報に記載されているポリブタジエンゴムの
製造法においては、1,2重合触媒の一成分であ
る二硫化炭素を1,2重合時に添加しており、こ
の方法を連続プロセスに採用するためには、重合
反応終了後、二硫化炭素を1,3−ブタジエンや
不活性有機溶媒から分離する必要があるが、二硫
化炭素はこれら2成分と、特に1,3−ブタジエ
ンと蒸留によつては完全に分離することが困難で
あり、一方、二硫化炭素は水分の不存在下にハロ
ゲン含有の有機アルミニウム化合物と接触すると
副反応を起こしやすく、この副反応で生成する副
反応生成物が1,3−ブタジエンのシス重合を著
るしく阻害するため、二硫化炭素の取扱いがむつ
かしく、そのため前記の補強ポリブタジエンゴム
の製造を実用化することが困難であつた。 そこで、この発明者らは、従来公知の補強ポリ
ブタジエンゴムの製造法の有する欠点を改良する
ことを目的として鋭意研究した結果、この発明を
完成した。 すなわち、この発明は、1,3−ブタジエンを
シス−1,4重合し、ついで1,2重合する方法
において、 1,3−ブタジエンと不活性有機溶媒と、これ
らの合計量1当り20ミリモル以下の量の二硫化
炭素と0.2ミリモルの水分とを含有する不活性有
機溶媒溶液中で、コバルト化合物を一成分とする
シス−1,4重合触媒の存在下に1,3−ブタジ
エンを重合してシス−1,4ポリブタジエンを生
成させ、 得られた重合反応混合液に、該重合反応混合液
100重量部当り1〜50重量部の1,3−ブタジエ
ンを添加するとともに、前記二硫化炭素以外の
1,2重合触媒の一成分である一般式AlR3(ただ
し、Rは炭素数1〜6のアルキル基、フエニル基
またはシクロアルキル基である)で表わされる有
機アルミニウム化合物と、場合により1,2重合
触媒の他の一成分であるコバルト化合物とを添加
して1,3−ブタジエンを1,2重合し、沸騰n
−ヘキサン不溶分5〜30重量%と沸騰n−ヘキサ
ン可溶分95〜70重量%とからなる最終ポリブタジ
エンゴムを生成させることを特徴とする補強ポリ
ブタジエンの製造法に関するものである。 この発明の方法によれば、1,2重合時の1,
2−ボリブタジエンの収量を多くすることができ
るため単位時間当りのポリマー(補強ポリブタジ
エンゴム)の収量を増大させることができる。さ
らに、この発明の方法によれば、シス−1,4重
合時の重合系に二硫化炭素を存在させるにも拘ら
ず、シス−1,4重合は悪影響を受けず、また重
合反応終了後に二硫化炭素を1,3−ブタジエン
や不活性有機溶媒から分離する必要がないため、
これらの混合物を再循環して使用することができ
る。また、1,2重合槽の入口においてすでに二
硫化炭素の濃度が均一になつているため1,2重
合触媒による1,3−ブタジエンの重合反応が均
一となり、1,2重合槽内でのポリマーの付着量
が減少し、連続運転時間を長くすることができ
る。 この発明の方法においては、1,3−ブタジエ
ンと不活性有機溶媒と、これらの合計量1当り
20ミリモル以下、好ましくは0.01〜20ミリモル、
特に好ましくは0.01〜10ミリモルの二硫化炭素
と、0.2〜5ミリモル、好ましは0.5〜5ミリモル
の水分とを混合するなどして、溶液中に前記の量
の二硫化炭素と水分とを存在させておくことが必
要である。 溶液中に存在する1,2重合触媒の一成分であ
る二硫化炭素の量が前記の量より多くても、1,
2重合触媒の重合活性は向上せずむしろ二硫化炭
素の未回収量が増大するので好ましくない。ま
た、溶液中に存在する水分の量が前記範囲外であ
ると、シス−1,4重合触媒および1,2重合触
媒の重合活性が低くなるので好ましくない。これ
ら各成分を溶液中に存在させる方法、例えば各成
分を混合する方法としては、それ自体公知の方法
が採用できる。精製した回収溶剤を循環使用する
場合など、1,3−ブタジエンおよび不活性有機
溶媒中に既に所定量の二硫化炭素または水分が含
有されている場合には、不足している成分のみを
添加するだけでよい。また、二硫化炭素として重
合系中で分解して二硫化炭素を発生する化合物を
使用してもよい。 前記の不活性有機溶媒としては、シス−1,4
ポリブタジエンを溶解することができてシス−
1,4重合触媒と1,2重合触媒とに悪影響を及
ばさない有機溶媒であれば特に制限はないが、ベ
ンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水
素、n−ヘプタン、n−ヘキサンなどの脂肪族炭
化水素、シクロヘキサン、シクロペンタンなどの
脂環族炭化水素、およびそれらのハロゲン化合
物、例えばクロルベンゼンや塩化メチレンなどが
挙げられる。 不活性有機溶媒と1,3−ブタジエンとの割合
は、不活性有機溶媒と1,3−ブタジエンとの合
計量に対する1,3−ブタジエンの割合が5〜40
重量%、特に10〜35重量%であることが好まし
い。 この発明の方法においては、1,3−ブタジエ
ンと不活性有機溶媒と二硫化炭素と水とを混合す
るなどして、溶液中の各成分の濃度を調節し、好
ましくは混合液を10℃以下に冷却して、この不活
性有機溶媒中で、コバルト化合物とハロゲン含有
の有機アルミニウム化合物とから得られるシス−
1,4重合触媒のようなコバルト化合物を一成分
とするシス−1,4重合触媒の存在下に1,3−
ブタジエンを重合してシス−1,4ポリブタジエ
ンを生成させる。この発明の方法においては、重
合系にハロゲン含有の有機アルミニウム化合物お
よびコバルト化合物などのシス重合触媒成分を添
加する前に、所定量の水分を存在させておくこと
によつて前述の二硫化炭素の副反応を抑制するこ
とができ、重合系に二硫化炭素が存在するにも拘
らず、高収率でシス−1,4ポリブタジエンを得
ることができるのである。 シス−1,4重合触媒の一成分であるコバルト
化合物としては、使用する不活性有機溶媒に可溶
なコバルト化合物であれば特に制限はない。例え
ば、このようなコバルト化合物としては、コバル
トのβ−ジケトン錯体またはコバルトのβ−ケト
酸エステル錯体が好適に使用される。これらコバ
ルト錯体の配位子であるβ−ジケトンとしては一
般式 (式中、R1およびR2のそれぞれは、水素原子ま
たは炭素数1〜3の脂肪族炭化水素基であり、
R3およびR4のそれぞれは炭素数1〜3の脂肪族
炭化水素基である。)のβ−ジケトン類があげら
れ、また、配位子のβ−ケト酸エステルとして
は、一般式 (式中、R1、R2、R3およびR4は前記と同じであ
る。)のβ−ケト酸エステルがあげられる。特に
好ましい錯体は、コバルト()アセチルアセト
ナート、コバルト()アセチルアセトナート、
コバルトアセト酢酸エチルエステル錯体である。 またコバルト化合物として、炭素数6以上の有
機カルボン酸のコバルト塩、例えばコバルトオク
トエート、コバルトナフテネート、コバルトベン
ゾエートなどを使用することができる。 さらに、コバルト化合物として、例えばハロゲ
ン化コバルト錯体、すなわち一般式 CoXo・Yn (3) (式中、Xはハロゲン原子、特に好ましくは塩素
原子であり、nは2または3の整数であり、Yは
配位子であり、mは1〜4の整数である。)で表
わされる錯体も好適に使用することができる。上
式(3)において、配位子としてはハロゲン化コバル
トと錯体を形成することが知られている任意の配
位子、例えばピリジン、トリエチルアミン、トリ
ブチルアミン、ジメチルアニリンなどのアミン、
メチルアルコール、エチルアルコールなどのアル
コールおよびN,N−ジメチルホルムアミド、
N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチ
ルホルムアミドなどのN,N−ジアルキルアミド
などを挙げることができる。特に好ましいハロゲ
ン化コバルト錯体としては、塩化コバルトピリジ
ン錯体、塩化コバルトエチルアルコール錯体を挙
げることができる。 シス−1,4重合触媒のアルミニウム成分とし
て、ハロゲン含有の有機アルミニウム化合物が好
適に使用され、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、ジイソブ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などを
挙げることができる。 この発明の方法において、前記のシス−1,4
