JPH06287256A - ブロック共重合体の取得法 - Google Patents

ブロック共重合体の取得法

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JPH06287256A
JPH06287256A JP9551093A JP9551093A JPH06287256A JP H06287256 A JPH06287256 A JP H06287256A JP 9551093 A JP9551093 A JP 9551093A JP 9551093 A JP9551093 A JP 9551093A JP H06287256 A JPH06287256 A JP H06287256A
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Shinichiro Tawara
伸一郎 田原
Naoki Tanahashi
直樹 棚橋
Yoshitsugu Hirokawa
能嗣 広川
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ブロック共重合体の取得法を提供する。 【構成】(A)イソブチレンと芳香族ビニル化合物と
を、式(1)に示す官能基を有する有機化合物とルイス
酸触媒とからなる開始剤系の存在下に重合させる工程、
(B)重合溶液に溶解度係数が14〜17(MPa)
1/2の脂肪族炭化水素を添加してブロック共重合体を溶
解させる工程及び(C)溶解度係数が24〜30(MP
a)1/2の極性溶媒を添加して触媒残渣を除去する工程
とからなることを特徴とするブロック共重合体の取得
法。 【効果】触媒残渣の混入を抑えたブロック共重合体を取
得することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はブロック共重合体の取得
法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、イソブチレンと芳香族ビニル
化合物とのブロック共重合体の製造法が種々報告されて
いる。例えば、イソブチレンと芳香族ビニル化合物と
を、後記式(1)に示す官能基を有する有機化合物とル
イス酸触媒とからなる開始剤系の存在下に重合させる方
法が報告されている。反応後の重合溶液中には目的のブ
ロック共重合体の他に触媒残渣が共存しているため、触
媒残渣を除去する必要がある。しかし、前記の方法で得
られた重合溶液は粘度が高く、重合溶液から触媒を濾過
により除去することは困難であった。そこで、溶媒を添
加して重合溶液の粘度を下げる方法が提案されたが、こ
の場合は大量の溶媒が必要となり、経済性に劣り生産性
が低下するという欠点があった。これに対し、ブロック
共重合体を凝固させ、かつ、触媒は溶解させるような溶
媒を用いて、触媒残渣を除去する方法が採られている。
しかし、この方法では触媒の一部がブロック共重合体中
に包含されてしまい、ブロック共重合体の純度は必ずし
も満足のいくものではなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる事情の
もとになされたものであり、重合溶液から触媒残渣を除
去し、目的のブロック共重合体を高純度で取得する方法
を提供することを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】かくして本発明によれ
ば、(A)イソブチレンと芳香族ビニル化合物とを、式
(1)に示す官能基を有する有機化合物とルイス酸触媒
とからなる開始剤系の存在下に重合させる工程、(B)
重合溶液に溶解度係数が14〜17(MPa)1/ 2の脂
肪族炭化水素を添加してブロック共重合体を溶解させる
工程及び(C)溶解度係数が24〜30(MPa)1/2
の極性溶媒を添加して触媒残渣を除去する工程とからな
ることを特徴とするブロック共重合体の取得法が提供さ
れる。
【化2】 (式中、R1は水素原子、アルキル基、アリール基を、
2はアルキル基、アリール基を、R3はハロゲン原子、
アルコキシ基、アシロキシ基を示す。)
【0005】本発明では、まず、(A)工程として、イ
ソブチレンと芳香族ビニル化合物とを、式(2)に示す
官能基を有する有機化合物とルイス酸触媒とからなる開
始剤系の存在下に重合させる。芳香族ビニル化合物とし
ては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、β−メ
チルスチレン、ジメチルスチレン、t−ブチルスチレ
ン、モノクロロスチレン、ジクロロスチレン、メトキシ
スチレンなどが用いられる。本発明においては、1−ブ
テン、ペンテン、ヘキセン、ブタジエン、イソプレン、
メチルビニルエーテルなどの他のカチオン重合性モノマ
ーを用いることができる。
【0006】開始剤系は特定な有機化合物とルイス酸と
からなる。有機化合物は前記式(2)に示す官能基を有
するものであり、例えば、2−クロロ−2−フェニルプ
ロパン、1,4−ビス(2−クロロ−2−プロピル)ベ
ンゼン、1,3,5−トリス(2−クロロ−2−プロピ
ル)ベンゼン、2−クロロプロパン、t−ブチルクロリ
