JPH06199933A - 水添石油樹脂の製造方法 - Google Patents

水添石油樹脂の製造方法

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JPH06199933A
JPH06199933A JP50A JP58693A JPH06199933A JP H06199933 A JPH06199933 A JP H06199933A JP 50 A JP50 A JP 50A JP 58693 A JP58693 A JP 58693A JP H06199933 A JPH06199933 A JP H06199933A
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計治 御手洗
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康一 川島
Sadakatsu Kumoi
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Abstract

(57)【要約】 【構成】石油樹脂を、金属系水素化触媒存在下、水素ガ
スにより水素化する方法に於て、水素化率60〜85%
に達するまで250℃以下の温度で行い、引続き255
〜320℃の温度で水素化率90%以上とすることを特
徴とする水添石油樹脂の製造方法。 【効果】水素化触媒の活性を安定に維持させ、且つ高品
質の水添石油樹脂が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は水添石油樹脂の製造方法
する。更に詳しくは、芳香族及び/又はオレフィン性不
飽和結合を有する石油樹脂を限定された温度条件下で水
素化する、高経済性,高品質水添石油樹脂の製造方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】石油樹脂には、石油ナフサの熱分解又は
触媒を用いた接触分解により得られるC4 〜C6 の脂肪
族オレフィンのスペント留分や、オレフィン性不飽和結
合を有するC8 以上の芳香族炭化水素のスペント留分に
含まれる一種以上の重合性物質をフリーデルクラフツ型
触媒や熱により、単独重合又は共重合して得られたC5
系,C9 系及びC5 −C9 系共重合石油樹脂,そして
その他、テルペン樹脂,天然ロジン等がある。
【0003】これら石油樹脂は、粘着性,接着性,他の
樹脂との相溶性を有していることから、各種プラスチッ
クス,ゴム,油性物質に混溶され,塗料,印刷インキ,
接着剤,粘着剤,トラフイクペイント等の用途に用いら
れる。
【0004】しかしながら、石油樹脂は、一般に黄〜薄
茶色に着色している上に、独特の臭気を有し、又熱安定
性は低く、耐候性も低いといった課題を有する。
【0005】この課題解決法として、石油樹脂を触媒の
存在下で水素添加する方法があり、この方法で得られる
樹脂が水添石油樹脂である。この水添石油樹脂は、通常
無色透明〜白色であり,臭気がなく,熱安定性,耐候性
にも優れた性質を有し、且つ接着性,粘着性も高い。更
に、各種プラッチクス,例えばゴム,ポリオレフイン,
及びエチレン−酢酸ビニル共重合体などにも優れた相溶
性を有する。したがって、食品分野,サニタリー分野等
の外,ホットメルト接着剤,印刷用途,各種プラスチッ
クス改質剤等の高品質が要求される分野に広く用いられ
る。
【0006】ところで、石油樹脂の水素添加反応は、そ
のモノマーの水素添加反応に比べてはるかに困難であ
り、水素添加の実施には、過酷な反応条件が必要とな
る。とりわけ、芳香核を含むC9 系石油樹脂の水素添加
はC5 系石油樹脂のそれに比較して、よりー層過酷な条
件が必要となる。例えば、特公昭49−32438号、
コラム2の2〜4行には、Ni−珪藻土触媒を用いたC
9 系石油樹脂の製造で、触媒濃度10重量%の存在下、
反応温度300℃,水素圧200Kg/cm2 ,反応時
間6時間以上という、厳しい条件での水素添加が記載さ
れている。かかる過酷な反応条件では、触媒の活性点が
しばしば溶融現象(シンタリング)を起こす。その結
