JPH0686488B2 - クロロスルホン化ポリエチレンの製造法 - Google Patents

クロロスルホン化ポリエチレンの製造法

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JPH0686488B2 JP20176086A JP20176086A JPH0686488B2 JP H0686488 B2 JPH0686488 B2 JP H0686488B2 JP 20176086 A JP20176086 A JP 20176086A JP 20176086 A JP20176086 A JP 20176086A JP H0686488 B2 JPH0686488 B2 JP H0686488B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はクロロスルホン化ポリエチレンに関するもので
ある。
さらに詳しくは高度な耐油性と低温の圧縮永久ひずみが
小さいことを特徴とし、さらに押出加工性も良好なクロ
ロスルホン化ポリエチレンに関するものである。
〔従来の技術〕
クロロスルホン化ポリエチレンは二重結合を持たないハ
ロゲン化エラストマーであり、耐候性,耐オゾン性、耐
熱性、耐油性,明色配合性に優れた特色を示すことか
ら、自動車用ホース,ガスホース,電線,引布等に用い
られている。
しかしながら、クロロスルホン化ポリエチレンの欠点の
ひとつとして、耐寒性が劣ることが挙げられる。
特に低温における圧縮永久ひずみが大きいことは、たと
えばホースとして製品化した際に、金具のかしめ部が低
温時に、時としてゆるみを生ずるという現象につなが
る。
このため、我々は低温の圧縮永久ひずみを改良すべく、
特開昭61-145204を提案している。
しかしながら、特開昭61-145204によるクロロスルホン
化重合体は塩素量10.0〜30.0wt%の低塩素化クロロスル
ホン化物であり、高度な耐油性を要求する部分への適用
はふさわしくない。
一般に耐油性と耐寒性は相反する性質である。このため
市販のクロロスルホン化ポリエチレンの代表グレードで
あるTOSO−CSM TS−530やハイパロン40と同等の高度な
耐油性を有し、さらに低温の圧縮永久ひずみが小さく、
押出加工性も良好なクロロスルホン化ポリエチレンが要
望されていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
即ち、本発明の目的とする所は、高度な耐油性と低温の
圧縮永久ひずみが小さいことを特徴としさらに押出加工
性も良好なクロロスルホン化ポリエチレンの製造法を提
供することである。
〔問題を解決するための手段〕
即ち、本発明は中低圧法ポリエチレンと高圧法ポリエチ
レンとから成る混合ポリエチレンを原料として塩素化お
よびクロロスルホン化することを特徴とするクロロスル
ホン化ポリエチレンの製造法にある。
〔作用〕
本明細書に言う中低圧法ポリエチレンとは、密度0.948
〜0.965g/cc,メルトインデックス0.01〜300g/10分であ
る高密度線状ポリエチレンである。
本明細書に言う高圧法ポリエチレンとは密度0.910〜0.9
30g/cc,メルトインデックス0.1〜300g/10分の低密度分
岐ポリエチレンである。
中低圧法ポリエチレンと高圧法ポリエチレンとから成る
混合ポリエチレンを原料ポリエチレンとするがこの混合
の重量比は98/2〜2/98であり、より好ましくは80/20〜3
0/70である。
中低圧法ポリエチレンの割合が98wt%を超える混合ポリ
エチレンを原料としてクロロスルホン化ポリエチレンを
得ても近温における圧縮永久ひずみを小さくすることは
出来ない。
一方中低圧法ポリエチレンの割合が2wt%未満のもので
は、良好な加工性を得ることはむずかしい。特に押出加
工時の表面の肌がスムースにならず、デコボコしたもの
となる。このため中低圧法ポリエチレンは98wt%以下2w
t%以上含むことが望ましい。
特に好ましくは、中低圧法ポリエチレンと高圧法ポリエ
チレンの重量比が80/20〜30/70の混合ポリエチレンを原
料とすることであり、加工性が優れかつ低温の圧縮永久
ひずみが小さいクロロスルホン化ポリエチレンを与え
る。
クロロスルホン化ポリエチレンに含まれる塩素量は10〜
60wt%であるが、クロロスルホン化ポリエチレンの耐油
性は含まれる塩素量に大きく依存する。このため、特に
高度な耐油性を要求する場合には塩素量が32wt%以上で
あるものが望ましい。
但し、塩素量の過度の増大は低温の圧縮永久ひずみを増
大させるため、塩素量32〜39wt%のものが特に好ましい
クロロスルホン化ポリエチレンである。
クロロスルホン化ポリエチレンに含まれるイオウ量は0.
