JPS58162612A - 共重合体の製造方法 - Google Patents

共重合体の製造方法

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JPS58162612A
JPS58162612A JP4461182A JP4461182A JPS58162612A JP S58162612 A JPS58162612 A JP S58162612A JP 4461182 A JP4461182 A JP 4461182A JP 4461182 A JP4461182 A JP 4461182A JP S58162612 A JPS58162612 A JP S58162612A
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polymerization
reactor
copolymer
ethylene
olefin
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Noboru Ooshima
昇 大嶋
Yasuo Toyama
外山 靖男
Kazumi Uchimura
和美 内村
Yoshito Yoshimura
吉村 嘉人
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Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
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Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
Japan Synthetic Rubber Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は蒸発によシ冷却された特殊力反応器を用いてエ
チレン、α−オレフィンおよび非共役ジエンから成る共
重合体を製造する方法に関するものである。
配位触媒を用いてエチレンとプロピレンの如きα−オレ
フィンおよび非共役ジエンとの共重合はよく矧られてい
る。
通常、この共重合体は適当な溶媒を用いた溶液重合法や
重合体と溶解度パラメーターの差が大きい七ツマ−また
は溶媒中でのスラリー重合法で得られる。
共重合体を溶液重合法で製造する際、共重合体と溶媒の
金離、溶媒の回収などのため多くのエネルギーが必要で
あるため、できるだけ重合体濃度を増加した条件で実施
することが効果的な方法である。
しかし溶液重合法では重合体濃度を増加させると溶液粘
度が増加するため蒸発により取り除くだめの熱移動速度
が減少すること、攪拌が不十分になり、均一組成の重合
体が得られなくなるなど問題点があるため重合体濃度と
しては約10重量%前後に限定されていた。一方、スラ
リー重合法では反応媒体の粘度が低いため、物質移動が
容易でありまた攪拌も容鵬であるため溶液重合法よりさ
らに重合体rts度を増加させることができる。
更に単量体を溶媒とするスラリー重合法においては溶媒
を使用しないため溶媒の分離および回収を省略できる。
スラリー重合法は多くの利点を有するが、また次のよう
な欠点を有している。例えば生成重合体が反応器内壁お
よび攪拌翼等に付着し、長時間連続重合を実施すると反
応諸刃を閉塞に至らしめることである。
本発明は溶液重合法においては30重駿チ以上の高重合
体濃度下の条件で重合が実施でき、またスラリー重合法
においては35重量%以上の高重合体濃度下で長時間連
続重合を行なっても反応器を閉塞せしめずに重合が実施
でき、均一な組成の共重合体を提供する方法として、反
応器にニーグー型重合反応器を用いることによってはじ
めて実現できることを見い出したものである。
すなわち本発明はエチレン、α−オレフィンおよび非共
役ジエンを重合媒体の存在下に配位触媒を用いて、かつ
蒸気を反応器から取り出し、その蒸気の一部を凝縮させ
て、液体/蒸気混合物を形成させて、さらにこれを反応
器へ循環せしめて重合を行なう際に、反応器として2軸
式ニーグー型重合反応器を用いることを特徴とするエチ
レン、α−オレフィンおよび非共役ジエンからなる共重
