JPH05140219A - クロロスルホン化ポリオレフインの製造法 - Google Patents

クロロスルホン化ポリオレフインの製造法

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JPH05140219A
JPH05140219A JP33163191A JP33163191A JPH05140219A JP H05140219 A JPH05140219 A JP H05140219A JP 33163191 A JP33163191 A JP 33163191A JP 33163191 A JP33163191 A JP 33163191A JP H05140219 A JPH05140219 A JP H05140219A
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JP
Japan
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solvent
product
chlorine
monofluorobenzene
polyolefin
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Pending
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JP33163191A
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English (en)
Inventor
Taido Miyagawa
泰道 宮川
Katsunari Okayama
克成 岡山
Toshinori Karasuda
敏典 烏田
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Tosoh Corp
Original Assignee
Tosoh Corp
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/34Introducing sulfur atoms or sulfur-containing groups
    • C08F8/38Sulfohalogenation

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】溶剤に溶解又は懸濁させたポリオレフィンを、
ラジカル発生剤を触媒とし、塩素と亜硫酸ガス、塩素と
塩化スルフリル、塩化スルフリル単独、あるいは塩素と
亜硫酸ガスと塩化スルフリルの三試薬、塩化スルフリル
と亜硫酸ガスを用いて塩素化又は塩素化及びクロロスル
ホン化させる反応に際し、溶剤としてモノフルオロベン
ゼンを用いることを特徴とするクロロスルホン化ポリオ
レフィンの製造法。 【効果】規制対象外物質を溶剤に用いる商業的に価値の
有するクロロスルホン化ポリオレフィンの製造法を提供
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はクロロスルホン化ポリオ
レフィンの製造法に関するものである。さらに詳しく
は、ポリオレフィンをモノフルオロベンゼンに溶解又は
懸濁させて塩素化及びクロロスルホン化反応を行なうこ
とからクロロスルホン化ポリオレフィンを製造する製造
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ポリオレフィンを溶剤に溶解又は懸濁さ
せてクロロスルホン化ポリオレフィンを製造することが
知られている。又この溶剤として四塩化炭素が用いられ
て来た。しかしながら、1990年6月に行なわれた
『オゾン層を破壊する物質に関するモントリオール議定
書』(以下『議定書』という)の改定により四塩化炭素
が規制対象物質とされた結果、1995年以降、クロロ
スルホン化ポリオレフィンの商業生産用に四塩化炭素を
使用することは困難が伴うことになった。このため四塩
化炭素を使用しない新たなクロロスルホン化ポリオレフ
ィンの製造法が望まれていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、地球環境保
護の観点から、議定書の規制対象外物質であるモノフル
オロベンゼンを溶剤に用い、商業的に価値を有するクロ
ロスルホン化ポリオレフィンの製造法を提供することを
目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】即ち本発明は、溶剤に溶
解又は懸濁させたポリオレフィンを、ラジカル発生剤を
触媒とし、塩素と亜硫酸ガス、塩素と塩化スルフリル、
塩化スルフリル単独、あるいは塩素と亜硫酸ガスと塩化
スルフリルの三試薬、塩化スルフリルと亜硫酸ガスを用
いて塩素化又は塩素化及びクロロスルホン化させる反応
に際し、溶剤としてモノフルオロベンゼンを用いること
を特徴とするクロロスルホン化ポリオレフィンの製造法
である。以下にその詳細について説明する。
【0005】
【作用】本発明における溶剤は、議定書の規制対象外物
