JPH07188316A - 高活性触媒を用いたポリブタジエンの製造方法 - Google Patents

高活性触媒を用いたポリブタジエンの製造方法

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JPH07188316A
JPH07188316A JP6291947A JP29194794A JPH07188316A JP H07188316 A JPH07188316 A JP H07188316A JP 6291947 A JP6291947 A JP 6291947A JP 29194794 A JP29194794 A JP 29194794A JP H07188316 A JPH07188316 A JP H07188316A
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トーマス・エフ・クナウフ
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F136/00Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds
    • C08F136/02Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds
    • C08F136/04Homopolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, at least one having two or more carbon-to-carbon double bonds the radical having only two carbon-to-carbon double bonds conjugated
    • C08F136/06Butadiene

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 希土類化合物をベースとする改善された触媒
活性を有する触媒系を用いて、高シス−1,4−ポリブ
タジェンを製造する方法。 【構成】 炭化水素溶媒中で、(1)カルボキシレート
基が4個から12個の炭素原子を有するネオジムカルボ
キシート類から選ばれる希土類カルボキシレート、
(2)式R2AlCl2,R2 3Al2Cl3及びR2 2AlC
l(式中、R2は炭化水素残基)で表される化合物類か
らなる群から選択されるアルキルアルミニウムクロライ
ド化合物、(3)式R3 2AlH(式中、R3はアルキル
基)で表される有機アルミニウム化合物の混合物である
触媒系よりなり、さらに該希土類カルボキシレートの
(2)と(3)の和のモル数に対するモル比が約1:
1.5ないしは1:100である触媒系を該重合媒体中
に存在させて重合する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の分野】本発明は共役ジオレフィン類の重合方法
に関する。さらに詳しくは高活性を示す希土類金属カル
ボキシレート触媒の存在下、高シス−1,4−含有のポ
リブタジェンを製造する方法に関するものである。
【0002】
【発明の背景】1,3−ブタジェンを立体規則的に重合
し、ス−1,4−高含量のポリブタジェンを得るための
有機金属混合触媒系成分として、希土類化合物を使用す
ることは古くから知られている。
【0003】例えば、米国特許第4,260,707号明細書に
は、溶液中でジエンモノマー類を重合するのに使用でき
る、(a)希土類カルボキシレートと、アルミニウムに
結合した1ないし20個の炭素原子を持つ3個の炭化水
素残基がアルミニウム化合物とを反応させて得られる反
応混合物と、(b)トリアルキルアルミニウム及び/又
はジアルキルアルミニウムハイドライド及び(c)ルイ
ス酸とを含んでなる触媒が開示されている。
【0004】また米国特許第4,444,903号明細書には、
1,4−シス単位の含有量が高く、高度の直鎖性を持つ
共役重合体類または共重合体類を製造する、改良された
方法が開示されている。この方法では、(a)少なくと
も一種の希土類元素のカルボキシレート又はアルコレー
ト、(b)第3級有機ハロゲン化物及び(c)次式で示