ド、α−クロロエチルベンゼンなどのハロゲン化合物;
2−メトキシ−2−フェニルプロパン、1,4−ビス
(2−メトキシ−2−プロピル)ベンゼン、2,4,6
−トリメチル−2,4,6−トリメトキシヘプタン、t
−ブチルメチルエーテル、イソプロピルメチルエーテル
などのアルコキシ基を有する化合物;2−アセトキシ−
2−フェニルプロパン、ビス(2−アセトキシ−2−プ
ロピル)ベンゼン、1,3,5−トリス(2−アセトキ
シ−2−プロピル)ベンゼン、2,4,6−トリメチル
−2,4,6−トリアセトキシヘプタン、トリフェニル
メチルアセテイト、t−ブチルアセテイトなどのアシロ
キシ基を有する化合物などが用いられる。有機化合物の
使用量は、通常、イソブチレン1モルに対して0.00
01〜0.002モルの範囲である。
【0007】ルイス酸としては、金属ハロゲン化物が用
いられ、例えば、BCl3、BF3、BF3OEt2、Ti
Cl4、SnCl4、AlCl3またはその塩素原子がア
ルキル基で一または二置換したもの、SbCl5、Sb
5、WCl6、TaCl5などが挙げられる。ルイス酸
の使用量は、前記式(2)の官能基1モルに対して、通
常、等モル以上、好ましくは1〜100モルの範囲であ
る。
【0008】重合に際し、アンモニウム塩、メチルアミ
ン、ジメチルアミン、トリエチルアミン、アニリン、ピ
ペリジンなどのアミン類や酢酸エチルなどのようなエス
テル類などを用いることができる。アンモニウム塩、ア
ミン類またはエステル類の使用量は、前記式(2)の官
能基1モルに対して、通常、0.01〜100モル、好
ましくは0.1〜10モルの範囲である。
【0009】重合は溶媒の存在下に実施することができ
る。溶媒は重合反応に不活性なものであれば特に限定さ
れず、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロ
ヘキサン、メチルシクロヘキサンなどの脂肪族炭化水
素;ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水
素;ニトロメタン、ニトロエタンなどのニトロ化合物;
塩化メチル、塩化メチレン、1,2−ジクロロエタンな
どのハロゲン化炭化水素、ニトロメタン、ニトロエタン
などのニトロ化合物など、またはこれらの混合溶媒など
が挙げられる。
【0010】重合温度は、通常、−120〜+50℃、
好ましくは−100〜+20℃である。重合時間は特に
限定されず、有機化合物、ルイス酸、アミン類の種類や
使用量により調整することができる。
【0011】ブロック共重合体の構造は分岐状ブロック
共重合体であっても線状ブロック共重合体であってもよ
く、また、これらの混合物であってもよい。ブロック共
重合体が線状ブロック共重合体である場合は、例えば、
2個の官能基を有する開始剤化合物とルイス酸とを使用
し、イソブチレンを実質的に反応が終了するまで重合し
たのち、重合系内に芳香族ビニル化合物を添加して重合
反応を継続する方法によって製造することができる。一
方、分岐状ブロック重合体である場合は、通常は3個以
上の官能基を有する開始剤化合物とルイス酸とを用いて
イソブチレンを実質的に反応が終了するまで重合したの
ち、重合系内に芳香族ビニル化合物を添加して重合反応
を継続する方法を用いて製造することができる。
【0012】重合反応終了後、(B)工程として、重合
溶液に溶解度係数が14〜17(MPa)1/2の脂肪族
炭化水素を添加してブロック共重合体を溶解させる。本
発明における溶解度係数とはPOLYMER HAND
BOOK、THIRD EDITION、VII/52
6〜VII/533のTABLE3.1記載のδ(MP
a)1/2で示されるものである。本発明で用いられる溶
解度係数が14〜17(MPa)1/2の脂肪族炭化水素
はブロック共重合体を溶解させるものであり、例えば、
ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキ
サン、メチルシクロヘキサンなどが例示される。なかで
もヘキサン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサンが
好ましく、メチルシクロヘキサンが特に好ましい。かか
る脂肪族炭化水素の使用量は、通常、ブロック共重合体
に対して、2〜10重量倍である。
【0013】溶解させるに際しては、攪拌を行うことが
好ましい。また、40〜80℃程度に加熱還流すること
が好ましい場合がある。
【0014】次いで(C)工程として、前記溶液に溶解
度係数が24〜30(MPa)1/2の極性溶媒を添加し
て触媒残渣を除去する。かかる極性溶媒を添加すること
により、系はブロック重合体が溶解している脂肪族炭化
水素からなる層と、触媒が溶解している極性溶媒からな
る層とに分かれるため、ブロック共重合体と触媒とを分
離させることができる。本発明においては、(B)工程
と(C)工程とは入れ替わっても構わない。すなわち、
(A)工程で得られた重合溶液に、溶解度係数が24〜
30(MPa)1/2の極性溶媒を添加して触媒を溶解さ
せ、次いで溶解度係数が14〜17(MPa)1/2の脂
肪族系炭化水素溶媒を添加してブロック共重合体を溶解
