JPH0747601B2 - 塩化ゴム及び塩化ゴムの製造方法 - Google Patents

塩化ゴム及び塩化ゴムの製造方法

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JPH0747601B2
JPH0747601B2 JP8593791A JP8593791A JPH0747601B2 JP H0747601 B2 JPH0747601 B2 JP H0747601B2 JP 8593791 A JP8593791 A JP 8593791A JP 8593791 A JP8593791 A JP 8593791A JP H0747601 B2 JPH0747601 B2 JP H0747601B2
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茂樹 日笠
逸男 木村
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は塗料,インキ,接着剤等
被膜形成用に適した、新規な製造方法によって得られる
塩化ゴム及びこの塩化ゴムの製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】天然ゴムや合成ゴム等を塩素含有率が55
%以上まで塩素化した塩化ゴムは、有機溶剤への溶解性
に優れていることから、重防食塗料等に大量に使用され
ている。現在、塩化ゴムを工業的に製造するには、天然
ゴムや合成ゴム等の原料を四塩化炭素等の塩素に不活性
な塩素系有機溶剤に溶解させ、この溶液に塩素ガスを通
じて塩素化を行うという方法(溶液法)で行っている。
【0003】ポリエチレンなどのポリオレフィンに関し
ては、我々は既に特願平01-344659で、粉砕を行いなが
ら水性媒体中で塩素化し、溶剤可溶な樹脂組成物を製造
する方法を提供してきた。しかし、ゴムに関してはこの
ような方法は、いまだ確立されていない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】溶液法で塩素化を行う
場合には高価な塩素系有機溶剤を大量に使用するために
不経済であるのみでなく、生成物から塩素系有機溶剤を
完全に分離回収することが困難で製品中に混入したり大
気中に揮散したりしていた。四塩化炭素に代表される塩
素系有機溶剤は人体に有害であるのみならずオゾン層を
破壊する恐れが指摘されており、今後、使用が規制され
る。また、得られた塩化ゴムは耐塩水性,耐湿性,耐ア
ルカリ性などの耐久性が良好であるが、さらなる向上が
望まれている。以上のように溶液法で製造された塩化ゴ
ムや、この溶液法という塩化ゴムの製造方法には重大な
問題点がある。
【0005】また、我々は溶液法とは全く異なった塩素
化方法として、天然ゴムのラテックスを塩素化しようと
する試みに成功し特願平 02-172145で報告した。しか
し、この方法では原料がラテックス状態で供給されてい
るものに限られるため、原料選択の幅が狭いという短所
がある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者等は上記の問題
点を解決するために鋭意研究の結果、ゴムを水性媒体中
で塩素含有率55%以上まで塩素化する方法に於いて、平
均比表面積が10cm2 /g〜40,000cm2 /gに微細化され
たゴムを出発原料にし、水性媒体中に分散又は懸濁させ
て塩素化することで、四塩化炭素等の塩素系有機溶剤を
全く使用しない方法で、また、耐久性に優れた有機溶剤
に可溶な塩化ゴムを製造できることを見出した。
【0007】本発明におけるゴムとは、天然ゴム,合成
ポリイソプレンゴムを言い、ポリブタジエン,SBR,
ポリクロロプレン等のポリジエンゴムでも良い。また、
これらのゴムを解重合したものやグラフト等の変性を加
えた改質ゴムでもよい。これらの中でも天然ゴムまたは
合成ポリイソプレンゴムが価格も安く、得られた塩化ゴ
ムの用途も多く工業的に実施するのに有利である。
【0008】大きなゴムの塊を水に浸して水中に塩素ガ
スを吹き込むと、表面近傍のみが塩素化され中央部は塩
素化されないで残ってしまう。このことは、ゴムの表面
は塩素ガスと接触するが、ゴムの中央部までは塩素ガス
が浸透しない事を示している。このため、塩素化反応が
不均一に進行し溶剤に不溶な物しか得られない。この問
題を解決するためには、原料ゴムを微細化して比表面積
を10cm/g〜40,000cm/gにするとよ
い。なお、ここにおける比表面積とは、BET一点法に
よって測定したものである。原料ゴムの平均比表面積が
10cm/gよりも小さいと溶剤に不溶な物しか得ら
れない。また、平均比表面積を40,000m/gよ
りも大きくすることは困難であり、工業的には利用し難
い。原料ゴムの微細化には水中でのカッティングマシン