されるハロゲンイオンを含まない有機金属アルミニウム
化合物:RabAlRc(式中、RaとRbはアルキル残
基であり、Rcは水素またはアルキル基である)より調
製された触媒系が使用されている。
【0005】希土類化合物を含む有機金属混合触媒系を
共役ジエン重合体の製造に使用する他の例が米国特許第
4,461,883号明細書に述べられている。この方法は、
(A)ルイス塩基とAlR234(式中、R2,R3
及びR4は同じであっても異なっていても良い水素また
はアルキル置換基を示しているが、R2,R3,及びR4
の全てが同時に水素であることはできない。)で示され
るランタン系列の希土類元素のカルボキシレートとの反
応生成物及び(C)AlXn5 3-n(式中、Xはハロゲ
ンであり、R5はアルキル基であり、nは1,1.5,
2または3の値を持つ)で示されるアルキルアルミニウ
ムハロゲン化物、(D)随意に共役ジエン、よりなる触
媒を用いて、少なくとも一種の共役ジエンを重合するこ
とを特徴としている。
【0006】米国特許第4,533,711号には、次の化合物
IからIII、即ち(I)ランタン系列元素化合物;
(II)トリアルキルアルミニウム化合物;および(I
II)一般式AlXn3-n(式中、Xはハロゲン原子で
あり、Rは炭化水素残基であり、nは1ないし3であ
る。)で表されるハロゲン化アルミニウム化合物を基本
的成分とする触媒系を用いて、1,3−ブタジェンをそ
の重合率が少なくとも3%に達するまで重合し、しかる
後に修飾剤として一般式AlHm3-m(式中、Rは炭化
水素残基であり、mは1または2である。)で表される
有機アルミニウムハイドライド類及び活性水素を有する
芳香族炭化水素類より選ばれる少なくとも一種を添加す
ることで、シス−1,4−含量が少なくとも70%、シ
ス−1,4−単位の平均鎖長が110ないし450、分
子量分布が少なくとも5.0であり、また成分の少なく
とも1重量%が25,000,000以上の分子量を持
つポリブタジェンを含むポリブタジェンゴム組成物が得
られることが開示されている。
【0007】しかしながら、前述してきた触媒系のいく
つかは、1,3−ポリブタジェンの重合反応溶媒として
一般的に使用されている炭化水素溶媒に、溶解が著しく
困難であるという不利な面を有している。さらに、前述
した触媒系のいくつかは、その触媒活性が特別に高いと
いうものではなく、工業的利用には不利なものもある。
【0008】
【発明の概要】本発明の目的は、希土類化合物をベース
にした改善された触媒活性を有する触媒系を用い、ブタ
ジェン単位の96%を越える部分がシス−1,4−構造
になっている高分子量ポリブタジェンを製造する方法を
提供することにある。
【0009】本発明では、ブタジェン単位の96%を越
える部分がシス−1,4−構造である高分子量ゴム状ポ
リブタジェンを製造する方法が提供される。該製造方法
は、(A)0℃から約120℃の温度の炭化水素重合媒
体中で、該重合媒体に溶解された(1)式Nd(R1
23(式中、Ndは希土類元素のネオジムであり、R
1CO2は4ないし12個の炭素原子を持つカルボン酸残
基である)、(2)式R2AlCl2,R2 3Al2Cl3
びR2 2AlCl(式中、R2は8ないし12個の炭素原
子を持つ炭化水素残基である)で示される化合物類から
なる群から選択される塩化アルキルアルミニウム化合物
の一種および(3)式R3AlH(式中、R3は2ないし
6個の炭素原子を持つアルキル基である)で表される有
機アルミニウム化合物の一種 を含み、かつ該希土類カ
ルボキシレートの該塩化アルキルアルミニウム化合物と
該有機アルキル化合物のモル数和に対するモル比が約
1:1.5ないしは1:100になっている混合物から
なる触媒系の存在下、1,3−ブタジェンを重合する工
程、(B)このようにして開始された重合を所望のモノ
マー転化率まで継続する工程、及び(C)しかる後、重
合反応を不活性化し、ポリブタジェンを回収する工程を
含んでなる。
【0010】
【発明の詳細な記述】本発明では、即ち、(1)希土類
カルボキシレート、(2)8ないし12個の炭素原子の
アルキル基を有する塩化アルキルアルミニウム、(3)
有機アルミニウム化合物、の3種を必須成分として組み
