JPH05262822A - Polymerization of norbornene monomer - Google Patents
Polymerization of norbornene monomerInfo
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- JPH05262822A JPH05262822A JP7035791A JP7035791A JPH05262822A JP H05262822 A JPH05262822 A JP H05262822A JP 7035791 A JP7035791 A JP 7035791A JP 7035791 A JP7035791 A JP 7035791A JP H05262822 A JPH05262822 A JP H05262822A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、メタセシス触媒系を用
いてノルボルネン系モノマーを重合する方法に関し、さ
らに詳しくは、メタセシス触媒として、モリブデンのハ
ロゲン化物と特定のルイス塩基との錯体を用いて、ノル
ボルネン系モノマーを重合する方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for polymerizing norbornene-type monomers using a metathesis catalyst system, and more specifically, using a complex of a halide of molybdenum and a specific Lewis base as a metathesis catalyst, It relates to a method for polymerizing a norbornene-based monomer.
【0002】[0002]
【従来の技術】メタセシス触媒系の主触媒であるモリブ
デンやタングステンのハロゲン化物は,単独では、ジシ
クロペンタジエン(DCP)類のカチオン重合を容易に
惹起するので、触媒を溶解したDCP類の溶液の長期間
の保存が困難であって、事実上、反応射出成形(RI
M)には使用し難い。2. Description of the Related Art Halides of molybdenum and tungsten, which are the main catalysts of the metathesis catalyst system, easily cause cationic polymerization of dicyclopentadiene (DCP) by themselves, so that a solution of DCPs in which the catalyst is dissolved cannot be formed. It is difficult to store for a long period of time and, in effect, reaction injection molding (RI
It is difficult to use for M).
【0003】特開昭58−129013号および米国特
許第4,568,660号には、モリブデンやタングス
テンのハロゲン化物をアルコールやフェノール化合物と
反応させて、トルエンのような溶剤とともにジシクロペ
ンタジエン(DCP)類に可溶化し、且つ、DCP類の
カチオン重合を抑制するためにルイス塩基またはキレー
ト化剤を加えたものをメタセシス触媒として用いるノル
ボルネン系モノマーの重合方法が提案されている。ここ
で、ルイス塩基としてはベンゾニトリルなどのニトリル
類およびテトラヒドロフランのようなエーテル類があ
る。また、キレート化剤としてはアセチルアセトン類、
アセト酢酸エステル類、ジベンゾイルメタンなどがあ
る。JP-A-58-129013 and US Pat. No. 4,568,660 disclose dicyclopentadiene (DCP) with a solvent such as toluene by reacting a halide of molybdenum or tungsten with an alcohol or a phenol compound. )), And a norbornene-based monomer polymerization method using a compound to which a Lewis base or a chelating agent is added in order to suppress the cationic polymerization of DCPs as a metathesis catalyst has been proposed. Here, examples of the Lewis base include nitriles such as benzonitrile and ethers such as tetrahydrofuran. In addition, as a chelating agent, acetylacetones,
Acetoacetates, dibenzoylmethane and the like.
【0004】上記の提案された公知技術においては、モ
リブデンやタングステンのハロゲン化物をフェノール類
と反応させてフェノラート化合物とする操作が煩雑であ
る。また、メタセシス重合性の全くないトルエンのよう
な溶剤やキレート化剤、ルイス塩基は、メタセシス重合
したポリマーの可塑剤としての機能をもち、ガラス転移
温度(Tg)を低下したり、また臭気を発生するなどの
難点がある。In the above-mentioned proposed known technique, the operation of reacting a halide of molybdenum or tungsten with a phenol to form a phenolate compound is complicated. Further, a solvent such as toluene, which has no metathesis polymerizability, a chelating agent, and a Lewis base function as a plasticizer for the polymer obtained by the metathesis polymerization, lower the glass transition temperature (Tg), and generate an odor. There are difficulties such as doing.
【0005】また、メタセシス触媒を用いて得られるポ
リマーはTgや重合転化率が高いことが望まれており、
そのため、メタセシス触媒に各種の活性化剤を併用する
ことが提案されている。しかしながら、これまで提案さ
れた技術では満足すべきTgおよび転化率は得られてお
らず、一層高い水準のTgおよび転化率が望まれてい
る。Further, it is desired that the polymer obtained by using the metathesis catalyst has a high Tg and a polymerization conversion rate,
Therefore, it has been proposed to use various activators in combination with the metathesis catalyst. However, the techniques proposed so far have not obtained satisfactory Tg and conversion, and higher levels of Tg and conversion are desired.
【0006】[0006]
【発明が解決しよとする課題】本発明の目的は、触媒を
溶解したノルボルネン系モノマーの溶液を長期間保存す
ることができて反応射出成形に有利に適用でき、且つ、
高い水準のTgを有するポリマーを高い転化率で得るこ
とができる、メタセシス触媒を用いるノルボルネン系モ
ノマーの重合方法を提供するにある。The object of the present invention is to allow a solution of a norbornene-based monomer in which a catalyst is dissolved to be stored for a long period of time, and to advantageously apply it to reaction injection molding, and
It is to provide a method for polymerizing a norbornene-based monomer using a metathesis catalyst, which can obtain a polymer having a high level of Tg at a high conversion rate.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】かくして、本発明に従え
ば、メタセシス触媒とメタセシス共触媒から本質的にな
るメタセシス系触媒を用いてノルボルネン系モノマーを
重合する方法において、メタセシス触媒として、少くと
も一つの芳香環を有する酸化防止剤または少くとも一つ
の芳香環を有する紫外線吸収剤とモリブデン(Mo)の
ハロゲン化物との錯体を用いることを特徴とするノルボ
ルネン系モノマーの重合方法が提供される。Thus, according to the present invention, in a method of polymerizing a norbornene monomer using a metathesis catalyst essentially consisting of a metathesis catalyst and a metathesis cocatalyst, at least one metathesis catalyst is used. Provided is a method for polymerizing a norbornene-based monomer, which comprises using a complex of an antioxidant having one aromatic ring or an ultraviolet absorber having at least one aromatic ring and a halide of molybdenum (Mo).