果、触媒粒子が肥大化し、水素化活性は急激に小さくな
る。
【0007】これまで、金属系触媒を使用したC9系水
添石油樹脂の製造方法として、Ni系触媒を使用した特
開昭47−26492号公報,特公昭63−35643
号公報に記載の方法、及び高価な白金系触媒を使用した
特開昭57−212202号公報,特公昭62−612
01号公報に記載の方法があるが、いずれも水素化率は
さほど高くなく、触媒劣化は大きく、又満足できるもの
ではない。又、いずれにおいても触媒劣化抑制に関する
記述はない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】石油樹脂を水素化する
と高品質の水添石油樹脂が得られるものの、厳しい条件
を必要とし、その結果、触媒のシンタリングが急速に進
み、短期間の内に活性を失う。従って、触媒の消費量は
多くなり、経済性は低下する。温和な条件で行えば触媒
のシンタリングは抑えられるが、水素化率は不十分とな
り、高品質の水添石油樹脂は得られない。
【0009】本発明は、芳香族及び/又はオレフィン性
不飽和結合を有する石油樹脂を水素添加するにあたり、
かかる製造上の課題を解消し、品質の優れた石油樹脂を
経済的に製造する方法を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、水素化触
媒の活性を安定に維持させ、且つ高品質の水添石油樹脂
が得られる方法について、鋭意検討した。その結果、触
媒のシンタリングは温度だけではなく、水素化率とも深
く関係しており、水素化率と共に温度を変えると触媒の
シンタリングは抑制でき、触媒寿命の向上が図れ、且つ
水素化率も高くできるという事実を見いだし、本発明を
完成するに至った。
【0011】即ち、本発明は、石油樹脂を金属系水素化
触媒存在下、水素ガスにより水素化する方法に於て、水
素化率60〜85%までを250℃以下の温度で行い、
引続き255〜320℃の温度で水素化率90%以上と
することを特徴とする水添石油樹脂の製造方法である。
【0012】以下本発明を詳細に説明する。
【0013】本発明における石油樹脂とは、石油ナフサ
の熱分解又は触媒を用いた接触分解により得られるスペ
ント留分で、重合性を有するスチレン,α−メチルスチ
レン,β−メチルスチレン,ビニルトルエン,インデ
ン、ジシクロペンタジエン,アルキルインデン、エチル
ベンゼン、トリメチルベンゼン、ナフタリン等を主とし
て含むC9 留分をフリーデルクラフツ型触媒又は熱によ
り重合して得られるC9 系石油樹脂,イソプレン,ペン
テン,ペンタジエン,メチルブテン等を主成分とするC
5 留分を同様に重合して得られるC5 系石油樹脂,前記
C5 留分とC9 留分を共重合して得られるC5 −C9 系
石油樹脂,シクロペンタジエンを重合して得られるDC
PD系石油樹脂,シクロペンタジエンとスチレンを共重
合して得られるDCPD−St系石油樹脂,リモネン,
ピネン類を重合して得られるテルペン系石油樹脂,主と
してクマロンを重合して得られるクマロン系石油樹脂,
そして天然ロジン等であり、いずれも使用できる。
【0014】中でも、C9 系石油樹脂又はC5 −C9 系
石油樹脂が資源的に豊富であり、価格も安価で、且つそ
れらの水添品は熱安定性が高く、接着力が大きいといっ
た特徴を有することから、好ましい石油樹脂である。
【0015】本発明に於ける金属系水素化触媒とは、例
えば、第VIII族金属、即ちニッケル,パラジウム,白
金,コバルト,ロジウム,ルテニウム等の金属を単独あ
るいは第Ia,IIa,Ib,IVaの金属あるいは酸化物
の中からの1種あるいは2種以上の組合わせより成るも
のが利用でき、これらをアルミナ,シリカ,珪藻土,活
性炭,チタニア等の担体に担持したものを用いることが
できる。
【0016】水素化触媒の使用量は、特に限定しない。
それは触媒の比表面積,金属量及びその分散度,助触媒
の種類と含量,水添率,石油樹脂の種類,そのイオウ化
合物含量,目的とする水素化率等により水素化条件が大
きく異なるからである。しかしながら、通常石油樹脂1
00重量部に対して0.1〜30重量部であり、適宜決