させてもよい。
【0015】溶解度係数が24〜30(MPa)1/2
極性溶媒としては、例えば、メタノール、エチレングリ
コール、アセトニトリル、N,N−ジメチルホルムアミ
ド、ニトロメタン、プロピレンカーボネートなどが例示
される。なかでも、メタノール、エチレングリコールが
好ましく、メタノールが特に好ましい。かかる極性溶媒
の使用量は、通常、脂肪族炭化水素に対して、0.1〜
0.5重量倍である。溶解させるに際しては、攪拌を行
うことが好ましい。
【0016】前記操作により系は二層に分かれているた
め、ブロック重合体が溶解している脂肪族炭化水素から
なる層を分取し、例えば、スチーム凝固などの方法によ
り脂肪族炭化水素を留去することによりブロック共重合
体を得ることができる。かくして得られたブロック共重
合体は、イソブチレンの含有量が50〜95重量%、好
ましくは55〜90重量%、スチレンの含有量が5〜5
0重量%、好ましくは10〜45重量%の共重合体であ
る。また、ブロック共重合体の数平均分子量は、10,
000〜500,000の範囲である。
【0017】
【発明の効果】かくして本発明によれば、重合溶液から
触媒残渣を除去し、目的のブロック共重合体を高純度で
取得することができる。
【0018】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的
に説明する。なお、実施例、比較例及び参考例中の部及
び%はとくに断りのないかぎり重量基準である。 実施例1 乾燥窒素雰囲気下、−70℃で、反応器にイソブチレン
126グラム、ビス(2−クロロ−2−プロピル)ベン
ゼン0.58グラム、トリエチルアミン0.15グラ
ム、塩化メチル708グラム、メチルシクロヘキサン7
2グラム、四塩化チタン8.54グラムを加え、1時間
重合を行った。次いで、スチレン41グラムを加え、
0.5時間重合を行った。メタノール15グラムを加
え、重合を停止させた。重合終了後、重合溶液540グ
ラムにメチルシクロヘキサン370グラムを添加し、3
0分間攪拌した。次いで、メタノール76グラムを添加
し、10分間攪拌した後、15分間遠心分離(2000
回転/分)にかけた。シクロヘキサン層を分取し、スチ
ーム凝固させたところ、ブロック共重合体が150グラ
ム得られた。得られた共重合体の結合スチレン含量は2
4.0重量%(1H−NMRにより測定算出)、数平均
分子量(ゲルパーミェーションクロマトグラフィー法に
より測定したポリスチレン換算値)68,000であっ
た。また、ブロック共重合体中の触媒残渣量を誘導結合
プラズマ発光分光分析法により測定したところ、チタン
量で10ppm以下であった。
【0019】比較例1 実施例1と同様にして重合を行い、得られた重合溶液を
スチーム凝固させてブロック共重合体を得た。ブロック
共重合体中の触媒残渣量を誘導結合プラズマ発光分光分
析法により測定したところ、チタン量で0.7%であっ
た。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】(A)イソブチレンと芳香族ビニル化合物
    とを、式(1)に示す官能基を有する有機化合物とルイ
    ス酸触媒とからなる開始剤系の存在下に重合させる工
    程、(B)重合溶液に溶解度係数が14〜17(MP
    a)1/2の脂肪族炭化水素を添加してブロック共重合体
    を溶解させる工程及び(C)溶解度係数が24〜30
    (MPa)1/2の極性溶媒を添加して触媒残渣を除去す
    る工程とからなることを特徴とするブロック共重合体の
    取得法。 【化1】 (式中、R1は水素原子、アルキル基、アリール基を、
    2はアルキル基、アリール基を、R3はハロゲン原子、
    アルコキシ基、アシロキシ基を示す。)
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11166025A (ja) * 1997-12-04 1999-06-22 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd アルケニル基含有ブロック共重合体及びその製造方法
JP2002179728A (ja) * 2000-12-15 2002-06-26 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd イソブチレン系ブロック共重合体の製造方法
JP2004526857A (ja) * 2001-05-29 2004-09-02 ザ・ユニバーシテイ・オブ・ウエスタン・オンタリオ 樹枝状熱可塑性エラストマー及びこれを用いた製品
WO2007043662A1 (ja) * 2005-10-13 2007-04-19 Kaneka Corporation イソブチレン系重合体およびその製造方法
JP2013237805A (ja) * 2012-05-16 2013-11-28 Asahi Kasei Chemicals Corp 重合体溶液の精製方法

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