合体の製造方法を提供するものである。
本発明の方法は、反応器中の単量体または溶媒の一部を
蒸発させ、さらに凝縮させて再び反応器へ循環せしめて
重合熱の除去を行なうため重合系は高重合転化率すなわ
ち高重合体4度でも11合熱の除去が容易である。
本発明のニーグー型重合反応器は重合体、スラリーまた
は重合体溶液が槽の中央に向って“たたみ込むような流
れになる攪拌翼を有していることおよび攪拌翼によって
反応器内壁をかき取る構造になっているため重合体が不
溶の媒体中でのスラリー重合を長時間、実施しても反応
器中の単量体濃度が均一で、かつ重合体付着による反応
器の閉塞はなく、均一組成の共重合体がイuられる。ま
た高重合体・農度の溶液重合を実施しても、1軸のラセ
ン翼の攪拌翼を有する反L6Wpこ較べて攪拌混合が十
分行なわれるため溶媒および単量体の蒸発による熱移動
(熱除去)は容易vctB来、かつ生成重合体もエチレ
ン、α−オレフィンおよび非共役ジエンの組成も均一な
共重合体が得られる。
本発明のニーグー型重合反応器は2軸式で羽根は槽の中
央に向かって重合体溶イ欠またはスラリーをたたみ込む
ように回転する攪拌翼を有する反応器である。
2軸の各々の軸は攪拌翼を固定するものであって、反応
器内を貫通するもの、または反応器内を貫通しないで翼
を固定するだけのものでもよい。
羽根の形状はΣ(シグマ)型、Σ型、S型、つばめ型お
よび位相を変えないリボン翼型々ど用いられるが打着し
くは2型、Σ型が用いられる。
Σ型の形状の場合、2軸の羽根が互いに接線状に回転す
るもの(接線型)や、少しラップして回転するもの(ラ
ップ型)など羽根の型状を選択できる。接線型の羽根は
2軸の回転数は同じか異なり、速比は1:1.11.5
.1:2の範囲 −で選択できる。ラップ型は構造上、
2軸は等速回転になる。+f!線型、ラップ型とも槽と
羽根の間隙はきわめて小さいためここで強力なせん断、
圧縮が行なわれ混合が良好に行なわれる。また2軸の翼
が互いにかきとシ合う作用をするため貿へのポ゛リマー
の付着は少ない。
本発明に従って製造できる共重合体はエチレンと+14
造式 %式% (上式中Rは好適には直鎖のアルキル基である。)を有
するα−オレフィンおよび非共役ジエンから成る共重合
体である。
(V−オレフィンとしてプロピレン、1−ブテン、1−
ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセンな
どで、好適にはプロピレンが用いられる。
非共役ジエンとしては1,4−へキサジエン、ジシクロ
ペンタジェン、5−メチレン−2−ノルボルネン、5−
エチリデン−2−ノルボルネン、5−インプロピリデン
−2−ノルボルネン、5−インプロペニル−2−ノルボ
ルネンおヨヒ1.5−シクロオクタジエンなどが用いら
れる。
本発明の方法によって製造されるLし重合体はα−オレ
フィンを20〜60重量係、非共没ンエノを1〜20重
量%含。む共重合体であり、残りはエチレンである。
本発明の方法での重合媒体としては9−オレフィン単量
体、プロパン、ブタン、はブタン、ヘキサン、ヘプタン
、オクタン、ベンゼン、トルエンなどの炭化水素溶媒、
および塩化メチレン、クロルベンゼン、ジクロルエチレ
ンなどのハロゲン化炭化水素が用いられる。この中でス
ラリーまたは溶液状態で重合が行なわれるが好ましくは
プロピレン、プロノ々ン、ブテン、ブタン、ペンタン、
などの溶解度パラメーターが6.0〜6.7(25℃)
である炭化水素溶媒である。溶解度パラメーターが60
〜6.7C25℃)であれば本発明の好ましい共重合体
であるエチレン、プロピレンおよび非共役ジエンからな
る共重合体がスラリー状になり1かつ高分子量の重合体
かえられる。
配位触媒系としては周期律表の第1yb、vbおよびv
b族の遷移金属化合物群から選択された遷移金属化合物
と第11a、Ibおよびl1la族から成る有機金属化
合物である。代表的な遷移金属化合物としテVOC63
、VCl2、VO(OEt)3、V(ACAC) 3、
VO(ACAC)2、 VO(OBu)2、 VOCl
、2(tT)Bu)、vo[ocn2c((シr■5)
x)2C4゜などのバナジウム化合物(ここでAcAC