定する。又、触媒の形状は特に問わないが、粉末状が接
触面積が大きく、添加量を少なくできるので好ましい。
【0017】本発明は前記石油樹脂を前記金属系水素化
触媒存在下、水素ガスで水素化するが、この時水素化率
60〜85%に達するまでを250℃以下の温度で行
い、引続き255〜320℃の温度で水素化率90%以
上までもっていく。この事が、本発明の骨子となるとこ
ろであり、必須の条件である。水素化率60〜85%ま
では比較的容易に水素化でき、250℃以下の温度で水
素化することにより触媒寿命も長くできる。しかしなが
ら、ここを250℃よりも高温で行うと水素化は激しく
進行し、極めて短い時間で目標水素化率を達成できる
が、触媒の活性劣化は大きく、寿命は短いものとなる。
又、250℃以下の温度で水素化率を85%よりも高く
するには長時間を必要とする。つまり、水素化率が高く
なると水素化され難い不飽和成分が残り、その水素化に
長時間を要す。又、場合によっては水素化が停止するこ
ともある。
【0018】水素化率60〜85%に達した後、引続き
255〜320℃の温度で水素化を行い、水素化率90
%以上とする。この方法により触媒の活性劣化を小さく
でき、寿命は長くなる。水素化率60%未満のものを2
55〜320℃で水素化すると触媒の活性劣化は大き
く、寿命は短くなる。又、320℃よりも高い温度にす
ると水素化速度は大きくなり、短時間で水素化率90%
以上を達成できる。しかしながら、触媒の活性劣化は大
きく寿命は極めて短いものとなる。又、水添石油樹脂の
変質が大きくなり、希望する物性を有するものを得るこ
とはできない。
【0019】温度を255〜320℃にすることによっ
て、初めて容易に水素化率を90%にでき、触媒の劣化
も小さく、且つ変質の小さい高品質の水添石油樹脂を経
済的に得ることができる。水素化率が90%未満のもの
は耐熱,耐候性に於て十分な物性が得られない。
【0020】反応時間は、水素化率60〜85%までを
1〜10時間、好ましくは2〜10時間かけて行うのが
よい。全反応時間は3〜12時間が好ましい。
【0021】反応圧力は、一般的には30〜300Kg
/cm2 である。好ましくは50〜200Kg/cm2
である。
【0022】反応形式は、回分式,連続式いずれでも良
い。
【0023】回分式では、250℃以下の温度で水素化
率60〜85%とした後、昇温し更に255℃〜320
℃で行い、水素化率90%以上とする。又、250℃以
下の温度から昇温しながら水素化し、250℃の時点で
水素化率60〜85%とし、更に昇温と水素化を続け、
255〜320℃で水素化率90%以上としても良い。
又、ペレット触媒を用いた固定床循環方式で2塔用い、
各塔の温度を250℃以下,255〜320℃としても
良い。この場合、連続式も可能で、各塔で触媒の種類を
変えることもできる。又、連続固定床流通方式で温度勾
配をもたせる方式も適用できる。
【0024】他に多くの対応があるが、要するに水素化
率60〜85%を250℃以下の温度とし、255〜3
20℃で水素化率90%以上とする方法であれば、いず
れの方法でも良い。
【0025】本発明に使用する溶剤としては、飽和鎖状
炭化水素として、n−ノナン,2−メチル−ノナン,3
−メチル−ノナン,4−メチル−ノナン,n−デカン,
イソ−デカン,2−メチルデカン、3−メチルデカン,
4−メチルデカン,n−ウンデカン,2−メチルウンデ
カン,3−メチルウンデカン,4−メチルウンデカン,
n−ドデカン,イソ−ドデカン,2−メチルドデカン,
3−メチルドデカン,4−メチルドデカン,5−メチル
ドデカン,2,3−ジメチルドデカン,2,3,4−ト
リメチルドデカン,2,3,4,5−テトラメチルドデ
カン,n−トリデカン,メチルトリデカン,ジメチルト
リデカン,トリメチルトリデカン,n−テトラデカン,
メチルテトラデカン,ジメチルテトラデカン,トリメチ
ルテトラデカン,ペンタデカン,アルキルペンタデカ
ン,ヘキサデカン,アルキルヘキサデカン,ヘプタデカ
ン,アルキルヘプタデカン,オクタデカン,アルキオク
タデカン,アルキルオクタデカン,ノナデカン,アルキ
ルノナデカン,エイコサン,アルキルエイコサン等を挙