合わせて、調製した炭化水素に可溶な触媒系が、1,3
−ブタジェンの重合において高度に活性であり、ブタジ
ェン単位の96%を越える部分がシス−1,4−構造の
ポリブタジェンを生成することが明らかになった。
【0011】本発明の触媒類を製造するに有用な該希土
類カルボキシレートは、式Nd(R1CO23(式中、
Ndは希土類元素のネオジムであり、R1は4ないし1
1個の炭素原子を持つ炭化水素基である)で表される。
1CO2で表される基はカルボン酸残基を表し、希土類
カルボキシレート類を製造するのに適したそれらの非制
限的な例として、ペンタン酸、2,2−ジメチルプロパ
ン酸(ピバル酸)、ヘキサン酸、シクロヘキサン酸、ヘ
プタン酸、オクタン酸、2−エチルヘキサン酸、2,2
−ジメチルヘキサン酸、ノナン酸、デカン酸などがあ
り、さらに第三級デカン酸またはR1が8〜10の値を
持つ枝分かれしたカルボン酸類の混合物などと多様に表
現されているベルサチン酸(versatic acid )が挙げら
れる。
【0012】該希土類カルボキシレートを表す式Nd
(R1CO23で、好ましいR1CO2基は、2,2−ジ
メチルプロパン酸(ピバル酸)、2−エチルヘキサン酸
及びベルサチン酸からなる群から選択されるカルボン酸
残基であり、R1CO2で表される基で最も好ましいもの
はベルサチン酸残基である。
【0013】本発明の触媒系での使用に適した塩化アル
キルアルミニウム化合物は、式R2AlCl2,R2 3Al
2Cl3及びR2 2AlCl(式中、R2は8ないし12個
の炭素原子を持つ炭化水素残基である)で示される化合
物類からなる群から選択される。R2で表すことができ
る群としてオクチル、2−エチルヘキシル、ノニル、デ
シル、ウンデシル、ドデシル及びその類似物などの、直
鎖及び分枝鎖の脂肪族炭化水素基が例示される。説明の
ために挙げることができ、かつ非制限的である本発明の
使用に適した塩化アルキルアルミニウム化合物類の例と
して、塩化ジオクチルアルミニウム、セスキ塩化オクチ
ルアルミニウム、オクチルアルミニウムジクロライド、
塩化ジデシルアルミニウム、セスキ塩化デシルアルミニ
ウム、デシルアルミニウムジクロライド、塩化ジドデシ
ルアルミニウム、セスキ塩化ドデシルアルミニウム、ド
デシルアルミニウムジクロライドおよびそれらの類似物
が挙げられる。触媒系に使用する好ましいアルキルアル
ミニウムクロライド化合物は、ジオクチルアルミニウム
クロライド、オクチルアルミニウムセスキクロライド、
オクチルアルミニウムジクロライド、ジドデシルアルミ
ニウムクロライド、ドデシルアルミニウムセスキクロラ
イド及びドデシルアルミニウムジクロライドよりなる群
より選ばれるが、さらに好ましいものとしてジオクチル
アルミニウムクロライド、オクチルアルミニウムセスキ
クロライド及びオクチルアルミニウムジクロライドが挙
げられ、とりわけオクチルアルミニウムセスキクロライ
ドがアルキルアルミニウムクロライド化合物として好ん
で選択される。
【0014】本発明の方法を実施する時、該アルキルア
ルミニウムクロライド化合物がオクチル基のように立体
的に大きな基、エチル基のように立体的に小さな基を混
合して持つ場合、該アルキルアルミニウムクロライド化
合物が単にエチル基の様に立体的に小さな基だけを持つ
場合と比較して、その触媒系の活性はいくらか改善され
る。しかしながら、該有機アルミニウムクロライド化合
物が立体的に大きな基だけを持つ時と比較すると、それ
ほどには改善されないことが見いだされる。
【0015】触媒系に使用するに適した第三の成分は、
3が2から6個の炭素原子を持つアルキル基である、
式R3AlHで表される有機アルミニウム化合物であ
る。
【0016】説明のために挙げることができ、かつ非制
限的である本発明の使用に適したこのような化合物とし
て、水素化ジエチルアルミニウム、水素化ジプロピルア
ルミニウム、水素化ジイソプロピルアルミニウム、水素
化ジブチルアルミニウム、水素化ジイソブチルアルミニ
ウム、水素化ジペンチルアルミニウム、水素化ジヘキシ
ルアルミニウムおよびその類似物が挙げられる。該触媒
系に使用するに好ましい有機アルミニウム化合物は、水
素化ジエチルアルミニウム、水素化ジイソプロピルアル
ミニウム及び水素化ジイソブチルアルミニウムよりなる