2〜3.0wt%、好ましくは0.4〜1.6wt%である。
イオウ量はクロロスルホン化ポリエチレンに含まれるク
ロロスルホン基の量を示す尺度であり加硫速度,加硫密
度等の加硫挙動を支配する因子となる。
ポリエチレンを塩素化およびクロロスルホン化してクロ
ロスルホン化ポリエチレンとする方法は、たとえば溶媒
にポリエチレンを溶解させ、塩素と亜硫酸ガスおよび又
は塩化スルフリル、あるいは塩化スルフリルを単独でラ
ジカル発生剤を触媒として、必要に応じて助触媒を用い
て製造する方法が挙げられる。
この際溶媒としては、ハロゲン化反応に不活性な四塩化
炭素,クロロホルム,四塩化エタン,モノクロルベンゼ
ン,ベンゼンなどが用いられる。
ラジカル発生剤としてはα,α′−アゾビスイソブチロ
ニトリル,アゾビスシクロヘキサンカルボニトリルのよ
うなアゾ系ラジカル開始剤,過酸化ベンゾイル,過酸化
アセチルのような過酸化物あるいは紫外線が用いられ
る。
助触媒としては、ピリジン,キノリンのようなアミン化
合物が挙げられる。
反応の終了した溶液は、液中に残存する塩化水素ガス,
亜硫酸ガス等の酸分を取り除く。
この後エポキシ系の安定剤が添加される。
2,2′−ビス(4−グリシジルオキシフェニル)プロパ
ンが望ましい。
得られた溶液からクロロスルホン化ポリエチレンを分
離,乾燥する手段としては 1)水蒸気蒸留法 熱水中にポリマー溶液をフィードし溶媒を水蒸気蒸留に
より分離した後、乾燥する方法。(たとえば米国特許25
92814を参照) 2)ドラム乾燥法 加熱した回転ドラム表面にポリマー溶液をフィードし
て、ポリマーをフィルムとして取り出す方法。(たとえ
ば米国特許2923979を参照) 3)押出乾燥法 ポリマー溶液を予備濃縮し、あるいは直接に押出乾燥機
を用いて乾燥する方法。
(たとえば特開昭57-47303を参照。) 等の公知の方法が挙げられる。
ただ本発明を実施するに当り、製造プロセスはこのよう
な溶液法が望ましいが上記の方法に限定するものではな
い。
溶剤に懸濁させて反応する方法,気相中で反応する方法
等で反応を行うことも可能である。
得られたクロロスルホン化ポリエチレンは加硫剤,加硫
促進剤,補強剤、充填剤,可塑剤,軟化剤,老化防止剤
等の配合物を加え、加硫することによって加硫物として
あるいは未加硫物として使用される。
一般にクロロスルホン化ポリエチレンは、加硫剤とし
て、マグネシア,リサージ,三塩基性マレイン酸鉛,水
酸化カルシウム,酸化カルシウム等の金属酸化物,エポ
キシ樹脂,多価アルコール,多価アミンなどが用いられ
る。
加硫促進剤としては、TRA(ジペンタメチレンチウラム
テトラスルフィド),TT(テトラメチルチウラムジスル
フィド),エチレンチオ尿素などのイオウ系加硫促進
剤,DCP(ジクミルパーオキサイド)等の過酸化物,PM
(N,N′−m−フェニレンジマレイミド)等のマレイミ
ド類が挙げられる。
補強剤,充填剤としては、カーボンブラック,クレー,
タルク,シリカ,炭酸カルシウム,酸化チタン等が挙げ
られる。
可塑剤,軟化剤としては、フタル酸エステル,セバシン
酸エステル,各種オイルが挙げられる。又、NBC(ジブ
チルジチオカルバミン酸,ニッケル),アミン系,フェ
ノール系の老化防止剤が用いられるが、これら配合剤は
上記に限定されるものではない。
これら配合剤とのゴムコンパウンドは未加硫物としてあ
るいはプレス加硫,蒸気加硫,UHF加硫あるいは電子線加
硫などにより加硫されて各種製品となる。
〔発明の効果〕
本発明によるクロロスルホン化ポリエチレンは、高度な
耐油性と低温の圧縮永久ひずみが小さいことを特徴と
し、さらに押出加工性も良好である。
このため、耐寒性ホース,耐寒性電線等の押出製品分野
には特に好適である。
たとえば、燃料油ホース,クーラーホース等の自動車用
ホースあるいはLPガスホース,都市ガスホース等のガス
ホースあるいは電線,ケーブルが挙げられる。
むろん、従来のクロロスルホン化ポリエチレンが使用さ
れる他の製品、たとえば雨合羽,カバン,ウインドブレ
ーカー,ベルト,パッキン,ガスケット,エスカレータ
ー手摺,スポンジ,ウエットスーツに用いることも可能
である。
〔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、これらは本発明の理解を助けるための例であって、