質であるモノフルオロベンゼンが用いられる。
【0006】塩素化及びクロロスルホン化を行なう反応
はラジカル発生剤を触媒として、塩素と亜硫酸ガス、塩
素と塩化スルフリル、塩化スルフリル単独、あるいは塩
素と亜硫酸ガスと塩化スルフリルの三試薬、塩化スルフ
リルと亜硫酸ガスを、モノフルオロベンゼンに溶解ある
いは懸濁したポリオレフィンと反応させる。塩化スルフ
リルを添加する場合には必要に応じて助触媒としてのピ
リジン、キノリン等のアミン化合物が添加される。反応
温度は40〜150℃、好ましくは60〜130℃であ
り、反応圧力は0〜10kg/cm 2、好ましくは0〜
7kg/cm 2である。
【0007】ラジカル発生剤としては、アゾ系化合物あ
るいは有機過酸化物等が用いられる。アゾ系化合物とし
てはα,α´−アゾビスイソブチロニチリル、アゾビス
シクロヘキサンカルボニトリル、2,2´−アゾビス
(2,4−ジメチルバレロニトリル)等が挙げられ、有
機過酸化物としては過酸化ベンゾイル、過酸化アセチ
ル、過酸化t−ブチル、過安息香酸t−ブチル等が挙げ
られる。好ましくはアゾ化合物であり、特に好ましくは
α,α´−アゾビスイソブチロニチリルである。
【0008】原料となるポリオレフィンには、例えば高
密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン
(LDPE)、線状低密度ポリエチレン(LLDP
E)、超低密度ポリエチレン(VLDPE)、エチレン
酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレン・プロピレン
共重合体(EPM)等のエチレンホモポリマー、コポリ
マーが挙げられる。
【0009】反応の終了後、反応溶液中に残存する塩化
水素や亜硫酸ガスを窒素を導入することから除き、必要
に応じて安定剤を添加する。安定剤には2,2´−ビス
(4−グリシジルオキシフェニル)プロパンのようなエ
ポキシ化合物が好ましい。
【0010】生成物ポリマーを溶剤と分離する方法に
は、水蒸気蒸留、ドラムドライヤー、ベント付き押出機
が知られており、これらの方法により両者が分離され
る。
【0011】しかしながら回収されたモノフルオロベン
ゼン中には、モノフルオロベンゼンの一部が反応中に塩
素化されて副生するクロロフルオロベンゼンが含有され
る。これを再び反応に使用することにより、回収された
モノフルオロベンゼン中のクロロフルオロベンゼン濃度
が徐々に増加する。このクロロフルオロベンゼンは沸点
がモノフルオロベンゼンに比べて高いために、溶剤と分
離されて得られたクロロスルホン化ポリオレフィン中に
クロロフルオロベンゼンが残存し、エラストマーの物性
上様々な悪影響を与える。このため回収されたモノフル
オロベンゼンよりクロロフルオロベンゼンを除去するこ
と及びクロロフルオロベンゼンの副生そのものを押える
ことが重要である。
【0012】回収されたモノフルオロベンゼンよりクロ
ロフルオロベンゼンを除去する方法は蒸留によるのが簡
便で良い。このように精製されたモノフルオロベンゼン
は再び反応器へとリサイクルされる。
【0013】一方反応中にクロロフルオロベンゼンの生
成を押える方法としては、まず塩素化試剤としての塩素
の使用を避け、塩化スルフリルを単独で用いるプロセス
が効果的である。特にこの際の反応温度は60〜130
℃の比較的低温で行なうことが望ましい。
【0014】本発明で言うクロロスルホン化ポリオレフ
ィンには例えば先に述べたような原料ポリオレフィンの
種類に従いクロロスルホン化ポリエチレン、クロロスル
ホン化エチレン・プロピレン共重合体、クロロスルホン
化エチレン・ブテン共重合体、クロロスルホン化エチレ
ン・ヘキセン共重合体、クロロスルホン化エチレン・酢
酸ビニル共重合体が挙げられる。
【0015】得られた生成物は従来のゴムあるいは樹脂
と同様に配合と混練を行ない、加硫物あるいは未加硫物
で使用される。配合剤としては、マグネシアや水酸化カ
ルシウム等の加硫剤、カーボンブラックやホワイトカー
ボン等の補強剤、炭酸カルシウムやタルク等の充填剤、
可塑剤、加工助剤、老化防止剤あるいはTRAやTT等
の加硫促進剤等のゴムあるいは樹脂用配合剤が挙げられ
る。加硫方法には蒸気加硫、UHF加硫、熱空気加硫、
インジェクション、モールドあるいはロートキュアー等
の一般的手法が挙げられる。
【0016】最終用途には既存のクロロスルホン化ポリ
オレフィンと同様、自動車用ホース、ガスホース、産業
用ホース、エスカレーター手摺、電線、レジャーボー
ト、ルーフィング、ポンドライナー、ロール、ベルト、
ブーツ、パッキン、シート、引き布、接着剤、塗料及び
シーラント等が挙げられる。
【0017】
【実施例】次に実施例にもとづき本発明をさらに詳しく
説明するが、これらは本発明を助けるための例であって
本発明はこれらの実施例より何等の制限を受けるもので
はない。
【0018】なおこれらの実施例で用いた値は以下の測
定方法に準拠して得られたものである。 塩素、イオウ量:燃焼フラスコ法 未加硫ゴム物性:JIS K 6300 加硫ゴム物性:JIS K 6301 生成物の色相:目視による。 促進劣化による生成物の色相の安定生:70℃ギヤオー
