JPH0617388B2 - アミノアルコールとゴム状コポリマーとの付加物の製造方法 - Google Patents

アミノアルコールとゴム状コポリマーとの付加物の製造方法

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JPH0617388B2 JP1339920A JP33992089A JPH0617388B2 JP H0617388 B2 JPH0617388 B2 JP H0617388B2 JP 1339920 A JP1339920 A JP 1339920A JP 33992089 A JP33992089 A JP 33992089A JP H0617388 B2 JPH0617388 B2 JP H0617388B2
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    • C08CTREATMENT OR CHEMICAL MODIFICATION OF RUBBERS
    • C08C19/00Chemical modification of rubber
    • C08C19/22Incorporating nitrogen atoms into the molecule
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアミノアルコールとC3-5α,β又飽和ニトリル
およびC4-6共役ジエンとのゴム状コポリマーとの付加
物を製造する方法に関する。本発明の方法によって製造
される付加物は独特のオキサゾリン官能性を含む。
反応性2−オキサゾリン官能性を有するポリマーは米国
特許第3,585,160号中に記載されている。
より最近、2−オキサゾリン官能性化したポリマーとオ
キサゾリンと反応する官能基を有する第2ポリマーとの
ブレンドが欧州特許出願公開第146,965号中に開示され
た。
先行技術の2−オキサゾリン官能性化ポリマーは一般に
重合によってつくられた。即ち、そのようなポリマーは
ビニル2−オキサゾリン官能性を有する少なくとも一つ
のモノマーを含有するモノマー混合物の使用によってつ
くられる。そのようなポリマー製造の不利な点は官能性
化モノマーが必要なことである。
これまでに、アミノアルコールとニトリル ゴムとの付
加物を製造する方法は開示されなかった。
本発明は a)式 (式中R1はHおよびメチルから選ばれ、 R2はHおよびメチルから選ばれ、 R3はH、C1-5アルキルおよびアリールから選ばれる) のアミノアルコールと、 b)C3-5α,β不飽和ニトリルとC4-6共役ジエンのゴム
状コポリマーとの付加物を製造する方法を提供するもの
であり、その方法は i)該コポリマーおよび該アミノアルコールの溶液を用意
し、 ii)該溶液に酢酸亜鉛および酢酸カドミウムから選ばれ
る金属化合物を加え、そして iii)該溶液を10から180℃までの温度に加熱することか
ら本質的になる。
3-5α,β不飽和ニトリル、例えばアクリロニトリル、
およびC4-6共役ジエン、例えばブタジエン、はよく知
られておりそして通常「ニトリル ゴム」と称される。
ニトリル ゴムは広く市場から入手することができそし
て典型的に18から50重量%までの結合したアクリロニト
リル(特に25から40重量%まで)そして100重量%に対
応して82から50重量%までのブタジエンを含有する。ニ
トリルゴムは低分子量液体としておよび固体として市場
から共に入手できる。25から120まで、特に35から85ま
でのムーニー粘度(100℃においてML1+4)を有する固体
ニトリル ゴムは本発明の方法における使用に好まし
い。ニトリル ゴムの極性特質はこのものを多くの炭化
水素油に耐えるものにならしめる。しかし、またニトリ
ル ゴムはポリマー鎖中にジエン不飽和を含有し、これ
はオゾン攻撃または酸化劣化を経てポリマーが老化を受
けやすくなる。ニトリル ゴムの老化特性はポリマー中
の炭素−炭素結合の選択的水添によって改良することが
できる。ここで使うように「選択的水添」は、ニトリル
成分をほとんどまたは全く還元せずに炭素−炭素結合を
優先的に水添することを意味する。ニトリル ゴムの選
択的水添は英国特許第1,558,491号中および米国特許第
4,464,515号中に記載されている。ニトリル ゴムの選
択的水添が本発明の方法において使われる場合は、少な
くとも80モル%、そして特に90から99モル%までの炭素
−炭素二重結合が飽和されることが好ましい。
本発明の方法は、溶液中で完成されるけれども、何れか
特殊な溶剤に限定はされない。しかし、この技術に通じ
た人々には明らかに理解されるように、アミノアルコー
ルとの反応に逆行する溶剤は用いられない。本発明の方
法に使うために極めて望ましい溶剤にはベンゼン、モノ