本発明はこれらの実施例から何らの制限を受けるもので
はない。
なお、これらの実施例で用いた値は以下の測定法に準拠
して得られたものである。
<ポリエチレンについて> メルトインデックス:JIS K 7210 密度 :JIS K 7112 <クロロスルホン化ポリエチレンについて> 塩素,イオウ量の分析:燃焼フラスコ法 ムーニー粘度 :JIS K 6300 加硫ゴム物性 :JIS K 6301 押出加工条件 :今中機械(株)製50mmφL/D=1
0の押出機,シリンダー部50℃ヘッド50℃,軸の回転数3
0rpm 実施例−1 30lの攪拌機付きグラスライニング製オートクレーブに
メルトインデックス6.5g/10分,密度0.959g/ccの中低圧
法ポリエチレン1400gとメルトインデックス1.6g/10分,
密度0.920g/ccの高圧法ポリエチレン1400gをチャージし
た。
溶媒の四塩化炭素28kgと助触媒のピリジン0.28gを仕込
んだ後、加圧下に110℃まで昇温しポリエチレンを溶解
した。
続いて100℃まで温度を降下させ、ラジカル発生剤とし
てのα,α′−アゾビスイソブチロニトリル6.5gを溶解
した四塩化炭素溶液2.5kgを添加しつつ、塩化スルフリ
ル5.970gを添加することにより反応を行った。
塩化スルフリルを添加するには120分を要したが、この
間反応温度を100℃に反応圧力を3.3kg/cm2に保った。
反応の終了後、ポリマーの内温を70℃に降下させ、溶媒
の還流下窒素を吹き込むことから溶液中に残存する残分
を除いた。
安定剤として2,2′−ビス(4−グリシジルオキシフェ
ニル)プロパン55gを添加した後、ドラム乾燥機にフィ
ードして生成物を溶媒と分離した。
分析の結果、このクロロスルホン化ポリエチレンは35.7
wt%の塩素と1.0wt%のイオウを含むことが判った。
ムーニー粘度は59であった。
10インチオープンロールにより表−1に示す配合を行っ
た。
配合物の一部は50mmφの押出機により丸棒の状態で押出
した。
押出し物の表面肌はスムースであり良好な表面肌が得ら
れた。
残りの配合物は150℃にて40分間プレス加硫した。
加硫物の物性を測定したが、これらの結果をまとめて、
表−2に示す。
表−1 クロロスルホン化ポリエチレン 100(重量部) マグネシア 5 SRFカーボンブラック 50 ジオクチルセバシン酸エステル 20 ACポリエチレン617A 3 サンタイト 2 スプレンダーR−300 2 ペンタエリスリトール 3 促進剤TRA 2 ジブチルジチオカルバミン酸ニッケル 3 N,N′−m−フェニレンジマレイミド 3 合計 193 実施例−2 原料となる混合ポリエチレンにおいて、中低圧法ポリエ
チレンの仕込みを1680gと高圧法ポリエチレンの仕込み
を1120gに変えた以外は実施例−1と同様に反応を行な
いクロロスルホン化ポリエチレンを得た。
分析の結果、このクロロスルホン化ポリエチレンは35.5
wt%の塩素と1.0wt%のイオウを含むことが判った。
ムーニー粘度は58であった。
実施例−1と同様の配合で、ロールによる混練を行っ
た。
配合物の一部を実施例−1と同一の条件で押出した。押
出物の表面肌は良好であった。
一方、残りの配合物は実施例−1と同様に加硫され、加
硫物の物性を測定したが、これらの結果をまとめて表−
2に示す。
実施例−3 原料として用いる混合ポリエチレンをメルトインデック
ス0.9g/10分,密度0.958g/ccの中低圧法ポリエチレン14
00gとメルトインデックス3.5g/10分,密度0.921g/ccの
高圧法ポリエチレン1400gと変えた以外は実施例−1と
同一の条件で反応を行った。
分析の結果、このクロロスルホン化ポリエチレンは35.3
wt%の塩素と1.1wt%のイオウを含むことが判った。
ムーニー粘度は77であった。
実施例−1と同様の配合で、ロールによる混練を行っ
た。
配合物の一部を実施例−1と同一の条件で押出した。押
出物の表面肌は良好であった。
一方、残りの配合物は実施例−1と同様に加硫され、加
硫物の物性を測定したが、これらの結果をまとめて表−
2に示す。
実施例−4 原料として用いる混合ポリエチレンをメルトインデック
ス11g/10分,密度0.960g/ccの中低圧法ポリエチレン168