群から選ばれるが、水素化ジイソブチルアルミニウムが
最も好ましい化合物である。
【0017】該アルキルアルミニウムクロライド化合物
と該有機アルミニウム化合物のモル数和に対する該希土
類カルボキシレートのモル比は約1:1.5から約1:
100、好ましくは約1:1.5から約1:60の範囲
にある。
【0018】該アルキルアルミニウムクロライド化合物
に対する該希土類カルボキシレートのモル比は、好まし
くは約1:0.5から約1:10、さらに好ましくは約
1:1から約1:5の範囲にある。
【0019】該有機アルミニウム化合物に対する該希土
類カルボキシレートのモル比は、好ましくは約1:1か
ら約1:50の範囲にあり、さらに好ましくは約1:2
から約1:20の範囲にある。
【0020】本発明の方法は、少なくともモノマー、
1,3−ブタジェン及び触媒系に対して溶媒である不活
性の炭化水素を含む重合媒体中で実施される。重合媒体
として使用に適した不活性溶媒には、脂肪族、脂環族、
芳香族及びモノオレフィン系炭化水素類及びそれらの混
合物がある。さらに特別に使用に適した炭化水素類とし
て、C4からC8の脂肪族炭化水素類、C5からC10の環
式脂肪族炭化水素類、C6からC9の芳香族炭化水素類、
4からC6のモノオレフィン系炭化水素類およびそれら
の混合物が挙げられる。
【0021】前述した炭化水素類として説明のために挙
げることができ、かつ非制限的である例として、ブタ
ン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロペンタン、
シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、ブテ
ン−1およびペンテン−1がある。
【0022】本発明の方法は芳香族炭化水素を含まない
重合媒体中で行うことが好ましい。即ち、該触媒系は、
4からC8の脂肪族炭化水素類、C5からC10の脂環族
炭化水素類及びC4からC6のモノオレフィン系炭化水素
類及びそれらの混合物からなる群から選ばれる重合媒体
中で、より改善された活性を示すので、本発明の方法は
これら列挙した重合媒体群から選ばれる炭化水素類の中
で実施するのが好ましい。さらに好ましくは、重合媒体
として使用する炭化水素類はヘキサン及びシクロヘキサ
ンから選択される。
【0023】重合媒体中の1,3−ブタジェンの割合ま
たは濃度は、使用する特定の溶媒または希釈媒体により
変わりうるものである。1,3−ブタジェン及び生成す
るポリマーの両方を完全に溶解する溶媒類のほとんどで
は、全溶液重量基準で約12から35重量パーセントの
1,3−ブタジェン濃度が採用され、それにより流動可
能なセメント状生成物が形成される。
【0024】触媒系を調製するには、(1),(2)お
よび(3)成分の溶液を、適当な不活性溶媒中で撹拌
下、任意の順序で混合してよく、また1,3−ブタジェ
ンの重合溶媒と同じ溶媒を使用することもできる。
【0025】触媒系調製温度は広い範囲で変えることが
できるが、一般には使用する溶媒の融点または沸点で制
約される。一般には0℃から120℃の温度域が適当で
ある。
【0026】触媒系の調製は別途行うか、触媒成分
(2)と(3)を重合反応混合物に加え、混合してか
ら、引き続いて触媒成分(1)を添加するかして行われ
るが、後者の方が好ましい。所望に応じて、成分(2)
と(3)は、重合反応混合物に添加する前にあらかじめ
混合することも可能である。
【0027】重合する1,3−ブタジェンを触媒成分の
前に加えるか、後に加えるかはさして重要ではなく、ま
た1,3−ブタジェンを触媒成分の一つを添加した後
で、かつ次の他の触媒成分を添加する前に加えるか、も
重要なことではない。
【0028】本発明の方法を実施できる温度は約0℃か
ら120℃の範囲で変えることが可能であり、最低温度
限界は触媒活性によるよりもむしろ反応媒体の氷点によ
って決められる。通常、本発明の方法は約40℃から9
0℃の温度範囲で実施される。
【0029】本発明の方法によれば、(1)式Nd(R
1CO23で表される希土類カルボキシレート、(2)
アルミニウムに結合したアルキル基が立体的に大きいア
ルキルアルミニウムクロライド及び(3)改善された触
媒活性を示す式R3AlHで表される有機アルミニウム