げることができる。飽和環状炭化水素として、トリメチ
ルシクロヘキサン,テトラメチルシクロヘキサン,メチ
ルエチルシクロヘキサン,ビシクロヘキサン,メチルビ
シクロヘキサン,ジメチルビシクロヘキサン,エチルビ
シクロヘキサン,メチルエチルビシクロヘキサン,ジエ
チルビシクロヘキサン等を挙げることができる。芳香族
炭化水素として,ジエチルベンゼン,トリメチルベンゼ
ン,テトラメチルベンゼン,メチルエチルベンゼン,イ
ソプロピルベンゼン,P−シメン,アミルベンゼン,ナ
フタリン,アルキルナフタリン,シクロヘキシルベンゼ
ン,アルキルシクロヘキシルベンゼン,フルオレン,ア
ルキルフルオレン等を挙げることができる。これらは、
1種あるいは2種以上の混合物でも良い。
【0026】溶剤添加量は、石油樹脂100重量部に対
して10〜150重量部が好ましい。更に好ましくは2
0〜100重量部である。
【0027】水素化処理後、通常の操作、即ち濾過,蒸
留などにより触媒,低沸分,溶剤を除去する。このよう
にして水添石油樹脂が得られる。
【0028】本発明で得られる水添石油樹脂は、無色透
明で無臭であり,耐熱性,耐候性に優れ,且つ粘着性,
接着性が大きく,粘着剤,接着剤として,又ゴム,塗
料,インキ等の添加剤として有用,且つ有効にできる価
値の高いものである。
【0029】
【実施例】以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を具
体的に説明するが、本発明はこれらに限定するものでは
ない。
【0030】実施例1 電磁撹槇機及び加熱器を備えた内容積300mlのステ
ンレス製耐圧容器に、市販のC9 系石油樹脂(東ソー株
式会社製,ペトコール120,軟化点120℃,)70
g,市販パラフィン系炭化水素(bp:160〜200
℃)30g、Ni−Ca/珪藻土触媒(特願平3−15
6053号に記載の触媒)3.5gを仕込み、水素ガス
で置換した後、反応圧力80Kg/cm2 .G,反応温
度230℃で2時間反応を行い、更に温度を290℃に
上げて1時間反応を行った。反応後、触媒と溶剤を除却
し、水素化率98.1%,臭素価1以下,無色透明,無
臭の水添石油樹脂を得た。使用した触媒を回収し、同様
の条件で以後5回の反応を行い表1の結果を得た。
【0031】比較例1 実施例1で使用した原料(樹脂,溶剤,触媒)を反応温
度270℃,反応圧力80Kg/cm2 .Gで4時間反
応を行なった。使用した触媒を回収し、同様の条件で以
後3回の反応を行い、表1の結果を得た。
【0032】
【表1】
【0033】
【発明の効果】本発明の方法により、水素化触媒の活性
を安定に維持させ、且つ高品質の水添石油樹脂が得られ
る。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】石油樹脂を、金属系水素化触媒存在下、水
    素ガスにより水素化する方法に於て、水素化率60〜8
    5%に達するまで250℃以下の温度で行い、引続き2
    55〜320℃の温度で水素化率90%以上とすること
    を特徴とする水添石油樹脂の製造方法。
  2. 【請求項2】石油樹脂が、石油ナフサの熱分解又は触媒
    を用いた接触分解により得られるC9 留分をフリーデル
    クラフツ型触媒にて重合して得られるC9 系石油樹脂又
    は該C9 留分とC5 留分を共重合して得られるC5 −C
    9 系石油樹脂である、請求項1に記載の方法
  3. 【請求項3】水素化触媒が、Niを主成分とNi系触媒
    である請求項1又は2に記載の方法。
  4. 【請求項4】石油樹脂の水素化を、石油樹脂100重量
    部に対し、常圧での沸点が実質的に140〜280℃の
    飽和炭化水素、飽和環状炭化水素、芳香族炭化水素より
    選ばれた1種以上の溶剤10重量部以上を混合して行
    う、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
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