が有効であるが、これに限らない。原料ゴムの微細化時
に、微細化されたゴムの再擬集を防ぐ目的で擬集防止剤
を用いることは有用である。擬集防止剤は、反応前,反
応中,反応後のいずれかにおいて洗い落とすことが可能
であるが、必要でなければ洗浄しなくてもよい。擬集防
止剤としては、塩化ゴムパウダー,塩素化ポリオレフィ
ンパウダー,シリカパウダー等が用いられるが、これら
の物質に限らない。
【0009】以上のようにして得られた微細ゴムを塩素
化反応に供する。この塩素化反応は付加反応を主とする
第一段階と置換反応を主とする第二段階とに分けて行う
と実施しやすい。
【0010】塩素化の第一段階においては光を照射して
もしなくても構わない。ポリジエン系ゴムは分子内に二
重結合を持っており、塩素ガスと接触させると低温でも
速やかに付加反応が進み、塩素含有率30%以上の塩化ゴ
ムが微細なゴムの表面近傍に生成する。この、表面近傍
が塩素化された微細ゴムは更なる微細化工程、必要に応
じて行われる分級操作の後、未反応の中心部を塩素化す
るために、再度、塩素化反応に供される。
【0011】反応途中での微細化処理は、(1) 反応を中
断して1回または多数回行なう、(2) 反応中に反応混合
物の一部を反応タンク系外へ導き出し、循環しながら連
続して微細化処理を行う、二つの方法が可能である。反
応を中断して微細化処理を行う場合、必要に応じて微細
化処理後のものに分級操作を施す。塩素化反応によって
ゴム粒子の表面近傍のみが塩素化されて塩化ゴムとな
り、ゴム粒子の中央部は塩素化されていない場合、微細
化処理によって塩化ゴム部分は剥がれ落ちて粉末状にな
り、ゴム部分は粉末状にならない。
【0012】このような場合、ふるい目の大きさを適当
に選択すれば粉末状の塩化ゴム部分はふるい下となり、
粒状のゴム部分はふるい上となって分級できる。このよ
うにして塩化ゴム部分とゴム部分とを分け、ゴム部分の
みを再度塩素化してもよい。
【0013】塩素化の第一段階において得られた塩素含
有率30%以上の塩化ゴムを用いて塩素化の第二段階を行
う。この段階においては光を照射しながら塩素含有率55
〜75%まで塩素化を行う。塩素含有率が55%以下では塩
化ゴムは溶剤に溶解しない。塩素含有率75%以上では塩
素の利用効率が悪くなる。本発明で照射する光として
は、主として可視・紫外領域の光をいい、紫外領域の光
が特に有効である。
【0014】本発明のゴムの塩素化の反応装置は内部を
ガラスライニングした、攪拌機,ジャケット付きの反応
タンクで行うことができる。また、反応の途中で酸素の
吹き込み,光量のコントロールを行うことで生成物の分
子量を調節することもできる。
【0015】このように本発明の方法で製造した塩化ゴ
ムは溶液法で作ったものと比べて、優れた耐久性を示す
など、同等以上の品質を有しており、トルエン,キシレ
ン,MEK,酢酸エチル等の有機溶剤に容易に溶解し塗
料用途に使用できる。
【0016】
【作用】現在まで、固体状のゴムを原料に用いて水媒体
系で溶剤可溶の塩化ゴムを工業的に製造した例は全く無
い。本発明では、新たな製造方法を用いて従来の塩化ゴ
ムよりも耐塩水性,耐湿性,耐アルカリ性などの耐久性
の高い塩化ゴムの製造に成功した。また、本発明の方法
で塩素化された塩化ゴムは四塩化炭素等の塩素系有機溶
剤を全く含まないために、塩素系有機溶剤中で塩素化を
行う溶液法で製造された従来品と比較して安全性が向上
した。さらに、本発明の製造方法は塩素系有機溶剤を全
く使用しないために、これらの塩素系有機溶剤による環
境汚染を避けることができる。
【0017】
【実施例】以下、実施例に基づいて本発明を具体的に説
明するが、本発明はこれによって制限されるものではな
い。
【0018】実施例1 合成ポリイソプレンゴム(クラプレンIR−10;クラ
レ)を平均比表面積20cm2 /g(吸着型比表面積計 フ
ローソーブII 2300 ;島津製作所製を用いて測定)まで
水中でのカッティングによって微細化したもの1キログ
ラムと水8リットルとを内容積が10リットルで攪拌機,
還流冷却機,光照射装置を備えたセパラブルフラスコに
仕込んだ。50℃においてフラスコの底部に設けた口から
塩素ガスを4時間吹込んだ。反応後、内容物を取り出し
て水洗,脱水の後、破砕機(サンプルミル;不二電機工
業)で微細化した。このものを70メッシュのふるいで分
級すると、ふるい上はほとんどがまだ塩素化されていな
いゴムであり、ふるい下は塩化ゴムであった。
【0019】そこで、ふるい上の物のみを再度、上記の
条件で塩素化した。この塩素化,微細化,分級を3回繰
返すと原料ゴムのほとんどが塩化ゴムとなり、70メッシ
ュのふるいを通過した。各々の塩素含有率を測定する
と、45%〜55%(重量%、以下同様)の範囲にあった。
【0020】70メッシュのふるいを通過したもの全てを