ブン法、目視による。 モノフルオロベンゼン中のクロロフルオロベンゼンの含
有量:ガスクロマトグラフィーによる。
【0019】実施例1 30リッターのグラスライニング製オートクレーブにモ
ノフルオロベンゼンを28kgと、メルトインデックス
6.2g/10分、密度0.95g/ccの高密度ポリ
エチレンを2.8kg仕込んだ。
【0020】クロロスルホン化反応の助触媒としてピリ
ジンを0.3g添加した後、反応器のジャケットに蒸気
を通し、120℃で2時間保持することによってポリエ
チレンを均一に溶解した。またこの間、反応器に15リ
ッター/分の流速で窒素ガスを導入し、反応器に混入し
た空気を排除した。
【0021】ラジカル開始剤として14gのα,α´−
アゾビスイソブチロニチリルをモノフルオロベンゼン
2.9kgに溶解した。この溶液を連続的に反応器へと
添加しつつ、5.9kgの塩化スルフリルを別の投入口
より反応器へ添加することから反応を行なった。この間
3時間を要したが、反応器の圧力を3.0kg/cm
に保った。
【0022】反応の終了後、圧力を常圧に戻し反応器の
温度を70℃まで低下させて、70℃に保ちながら窒素
を導入して反応液に残存する亜硫酸ガスと塩化水素ガス
を除いた。
【0023】安定剤として43gの2,2´−ビス(4
−グリシジルオキシフェニル)プロパンを添加した後、
この溶液を155℃に加熱したドラムドライヤーにフィ
ードして、生成物としてのクロロスルホン化ポリエチレ
ンを溶剤から分離した。
【0024】生成物は純白の色相を有しており、分析の
結果このクロロスルホン化ポリエチレンは35.2%の
塩素と1.1%のイオウを含むことが判った。生ゴムの
ムーニー粘度(ML1+4,100℃)は50であっ
た。
【0025】熱による促進試験より生成物の色相の安定
性を試験したが、70℃の10日を経過しても色相に変
化は見られなかった。
【0026】さらに生成物は表1に示す配合により混練
され、スコーチタイムに代表される未加硫物の物性と引
張り強さ等の加硫物性を測定した。得られた値はこれを
まとめて表2に示す。
【0027】一方ドラムドライヤーにて分離されたモノ
フルオロベンゼンは分析の結果その0.01%が塩素化
を受け、クロロフルオロベンゼンを生成していた。この
モノフルオロベンゼンは蒸留によりクロロフルオロベン
ゼンを除き、次なる反応に用いた。
【0028】実施例2 原料のポリオレフィンをメルトインデックス0.85g
/分、密度0.965g/ccの高密度ポリエチレンに
変えた以外は実施例1と同一の方法で反応を行ない、続
いて生成物を分離した。
【0029】生成物は純白の色相を有しており、分析の
結果このクロロスルホン化ポリエチレンは34.0%の
塩素と1.2%のイオウを含むことが判った。生ゴムの
ムーニー粘度(ML1+4,100℃)は110であっ
た。
【0030】熱による促進試験より生成物の色相の安定
性を試験したが、70℃の10日を経過しても色相に変
化は見られなかった。
【0031】さらに生成物は表1に示す配合により混練
され、未加硫物の物性と加硫物性を測定した。これをま
とめて表2に示す。
【0032】一方ドラムドライヤーにて分離されたモノ
フルオロベンゼンは分析の結果その0.01%が塩素化
を受け、クロロフルオロベンゼンを生成していた。この
モノフルオロベンゼンは蒸留によりクロロフルオロベン
ゼンを除き、次なる反応に用いた。
【0033】実施例3 原料のポリオレフィンをメルトインデックス4.8g/
分、密度0.963g/ccの高密度ポリエチレンに変
え、塩化スルフリルの添加量を3.4kgと変えた以外
は実施例1と同一の方法で反応を行ない、続いて生成物
を分離した。
【0034】生成物は純白の色相を有しており、分析の
結果このクロロスルホン化ポリエチレンは23.4%の
塩素と1.1%のイオウを含むことが判った。生ゴムの
ムーニー粘度(ML1+4,100℃)は32であっ
た。
【0035】熱による促進試験より生成物の色相の安定
性を試験したが、70℃の10日を経過しても色相に変
化は見られなかった。
【0036】さらに生成物は表1に示す配合により混練
され、未加硫物の物性と加硫物性を測定した。これをま
とめて表−2に示す。
【0037】一方ドラムドライヤーにて分離されたモノ
フルオロベンゼンは分析の結果その0.01%が塩素化
を受け、クロロフルオロベンゼンを生成していた。この
モノフルオロベンゼンは蒸留によりクロロフルオロベン
ゼンを除き、次なる反応に用いた。
【0038】実施例4 原料のポリオレフィンをメルトインデックス4.3g/
分、密度0.922g/ccの線状低密度ポリエチレン
(エチレン・ブテン1共重合体)に変え、塩化スルフリ
ルの添加量を4.0kgと変えた以外は実施例1と同一
の方法で反応を行ない、続いて生成物を分離した。
【0039】生成物は純白の色相を有しており、分析の
結果このクロロスルホン化エチレン・ブテン1共重合体
は27.2%の塩素と1.1%のイオウを含むことが判
った。生ゴムのムーニー粘度(ML1+4,100℃)