化合物を含んでなる触媒系の存在下、不活性炭化水素溶
媒を含む重合媒体中に溶解した1,3−ブタジェンを撹
拌機付きの反応器中で重合することにより、ブタジェン
単位の96%を越える部分がシス−1,4−構造を持つ
高分子量のポリブタジェンを製造できる。
【0030】該重合反応は回分重合法で行っても、連続
重合法で行ってもよいが、1,3−ブタジェンの場合に
は連続重合法の方が好ましく、この場合、触媒系は反応
器に連続的に供給される。
【0031】本発明の方法は、本発明の範囲にいささか
の制約を加える事なく、1,3−ブタジェンを重合媒体
である不活性炭化水素類混合物と組み合わせて使用する
ことからなっていてもよい。この組合わせ物に、アルキ
ルアルミニウムクロライド化合物及び有機アルミニウム
化合物及び有機アルミニウム化合物を加え、 該混合溶
液を十分よく撹拌し、熟成を(所望に応じて)行う。し
かる後、該混合溶液を重合が行われる一槽又は連続槽に
供給する。希土類カルボキシレートは1,3−ブタジェ
ンを含む溶液に加えてもよく、また重合が行われる所に
直接加えてもよい。所望の転化率に重合が進んだ後、
水、アルコール、それに類するものなどからなる群から
選ばれる触媒不活性化剤で該反応混合物を処理する。
【0032】触媒残渣は水洗、アルコール洗及びそれに
類する洗浄法で除去される。ポリマーは、触媒を破壊
し、ポリマーを固体塊にして沈殿させる機能を持つアル
コールまたはアルコール溶媒混合物を加えると、直ちに
沈殿する。該ポリマー固体塊をさらに水またはアルコー
ルで洗浄し、引き続いて当該分野では公知の方法で乾燥
する。
【0033】本発明の実施態様を説明する実施例では、
以下の分析手法を用いて生成する高シス−1,4−ポリ
ブタジェンの分析を行った。
【0034】生成したポリブタジェン中のシス−1,4
−、トランス−1,4−およびビニル−1,2−の重量
パーセントは、臭化カリウム板上で溶液からキャスティ
ングして得られたポリマーフイルムを用い、フーリエ変
換赤外分光分析で測定した。995cm-1、968cm
-1,912cm-1,895cm-1及び740cm-1の吸
収ピーク面積を積分し、実験的に誘導された関係式を用
いてシス−1,4−,トランス−1,4−およびビニル
−1,2−構造の重量パーセントを決定した。
【0035】生成物のムーニー粘度はASTM D−1
646の方法に従って測定し、希薄溶液粘度は、ポリマ
ー溶液を調製するのに使用する試料重量が0.3000
±0.0002グラムであり、また30±0.02℃の
温度でポリマー溶液と溶媒の流下時間を測定する改定A
STM D−3616法に従って測定した。
【0036】ユニオンカーバイド社製の1,3−ブタジ
ェンとフイリップス社製の純粋ヘキサンを4Åのモレキ
ュラーシーブが充填されたカラムに通して精製し、引き
続いて13Xのモレキュラーシーブが充填されたカラム
を通過させた。アルドリッチケミカル社(Aldrich Chem
ical Company)製のジイソブチルアルミニウムハイドラ
イドの20重量%ヘキサン溶液とエチル社(Ethyl Corp
oration)社製のトリアルキルアルミニウム類はそのま
ま使用した。
【0037】ネオジムベルサテート(Neodymium versat
ate)の18.6重量%ヘキサン溶液は米国特許第5,22
0,045号(Knauf et al バイエル社)明細書記載の方法に
従って調製した。
【0038】以下の実施例は本発明の特定の実施態様を
説明することを意図したものであり、本発明の範囲を制
限するものではない。
【0039】
【実施例】実施例1 本実施例は本発明の方法の触媒系を用いて1,3−ブタ
ジェンを重合する時の速度を説明するものである。
【0040】オクチルアルミニウムセスキクロライド
(Oct3Al2Cl3)の10重量%ヘキサン溶液は、オクチル
アルミニウムジクロライド(6.33g,0.03モル)、トリオ
クチルアルミニウムの25重量%ヘプタン溶液(14.67
g,0.01モル)及びヘキサン(79g)をアルゴン雰囲気中
で混合することで調製した。それぞれがフッ素化ゴムガ
スケットでシールされ、2孔王冠(two hole crown ca
p)でキャップされた1リットルのガラス瓶3本に、ヘ