【0008】以下、本発明の重合方法を詳細に説明す
る。 (ノルボルネン系モノマー)本発明で用いられるノルボ
ルネン系モノマーはノルボルネン基を少くとも一つ以上
有する多環シクロオレフィンであり、置換基を有してい
てもいなくともよい。The polymerization method of the present invention will be described in detail below. (Norbornene-based monomer) The norbornene-based monomer used in the present invention is a polycyclic cycloolefin having at least one norbornene group, and may or may not have a substituent.
【0009】好ましいノルボルネン系モノマーの具体例
としては、ジシクロペンタジエン、テトラシクロドデセ
ン、メチルテトラシクロドデセン、エチリデンテトラシ
クロドデセン、ヘキサシクロヘプタデセン、メチルヘキ
サシクロヘプタデセン、トリシクロペンタジエン、ノル
ボルネン、メチルノルボルネン、エチリデンノルボルネ
ン、ビニルノルボルネン、5−メチル−2−ノルボルネ
ン、5,6−ジメチル−2−ノルボルネン、5−エチル
−2−ノルボルネン、5−ブチル−2−ノルボルネン、
5−ヘキシル−2−ノルボルネン、5−オクチル−2−
ノルボルネン、5−ドデシル−2−ノルボルネンなどが
挙げられる。これらのノルボルネン系モノマーは置換基
としてシアノ基、エステル結合、エーテル結合、ピリジ
ル基、ハロゲン原子などの極性基を有していてもよい。Specific examples of preferable norbornene-based monomers include dicyclopentadiene, tetracyclododecene, methyltetracyclododecene, ethylidenetetracyclododecene, hexacycloheptadecene, methylhexacycloheptadecene, tricyclopentadiene and norbornene. Methyl norbornene, ethylidene norbornene, vinyl norbornene, 5-methyl-2-norbornene, 5,6-dimethyl-2-norbornene, 5-ethyl-2-norbornene, 5-butyl-2-norbornene,
5-hexyl-2-norbornene, 5-octyl-2-
Examples thereof include norbornene and 5-dodecyl-2-norbornene. These norbornene-based monomers may have a polar group such as a cyano group, an ester bond, an ether bond, a pyridyl group and a halogen atom as a substituent.
【0010】本発明はノルボルネン、メチルノルボルネ
ン、ビニルノルボルネン、エチリデンノルボルネン、ジ
シクロペンタジエン、テトラシクロドデセン、メチルテ
トラシクロドデセン、エチリデンテトラシクロドデセ
ン、ヘキサシクロヘプタデセン、メチルヘキサシクロヘ
プタデセンおよびトリシクロペンタジエンのホモポリマ
ー、コポリマーおよびターポリマーの製造に特に適して
してる。なかでも、入手の容易さの見地からジシクロペ
ンタジエン(DCP)が賞用される。これらのノルボル
ネン系モノマーは、単独で使用してもよいし、また、2
種以上を混合して用いることもできる。The present invention is directed to norbornene, methylnorbornene, vinylnorbornene, ethylidene norbornene, dicyclopentadiene, tetracyclododecene, methyltetracyclododecene, ethylidenetetracyclododecene, hexacycloheptadecene, methylhexacycloheptadecene and tricyclopentadecene. It is particularly suitable for preparing homopolymers, copolymers and terpolymers of cyclopentadiene. Among them, dicyclopentadiene (DCP) is favored because of its easy availability. These norbornene-based monomers may be used alone or 2
It is also possible to use a mixture of two or more species.
【0011】ノルボルネン系モノマーとともに少くとも
一種の共重合可能なモノマーを約20重量%以下の範囲
で用いてもよい。このようなコモノマーの具体例は炭素
数4〜12のモノー及びジシクロオレフィンであり、そ
の例としてシクロブテン、シクロペンテン、シクロペン
タジエン、シクロヘプテン、シクロオクテン、1,5ー
シクロオクタジエン、シクロデセン、シクロドデセン、
シクロドデカジエン、シクロドデカトリエンなどが挙げ
られる。At least one copolymerizable monomer may be used together with the norbornene-based monomer in the range of about 20% by weight or less. Specific examples of such comonomers are mono- and dicycloolefins having 4 to 12 carbon atoms, examples of which include cyclobutene, cyclopentene, cyclopentadiene, cycloheptene, cyclooctene, 1,5-cyclooctadiene, cyclodecene, cyclododecene,
Examples thereof include cyclododecadiene and cyclododecatriene.
【0012】(メタセシス触媒系)本発明で用いるメタ
セシス触媒系は、本質的にメタセシス触媒とメタセシス
共触媒とからなる。本発明の主特徴は、メタセシス触媒
として、少くとも一つの芳香環を有する酸化防止剤また
は少くとも一つの芳香環を有する紫外線吸収剤とモリブ
デン(Mo)のハロゲン化物との錯体を用いる点にあ
る。(Metathesis Catalyst System) The metathesis catalyst system used in the present invention essentially consists of a metathesis catalyst and a metathesis cocatalyst. The main feature of the present invention is that a complex of a halide of molybdenum (Mo) with an antioxidant having at least one aromatic ring or an ultraviolet absorber having at least one aromatic ring is used as a metathesis catalyst. ..