重合触媒の使用量は、1,3−ブタジエン1モル
に対して、ハロゲン含有の有機アルミニウム化合
物が0.1ミリモル以上、特に0.5〜50ミリモル、コ
バルト化合物が0.001ミリモル以上、特に0.005ミ
リモル以上であることが好ましい。また、コバル
ト化合物に対するハロゲン含有の有機アルミニウ
ム化合物のモル比(Al/Co)は5以上、特に15
以上であることが好ましい。 この発明の方法においてシス重合の重合温度
は、−20〜80℃、特に5〜50℃が好ましく、重合
圧力は常圧または加圧のいずれでもよく、重合時
間(シス重合槽内での平均帯留時間)は触媒濃
度、モノマー濃度、重合温度などによつて異なる
が通常10分〜2時間の範囲が好ましい。特に、シ
ス重合後のポリマー濃度が80〜160g/となる
ようにシス重合を行なうのが好ましい。また、シ
ス重合はシス重合槽内にて溶液を撹拌混合して行
なう。シス重合に用いる重合槽としては、高粘度
液撹拌装置付きの重合槽、例えば、特公昭40−
2645号公報に記載されている装置を用いることが
できる。 前記のシス重合は、シス−1,4構造含有率90
%以上、特に95%以上で、トルエン30℃の固有粘
度〔η〕30℃ トルエンが1.5〜8、特に1.5〜5である
シス−1,4ポリブタジエンが生成するように行
なうのが好ましい。〔η〕30℃ トルエンを適当な値に
するために、公知の分子量調節剤、例えば、シク
ロオクタジエン、アレンなどの非共役ジエン類、
またはブテン−1のようなα−オレフインを使用
することができる。また、シス重合時のゲルの生
成を抑制するために公知のゲル防止剤を使用する
こともできる。 この発明の方法においては、前述のようにして
得られたシス−1,4ポリブタジエン、シス−
1,4重合触媒および二硫化炭素を含有する重合
反応混合液に、該重合反応混合液100重量部当り
1〜50重量部、好ましくは1〜20重量部の1,3
−ブタジエンを添加する必要がある。添加する
1,3−ブタジエンの温度は20℃以下、特に0℃
以下が好ましい。1,3−ブタジエンの添加量が
前記下限より少ないと、1,2重合時の1,2−
ポリブタジエンの収量が増大しないので好ままし
くなく、1,3−ブタジエンの添加量が前記上限
より多くても、1,2重合時の1,2−ポリブタ
ジエンの収量は増大せずむしろ未反応の1,3−
ブタジエンの回収に要するエネルギーが増大する
ので好ましくない。1,3−ブタジエンはそのま
まで添加してもよく、1,3−ブタジエンを高濃
度で含む不活性有機溶媒との混合液として添加し
てもよい。 本発明によるシス重合では40℃以上の高温でも
高活性であり、工業的には40℃以上、例えば60℃
の重合温度が用いられる。しかるに、1,2重合
の活性は50℃以上ではかなり低下するので、シス
重合反応混合液を冷却する必要がある。1,2重
合槽へ冷モノマーを加えて冷却する方法は、後述
するように優れた方法である。 この発明の方法においては、重合反応混合液に
所定量の1,3−ブタジエンを添加するととも
に、前記二硫化炭素以外の1,2重合触媒の一成
分である一般式AlR3で表わされる有機アルミニ
ウム化合物と、場合により1,2重合触媒の他の
一成分であるコバルト化合物とを添加して1,3
−ブタジエンを重合し、沸騰n−ヘキサン不溶分
5〜30重量%と沸騰n−ヘキサン可溶分95〜70重
量%とからなる最終ポリブタジエンゴムを生成さ
せる。 1,2重合触媒のアルミニウム成分である前記
の一般式AlR3で表わされる有機アルミニウム化
合物としては、トリエテルアルミニウム、トリメ
チルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウ
ム、トリフエニルアルミニウムなどを挙げること
ができる。 1,2重合触媒のコバルト成分としては、前記
のシス−1,4重合触媒の一成分であるコバルト
化合物として挙げられたものと同じものが挙げら
れる。 さらに、可溶性のコバルト化合物として(1,
3−ブタジエン)〔1−(2−メチル−3−ブテニ
ル)−π−アリル〕コバルトのようなオレフイン、
ジオレフインのコバルト錯体を好適に使用するこ
とができる。また、特開昭57−125206号公報に記
載されている方法によつて不活性有機溶媒(重合
溶媒)中で1,3−ブタジエン存在下にコバルト
化合物とトリアルキルアルミニウムとを混合させ
て得られるコバルトの1,3−ブタジエン錯体を
含む混合物をIn Situ法によりそのまま使用する
ことができる。 この発明の方法において、シス重合触媒のコバ
ルト化合物と1,2重合触媒のコバルト化合物と
が同一である場合には、シス重合時に、1,2重
合にも必要な量のコバルト化合物を合わせて添加
し、1,2重合時には有機アルミニウム化合物を
添加するだけにする条件を選ぶこともできる。 前記の一般式AlR3で表わされる有機アルミニ
ウム化合物とコバルト化合物(1,2重合時にコ
バルト化合物を添加する場合)とは、不活性有機
溶媒と混合して各々シス重合後の重合反応混合液
に添加してもよいが、重合反応混合液に添加する
前記の1,3−ブタジエンまたは1,3−ブタジ
エンを高濃度で含む不活性有機溶媒との混合液と
混合して各々添加するのが好ましい。前記の1,
3−ブタジエンにコバルト化合物を加えた液にさ
らに、一般式AlR3で表わされる有機アルミニウ
ム化合物の一部を加えるなどして1,3−ブタジ
エンとコバルト化合物と有機アルミニウム化合物
の一部とを混合した後、シス重合反応混合液に加
えれば、1,2重合の活性をあげることができ
る。この場合、1,3−ブタジエンと混合する有
機アルミニウムの量はコバルト化合物の等モル以
上で10倍モル以下、特に3倍モル以下が好まし
い。1,3−ブタジエン中でコバルト化合物と有
機アルミニウム化合物とを反応させることによつ
て、コバルト化合物を1,2重合に好適な前述の
(1,3−ブタジエン)〔1−(2−メチル−3−
ブテニル)−π−アリル〕コバルトに高収率で変
えることができる。 1,2重合触媒の使用量は、触媒各成分の種類
および組合わせ、並びに重合条件によつて相違す
るが、重合系内の1,3−ブタジエン1モル当
り、コバルト化合物が0.005ミリモル以上、特に
0.01〜5ミリモル、有機アルミニウム化合物が
0.1ミリモル以上、特に0.5〜50ミリモル、二硫化
化炭素が0.001ミリモル以上、特に0.01〜10ミリ
モルであることが好ましい。 この発明の方法において、1,2重合の重合温
度は、−20〜80℃、特に5〜50℃が好ましく、重
合圧力は常圧または加圧のいずれもよく、重合時
間は10分〜2時間の範囲が好ましい。特に、1,
2重合後のポリマー濃度が80〜160g/となる
ように1,2重合を行なうのが好ましい。また、
1,2重合は1,2重合槽にて、溶液を撹拌混合
して行なう。1,2重合に用いる重合槽として
は、1,2重合中に重合反応混合物がさらに高粘
度となり、ポリマーが重合槽内に付着しやすいの
で、特公昭40−2645号公報に記載されているよう
な重合槽内壁に付着したポリマーを掻取るための
掻取り部材と材料推進装置(例えばねじ軸撹拌機
や螺施リボンの撹拌機)を備えた重合槽を用いる
ことが好ましい。 1,2重合の温度はシス重合よりも低い温度が
用いられることが多く、このため1,2重合槽を
シス重合槽よりもさらに冷却することが好まし
い。しかしながら、重合槽壁へのポリマー付着量
が冷却用ブラインの温度が低いと増大する傾向に
あることが認められた。本発明の方法において、
内部より冷モノマーを添加し、一方、冷却水の温
度を上昇させるか、冷却水の量を減少させるなど
して冷却する温度をなるべく高めるか、場合によ
つては外部から加温することによつて重合温度を
コントロールすることも可能となる。 特に、1,2重合を予備重合と主重合との2段
に分割して行ない、1,2重合触媒は予備重合に
おいてのみ添加することによつて、1,2重合時
に生成する不活性有機溶媒に不溶な1,2−ポリ
ブタジエン1,2重合槽内に付着することによつ
て生ずる問題、例えば1,2重合の連続運転が可
能な時間がシス重合のそれと比べて著るしく短い
こと、の改良に対して効果的である。この場合、
予備重合の重合槽として前記の掻取り部材と材料
推進装置とを備えた重合槽を用い、予備重合での