キサン(425.0g)、1,3−ブタジェン(75.0g,1.39モ
ル)(1,3−ブタジェンと溶媒の総重量基準で、1,
3−ブタジェンが15重量%)、ジイソブチルアルミニ
ウムハイドライド(1.75ml,1.97ミリモル)及びオクチ
ルアルミニウムセスキクロライド溶液(0.39g,0.0788ミ
リモル)を仕込み、該溶液を含む瓶を60℃の水浴に設
置して、内容物が平衡になるよう15分間震盪した。し
かる後、それぞれの溶液にネオジムベルサテート(0.35
m,,0.0825ミリモル)を加え、1,3−ブタジェンの重
合を開始させた。15分後にそれら瓶のうちの一つの反
応混合液をメタノールと水で処理し、触媒を不活性化さ
せ、ポリブタジェンを凝集させた。凝集させたポリブタ
ジェンはオーブン中で真空下、60℃の温度で24時間
乾燥した。該ポリブタジェンの転化率、ムーニー粘度、
希薄溶液粘度及び微細構造について分析し、その結果を
表Iに示した。残り2本の瓶中の反応混合液を30分
目、60分目にそれぞれ同様な方法で処理し、結果を表
Iに示した。
【0041】実施例 2 オクチルアルミニウムセスキクロライド溶液の代わりに
1.0モルエチルアルミニウムセスキクロライドのヘプ
タン溶液(0.78g,0.0788ミリモル)を使用した以外は、
実施例1と同じ操作で反応を行い、その結果を表Iに示
した。
【0042】実施例 3 オクチルアルミニウムセスキクロライド溶液の代わり
に、平均的な組成が(Et2.0Oct1.0Al2.0Cl3.0)である
エチルオクチルアルミニウムセスキクロライドのヘキサ
ン溶液(1.33g,0.0788ミリモル)を使用した以外は実施
例1と同じ操作で反応を行った。該エチルオクチルアル
ミニウムセスキクロライドは1.0モル濃度エチルアル
ミニウムジクロライド溶液(150ml,0.15モル)、トリオク
チルアルミニウムの25.3重量%ヘプタン溶液(48.3
1g,0.03モル)及び1.0モル濃度トリエチルアルミニ
ウムのシクロヘキサン溶液(16.7ml,0.016モル)をアル
ゴン雰囲気中で混合することで調製した。重合結果を表
Iに示した。
【0043】実施例 4 オクチルアルミニウムセスキクロライド溶液の代わり
に、平均的な組成が(Et1.5Oct1.5Al2.0Cl3.0)である
エチルオクチルアルミニウムセスキクロライドのヘプタ
ン/ヘキサン溶液(1.43g,0.0788ミリモル)を使用した
以外は実施例1と同じ操作で反応を行った。
【0044】該エチルオクチルアルミニウムセスキクロ
ライドは1.0モル濃度エチルアルミニウムジクロライ
ド溶液(60ml,0.06モル)を、トリオクチルアルミニウム
の25.3重量%ヘプタン溶液(28.99g,0.02モル)と
アルゴン雰囲気中で混合することで調製した。重合結果
を表Iに示した。
【0045】表Iの実施例1から4を比較してみると、
アルキルアルミニウムセスキクロライドのエチル基を完
全にオクチル基に置換すると、該触媒系の活性は著しく
向上し、30分後の1,3−ブタジェンの高シス−1,
4−ポリブタジェンへの転化率が、アルキルアルミニウ
ムセスキクロライドのアルキル基部の一部又は全てが立
体的に小さなエチル基である時の60分後の転化率に相
当するものであることが分かる。
【0046】
【表1】
【0047】次の実施例はネオジムベルサテートと、ジ
オクチルアルミニウムクロライド、オクチルアルミニウ
ムセスキクロライドもしくはオクチルアルミニウムジク
ロライドのどちらかとをジイソブチルアルミニウムハイ
ドライドとともに用いてなる触媒系で1,3−ブタジェ
ンを重合した例を述べたものである。
【0048】実施例 5 ジオクチルアルミニウムクロライドの1重量%ヘキサン
/ヘプタン溶液を、オクチルアルミニウムジクロライド
(2.11g,0.01モル)、25.3重量%のトリオクチルア
ルミニウム(14.5g,0.01モル)及びヘキサン(561g)を
アルゴン雰囲気下で混合し、調製した。
【0049】フッ素化ゴム製ガスケットでシールされた
2孔王冠キャップでキャップした2本の1リットル瓶の
それぞれに、ヘキサン(425g)、1,3−ブタジェン
(75.0g,1.39モル)(1,3-ブタジェンと溶媒の総重量に