【0013】少くとも一つの芳香環を有する酸化防止剤
および少くとも一つの芳香環を有する紫外線吸収剤は、
ノルボルネン系重合体に対し酸化防止作用を示すことが
知られ市販されている酸化防止剤、および市販されてい
る紫外線吸収剤の中から適宜選択することができる。こ
れらは、一般に、分子中に孤立電子対を有する酸素、窒
素、硫黄、リンなどの原子を含有しており、これら孤立
電子対を有する原子と芳香族炭化水素とが結合した形の
化合物である。これらの化合物は、その使用目的から低
揮発性であることが必要であり、一般に約150以上の
分子量を有している。Antioxidants having at least one aromatic ring and UV absorbers having at least one aromatic ring are
It can be appropriately selected from commercially available antioxidants known to exhibit an antioxidant action on norbornene-based polymers and commercially available ultraviolet absorbers. Generally, these are compounds having a lone pair of atoms, such as oxygen, nitrogen, sulfur, and phosphorus, in the molecule, and a compound in which the atom having the lone pair of electrons and an aromatic hydrocarbon are bonded. .. These compounds require low volatility for their intended use and generally have a molecular weight of about 150 or higher.
【0014】上記酸化防止剤および紫外線吸収剤の具体
例としては、酢酸β−フェニルエチレン、p−(N,
N′−ジエチルアミノエチレン)アミノ安息香酸エチ
ル、3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル
−3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンゾエー
ト、n−オクタデシル−3−(4′−ヒドロキシ−
3′,5′−ジ−t−ブチルフェノール)プロピオネー
ト、テトラキシ〔メチレン−3(3,5−ジ−t−ブチ
ル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタ
ン、フェニルサルチレート、エチル−2−シアノ−3,
3−ジフェニルアクリレート、メチル−2−カルボメト
キシ−3−(パラメトキシ)アクリレートのような芳香
環を有するカルボン酸エステル化合物;トリス(ノニル
フェニル)ホスファイト、トリフェニルホスファイト、
ジフェニルデシルホスファイトのような芳香環を有する
亜リン酸エステル化合物;フェニル−α−ナフチルアミ
ン、フェニル−β−ナフチルアミン、ジフェニルアミ
ン、トリフェニルアミン、フェノチアジン、フェニレン
ジアミン、2−エチルヘキシル−2−シアノ−3−フェ
ニルシンナメートフェノチアジン、4,4′−テトラメ
チル−ジアミノジフェニルメタンのような芳香族アミン
化合物;およびN,N′−ジフェニルオキサミドのよう
な芳香族アミド化合物が挙げられる。なお、2,6−ジ
−t−ブチル−4−ヒドロキシトルエン(BHT)や
2,2′−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチル
フェノール)などのいわゆるアルキル基置換フェノール
化合物では本発明の目的は達成されない。Specific examples of the above antioxidant and ultraviolet absorber include β-phenylethylene acetate, p- (N,
Ethyl N'-diethylaminoethylene) aminobenzoate, 3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl-3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzoate, n-octadecyl-3- (4 ' -Hydroxy-
3 ', 5'-di-t-butylphenol) propionate, tetraxy [methylene-3 (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane, phenylsulfate, ethyl-2-cyano- Three
Carboxylic acid ester compounds having an aromatic ring such as 3-diphenyl acrylate and methyl-2-carbomethoxy-3- (paramethoxy) acrylate; tris (nonylphenyl) phosphite, triphenylphosphite,
A phosphite compound having an aromatic ring such as diphenyldecyl phosphite; phenyl-α-naphthylamine, phenyl-β-naphthylamine, diphenylamine, triphenylamine, phenothiazine, phenylenediamine, 2-ethylhexyl-2-cyano-3- Aromatic amine compounds such as phenylcinnamate phenothiazine, 4,4'-tetramethyl-diaminodiphenylmethane; and aromatic amide compounds such as N, N'-diphenyloxamide. It should be noted that the so-called alkyl group-substituted phenol compound such as 2,6-di-t-butyl-4-hydroxytoluene (BHT) and 2,2'-methylenebis (4-methyl-6-t-butylphenol) has the object of the present invention. Is not achieved.
【0015】モリブデンのハロゲン化合物としては、三
塩化モリブデン、四塩化モリブデンおよび五塩化モリブ
デンが挙げられるが、特に五塩化モリブデンが好まし
い。錯体を形成するには、モリブデンのハロゲン化合物
の有機溶剤溶液に酸化防止剤または紫外線吸収剤を加
え、錯体を形成せしめ、その後溶剤を除去する。酸化防
止剤および紫外線吸収剤が液状のときは直接混合すれば
よく、固形のときは、有機溶剤に溶解して加えることが
望ましい。モリブデンのハロゲン化合物と酸化防止剤ま
たは紫外線吸収剤とが電荷移動錯体を形成すると、その
溶液の色が明らかに変化するので、錯体形成が容易に認
識できる。Examples of the halogen compound of molybdenum include molybdenum trichloride, molybdenum tetrachloride and molybdenum pentachloride, and molybdenum pentachloride is particularly preferable. To form a complex, an antioxidant or an ultraviolet absorber is added to an organic solvent solution of a halogen compound of molybdenum to form a complex, and then the solvent is removed. When the antioxidant and the ultraviolet absorber are liquid, they may be mixed directly, and when they are solid, they are preferably dissolved in an organic solvent and added. When the halogen compound of molybdenum and the antioxidant or the ultraviolet absorber form a charge transfer complex, the color of the solution obviously changes, so that the complex formation can be easily recognized.