重合時間(滞留時間)は1,2重合の全重合時間
の5〜60%とするのが好ましい。 1,2重合の際、重合系における1,3−ブタ
ジエンの濃度は7〜35重量%であることが好まし
い。 重合反応終了後ポリブタジエンゴムを取得する
にはそれ自体公知の方法を適用することができ
る。例えば、1,2重合によつて得られた重合反
応混合物を、好ましくは重合停止槽に供給し、こ
の重合反応混合物に、重合停止剤を添加して重合
を停止した後、固形分である補強ポリブタジエン
ゴムを分離取得する。 前記の重合停止剤としては、ハロゲン含有の有
機アルミニウム化合物および一般式AlR3で表わ
される有機アルミニウム化合物と反応する化合物
であればよく、例えば、メタノール、エタノール
などのアルコール、水、塩酸、硫酸などの無機
酸、安息香酸などの有機酸、モノエタノールアミ
ンやアンモニア、トリス(ノニルフエニル)ホス
フアイトのような亜リン酸エステルあるいは塩化
水素ガスなどが挙げられる。特に好ましい重合停
止剤としては、亜リン酸エステルが挙げられる。
これらは、単独で重合反応混合物に添加してもよ
く、水、アルコールや不活性有機溶媒に混合して
添加してもよい。 1,3−ブタジエンの重合を停止した後、重合
反応混合物にメタノールなどの沈澱剤を加える
か、あるいはフラツシユ(水蒸気を吹きこむかあ
るいは吹きこまずして溶媒を蒸発除去する)し固
形分である重合体を析出させ、分離乾燥してポリ
ブタジエンゴムを得ることができる。このポリブ
タジエンには、1,3−ブタジエンの重合を停止
した後の重合反応混合物あるいはポリブタジエン
ゴムのスラリーなどに老化防止剤を添加する方法
などによつて、老化防止剤を配合することが好ま
しい。また、重合反応混合物から固形分である補
強ポリブタジエンゴムを分離取得した残部の、未
反応の1,3−ブタジエンと不活性有機溶媒と二
硫化炭素とを含有する混合物(回収溶剤といわれ
る)から、蒸留を含む精製工程によつて精製され
た1,3−ブタジエンと不活性有機溶媒と二硫化
炭素とは循環して再使用することができる。 この発明の方法によつて得られるポリブタジエ
ンゴムは、沸騰n−ヘキサン不溶分が5〜30重量
%であり、沸騰n−ヘキサン可溶分が95〜70重量
%であり、沸騰n−ヘキサン不溶分の融点が180
〜215℃である。 この発明の方法によると、最終ゴム製品にした
ときに優れた物性を示す補強ポリブタジエンゴム
を連続的に製造することができる。 次に実施例および比較例を示す。実施例の記載
において、補強ポリブタジエンゴムの沸騰n−ヘ
キサン不溶分は、2gの補強ポリブタジエンゴム
を200mlのn−ヘキサンに室温で溶解させた後、
不溶分を4時間ソクスレー抽出器によつて抽出
し、抽出残分を真空乾燥し、その重量を精秤して
求めたものである。また、沸騰n−ヘキサン可溶
分は、上記のようにして得られたn−ヘキサン溶
解分およびソクスレー抽出器による抽出分からn
−ヘキサンを蒸発除去した後、真空乾燥し、その
重量を精秤して求めたものである。また、補強ポ
リブタジエンゴムの沸騰n−ヘキサン可溶分およ
びシス−1,4重合後のポリブタジエンのシス−
1,4構造含有率は赤外吸収スペクトル(IR)
により測定し、沸騰n−ヘキサン不溶分の1,2
−構造含有率は核磁気共鳴スペクトル(NMR)
により測定し、沸騰n−ヘキサン不溶分の融点は
自記差動熱量計(DSC)による吸熱曲線のピー
ク温度により決定した。 また、補強ポリブタジエンゴムの沸騰n−ヘキ
サン可溶分およびシス−1,4重合後のポリブタ
ジエンの極限粘度〔η〕については30℃、トルエ
ン中で測定した値であり、補強ポリブタジエンゴ
ムの沸騰n−ヘキサン不溶分の環元粘度ηSP/C
については、135℃、テトラリン中で測定した値
である。 また、溶液中の二硫化炭素の含有量は、株式会
社日立製作所製の炎光光度検出器を持つガスクロ
マトグラフイーを使用し、充填剤としてクロモソ
ルブ102を用いて測定し、算出した。 実施例 1 1,3−ブタジエンを25.9重量%、二硫化炭素
を11mg/の濃度で含有するベンゼンの溶液から
脱水塔により水分を除き、得られた溶液に水分を
38mg(1.9ミリモル)/の割合で添加後、撹拌
翼付の混合槽で混合し溶解させた。この溶液を内
容積20の撹拌翼付混合槽に毎時52の割合で供
給し、ジエチルアルミニウムモノクロライドを毎
時25.7g(214ミリモル)混入し、35℃で25分間
(平均滞留時間)混合した。得られた熟成液を、−
5℃に冷却後、内容積20のリボン型撹拌翼付の
ステレンス製オートクレーブで外筒に温度度調節
用のジヤケツトを備え、−10℃のCaCl2水溶液を
該ジヤケツトに循環させたシス−1,4重合槽に
毎時52の割合で供給し、コバルトオクトエート
を毎時328mg、1,5−シクロオクタジエンを毎
時61.3g、ジウラリル−3,3′−チオジプロピオ
ネートを毎時6.7g供給し、重合温度50℃、平均
滞留時間23分間にて1,3−ブタジエンをシス−
1,4重合した。このシス−1,4重合による1
時間当りのポリブタジエン生成量は4.0Kgであり、
このポリブタジエンは、シス−1,4構造含有率
が97%以上であり〔η〕(固有粘度、30℃、トル
エン中)が1.9であり、200メツシユの金網を用い
て測定したゲル分が0.01%以下であつた。 シス−1,4重合槽で得られた重合反応混合液
を、シス−1,4重合槽と同じ型(但し、リボン
型撹拌翼にさらに掻取り用のスクレーパーが備え
てある)の重合槽である1,2重合槽に毎時52
の割合で供給し、35℃の1,3−ブタジエンを毎
時2.5、トリエチルアルミニウムを毎時30.2g、
コバルトオクトエートを毎時312mg供給し、重合
温度54℃、平均滞留時間22分間にて110r.p.mの速
度で撹拌混合下に1,3−ブタジエンを1,2重
合した。得られた重合反応混合物を撹拌翼付混合
槽に連続的に供給し、これにトリス(ノニルフエ
ニル)ホスフアイト(TNP)をコバルトオクト
エートに対して2倍モル、さらに少量の水を混入
して重合を停止した。この混合物を撹拌翼付の溶
剤蒸発槽(スチームストリツパー)に毎時120
で供給し、熱水および4Kg/cm2の飽和水蒸気を供
給し、混合物を熱水中に分散させ溶剤を蒸発させ
た。 蒸発槽からスラリーを抜き出し、水と分散ポリ
ブタジエンの屑(クラム)とを分離した後、クラ
ムを常温で真空乾燥して補強ポリブタジエンゴム
を得た。 30時間連続的に重合して、重合時間(平均滞留
時間)1時間当り平均4.6Kgの補強ポリブタジエ
ンゴムが得られた。この補強ポリブタジエンゴム
は、沸騰n−ヘキサン不溶分が10.2%であり、こ
の沸騰n−ヘキサン不溶分は融点が206℃であり、
還元粘度ηSP/C(135℃、テトラリン中)が2.7
(dl/g)であり、1,2−構造含有率が92.9%
であり、沸騰n−ヘキサン可溶分はシス−1,4
構造含有率が97.0%であり、〔η〕が2.1であつ
た。 重合反応終了後、1,3−ブタジエンのベンゼ
ン溶液を毎時50の割合で30分間流した後、重合
槽内の撹拌翼および内壁に付着しているポリマー
をかきおとし、真空乾燥して付着ポリマーを得
た。付着ポリマー量は、シス−1,4重合槽では
18g(うちゲル分が3g)であり、1,2重合槽
では98gであつた。 実施例 2 1,2重合槽に加える各成分の添加方法を、ト
リエチルアルミニウムをを1,3−ブタジエンに
添加混合して1,2重合槽に供給した他は実施例
1と同様に実施した。結果をまとめて第1表に示
す。 実施例 3 1,2重合槽に加える各成分の添加量を、1,
3−ブタジエンを毎時1.5、トリエチルアルミ
ニウムを毎時30.8g、コバルトオクトエートを毎
時411mg1,2重合槽に供給した他の実施例2と
同様に実施した。結果をまとめて第1表に示す。 実施例 4 1,2重合槽に加えるトリエチルアルミニウム
のうちの一部(コバルトオクトエートの1.5倍モ
ル)とコバルトオクトエートとを1,3−ブタジ
エンに添加混合して得られた混合液を1,2重合
槽に供給した他は実施例1と同様に実施した。結
果をまとめて第1表に示す。 実施例 5 トリエチルアルミニウムを1,3−ブタジエン
に添加混合した後−10℃に冷却した混合液を1,
2重合槽に供給し、1,2重合槽に供給する冷却