クロルベンゼンおよび1,2−ジクロルベンゼンが含まれ
る。
本発明の方法は望ましくは1−12%ニトリル ゴム溶液
(重量/重量ベースで)、特に5%と10%の間で完成さ
れる。
本発明の方法で使われるアミノアルコールは次式によっ
て規定される: (式中R1はHおよびメチルから選ばれ、 R2はHおよびメチルから選ばれ、 R3はH、C1-5アルキルおよびアリールから選ばれ
る)。
極めて好ましいアミノアルコールはエタノールアミンお
よび2−アミノ−2−メチルプロパノール−1である。
アミノアルコールは好ましくはニトリル ゴム中に含ま
れる結合したニトリルの量(モルベースで)の1と5倍
の間、特に2から3倍までの量で用いらえる。
本発明の方法は酢酸亜鉛および酢酸カドミウムから選ば
れる金属化合物を利用する。本発明の方法は塩化亜鉛、
のようなその他の金属化合の使用を含まず、それらはこ
の技術に通じた人々には酢酸亜鉛または酢酸カドミウム
に対し具合よく置き代ると期待されるであろうが、我々
の実験ではその他の金属化合物は必ずしも常に受容でき
る結果を与えはしないことを示したからである。
本発明の方法は100°と180℃の間の温度、好ましくは12
5から140℃までにおいて実施される。溶剤の選択に応じ
てそのような温度を達成するためには大気圧以上の圧力
が要求されるであろう。そのような圧力の何れかを与え
るためには本質的に不活性雰囲気(特に窒素)の使用が
好ましい。
本発明の付加物はフーリエ変換(Fouriertransform)赤
外(『FTIR』)および13炭素核磁気共鳴(13C NMR)
分光分析のような慣用の分光分析技法を使用して都合よ
く分析できる。本発明の付加物のFTIR分析は−N=C−
O−官能性に起因する1664cm-1の近く(即ち1664cm-1
おいてまたはその近く)に特徴的吸収ピークを有するス
ペクトルを生じる。
実施例1 この実施例は本発明に従ったアミノアルコールとニトリ
ル ゴムの付加物の製造を説明する。
この実施例に使用したニトリル ゴムはKRYNAC 34.50
の商品名でポリサーリミテッド、サーニア、カナダ(Po
lyser Limited of Sarnia,Canada)によって販売され市
場で入手できるアクリロニトリル−ブタジエンコポリマ
ーであって約34%の結合したアクリロニトリル含量(10
0%に対する残余には結合したブタジエンを含む)およ
び約50のムーニー粘度(100℃でML1+4)を有した。およ
そ60gのこのニトリル ゴムを小片に切りそしてスクリ
ューキャップの瓶に入れた。次いで瓶に500mlの1,2−ジ
クロルベンゼンを加えそしてそれをゴムが眼で見て本質
的に溶解するまで振ってゴム溶液をつくった。
ここで、および以下の実施例に使用した反応装置はリー
ビッヒ型凝縮器、ゴム隔壁、および機械的攪拌器を取り
つけた3つ口円底フラスコで構成される。ゴム溶液(即
ち、上記の500mlの1,2−ジクロルベンゼン中の60gのニ
トリル ゴム)および7.7gの酢酸カドミウムを装置に
加えた。次いで装置を130℃の温度で油槽中におろしそ
して窒素によて15分間パージした。これに次いで数分か
けて23.5gのエタノールアミンを滴下して加えた。フラ
スコを130℃で攪拌しながら18時間に亘り弱窒素陽圧下
で油浴中に放置した。
溶液を冷却し、そして次に以下のようにポリマーの回収
を行った。
溶液を約1のメタノールを含有する攪拌中のビーカー
に注ぎ入れてポリマーを凝固させた。次いでポリマーを
液体から分離し、いくらかの残留溶剤を除去するために
絞りそして次に真空中約60℃で乾燥させた。
その結果生じた付加物をFTIRおよび13C NMRによって
分析した。FTIRスベクトルは1664cm-1にピークを示した
が−N=C−O−官能性に基づくものであった。13 C NMR分析は約50MHzで完了した(特徴とする共鳴
は=N−C−C−に起因するものを54.0ppmにそして−
O−C−C−に起因するものを67.0ppmに与えた。)第
2の13C NMR分析はより高いフィールド装置で約126M
Hzで完了した[特徴とする共鳴は(=N−C−C)に起
因するものを53.8ppmに、(−O−C−C−)に起因す
るものを66.6ppmに、そして(−N=C−O−)に起因
するものを169.0ppmに与えた]。
実施例2 エタノールアミンの代りに2−アミノ−2−メチル プ
ロパノール−1(34.3g)使用して実施例1中に一般的
に記載したような手順を繰返した。
生じたニトリル ゴムと2−アミノ−2−メチルプロパ
ノール−1との付加物をFTIRおよび13C NMRによって
分析した。
FTIR分析は(−N=C−O−)に起因する特徴的ピーク
を1663m-1に示した。13 C NMR(50MHz)スペクトルは特徴的共鳴を(−O
−C−C−)に起因するものとして67.0ppmに、(=N
−C−C)に起因するものを78.4ppmにそして(−N=