対して1,3-ブタジェン15重量%)、ジイソブチルアル
ミニウムハイドライド(1.75ml,1.97ミリモル)及びジオ
クチルアルミニウムクロライド溶液(6.8g,0.24ミリモ
ル)を加え、該溶液が仕込まれた瓶を60℃の水浴中に
入れ、内容物が均質になるよう15分間震盪した。次に
それぞれの溶液にネオジムベルサテートの溶液(0.35m
l,0.0825ミリモル)を加え、1,3−ブタジェンの重合
を開始させた。15分後に2本の瓶のうちの1本の反応
をメタノールと水の混合液で処理し、触媒を不活性化
し、ポリブタジェンを凝集させた。しかる後、該凝集ポ
リブタジェンをオーブン中で真空下、60℃で24時間
乾燥した。
【0050】該ポリブタジェンをその転化率、ムーニー
粘度、希薄溶液粘度について分析し、その結果を表II
に示した。残りの瓶中の反応混合液も60分後に同様に
して処理し、その分析結果を表IIに示した。
【0051】実施例 6 実施例5のジオクチルアルミニウムクロライド溶液の代
わりにオクチルアルミニウムセスキクロライドの1重量
%溶液を使用したほかは、実施例5と同じ操作手順で反
応を行った。オクチルアルミニウムセスキクロライドの
1重量%ヘキサン/ヘプタン溶液はオクチルアルミニウ
ムジクロライド(6.33g,0.03モル)、トリオクチルアル
ミニウムの25.3重量%ヘプタン溶液(14.67g,0.01
モル)及びヘキサン(979g)をアルゴン雰囲気下で混合
することで調製した。またその結果を表IIに示した。
【0052】実施例 7 実施例5のジオクチルアルミニウムクロライド溶液の代
わりにエチルアルミニウムセスキクロライドの0.25
重量%溶液を使用したほかは、実施例5と同じ操作手順
で反応を行った。その結果を表IIに示した。
【0053】実施例 8 実施例5のジオクチルアルミニウムクロライド溶液の代
わりにオクチルアルミニウムジクロライドの1重量%ヘ
キサン溶液を使用したほかは、実施例5と同じ操作手順
で対象例としての反応を行った。その結果を表IIに示
した。
【0054】表IIの結果から、オクチル基がジエチル
アルミニウムクロライド、エチルアルミニウムセスキク
ロライドまたはエチルアルミニウムジクロライドのエチ
ル基の代わりに置換されると、触媒系の活性が向上し、
触媒系で使用されるアルキルアルミニウムクロライド化
合物がエチルアルミニウムセスキクロライドである時よ
りも、15分後の重合で10%から35%も多くのシス
−1,4−ポリブタジェンが得られることが分かる。
【0055】
【表2】
【0056】本発明の特徴と、実施態様は次の通りであ
る。
【0057】1.(A)炭化水素溶媒を含む重合媒体中
で、(1)式Nd(R1CO23(式中、Ndは希土類
元素であるネオジムであり、R1CO2は炭素原子の個数
が4から12のカルボン酸残基である)で表される希土
類カルボキシレート、(2)式R2AlCl2,R2 3Al
2Cl3及びR2 2AlCl(式中、R2は炭素原子数が8
から12の炭化水素残基である)で表される化合物類か
らなる群から選択されるアルキルアルミニウムクロライ
ド化合物、(3)式R3 2AlH(式中、R3は炭素原子
数が2から6のアルキル基である)で表される有機アル
ミニウム化合物の混合物である触媒系よりなり、かつ該
希土類カルボキシレートの該アルキルアルミニウムクロ
ライド化合物と該有機アルミニウム化合物のモル数和に
対するモル比が約1:1.5ないしは1:100である
触媒系を該重合媒体中に存在させて、約0℃から120
℃の温度で、1,3−ブタジェンを重合する工程、 (B)このようにして開始された重合反応を所望のモノ
マー転化率まで継続する工程 (C)しかる後、重合反応を不活性化させ、ポリブタジ
ェンを回収する工程、含んでなるブタジェン単位の96
%を越える部分がシス−1,4−構造である高分子量ゴ
ム状ポリブタジェンの製造方法。
【0058】2.ネオジムカルボキシレートのR1CO2
で表される基が、2,2−ジエチルプロパン酸(ピバル
酸)、2−エチル−ヘキサン酸及びベルサチン酸(vers
atic acid)よりなる群から選ばれる1つのカルボン酸の
残基であることを特徴とする、上記1記載の製造方法。
【0059】3.アルキルアルミニウムクロライド化合
物が式R2 3Al2Cl3で表され、かつ該R2が8個の炭