水の量を減少させた他は実施例2と同様に実施し
た。結果をまとめて第1表に示す。 比較例 1 1,2重合槽に二硫化炭素を供給し、1,3−
ブタジエンを供給しなかつた他は実施例1と同様
に実施した。結果をまとめて第1表に示す。 【表】
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to converting 1,3-butadiene into cis-1,
The present invention relates to an improvement in a method for producing reinforced polybutadiene rubber by performing tetrapolymerization and then 1,2 polymerization. The method for producing reinforced polybutadiene is to combine a cobalt compound with the general formula AlR o in an inert organic solvent.
X 3-o (However, R is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms,
phenyl group or cycloalkyl group, X is a halogen atom, n is a number from 1.5 to 2)
In the presence of a cis-polymerization catalyst obtained from a halogen-containing organoaluminum compound represented by
1,3-butadiene is polymerized to produce cis-1,4-polybutadiene, and this polymerization system is subsequently
Furthermore, a cobalt compound, an organoaluminum compound represented by the general formula AlR 3 (where R is the same as above), and a disulfide compound, with or without addition of 1,3-butadiene and/or the above-mentioned solvent. A method of polymerizing 1,3-butadiene in the presence of a 1,2-polymerization catalyst obtained from carbon is known (Japanese Patent Publication No. 17666/1983). However, the method for producing polybutadiene rubber described in the above publication uses a 1,2 polymerization catalyst obtained from a cobalt compound, an organoaluminum compound represented by the general formula AlR3 , and carbon disulfide in the second step. , 3-butadiene, and the polymerization activity (yield of 1,2-polybutadiene per unit time and unit amount of catalyst) of this 1,2 polymerization catalyst is higher than that of a cis-1,4 polymerization catalyst. This has the disadvantage that the yield of polymer per unit time is extremely low. moreover,
In the method for producing polybutadiene rubber described in the above publication, carbon disulfide, which is a component of the 1,2 polymerization catalyst, is added during the 1,2 polymerization. After the completion of the polymerization reaction, it is necessary to separate carbon disulfide from 1,3-butadiene and an inert organic solvent, but carbon disulfide cannot be completely separated from these two components, especially 1,3-butadiene, by distillation. On the other hand, when carbon disulfide comes into contact with a halogen-containing organoaluminum compound in the absence of moisture, it is easy to cause side reactions, and the side reaction products produced in this side reaction are - It is difficult to handle carbon disulfide because it significantly inhibits the cis polymerization of butadiene, and therefore it has been difficult to commercialize the production of the above-mentioned reinforced polybutadiene rubber. Therefore, the inventors completed this invention as a result of intensive research aimed at improving the drawbacks of conventionally known methods for producing reinforced polybutadiene rubber. That is, the present invention provides a method in which 1,3-butadiene is cis-1,4-polymerized and then 1,2-polymerized, in which the total amount of 1,3-butadiene and an inert organic solvent is 20 mmol or less per 1. 1,3-butadiene is polymerized in an inert organic solvent solution containing an amount of carbon disulfide and 0.2 mmol of water in the presence of a cis-1,4 polymerization catalyst containing a cobalt compound as a component. Cis-1,4 polybutadiene is produced, and the polymerization reaction mixture is added to the obtained polymerization reaction mixture.