【0016】メタセシス共触媒(すなわち活性化剤)は
有機アルミニウム化合物、有機錫化合物、有機亜鉛化合
物、有機鉛化合物、有機ケイ素化合物などから選択され
る。有機アルミニウム化合物としは、トリアルキルアル
ミニウム、アルキルアルミニウムハイドライド、アルキ
ルアルミニウムハライド、アルコキシアルキルアルミニ
ウムハライド、アリールオキシアルキルアルミニウムハ
ライド、メタロキシアルキルアルミニウムハライドなど
が挙げられる。アルキルアルミニウムハライド共触媒は
メタセシス触媒と混合すると直ちに重合を開始するが、
従来から周知のようにエステル、エーテル、ケトン、ア
ルコール、ニトリルから選ばれるモディファイアー、と
くにエチルベンゾエート、ブチルエーテル又はジエチレ
ングリコールジメチルエーテルを用いることによって重
合の開始を遅らせることができる。The metathesis cocatalyst (ie activator) is selected from organoaluminum compounds, organotin compounds, organozinc compounds, organolead compounds, organosilicon compounds and the like. Examples of the organic aluminum compound include trialkylaluminum, alkylaluminum hydride, alkylaluminum halide, alkoxyalkylaluminum halide, aryloxyalkylaluminum halide and metaloxyalkylaluminum halide. The alkylaluminum halide co-catalyst starts polymerization immediately when mixed with the metathesis catalyst,
As is well known in the art, it is possible to delay the initiation of the polymerization by using a modifier selected from esters, ethers, ketones, alcohols and nitrites, in particular ethyl benzoate, butyl ether or diethylene glycol dimethyl ether.
【0017】好ましいメタセシス共触媒は次式で示され
るアルコキシアルキルアルミニウムハライド及びアリー
ルオキシアルキルアルミニウムハライドから選択され
る。 (RO)aR1bAIXc 式中、Rはアルキル基及びフェニル基から選択され、R
1 はアルキル基から選択される。Xはハロゲンであり、
a,b及びcは共触媒中の各構成部分の当量を表わし、
その合計は3.0である。この型の共触媒のなかで好ま
しいものは、アルコキシアルキルアルミニウムクロライ
ド、アルコキシアルキルアルミニウムアイオダイド、フ
ェノキシアルキルアルミニウムクロライド、フェノキシ
アルキルアルミニウムアイオダイドであり、とくにプロ
ポキシエチルアルミニウムクロライド及びプロポキシエ
チルアルミニウムセスキクロライドが好ましい。アルキ
ルアルミニウムハライド共触媒とアルコールを別々に添
加し、系内で最終的な共触媒を形成させることもでき
る。これらの共触媒はノルボルネン系モノマーに可溶性
であり、変性に用いられるアルコールまたはフェノール
の量、すなわちアルコキシまたはフェノキシ残基の量を
変えることによってポットライフを調節することができ
る。アルコールまたはフェノールの量を増すにつれてア
ルコキシアルキルアルミニウムハライド又はフェノキシ
アルキルアルミニウムハライド共触媒のポットライフは
長くなる。The preferred metathesis cocatalyst is selected from alkoxyalkylaluminum halides and aryloxyalkylaluminum halides of the formula: (RO) aR 1 bAIXc In the formula, R is selected from an alkyl group and a phenyl group, and R
1 is selected from alkyl groups. X is halogen,
a, b and c represent the equivalent weight of each component in the cocatalyst,
The sum is 3.0. Preferred among these types of cocatalysts are alkoxyalkylaluminium chlorides, alkoxyalkylaluminium iodides, phenoxyalkylaluminium chlorides, phenoxyalkylaluminium iodides, especially propoxyethylaluminium chloride and propoxyethylaluminum sesquichloride. The alkylaluminum halide cocatalyst and alcohol can be added separately to form the final cocatalyst in the system. These cocatalysts are soluble in norbornene-based monomers, and the pot life can be adjusted by changing the amount of alcohol or phenol used for modification, that is, the amount of alkoxy or phenoxy residues. As the amount of alcohol or phenol increases, the pot life of the alkoxyalkylaluminum halide or phenoxyalkylaluminum halide cocatalyst becomes longer.
【0018】次式で示されるメタロキシアルキルアルミ
ニウムハライドも好ましいメタセシス共触媒である。 (RnMo)aR1bAlXc 式中、Mは錫、鉛及びアルミニウムから選ばれた金属で
あり、R及びR1 は各々有機残基、とくに低級アルキル
基及びフェニル基から選択され、nは金属の種類に依存
するが2又は3であり、Xはハライドであり、a,b及
びcは共触媒中の各構成部分の当量を表わし、その合計
は3.0である。Metaloxyalkylaluminum halides of the formula: are also preferred metathesis cocatalysts. (RnMo) aR 1 bAlXc In the formula, M is a metal selected from tin, lead and aluminum, R and R 1 are each selected from an organic residue, especially a lower alkyl group and a phenyl group, and n is a kind of metal. 2 or 3, depending on the above, X is a halide, a, b and c represent the equivalent weight of each component in the cocatalyst, the sum of which is 3.0.