集めたものと水8リットルを前述のセパラブルフラスコ
に仕込み、光を照射しながら60℃で5時間塩素ガスを吹
込んだ。反応液を濾過,水洗,乾燥すると、白色の粉末
が得られた。塩素含有率は66%であり、トルエンに容易
に溶解した。
【0021】実施例2 合成ポリイソプレンゴムの平均比表面積が 600cm2 /g
である物に代えた他は実施例1と同様な操作を行って塩
素含有率69%の塩化ゴムを得た。トルエンに溶解させる
と容易に溶解した。
【0022】実施例3 合成ポリイソプレンゴムの平均比表面積が25,000cm2
gである物に代えた他は実施例1と同様な操作を行って
塩素含有率69%の塩化ゴムを得た。トルエンに溶解させ
ると容易に溶解した。
【0023】実施例4 塩素化,微細化の後の分級を省いた他は実施例1と同様
な操作を行った。最終生成物の塩素含有率は67%であ
り、トルエンに容易に溶解した。
【0024】実施例5 合成ポリイソプレン微細化物を天然ゴム(RSS1号、
ムーニー粘度50)微細化物に代えた他は実施例1と同様
な操作を行って塩素含有率65%の塩化ゴムを得た。トル
エンに溶解させると容易に溶解した。
【0025】実施例6 光を照射しながら行う反応を10時間に代えた他は実施例
1と同様な操作を行って塩素含有率71%の塩化ゴムを得
た。トルエンに溶解させると容易に溶解した。
【0026】比較例1 平均比表面積1cm2 /gのゴム粒子を用いた以外は実施
例1と同様な操作を行った。塩素化,微細化,分級を3
回繰返しても70メッシュのふるいを通過した割合は全原
料の2割に相当する量以下であった。また、この70メッ
シュのふるいを通過した物に実施例1の70メッシュ通過
品と同様な操作を施したものは、塩素含有率67%であっ
たがトルエンに完全には溶解しなかった。
【0027】参考例 天然ゴム(RSS1号、ムーニー粘度50)2キログラ
ムと四塩化炭素40リットルを内容積50リットルのガ
ラスライニングした反応器に仕込み75℃で溶解した。
光を照射しながら反応温度75℃で塩素ガスを15時間
通じ塩素化した。反応液を水蒸気蒸留し乾燥して塩化ゴ
ムの粉末を得た。塩素含有率は68%であった。
【0028】塩化ゴムの性能試験 実施例1及び2、比較例1の塩化ゴム並びに参考例の溶
液法で製造した塩化ゴムを 100部とり、塩パラ(A−4
0)45部、二酸化チタン 125部、安定剤 2.5部、キシレ
ン 250部を加え、混練して塗料を調整した。これをサン
ドブラスト板にスプレー塗装し性能を試験した。結果を
次の表に示した。
【0029】
【0030】試験方法(JIS K-5400に準拠) 接 着 性:ゴバン目試験、7日後 塩水噴霧テスト:5%NaCl水を35℃に於いて噴霧,
30日後 耐 湿 性:50℃、 100%RH、30日後 耐アルカリ性:3%NaOH水に浸漬、30日後 促進耐候性:サンシャインウェザオメーター、1000時間
後 結果は◎、○、△、×、××の5段階で表示した。
【0031】
【発明の効果】本発明によって製造された塩化ゴムは、
その製造において従来使用されてきた四塩化炭素等の人
体に有害な反応溶剤を使用していないので、製品中にこ
のような反応溶剤が含まれる心配がなく安全性が向上し
ている。しかも、耐久性においては従来の溶剤を使用し
て製造した塩化ゴムより優れた物性の製品が得られる。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平均比表面積が10cm2 /g〜40,000cm2
    /gに微細化されたゴムを水性媒体中に分散又は懸濁さ
    せて塩素化して製造された溶剤可溶な塩化ゴム。
  2. 【請求項2】 製造された塩化ゴムの塩素含有率が55〜
    75重量%である請求項1記載の塩化ゴム。
  3. 【請求項3】 微細化されたゴムが天然ゴムまたは合成
    ポリイソプレンゴムである請求項1又は2記載の塩化ゴ
    ム。
  4. 【請求項4】 平均比表面積が10cm/g〜40,
    000cm/gに微細化されたゴムを水性媒体中に分
    散又は懸濁させて塩素化することを特徴とする溶剤可溶
    な塩化ゴムの製造方法。
  5. 【請求項5】 製造された塩化ゴムの塩素含有率が55〜
    75重量%である請求項4記載の塩化ゴムの製造方法。
  6. 【請求項6】 塩素化反応終了までに1回以上繰返して
    又は連続して塩素化反応中のゴム粒子の微細化を併行し
    て行なう請求項4又は5記載の塩化ゴムの製造方法。
  7. 【請求項7】 微細化されたゴムが天然ゴムまたは合成
    ポリイソプレンゴムである請求項4〜6までのいずれか
    1項記載の塩化ゴムの製造方法。
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