In addition to adding 1 to 50 parts by weight of 1,3-butadiene per 100 parts by weight, the general formula AlR 3 which is a component of the 1,2 polymerization catalyst other than the carbon disulfide (wherein R is a carbon number of 1 to 6 An organoaluminum compound represented by an alkyl group, phenyl group or cycloalkyl group) and optionally a cobalt compound which is another component of the 1,2 polymerization catalyst are added to convert 1,3-butadiene into 1,3-butadiene. Double polymerization, boiling n
- A process for producing reinforced polybutadiene, characterized in that it produces a final polybutadiene rubber consisting of 5 to 30% by weight of hexane insolubles and 95 to 70% of boiling n-hexane solubles. According to the method of this invention, 1, 2 polymerization,
Since the yield of 2-volibutadiene can be increased, the yield of polymer (reinforced polybutadiene rubber) per unit time can be increased. Furthermore, according to the method of the present invention, despite the presence of carbon disulfide in the polymerization system during cis-1,4 polymerization, cis-1,4 polymerization is not adversely affected, and after the completion of the polymerization reaction, carbon disulfide is present in the polymerization system. There is no need to separate carbon sulfide from 1,3-butadiene or an inert organic solvent;
These mixtures can be recycled and used. In addition, since the concentration of carbon disulfide is already uniform at the inlet of the 1,2 polymerization tank, the polymerization reaction of 1,3-butadiene by the 1,2 polymerization catalyst becomes uniform, and the polymerization in the 1,2 polymerization tank becomes uniform. The amount of adhesion is reduced, and continuous operation time can be extended. In the method of this invention, 1,3-butadiene and an inert organic solvent, and the total amount thereof per 1
20 mmol or less, preferably 0.01 to 20 mmol,
Particularly preferably, carbon disulfide and water are present in the above amounts in the solution, such as by mixing 0.01 to 10 mmol of carbon disulfide and 0.2 to 5 mmol, preferably 0.5 to 5 mmol of water. It is necessary to let it happen. Even if the amount of carbon disulfide, which is a component of the 1,2 polymerization catalyst, present in the solution is greater than the above amount, the 1,2
This is not preferable because the polymerization activity of the double polymerization catalyst does not improve, but rather the amount of unrecovered carbon disulfide increases. Further, if the amount of water present in the solution is outside the above range, the polymerization activity of the cis-1,4 polymerization catalyst and the 1,2 polymerization catalyst will decrease, which is not preferable. As a method for making each of these components exist in a solution, for example, a method for mixing each component, a method known per se can be employed. If the 1,3-butadiene and inert organic solvent already contain a certain amount of carbon disulfide or water, such as when reusing purified recovered solvent, only the missing components should be added. Just that is enough. Alternatively, a compound that decomposes in the polymerization system to generate carbon disulfide may be used. As the inert organic solvent, cis-1,4
Can dissolve polybutadiene
There is no particular restriction as long as the organic solvent does not adversely affect the 1,4 polymerization catalyst and the 1,2 polymerization catalyst, but aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, n-heptane, n-hexane, etc. Examples include aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane and cyclopentane, and halogen compounds thereof, such as chlorobenzene and methylene chloride. The ratio of the inert organic solvent and 1,3-butadiene is such that the ratio of 1,3-butadiene to the total amount of the inert organic solvent and 1,3-butadiene is 5 to 40.
Preferably it is 10 to 35% by weight, especially 10 to 35% by weight. In the method of this invention, the concentration of each component in the solution is adjusted by, for example, mixing 1,3-butadiene, an inert organic solvent, carbon disulfide, and water, and the mixture is preferably kept at a temperature below 10°C. In this inert organic solvent, the cis-
In the presence of a cis-1,4 polymerization catalyst containing a cobalt compound as one component, such as a 1,4 polymerization catalyst, 1,3-
Butadiene is polymerized to produce cis-1,4 polybutadiene. In the method of the present invention, before adding cis polymerization catalyst components such as a halogen-containing organoaluminum compound and a cobalt compound to the polymerization system, a predetermined amount of water is allowed to be present to remove the carbon disulfide. Side reactions can be suppressed, and cis-1,4 polybutadiene can be obtained in high yield despite the presence of carbon disulfide in the polymerization system. The cobalt compound which is one component of the cis-1,4 polymerization catalyst is not particularly limited as long as it is soluble in the inert organic solvent used. For example, as such a cobalt compound, a cobalt β-diketone complex or a cobalt β-keto acid ester complex is preferably used. The β-diketone which is the ligand of these cobalt complexes has the general formula (In the formula, each of R 1 and R 2 is a hydrogen atom or an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms,
Each of R 3 and R 4 is an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms. ) β-diketones, and β-keto acid esters of the ligand include the general formula (In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the same as above.) β-keto acid esters are mentioned. Particularly preferred complexes include cobalt () acetylacetonate, cobalt () acetylacetonate,
It is a cobalt acetoacetate ethyl ester complex. Further, as the cobalt compound, a cobalt salt of an organic carboxylic acid having 6 or more carbon atoms, such as cobalt octoate, cobalt naphthenate, cobalt benzoate, etc. can be used. Furthermore, as a cobalt compound, for example, a halogenated cobalt complex, that is, a general formula CoX o Y n (3) (wherein, X is a halogen atom, particularly preferably a chlorine atom, and n is an integer of 2 or 3, A complex represented by Y is a ligand and m is an integer of 1 to 4 can also be suitably used. In the above formula (3), the ligand is any ligand known to form a complex with cobalt halide, such as amines such as pyridine, triethylamine, tributylamine, and dimethylaniline;
Alcohols such as methyl alcohol and ethyl alcohol and N,N-dimethylformamide,
Examples include N,N-dialkylamide such as N,N-dimethylacetamide and N,N-dimethylformamide. Particularly preferred cobalt halide complexes include cobalt chloride pyridine complexes and cobalt chloride ethyl alcohol complexes. As the aluminum component of the cis-1,4 polymerization catalyst, halogen-containing organoaluminum compounds are preferably used, such as diethylaluminum monochloride, diethylaluminum monobromide, diisobutylaluminum monochloride, ethylaluminum sesquichloride, etc. can. In the method of this invention, the cis-1,4
The amount of the polymerization catalyst used is such that the halogen-containing organoaluminum compound is 0.1 mmol or more, especially 0.5 to 50 mmol, and the cobalt compound is 0.001 mmol or more, especially 0.005 mmol or more, per 1 mole of 1,3-butadiene. preferable. In addition, the molar ratio (Al/Co) of the halogen-containing organoaluminum compound to the cobalt compound is 5 or more, especially 15
It is preferable that it is above. In the method of this invention, the polymerization temperature for cis polymerization is preferably -20 to 80°C, particularly 5 to 50°C, the polymerization pressure may be normal pressure or increased pressure, and the polymerization time (average zone retention in the cis polymerization tank) is Although the time varies depending on the catalyst concentration, monomer concentration, polymerization temperature, etc., it is usually preferably in the range of 10 minutes to 2 hours. In particular, it is preferable to carry out cis polymerization so that the polymer concentration after cis polymerization is 80 to 160 g/g/. Further, cis polymerization is carried out by stirring and mixing the solution in a cis polymerization tank. The polymerization tank used for cis polymerization is a polymerization tank equipped with a high viscosity liquid stirring device, for example,
The device described in Japanese Patent No. 2645 can be used. The above cis polymerization has a cis-1,4 structure content of 90
% or more, especially 95% or more, and cis-1,4 polybutadiene having an intrinsic viscosity [η] of toluene at 30°C of 1.5 to 8, particularly 1.5 to 5 is preferably produced. [η] 30°C In order to adjust the toluene to an appropriate value, known molecular weight regulators such as non-conjugated dienes such as cyclooctadiene and allene,
Alternatively, alpha-olefins such as butene-1 can be used. Additionally, known gel inhibitors can be used to suppress the formation of gel during cis polymerization. In the method of this invention, cis-1,4 polybutadiene obtained as described above, cis-
1 to 50 parts by weight, preferably 1 to 20 parts by weight of 1,3 per 100 parts by weight of the polymerization reaction mixture containing the 1,4 polymerization catalyst and carbon disulfide.