【0019】有機錫化合物も好ましい共触媒であり、そ
の具体例としてテトラエチル錫、テトラブチル錫などの
ように低級アルキル基を有するテトラアルキル錫、トリ
ブチル錫ハイドライド、トリフェニル錫ハイドライド、
トリメチル錫ハイドライド、トリエチル錫ハイドライ
ド、トリプロピル錫ハイドライドなどのような低級アル
キル基を有するトリアルキル錫ハイドライド及びトリア
リール錫ハイドライドなどが挙げられる。有機亜鉛化合
物としては、ジエチル亜鉛、ジイソブチル亜鉛、ジ−n
−ブチル亜鉛のようなジアルキル亜鉛、ジフェニル亜
鉛、およびアルキル亜鉛クロライドのようなアルキル亜
鉛ハライドが挙げられる。有機鉛化合物としては、テト
ラエチル鉛のようなアルキル鉛が挙げられる。有機ケイ
素化合物としてはメチルケイ素トリクロライドのような
アルキルケイ素ハライドおよび水素化トリエチルシラン
が挙げられる。これらの共触媒は空気及び湿気に対して
敏感でなく、アルコキシ及びアリールオキシアルキルア
ルミニウムハライドやその他のメタセシス共触媒の場合
に必要な特別な注意を払うことなしに空気中で取り扱う
ことができる。Organotin compounds are also preferred cocatalysts, and specific examples thereof include tetraalkyltin having a lower alkyl group such as tetraethyltin and tetrabutyltin, tributyltin hydride, triphenyltin hydride,
Examples thereof include trialkyltin hydride having a lower alkyl group such as trimethyltin hydride, triethyltin hydride, tripropyltin hydride, and triaryltin hydride. As the organic zinc compound, diethyl zinc, diisobutyl zinc, di-n
-Alkyl zinc such as butyl zinc, diphenyl zinc, and alkyl zinc halides such as alkyl zinc chloride. Examples of the organic lead compound include alkyl lead such as tetraethyl lead. Organosilicon compounds include alkyl silicon halides such as methyl silicon trichloride and hydrogenated triethylsilane. These cocatalysts are not sensitive to air and moisture and can be handled in air without the special precautions required with alkoxy and aryloxyalkylaluminum halides and other metathesis cocatalysts.
【0020】メタセシス触媒、共触媒に加えてクロロホ
ルム、四塩化炭素、ヘキサクロロシクロペンタジエンな
どのごときハロゲン化炭化水素を併用してもよく(例え
ば特開昭60−79035号)、また、四塩化錫、四塩
化ケイ素、塩化マグネシウム、塩化ゲルマニウムなどの
ハロゲン化物を併用してもよい(特開昭63−1867
30号)。In addition to the metathesis catalyst and the cocatalyst, halogenated hydrocarbons such as chloroform, carbon tetrachloride and hexachlorocyclopentadiene may be used in combination (for example, JP-A-60-79035), tin tetrachloride, Halides such as silicon tetrachloride, magnesium chloride and germanium chloride may be used in combination (JP-A-63-1867).
No. 30).
【0021】メタセシス触媒は、ノルボルネン系モノマ
ー1モル対し、通常、約0.01〜50ミリモル、好ま
しくは0.1〜10ミリモルの範囲で用いられる。共触
媒は、触媒成分に対して、通常、0.1〜200(モル
比)、好ましくは2〜10(モル比)の範囲で用いられ
る。メタセシス触媒および共触媒は、いずれもモノマー
に溶解して用いる方が好ましいが、生成物の性質を本質
的に損なわない範囲であれば少量の溶剤に懸濁または溶
解させて用いてもよい。The metathesis catalyst is usually used in an amount of about 0.01 to 50 mmol, preferably 0.1 to 10 mmol, relative to 1 mol of the norbornene-based monomer. The co-catalyst is usually used in the range of 0.1 to 200 (molar ratio), preferably 2 to 10 (molar ratio) with respect to the catalyst component. Both the metathesis catalyst and the cocatalyst are preferably dissolved in the monomer before use, but may be suspended or dissolved in a small amount of a solvent as long as the properties of the product are not substantially impaired.
【0022】(重合方法)本発明のノルボルネン系モノ
マー重合方法の代表的な例は、反応射出成形(RIM)
法によりノルボルネン系モノマーを金型内において塊状
で開環重合する方法である。このRIM法は実質的に塊
状重合であればよく、少量の不活性化合物が存在してい
てもかまわない。好ましい塊状開環重合法では、ノルボ
ルネン系モノマー混合物を二液に分けて別の容器に入
れ、一方にはメタセシス触媒を、他方には共触媒を添加
し、二種類の安定な反応原液を調製する。この二種類の
反応原液を混合し、次いで所定形状の金型中に注入し、
そこで塊状による開環重合を行なう。(Polymerization Method) A typical example of the norbornene-based monomer polymerization method of the present invention is reaction injection molding (RIM).
Is a method of ring-opening polymerization of norbornene-based monomers in a mold in a lump form by a method. The RIM method may be substantially bulk polymerization, and a small amount of an inactive compound may be present. In a preferred bulk ring-opening polymerization method, a norbornene-based monomer mixture is divided into two liquids and placed in another container, a metathesis catalyst is added to one and a cocatalyst is added to the other to prepare two stable reaction stock solutions. .. These two types of reaction stock solutions are mixed and then poured into a mold of a predetermined shape,
Therefore, ring-opening polymerization by bulk is performed.
【0023】塊状開環重合においては、従来からRIM
装置として公知の衝突混合装置を、二種類の反応原液を
混合するために使用することができる。この場合、二種
類の反応原液を収めた容器は別々の流れの供給源とな
る。二種類の流れをRIM機のミキシング・ヘッドで瞬
間的に混合させ、次いで、高温の成形金型中に注入し、
そこで即座に塊状重合させて成形品を得る。In bulk ring-opening polymerization, RIM has been conventionally used.