0gとメルトインデックス3.2g/10分,密度0.924g/ccの高
圧法ポリエチレン1120gと変えた以外は実施例−1と同
一の条件で反応を行った。
分析の結果、このクロロスルホン化ポリエチレンは35.7
wt%の塩素と0.9wt%のイオウを含むことが判った。
ムーニー粘度は48であった。
実施例−1と同様の配合で、ロールによる混練を行っ
た。
配合物の一部を実施例−1と同一の条件で押出した。押
出物の表面肌は良好であった。
一方、残りの配合物は実施例1と同様に加硫され、加硫
物の物性を測定したが、これらの結果をまとめて表−2
に示す。
比較例−1 原料として用いるポリエチレンを実施例−1で用いた中
低圧法ポリエチレン2800gの単体とした以外は実施例−
1と同一の条件で反応を行った。
分析の結果、このクロロスルホン化ポリエチレンは35.8
wt%の塩素と1.0wt%のイオウを含むことが判った。
ムーニー粘度は57であった。
実施例−1と同様の配合で、ロールによる混練を行っ
た。
配合物の一部を実施例−1と同一の条件で押出した。押
出物の表面肌は良好であった。
一方、残りの配合物は実施例−1と同様に加硫され、加
硫物の物性を測定したが、これらの結果をまとめて表−
2に示す。
比較例−2 原料として用いるポリエチレンを実施例−1で用いた高
圧法ポリエチレン2800gの単体とした以外は実施例−1
と同一の条件で反応を行った。
分析の結果、このクロロスルホン化ポリエチレンは35.4
wt%の塩素と0.9wt%のイオウを含むことが判った。
ムーニー粘度は61であった。
実施例−1と同様の配合で、ロールによる混練を行っ
た。
配合物の一部を実施例−1と同一の条件で押出した。
押出物は表面がでこぼことした状態となり、押出表面肌
が悪かった。
一方、残りの配合物は実施例−1と同様に加硫され、加
硫物の物性を測定したが、これらの結果をまとめて表−
2に示す。
比較例−3 東洋曹達工業(株)製のクロロスルホン化ポリエチレン
の代表グレードであるTOSO−CSM TS−530を実施例−1
と同様に配合し、押出試験および加硫物の物性測定を行
った。
分析値,ムーニー粘度とともにこれらの結果を表−2に
示す。
比較例−4 米国デュポン社のクロロスルホン化ポリエチレンの代表
グレードであるハイパロン40を実施例−1と同様に配合
し、押出試験および加硫物の物性測定を行った。
分析値,ムーニー粘度とともにこれらの結果を表−2に
示す。
実施例−1〜4で得られたクロロスルホン化ポリエチレ
ンは押出表面肌が良好でしかも低温の圧縮永久ひずみが
小さく、耐油性も市販のクロロスルホン化ポリエチレン
と較べて遜色のない値を示している。
以上の実施例,比較例により、本発明が高度な耐油性を
備え、かつ低温の圧縮永久ひずみの小さいクロロスルホ
ン化ポリエチレンを提供する優れた製造法であることは
明らかである。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】中低圧法ポリエチレンと高圧法ポリエチレ
    ンとから成る混合ポリエチレンを原料として塩素化およ
    びクロロスルホン化することを特徴とするクロロスルホ
    ン化ポリエチレンの製造法。
  2. 【請求項2】中低圧法ポリエチレンが密度0.948〜0.965
    g/cc,メルトインデックス0.01〜300g/10分のものである
    特許請求の範囲第1項に記載の製造法。
  3. 【請求項3】高圧法ポリエチレンが密度0.910〜0.930g/
    cc,メルトインデックス0.1〜300g/10分のものである特
    許請求の範囲第1項あるいは第2項に記載の製造法。
  4. 【請求項4】混合ポリエチレンの中低圧法ポリエチレン
    と高圧法ポリエチレンの重量比が80/20〜30/70である特
    許請求の範囲第1項,第2項あるいは第3項に記載の製
    造法。
  5. 【請求項5】クロロスルホン化ポリエチレンの塩素量が
    32〜39wt%,イオウ量が0.4〜1.6wt%である特許請求の
    範囲第1項,第2項,第3項あるいは第4項に記載の製
    造法。
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