素原子を有する炭化水素であることを特徴とする、上記
1記載の製造方法。
【0060】4.アルキルアルミニウムクロライド化合
物が式R2AlCl2で表され、かつR2が8個の炭素原
子を有する炭化水素であることを特徴とする、上記1記
載の製造方法。
【0061】5.アルキルアルミニウムクロライド化合
物が式R2 2AlClで表され、かつR2が8個の炭素原
子を有する炭化水素であることを特徴とする、上記1記
載の製造方法。
【0062】6.式R3 2AlHで表される有機アルミニ
ウム化合物のアルキル基R3が2個から4個の炭素原子
を有することを特徴とする、上記1記載の製造方法。
【0063】7.2個から4個の炭素原子を有するアル
キル基R3がエチル、イソプロピル及びイソブチルより
なる群から選ばれることを特徴とする、上記6記載の方
法。
【0064】8.希土類カルボキシレートのアルキルア
ルミニウムクロライド化合物に対するモル比が約1:
0.5ないし1:10であることを特徴とする、上記1
記載の方法。
【0065】9.希土類カルボキシレートの有機アルミ
ニウム化合物に対するモル比が約1:1ないし1:50
であることを特徴とする、上記1記載の方法。
【0066】10.(A)炭化水素溶媒を意味する重合
媒体中で、(1)式Nd(R1CO23(式中、R1CO
2はベルサチン酸(versatic acid)の残基である)で表
される希土類カルボキシレート、(2)式R2 3Al2
3(式中、R2は炭素原子の個数が8の炭化水素残基で
ある)で表されるアルキルアルミニウムクロライド化合
物、(3)式R3 2AlH(式中、R3はイソブチル基で
ある)で表される有機アルミニウム化合物の混合物であ
る触媒系よりなり、かつ該希土類カルボキシレートの該
アルキルアルミニウムクロライド化合物に対するモル比
が約1:0.5ないしは1:10であり、該希土類カル
ボキシレートの該有機アルミニウム化合物に対するモル
比が約1:1ないしは1:50である触媒系を該重合媒
体中に存在させて、約40℃から90℃の温度で、1,
3−ブタジェンを重合する工程、 (B)このようにして開始された重合反応を、所望のモ
ノマー転化率まで継続する工程、および (C)しかる後、重合反応を不活性化させ、ポリブタジ
ェンを回収する工程、含んでなる、上記1記載の製造方
法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アクター・オスマン カナダ・エヌ7エス 4ピー6・オンタリ オ・サーニア・ウインチエスタークレツセ ント639

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)炭化水素溶媒を含む重合媒体中
    で、(1)式Nd(R1CO23(式中、Ndは希土類
    元素であるネオジムであり、R1CO2は炭素原子数が4
    から12のカルボン酸残基である)で表される希土類カ
    ルボキシレート、(2)式R2AlCl2,R2 3Al2
    3及びR2 2AlCl(式中、R2は炭素原子数が8から
    12の炭化水素残基である)で表される化合物類からな
    る群から選択されるアルキルアルミニウムクロライド化
    合物、(3)式R3 2AlH(式中、R3は炭素原子数が
    2から6のアルキル基である)で表される有機アルミニ
    ウム化合物の混合物である触媒系よりなり、かつ該希土
    類カルボキシレートの該アルキルアルミニウムクロライ
    ド化合物と該有機アルミニウム化合物のモル数和に対す
    るモル比が約1:1.5ないしは1:100である触媒
    系を該重合媒体中に存在させて、約0℃から120℃の
    温度で、1,3−ブタジェンを重合する工程、 (B)このようにして開始された重合反応を所望のモノ
    マー転化率まで継続する工程、および (C)しかる後、重合反応を不活性化させ、ポリブタジ
    ェンを回収する工程、を含んでなるブタジェン単位の9
    6%を越える部分がシス−1,4−構造である高分子量
    ゴム状ポリブタジェンの製造方法。
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