An impingement mixer known as a device can be used to mix the two stock solutions of the reaction. In this case, the containers containing the two types of reaction stock solutions serve as separate flow sources. The two streams are mixed instantaneously with the mixing head of the RIM machine and then injected into the hot mold,
Then, bulk polymerization is immediately carried out to obtain a molded product.
【0024】また、ミキサー中で二種類の反応原液の混
合が完了してから、予備加熱した金型中へ数回にわたっ
て射出あるいは注入してもよく(例えば、特開昭59−
51911号公報、米国特許第4,426,502号公
報明細書)、あるいは連続的に注入してもよい。この方
式の場合には、衝突混合装置に比較して装置を小型化す
ることができ、低圧で操作可能という利点を有するう
え、ガラス繊維などの補強材の充填量が多い場合に、注
入スピードをゆっくりすることにより、系内に均一に反
応原液を含浸させることが可能となる。Further, after the mixing of the two kinds of reaction stock solutions in the mixer is completed, they may be injected or injected into the preheated mold several times (for example, JP-A-59-59).
51911, U.S. Pat. No. 4,426,502) or continuously. This method has the advantage that it can be downsized compared to an impingement mixing device and can be operated at low pressure, and it also has the advantage of increasing the injection speed when the amount of reinforcement such as glass fiber is large. By slowing down, it becomes possible to uniformly impregnate the reaction stock solution into the system.
【0025】また、上記の開環塊状重合方法は二種類の
反応原液を使用する方法に限定されない。当業者であれ
ば容易に理解しうるように、例えば第三番目の容器にモ
ノマーと所望の添加剤を入れて第三の流れとして使用す
るなど各種の変形が可能である。金型温度は、通常、室
温以上、好ましくは40〜200℃である。型締圧力は
通常0.1〜100kg/cm2の範囲内である。反応原液
は、通常、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気下で貯蔵さ
れ、また操作されるが、成形金型は必ずしも不活性ガス
でシールしなくもよい。The above ring-opening bulk polymerization method is not limited to the method using two kinds of reaction stock solutions. As will be readily appreciated by those skilled in the art, various modifications are possible, such as, for example, putting the monomer and the desired additive in the third container and using it as the third stream. The mold temperature is usually room temperature or higher, preferably 40 to 200 ° C. The mold clamping pressure is usually within the range of 0.1 to 100 kg / cm 2 . The reaction stock solution is usually stored and operated under an atmosphere of an inert gas such as nitrogen gas, but the molding die is not necessarily sealed with the inert gas.
【0026】(任意成分)必要に応じて、上記芳香環を
有する酸化防止剤以外の酸化防止剤、ミルドガラス、カ
ーボンブラック、タルク、炭酸カルシウム、雲母などの
充填剤、顔料、着色剤、発泡剤、難燃剤、摺動付与剤、
エラストマー、ジシクロペンタジエン系熱重合樹脂およ
びその水添物など種々の添加剤を配合することにより、
得られるポリマーの特性を改質することができる。添加
剤は、通常、予め少くとも一つの反応液に混合してお
く。(Arbitrary Ingredients) As required, antioxidants other than the above-mentioned antioxidants having an aromatic ring, fillers such as milled glass, carbon black, talc, calcium carbonate and mica, pigments, colorants and foaming agents. , Flame retardant, sliding agent,
By blending various additives such as an elastomer, a dicyclopentadiene type thermopolymer resin and a hydrogenated product thereof,
The properties of the resulting polymer can be modified. The additives are usually mixed in advance in at least one reaction solution.
【0027】[0027]
【実施例】以下に実施例および比較例を挙げて、本発明
についてさらに具体的に説明するが、本発明は、これら
の実施例のみに限定されるものではない。また、これら
の例における部および%は、特に断りのない限り重量基
準である。重合性および重合体の特性は以下の方法に従
って評価した。EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples. Further, parts and% in these examples are based on weight unless otherwise specified. Polymerizability and polymer properties were evaluated according to the following methods.
【0028】ポットライフ(PL):混合開始時点か
ら、反応液が液体状からプリン状になるまでの時間を測
定し、ポットライフ(PL)とした。 スモーキングタイム(SMT):混合開始時点から、生
成樹脂の表面からわずかな煙が発生するまでの時間を測
定し、スモーキングタイム(SMT)とし、重合反応終
了の目安とした。なお、PLおよびSMTを測定する一
連の操作は窒素ガス雰囲気中で行った。Pot life (PL): The time from the start of mixing until the reaction liquid changed from a liquid state to a pudding state was measured and defined as pot life (PL). Smoking time (SMT): The time from the start of mixing to the time when a slight amount of smoke was generated from the surface of the produced resin was measured and used as the smoking time (SMT), which was used as a guide for the end of the polymerization reaction. A series of operations for measuring PL and SMT were performed in a nitrogen gas atmosphere.
【0029】Tgおよび転化率:重合終了後、ポリマー
の入ったアンプルを室温に冷やし、ポリマーを取り出
し、そのガラス転移温度(Tg)とモノマーの転化率を
測定した。Tgの測定は示差走査熱量計によった。ま
た、転化率の測定は熱天秤により室温から400℃まで
加熱して求めた重量の残分率によった。Tg and conversion rate: After completion of the polymerization, the ampoule containing the polymer was cooled to room temperature, the polymer was taken out, and the glass transition temperature (Tg) and the conversion rate of the monomer were measured. The Tg was measured by a differential scanning calorimeter. Further, the conversion was measured by the residual ratio of the weight obtained by heating from room temperature to 400 ° C. with a thermobalance.