- It is necessary to add butadiene. The temperature of 1,3-butadiene to be added is 20℃ or less, especially 0℃
The following are preferred. If the amount of 1,3-butadiene added is less than the lower limit, 1,2-butadiene during 1,2 polymerization
This is not preferable because the yield of polybutadiene does not increase, and even if the amount of 1,3-butadiene added is greater than the above upper limit, the yield of 1,2-polybutadiene during 1,2 polymerization does not increase, but rather increases the amount of unreacted 1,2-polybutadiene. ,3-
This is not preferred because the energy required to recover butadiene increases. 1,3-butadiene may be added as it is, or may be added as a mixture with an inert organic solvent containing a high concentration of 1,3-butadiene. The cis polymerization according to the present invention is highly active even at high temperatures of 40°C or higher;
A polymerization temperature of is used. However, since the activity of 1,2 polymerization decreases considerably at temperatures above 50°C, it is necessary to cool the cis polymerization reaction mixture. The method of adding cold monomer to the 1,2 polymerization tank for cooling is an excellent method, as will be described later. In the method of this invention, a predetermined amount of 1,3-butadiene is added to the polymerization reaction mixture, and organic aluminum represented by the general formula AlR 3 , which is a component of the 1,2 polymerization catalyst other than the carbon disulfide, is added to the polymerization reaction mixture. compound and optionally a cobalt compound which is another component of the 1,2 polymerization catalyst.
- Polymerizing butadiene to produce a final polybutadiene rubber consisting of 5-30% by weight of boiling n-hexane insolubles and 95-70% of boiling n-hexane solubles. Examples of the organoaluminum compound represented by the general formula AlR 3 which is the aluminum component of the 1,2 polymerization catalyst include trietheraluminum, trimethylaluminum, triisobutylaluminum, triphenylaluminum, and the like. Examples of the cobalt component of the 1,2 polymerization catalyst include the same cobalt compounds as mentioned above as one of the components of the cis-1,4 polymerization catalyst. Furthermore, as a soluble cobalt compound (1,
3-butadiene) [1-(2-methyl-3-butenyl)-π-allyl]cobalt,
Cobalt complexes of diolefins can be preferably used. It can also be obtained by mixing a cobalt compound and trialkylaluminum in the presence of 1,3-butadiene in an inert organic solvent (polymerization solvent) by the method described in JP-A-57-125206. The mixture containing the 1,3-butadiene complex of cobalt can be used as is by the in situ method. In the method of this invention, if the cobalt compound in the cis polymerization catalyst and the cobalt compound in the 1,2 polymerization catalyst are the same, the amount of cobalt compound required for the 1,2 polymerization is also added during the cis polymerization. However, it is also possible to select conditions in which only the organoaluminum compound is added during the 1,2 polymerization. The organoaluminum compound and cobalt compound (in the case of adding a cobalt compound during mono- and bipolymerization) represented by the above general formula AlR 3 are mixed with an inert organic solvent and added to the polymerization reaction mixture after cis-polymerization. However, it is preferable to add the above-mentioned 1,3-butadiene or a mixture with an inert organic solvent containing a high concentration of 1,3-butadiene to be added to the polymerization reaction mixture. 1 above,
1,3-butadiene, a cobalt compound, and a part of the organoaluminum compound were mixed by further adding a part of the organoaluminum compound represented by the general formula AlR 3 to the solution in which the cobalt compound was added to 3-butadiene. After that, by adding it to the cis polymerization reaction mixture, the activity of 1 and 2 polymerization can be increased. In this case, the amount of organoaluminium mixed with 1,3-butadiene is preferably at least the same mole as the cobalt compound and at most 10 times the mole, particularly preferably at most 3 times the mole. By reacting a cobalt compound and an organoaluminum compound in 1,3-butadiene, the cobalt compound can be converted into the aforementioned (1,3-butadiene) [1-(2-methyl-3) suitable for 1,2 polymerization. −
butenyl)-π-allyl]cobalt in high yield. The amount of the 1,2 polymerization catalyst used varies depending on the type and combination of each catalyst component and the polymerization conditions, but the cobalt compound should be 0.005 mmol or more per mole of 1,3-butadiene in the polymerization system, especially
0.01-5 mmol, organoaluminum compound
It is preferred that the amount of carbon disulfide is at least 0.1 mmol, especially from 0.5 to 50 mmol, and at least 0.001 mmol, especially from 0.01 to 10 mmol. In the method of this invention, the polymerization temperature for 1,2 polymerization is preferably -20 to 80°C, particularly 5 to 50°C, the polymerization pressure may be normal pressure or increased pressure, and the polymerization time is 10 minutes to 2 hours. A range of is preferred. In particular, 1,
It is preferable to perform the 1- and 2-polymerization so that the polymer concentration after the 2-polymerization is 80 to 160 g/2. Also,
The 1,2 polymerization is carried out by stirring and mixing the solution in a 1,2 polymerization tank. As the polymerization tank used for 1,2 polymerization, the viscosity of the polymerization reaction mixture becomes higher during the 1,2 polymerization, and the polymer tends to adhere to the inside of the polymerization tank, so the polymerization tank used is as described in Japanese Patent Publication No. 1982-2645. It is preferable to use a polymerization tank equipped with a scraping member for scraping off polymer adhering to the inner wall of the polymerization tank and a material propelling device (for example, a screw shaft stirrer or a threaded ribbon stirrer). The temperature for 1,2 polymerization is often lower than that for cis polymerization, and therefore it is preferable to cool the 1,2 polymerization tank further than the cis polymerization tank. However, it was observed that the amount of polymer adhering to the walls of the polymerization tank tended to increase when the temperature of the cooling brine was low. In the method of the invention,
Add cold monomer from inside, raise the temperature of the cooling water, reduce the amount of cooling water, etc. to increase the cooling temperature as much as possible, or in some cases, heat it from the outside. It also becomes possible to control the polymerization temperature. In particular, by dividing the 1,2 polymerization into two stages, prepolymerization and main polymerization, and adding the 1,2 polymerization catalyst only in the prepolymerization, the inert organic solvent generated during the 1,2 polymerization can be Problems caused by 1,2-polybutadiene insoluble in 1,2-polybutadiene adhering to the 1,2-polymerization tank, such as the fact that the time during which 1,2-polymerization can be continuously operated is significantly shorter than that for cis-polymerization. Effective for improvement. in this case,