C−O−)に起因するものを167.2ppmに示した。
実施例3 実施例1で使用した酢酸カドミウムの代りに酢酸亜鉛を
使用して実施例1中に一般的に記載したような手順を繰
り返した。
その結果生じた付加物のスペクトルは特徴的ピークを16
64cm-1に示した。13 C NMR分析は約50MHzにおいて特徴的ピークを54.0p
pmおよび67.0ppmに示した。
実施例4(比較用) 実施例1で使用した酢酸カドミウムの代りに塩化亜鉛を
使用して実施例1中に一般的に記載したような手順を繰
り返した。
その結果生じた生成物のFTIRスペクトルは1663−1664cm
-1の近くには何等の実吸収は示さず、これからナトリル
ゴムとエタノールアミンの希望する付加物は生成しな
かったと結論することができる。
実施例5 この実施例では水添したニトリル ゴムとアミノアルコ
ールとの付加物の製造を説明する。
結合したアクリロニトリル含量約38%(残余%は結合し
たブタジエン)および約50のムーニー粘度(100℃でML
1+4)を有するアクリロニトリル ブタジエン ゴムの
モノクロルベンゼン溶液を使用して水添したニトリル
ゴムをつくった。米国特許第4,464,515中に一般的に記
載される手順に従ってハイドリド ロジウム テトラキ
ストリフエニル ホスフイン触媒(即ちHRh(PPh3)4)お
よびトリフエニルホスフイン触媒の存在においてゴムを
水添した。その結果得られた水添されたポリマーを凝固
させそして乾かした。水添したポリマーの赤外線分析は
99%以上の炭素−炭素二重結合が水添され、そしてニト
リル官能性の還元は僅かしかまたは全くなかったことを
示した。
実施例1に記載した手順を用いて上記の選択的に水添ニ
トリル ゴムの付加物を次につくった。(約60gの水添
したニトリル ゴム、7.7gの酢酸カドミウムおよび23.
5gのエタノールアミンを使用して)。
その結果生じた付加物をFTIRによって分析しそして−N
=C−O−官能性に起因する特徴的ピークを1664cm-1
有することを見出した。
実施例6 この実施例では反応溶剤としてモノクロールベンゼンを
使用して部分的水添したニトリル ゴムとエタノールア
ミンとの付加物の製造を説明する。
選択的に水添したニトリル ゴム6%溶液の100ml(99
モル%以上の炭素−炭素二重結合が水添されている38%
の結合したアクリロニトリル単位)を実施例1中に記載
した反応装置中に0.86gの酢酸カドミウムと共に加え
た。次いでこの装置を120℃で油浴中に沈めそして15分
間窒素でパージした。7.87gのエタノールアミンを注射
器によって溶液に加え、そして装置を油浴中に入れたま
ま窒素加圧下で120℃において約15時間攪拌器を作動さ
せた。
実施例1に一般的に記載するようにして付加物を作りあ
げそしてFTIRによって分析した。
FTIR分析は(−N=C−O−)に起因する特徴的ピーク
を1664cm-1に示した。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】a)式 (式中R1はHおよびメチルから選ばれ、 R2はHおよびメチルから選ばれ、 R3はH、C1-5アルキルおよびアリールから選ばれる) のアミノアルコールと、 b)C3-5α,β不飽和ニトリルとC4-6共役ジエンとのゴ
    ム状コポリマー との付加物を製造する方法であって、該方法が i)該コポリマーおよび該アミノアルコールの溶液を用意
    し、 ii)該溶液に酢酸亜鉛および酢酸カドミウムから選ばれ
    る金属化合物を加え、そして iii)該溶液を100〜180℃の温度に加熱することを含む方
    法。
  2. 【請求項2】該ゴム状コポリマーが18〜50重量%の結合
    したアクリロニトリル、そして100重量%に対応して82
    〜50重量%の結合したブタジエンを含むアクリロニトリ
    ル−ブタジエンゴムである請求第(1)項の方法。
  3. 【請求項3】該ゴム状コポリマーが炭素−炭素二重結合
    の少なくとも80モル%が飽和されるように選択的に水素
    添加されている請求第(2)項の方法。
  4. 【請求項4】該アミノアルコールが該ゴムコポリマー中
    に含まれるアクリロニトリルの量の2倍〜5倍の量で使
    われる請求第(2)項の方法。
  5. 【請求項5】該アミノアルコールがエタノールアミンお
    よび2-アミノ-2-メチルプロパノール-1から選ばれる請
    求第(4)項の方法。
  6. 【請求項6】FTIRスペクトロスコピーによって分析され
    る場合1664cm-1の付近にピークを生じることを特徴とす
    る、請求第(2)項の方法によって得られる付加物。
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