【0030】実施例1および比較例1 反応器に、2,6−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシト
ルエン(BHT)を1000ppm含有する純度99.
3%のジシクロペンタジエン(DCP)と純度96.1
%のトリシクロペンタジエン(TCP)を90:10の
割合で混合したモノマー100部を入れ、このモノマー
に対して、ジエチルアルミニウムクロライド(DEA
C)を23ミリモル/リットル濃度、さらにn−プロパ
ノールを23ミリモル/リットル濃度となるようによく
撹拌しながら加え、一昼夜放置し、充分反応させた。こ
の溶液を35℃に保持し、表1に示したメタセシス主触
媒の1モル/リットル濃度のDCP−TCPモノマー溶
液を6ミリモル/リットル濃度となるように、よく撹拌
しながら加えた。Example 1 and Comparative Example 1 A reactor containing 1000 ppm of 2,6-di-t-butyl-4-hydroxytoluene (BHT) and a purity of 99.
3% dicyclopentadiene (DCP) and purity 96.1
% Tricyclopentadiene (TCP) was mixed at a ratio of 90:10, and 100 parts of a monomer was added. Diethyl aluminum chloride (DEA) was added to the monomer.
C) was added to the mixture at a concentration of 23 mmol / liter, and n-propanol was added at a concentration of 23 mmol / liter with good stirring, and the mixture was allowed to stand overnight for a full reaction. This solution was maintained at 35 ° C., and a DCP-TCP monomer solution of the metathesis main catalyst shown in Table 1 at a concentration of 1 mol / liter was added with good stirring so that the concentration became 6 mmol / liter.
【0031】上記のメタセシス主触媒の1モル/リット
ルのDCP−TCP溶液は、次のように調製した。五塩
化モリブデンを、クロロホルムに溶解した後、酸化防止
剤または紫外線吸収剤を所定量添加し、錯体を形成せし
めた。その後、クロロホルムを蒸発分離させた後、DC
P−TCPを添加し、溶解し、所定の濃度とした。A 1 mol / liter DCP-TCP solution of the above metathesis main catalyst was prepared as follows. After molybdenum pentachloride was dissolved in chloroform, a predetermined amount of antioxidant or ultraviolet absorber was added to form a complex. Then, after chloroform is evaporated and separated, DC
P-TCP was added and dissolved to give a predetermined concentration.
【0032】比較例として、従来公知の触媒を用いて同
様に重合した結果を表1に示す。ここで用いた公知触媒
は次のように調製した。六塩化タングステンをノニルフ
ェノールのヘキサン溶液にノニルフェノールと等モル量
溶解し、一晩、塩化水素を窒素ガス流により除去した
後、等モル量のアセチルアセトンを加え、さらにヘキサ
ンを加えて1モル/リットル濃度とした。As a comparative example, Table 1 shows the results of similar polymerization using a conventionally known catalyst. The known catalyst used here was prepared as follows. Tungsten hexachloride was dissolved in a nonylphenol hexane solution in an equimolar amount, and hydrogen chloride was removed overnight by a nitrogen gas flow. Then, an equimolar amount of acetylacetone was added, and hexane was further added to give a concentration of 1 mol / liter. did.
【0033】[0033]
【表1】 表1に示される結果から、本発明で用いる錯体触媒は高
いTgと転化率を示すことがわかる。[Table 1] From the results shown in Table 1, it is understood that the complex catalyst used in the present invention has a high Tg and a high conversion rate.
【0034】比較例2 従来公知の触媒の可溶化剤を用いて五塩化モリブデンを
溶解したうえ、ジシクロペンタジエン(DCP)とトリ
シクロペンタジエン(TCP)の混合液に加え、得られ
た液の経時変化を観察した。これらの触媒含有混合液は
下記のように調製した。 実験番号1−12:MoCl5 を実施例1と同様なDC
P−TCP混合液に混合した。Comparative Example 2 Molybdenum pentachloride was dissolved using a conventionally known catalyst solubilizer, and the solution was added to a mixed solution of dicyclopentadiene (DCP) and tricyclopentadiene (TCP). The change was observed. These catalyst-containing mixed liquids were prepared as follows. Experiment No. 1-12: MoCl 5 was used in the same DC as in Example 1.
It mixed with the P-TCP mixed liquid.
【0035】実験番号1−13:MoCl5 をノニルフ
ェノールのヘキサン溶液にノニルフェノールと等モル量
溶解し、一晩、塩化水素を窒素ガス流により除去した
後、等モル量のアセチルアセトンを加え、次いで上記と
同様なDCP−TCP混合液を加えた。 実験番号1−14:実施例1の主触媒の1モル/リット
ルのDCP−TCP溶液の調製において用いた酸化防止
剤または紫外線吸収剤に代えて、2,6−ジ−t−ブチ
ル−4−ヒドロキシトルエン(BHT)を用いた他は実
施例1と同様にMoCl5 の1モル/リットルのDCP
−TCP溶液を調製した。Experiment No. 1-13: MoCl 5 was dissolved in a nonylphenol hexane solution in an equimolar amount, and after removing hydrogen chloride by a nitrogen gas flow overnight, an equimolar amount of acetylacetone was added. A similar DCP-TCP mixture was added. Experiment No. 1-14: 2,6-di-t-butyl-4-, in place of the antioxidant or UV absorber used in the preparation of the 1 mol / l DCP-TCP solution of the main catalyst of Example 1. As in Example 1 except that hydroxytoluene (BHT) was used, 1 mol / liter DCP of MoCl 5 was used.
-Prepared TCP solution.