A polymerization tank equipped with the above-mentioned scraping member and material propulsion device is used as a polymerization tank for prepolymerization, and the polymerization time (residence time) in prepolymerization is 5 to 60% of the total polymerization time for 1 and 2 polymerizations. is preferable. During 1,2 polymerization, the concentration of 1,3-butadiene in the polymerization system is preferably 7 to 35% by weight. A method known per se can be applied to obtain polybutadiene rubber after the completion of the polymerization reaction. For example, a polymerization reaction mixture obtained by 1,2 polymerization is preferably supplied to a polymerization termination tank, and a polymerization termination agent is added to this polymerization reaction mixture to terminate the polymerization, and then the solid content is reinforced. Separate and obtain polybutadiene rubber. The polymerization terminator may be any compound that reacts with a halogen-containing organoaluminum compound and an organoaluminum compound represented by the general formula AlR3 , such as alcohols such as methanol and ethanol, water, hydrochloric acid, sulfuric acid, etc. Examples include inorganic acids, organic acids such as benzoic acid, monoethanolamine, ammonia, phosphite esters such as tris(nonylphenyl)phosphite, and hydrogen chloride gas. Particularly preferred polymerization terminators include phosphorous esters.
These may be added alone to the polymerization reaction mixture, or may be added as a mixture with water, alcohol, or an inert organic solvent. After stopping the polymerization of 1,3-butadiene, a precipitant such as methanol is added to the polymerization reaction mixture, or the solid content is removed by flashing (by blowing or not blowing water vapor to remove the solvent by evaporation). Polybutadiene rubber can be obtained by precipitating the polymer and separating and drying it. It is preferable to blend an anti-aging agent into the polybutadiene by adding the anti-aging agent to a polymerization reaction mixture after stopping the polymerization of 1,3-butadiene or to a slurry of polybutadiene rubber. In addition, from the mixture containing unreacted 1,3-butadiene, an inert organic solvent, and carbon disulfide (referred to as a recovery solvent), which is the remainder obtained by separating the solid content of reinforced polybutadiene rubber from the polymerization reaction mixture, The 1,3-butadiene, inert organic solvent, and carbon disulfide purified by the purification process including distillation can be recycled and reused. The polybutadiene rubber obtained by the method of this invention has a boiling n-hexane insoluble content of 5 to 30% by weight, a boiling n-hexane soluble content of 95 to 70% by weight, and a boiling n-hexane insoluble content of 5 to 30% by weight. melting point is 180
~215℃. According to the method of the present invention, reinforced polybutadiene rubber can be continuously produced which exhibits excellent physical properties when made into a final rubber product. Next, examples and comparative examples will be shown. In the description of the examples, the boiling n-hexane insoluble portion of the reinforced polybutadiene rubber was determined by dissolving 2 g of the reinforced polybutadiene rubber in 200 ml of n-hexane at room temperature,
The insoluble matter was extracted using a Soxhlet extractor for 4 hours, the extracted residue was vacuum-dried, and its weight was precisely weighed. In addition, the boiling n-hexane soluble fraction is the n-hexane soluble fraction obtained as above and the n-hexane soluble fraction extracted by the Soxhlet extractor.
- It was determined by evaporating hexane, drying it under vacuum, and accurately weighing it. In addition, the boiling n-hexane soluble content of the reinforced polybutadiene rubber and the cis-
1,4 structure content is infrared absorption spectrum (IR)
1,2 of boiling n-hexane insoluble fraction
-Structural content is determined by nuclear magnetic resonance spectrum (NMR)
The melting point of the boiling n-hexane insoluble fraction was determined by the peak temperature of the endothermic curve measured by a self-recording differential calorimeter (DSC). In addition, the boiling n-hexane soluble content of the reinforced polybutadiene rubber and the intrinsic viscosity [η] of the polybutadiene after cis-1,4 polymerization are the values measured in toluene at 30°C. Ring element viscosity η SP /C of hexane-insoluble matter
The values are measured in tetralin at 135°C. Further, the content of carbon disulfide in the solution was measured and calculated using a gas chromatography equipped with a flame photometric detector manufactured by Hitachi, Ltd. using Chromosolve 102 as a filler. Example 1 Water was removed from a benzene solution containing 25.9% by weight of 1,3-butadiene and 11 mg of carbon disulfide using a dehydration tower, and water was added to the resulting solution.
After adding at a rate of 38 mg (1.9 mmol), they were mixed and dissolved in a mixing tank equipped with stirring blades. This solution was fed at a rate of 52/hour to a mixing tank with an internal volume of 20 and equipped with stirring blades, and 25.7 g (214 mmol) of diethylaluminium monochloride was mixed in/hour and mixed at 35° C. for 25 minutes (average residence time). The obtained aged liquid is −
After cooling to 5°C, a stainless steel autoclave with an internal volume of 20 mm and a ribbon-type stirring blade was used, and the outer cylinder was equipped with a jacket for temperature control, and an aqueous CaCl 2 solution at -10°C was circulated through the jacket. 4. Cobalt octoate was fed to the polymerization tank at a rate of 52 g/hour, 328 mg/hour of cobalt octoate, 61.3 g/hour of 1,5-cyclooctadiene, and 6.7 g/hour of diuralyl-3,3'-thiodipropionate. cis-1,3-butadiene at a temperature of 50°C and an average residence time of 23 minutes.
1,4 polymerization occurred. 1 due to this cis-1,4 polymerization
The amount of polybutadiene produced per hour is 4.0Kg,
This polybutadiene has a cis-1,4 structure content of 97% or more, [η] (intrinsic viscosity, 30°C, in toluene) of 1.9, and a gel content of 0.01% as measured using a 200-mesh wire mesh. It was below. The polymerization reaction mixture obtained in the cis-1,4 polymerization tank was transferred to a polymerization tank of the same type as the cis-1,4 polymerization tank (however, the ribbon-type stirring blade was further equipped with a scraper for scraping). 52 per hour in certain 1 and 2 polymerization tanks
1,3-butadiene at 35°C at 2.5 g/hour, triethylaluminum at 30.2 g/hour,
312 mg of cobalt octoate was fed per hour, and 1,3-butadiene was 1,2-polymerized with stirring at a speed of 110 rpm at a polymerization temperature of 54 DEG C. and an average residence time of 22 minutes. The obtained polymerization reaction mixture was continuously supplied to a mixing tank equipped with stirring blades, and tris(nonylphenyl)phosphite (TNP) was added thereto in twice the mole of cobalt octoate, and a small amount of water was added to carry out polymerization. It stopped. This mixture is transferred to a solvent evaporation tank (steam stripper) equipped with stirring blades at a rate of 120% per hour.