は41であった。
【0040】熱による促進試験より生成物の色相の安定
性を試験したが、70℃の10日を経過しても色相に変
化は見られなかった。
【0041】さらに生成物は表1に示す配合により混練
され、未加硫物の物性と加硫物性を測定した。これをま
とめて表2に示す。
【0042】一方ドラムドライヤーにて分離されたモノ
フルオロベンゼンは分析の結果その0.01%が塩素化
を受け、クロロフルオロベンゼンを生成していた。この
モノフルオロベンゼンは蒸留によりクロロフルオロベン
ゼンを除き、次なる反応に用いた。
【0043】参考例1 溶剤に四塩化炭素を用いた以外は実施例1と同一の方法
で反応を行ない、続いて生成物を分離した。
【0044】生成物は純白の色相を有しており、分析の
結果このクロロスルホン化ポリエチレンは35.4%の
塩素と1.2%のイオウを含むことが判った。生ゴムの
ムーニー粘度(ML1+4,100℃)は52であっ
た。
【0045】熱による促進試験より生成物の色相の安定
性を試験したが、70℃の10日を経過しても色相に変
化は見られなかった。
【0046】さらに生成物は表1に示す配合により混練
され、未加硫物の物性と加硫物性を測定した。これをま
とめて表2に示す。
【0047】参考例2 溶剤に四塩化炭素を用いた以外は実施例4と同一の方法
で反応を行ない、続いて生成物を分離した。
【0048】生成物は純白の色相を有しており、分析の
結果このクロロスルホン化エチレン・ブテン1共重合体
は27.0%の塩素と1.1%のイオウを含むことが判
った。生ゴムのムーニー粘度(ML1+4,100℃)
は40であった。
【0049】熱による促進試験より生成物の色相の安定
性を試験したが、70℃の10日を経過しても色相に変
化は見られなかった。
【0050】さらに生成物は表1に示す配合により混練
され、未加硫物の物性と加硫物性を測定した。これをま
とめて表2に示す。
【0051】
【表1】
【0052】
【表2】 以上の実施例と参考例を参照すれば明らかなように、本
発明で得られるクロロスルホン化ポリオレフィンは、四
塩化炭素を溶剤に用いたクロロスルホン化ポリオレフィ
ンと何等変りが無く、商業的価値の高いものである事が
判る。
【0053】
【発明の効果】本発明により、地球環境保護の観点か
ら、議定書の規制対象外物質であるモノフルオロベンゼ
ンを溶剤に用い、商業的に価値の有するクロロスルホン
化ポリオレフィンの製造法を提供することが可能とな
る。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】溶剤に溶解又は懸濁させたポリオレフィン
    を、ラジカル発生剤を触媒とし、塩素と亜硫酸ガス、塩
    素と塩化スルフリル、塩化スルフリル単独、あるいは塩
    素と亜硫酸ガスと塩化スルフリルの三試薬、塩化スルフ
    リルと亜硫酸ガスを用いて塩素化又は塩素化及びクロロ
    スルホン化させる反応に際し、溶剤としてモノフルオロ
    ベンゼンを用いることを特徴とするクロロスルホン化ポ
    リオレフィンの製造法。
  2. 【請求項2】反応で生成したクロロスルホン化ポリオレ
    フィンを溶剤と分離した後、該溶剤中に副生する該溶剤
    の塩素付加物を系外に除去し、得られたモノフルオロベ
    ンゼンを再び反応に使用することを特徴とする請求項1
    に記載の製造法。
JP33163191A 1991-11-21 1991-11-21 クロロスルホン化ポリオレフインの製造法 Pending JPH05140219A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USH1582H (en) * 1993-06-30 1996-08-06 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for preparation of chlorinated and chlorosulfonated olefin polymers having low levels of residual monofluorobenzene reaction solvent and its chlorinated by-products

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USH1582H (en) * 1993-06-30 1996-08-06 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for preparation of chlorinated and chlorosulfonated olefin polymers having low levels of residual monofluorobenzene reaction solvent and its chlorinated by-products

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