【0036】調製から2時間後のMoCl5 のDCP−
TCP混合液の状態を観察した結果は以下のとおりであ
った。 実験番号1−12:粘稠であって、部分的に固型ポリマ
ーが生成した。 実験番号1−13:粘稠な液となった。 実験番号1−14:粘稠な液となった。 いずれの実験においてもモノマーの重合が惹起し、その
ままでは反応射出成形(RIM)には使用できないこと
が判る。DCP of MoCl 5 after 2 hours from preparation
The results of observing the state of the TCP mixed solution were as follows. Experiment number 1-12: A viscous, partially solid polymer was produced. Experiment number 1-13: It became a viscous liquid. Experiment number 1-14: It became a viscous liquid. It can be seen that in all the experiments, the polymerization of the monomer occurred, and it could not be used as it is for reaction injection molding (RIM).
【0037】実施例2 実施例1−1においてモノマーにDEACとn−プロパ
ノールを加えて調製したモノマー溶液に、さらに、四塩
化ケイ素を10ミリモル/リットル濃度となるように添
加すること以外は、同実施例と同一の手法に従って実験
を行った。その結果、PLは35秒、SMTは74秒、
Tgは160℃、転化率98.0%であった。これらの
結果から活性化剤を加えるとわずかに活性が向上するこ
とがわかる。Example 2 The same as in Example 1-1, except that silicon tetrachloride was further added to the monomer solution prepared by adding DEAC and n-propanol to the monomer so as to have a concentration of 10 mmol / liter. The experiment was performed according to the same method as that of the example. As a result, PL takes 35 seconds, SMT takes 74 seconds,
The Tg was 160 ° C. and the conversion rate was 98.0%. From these results, it can be seen that the activity is slightly improved when the activator is added.
【0038】実施例3 実施例1−1において、DEACおよびn−プロパノー
ルに変えて表2の共触媒をモノマーに加えたこと以外は
同実施例と同一の手法に従って実験を行った。結果は表
2に示す。Example 3 An experiment was conducted in the same manner as in Example 1-1, except that DEAC and n-propanol were replaced by the cocatalysts shown in Table 2 as monomers. The results are shown in Table 2.
【0039】実施例4 実施例1−2において、メタセシスを主触媒としてMo
Cl5 とトリス(ノニルフェニルホスファイト)の錯体
を6ミリモル/リットル濃度となるように加えること
を、MoCl5 とトリス(ノニルフェニルホスファイ
ト)の錯体を3ミリモル/リットル濃度およびトリ(ド
デシル)アンモニウムモリブデート3ミリモル/リット
ル濃度となるように加えることに変えた他は、同実施例
と同一の手法に従って実験を行った。その結果、PLは
45秒、SMTは90秒、ポリマーのTgは153℃、
転化率は97.1%であった。Example 4 In Example 1-2, metathesis was used as the main catalyst and Mo was used.
The addition of a complex of Cl 5 and tris (nonylphenyl phosphite) to a concentration of 6 mmol / l, the addition of a complex of MoCl 5 and tris (nonylphenylphosphite) to a concentration of 3 mmol / l and tri (dodecyl) ammonium. The experiment was conducted according to the same procedure as in the example, except that the addition was changed so that the concentration of molybdate was 3 mmol / liter. As a result, PL was 45 seconds, SMT was 90 seconds, Tg of the polymer was 153 ° C,
The conversion rate was 97.1%.
【0040】[0040]
【発明の効果】本発明の特定されたメタセシス触媒を用
いるノルボルネン系モノマーの重合方法においては、触
媒を溶解したノルボルネン系モノマーの溶液を長期間保
存することができ、しかも、この重合方法に従えば高い
水準のTgを有するポリマーを高い転化率で得ることが
できる。INDUSTRIAL APPLICABILITY In the method for polymerizing a norbornene-type monomer using the specified metathesis catalyst of the present invention, a solution of the norbornene-type monomer in which the catalyst is dissolved can be stored for a long period of time, and according to this polymerization method, Polymers with high levels of Tg can be obtained with high conversion.
【表1続き】 [Table 1 continued]
【表2】 [Table 2]
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅原 智雄 神奈川県川崎市川崎区夜光1丁目2番1号 日本ゼオン株式会社研究開発センター内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Tomio Sugawara 1-2-1 Yokou, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Inside Zeon Corporation R & D Center
Claims (1)
本質的になるメタセシス触媒系を用いてノルボルネン系
モノマーを重合する方法において、メタセシス触媒とし
て、少くとも一つの芳香環を有する酸化防止剤または少
くとも一つの芳香環を有する紫外線吸収剤とモリブデン
(Mo) のハロゲン化物との錯体を用いることを特徴とす
るノルボルネン系モノマーの重合方法。1. A method for polymerizing a norbornene-based monomer using a metathesis catalyst system consisting essentially of a metathesis catalyst and a metathesis cocatalyst, wherein the metathesis catalyst is an antioxidant having at least one aromatic ring or at least one aromatic ring. A method for polymerizing a norbornene-based monomer, which comprises using a complex of an ultraviolet absorber having two aromatic rings and a halide of molybdenum (Mo).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7035791A JPH05262822A (en) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | Polymerization of norbornene monomer |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7035791A JPH05262822A (en) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | Polymerization of norbornene monomer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05262822A true JPH05262822A (en) | 1993-10-12 |
Family
ID=13429102
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7035791A Pending JPH05262822A (en) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | Polymerization of norbornene monomer |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05262822A (en) |
-
1991
- 1991-03-12 JP JP7035791A patent/JPH05262822A/en active Pending
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