The mixture was dispersed in the hot water and the solvent was evaporated. After extracting the slurry from the evaporation tank and separating water and dispersed polybutadiene crumbs, the crumbs were vacuum-dried at room temperature to obtain reinforced polybutadiene rubber. Polymerization was carried out continuously for 30 hours to obtain reinforced polybutadiene rubber weighing an average of 4.6 kg per hour of polymerization time (average residence time). This reinforced polybutadiene rubber has a boiling n-hexane insoluble content of 10.2%, and this boiling n-hexane insoluble content has a melting point of 206°C.
Reduced viscosity η SP /C (135°C, in tetralin) is 2.7
(dl/g), and the 1,2-structure content is 92.9%.
and the boiling n-hexane soluble content is cis-1,4
The structural content was 97.0%, and [η] was 2.1. After the polymerization reaction was completed, a benzene solution of 1,3-butadiene was flowed for 30 minutes at a rate of 50% per hour, and the polymer adhering to the stirring blades and inner walls of the polymerization tank was scraped off, and the polymer was vacuum-dried to obtain the adhering polymer. Ta. The amount of attached polymer is
The amount was 18 g (of which 3 g was gel), and 98 g in the 1st and 2nd polymerization tanks. Example 2 Each component was added to the 1,2 polymerization tank in the same manner as in Example 1, except that triethylaluminum was added and mixed with 1,3-butadiene and then supplied to the 1,2 polymerization tank. The results are summarized in Table 1. Example 3 1,2 The amount of each component added to the polymerization tank was 1,2.
The procedure was carried out in the same manner as in Example 2, in which 3-butadiene was fed at 1.5 g/hour, triethylaluminum at 30.8 g/hour, and cobalt octoate at 411 mg/hour into the 1,2 polymerization tank. The results are summarized in Table 1. Example 4 1,2 A mixed solution obtained by adding and mixing a portion of triethylaluminum (1.5 times the mole of cobalt octoate) and cobalt octoate to 1,3-butadiene to be added to the 1,2 polymerization tank was The same procedure as in Example 1 was carried out except that the mixture was supplied to the double polymerization tank. The results are summarized in Table 1. Example 5 After adding and mixing triethylaluminum to 1,3-butadiene, the mixture was cooled to -10°C.
The same procedure as in Example 2 was carried out except that the amount of cooling water supplied to the 2nd polymerization tank and the 1st and 2nd polymerization tanks was reduced. The results are summarized in Table 1. Comparative Example 1 Carbon disulfide was supplied to a 1,2 polymerization tank, and 1,3-
The same procedure as in Example 1 was carried out except that butadiene was not supplied. The results are summarized in Table 1. 【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 1,3−ブタジエンをシス−1,4重合し、
ついで1,2重合する方法において、 1,3−ブタジエンと不活性有機溶媒と、これ
らの合計量1当り20ミリモル以下の量の二硫化
炭素と0.2〜5ミリモルの水分とを含有する不活
性有機溶媒溶液中で、コバルト化合物を一成分と
するシス−1,4重合触媒の存在下に1,3−ブ
タジエンを重合してシス−1,4ポリブタジエン
を生成させ、 得られた重合反応混合液に、該重合反応混合液
100重量部当り1〜50重量部の1,3−ブタジエ
ンを添加するとともに、前記二硫化炭素以外の
1,2重合触媒の一成分である一般式 AlR3 (ただし、Rは炭素数1〜6のアルキル基、フエ
ニル基またはシクロアルキル基である)で表わさ
れる有機アルミニウム化合物と、場合により1,
2重合触媒の他の一成分であるコバルト化合物と
を添加して1,3−ブタジエンを1,2重合し、
沸騰n−ヘキサン不溶分5〜30重量%と沸騰n−
ヘキサン可溶分95〜70重量%とからなる最終ポリ
ブタジエンゴムを生成させることを特徴とする補
強ポリブタジエンゴムの製造法。 2 重合反応混合液に添加する1,3−ブタジエ
ンと有機アルミニウム化合物とが予め混合されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の補強ポリブタジエンゴムの製造法。 3 重合反応混合液に添加する1,3−ブタジエ
ンと有機アルミニウム化合物の一部とコバルト化
合物とが予め混合されていることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の補強ポリブタジエンゴ
ムの製造法。 4 重合反応混合液に添加する1,3−ブタジエ
ンが予め0℃以下に冷却されていることを特徴と
する特許請求の範囲第1項乃至第3項記載の補強
ポリブタジエンゴムの製造法。 5 1,3−ブタジエンの1,2重合が予備重合
と主重合との2段に分割して行なわれ、1,2重
合触媒は予備重合において添加されることを特徴
とする特許請求の範囲第1項乃至第4項記載の補
強ポリブタジエンゴムの製造法。
[Claims] 1 cis-1,4 polymerization of 1,3-butadiene,
In the method of subsequent 1,2 polymerization, 1,3-butadiene, an inert organic solvent, and an inert organic solvent containing carbon disulfide in an amount of 20 mmol or less and water in an amount of 0.2 to 5 mmol per 1 total amount thereof. In a solvent solution, 1,3-butadiene is polymerized in the presence of a cis-1,4 polymerization catalyst containing a cobalt compound as one component to produce cis-1,4 polybutadiene, and the resulting polymerization reaction mixture is , the polymerization reaction mixture
1 to 50 parts by weight of 1,3-butadiene per 100 parts by weight is added, and the general formula AlR 3 which is a component of the 1,2 polymerization catalyst other than the carbon disulfide (wherein R is a carbon number of 1 to 6 an alkyl group, phenyl group or cycloalkyl group), and optionally 1,
1,3-butadiene is 1,2-polymerized by adding a cobalt compound, which is another component of the 2-polymerization catalyst,
Boiling n-hexane insoluble matter 5-30% by weight and boiling n-
A method for producing reinforced polybutadiene rubber, which comprises producing a final polybutadiene rubber having a hexane soluble content of 95 to 70% by weight. 2. The method for producing reinforced polybutadiene rubber according to claim 1, wherein the 1,3-butadiene and the organoaluminum compound to be added to the polymerization reaction mixture are mixed in advance. 3. The method for producing reinforced polybutadiene rubber according to claim 1, characterized in that 1,3-butadiene, a part of the organoaluminum compound, and a cobalt compound to be added to the polymerization reaction mixture are mixed in advance. . 4. The method for producing reinforced polybutadiene rubber according to claims 1 to 3, wherein the 1,3-butadiene added to the polymerization reaction mixture is cooled in advance to 0° C. or lower. 5. The 1,2 polymerization of 1,3-butadiene is carried out in two stages, prepolymerization and main polymerization, and the 1,2 polymerization catalyst is added in the prepolymerization. A method for producing reinforced polybutadiene rubber according to items 1 to 4.
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