はアセチルアセトナート、Buはブチル基、Etはエチ
ル基をは味する) TiCl2. TiC44、TiC
4xD(X:1〜3、D:第6級アミン、エーテル、ア
ルコール、エステルなどの化合物)、TiC1x(OR
)y(xly二4 X:D〜3、y:+〜4の整数、R
けエチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基)など
のチタニウム化合物およびMgcz、2、MgC1(O
H)で活性化されたチタニウム化合物、5109、At
203に相持されたチタニウム化合物などが挙げられる
本発明の有機金属化合物としては一般式RLI、R2M
g、 RMgX、 R2Zn、 R2Ca、 R2Ba
、 AtRmXn ()(: C1〜0,2のアルキル
、アルキルアリール、了り−ルアルキルおよびシクロア
ルギル基、nl:1〜6の数1.XはCL、Br、工な
どの)・ロゲン原子、■ム)n二3)で表わされる化合
物である。代表例としてBuLi、Bu2Mg、 Kt
2M、i<、 KtMgCt、 BuM)(CI。
f!J2Zn、  Bu2Ca、  Bu2Ba、  
AIJt3、 At1Bu3 、AI−F2t、2C1
゜AIJtCt2、Azgtl、5. czl、5、A
ti −Bu 2 CLなどである。
(Et :エチル基、Buニブチル基)TiC13、’
ricz5錯体などの遷移金属化合物を用。
いたときは有機金属化合物は必ずしも必要としない。通
常遷移金属化合物1グラム原子当り有機金属化合物は0
.5〜100モルの範囲で使用される。単量体は遷移金
属化合物1グラム原子当り、100〜1000000モ
ルの範囲入用いらnる。重合反応rli−20〜100
℃の範囲の温度下、好まし2くは10〜80℃の範囲で
行われる。圧力は重合温度、反応媒体、単量体濃度など
に依存するが1〜100々/α2Gの範囲で行なわれる
本発明の共重合体の製造において分子量の調節は触媒の
量以外に水素ガス、ジアルキル穐鉛などの添加によって
行なわれる。
次に本発明方法の一実施態様を図によって説明する。
第1図は本発明で使用するエチレン−α−オレフィン−
非共役ジエン系共重合体の重合プロセスの説明図であり
、第2図は本発明で使用するニーグー型重合反応藷の平
面図である。
第1.2図においてニーダ−型重合反L1、器の代表例
である2軸Σ輯式ニーダー型反応器を示す。
エチレン、α−オレフィンは供給流5.6から連続的に
供給され、循環単量体流7と合流して反応器Aに供給さ
れる。
触媒の遷移金属化合物は1から、有機金属比合物は2か
ら、非共役ジエン化合物は6から分子畦調節剤は8から
また溶媒を使用する場合は溶媒は4から反応器Aに連続
的に供給される。
共重合体、未反応革量体、触媒からなる重合体生成物は
制御パルプCV1を通り流れ9として11!続的に排出
される。
この御制バルブCV1は出口流の速変を調節しかつ反応
器中の液体容量を全容量の約半分Vζ維持する働きをす
る。反応混合物は攪拌翼Bにより折りたたまれるように
攪拌混合される。
反応混合物の揮発性の高い成分の1部は温度センサーT
により調節される流量制御バルブcv2を通り、蒸気流
10として連続的に取り出されこの蒸気はノックアウト
ドラムDを通過し、液体部分は流れ11として反応器に
返送される。
流れ12中の気体は圧縮機Cによって圧縮され凝縮器E
にて凝縮せしめられる。
反応器からの揮発性成分の蒸発は熱容量が大きいため重
合熱の除去が容易で、重合温度の制御は流量制御バルブ
cv2によって行なわれる。
本発明のエチレン−α−オレフィン−非共役ジエン系共
重合体を高濃度で重合する場合、攪拌混合効果を良くし
ないと・、重合体溶液が部分的に除熱が不十分になり温
度分布が生じ、重合体の組成が不拘−忙なったり、重合
体ゲルが生成し反応器内に付着し、攪拌動力を著しく増
加させたり、反応器内の閉塞をもたらしたりする。
第2図の2軸Σ翼式ニーグー重合反応器について説明す
ると、回転軸?1.?2に反応器の長手方向に水平に設
けてあり攪拌翼はΣ型形状で相互に180°の位相差を
もって取り付けである。
外側より内側に向って互いに反応方向に回転する回転軸
Fl、F20回転により攪拌11B1. B2により反
応混合物は攪拌が行なわれ、表面更新作用を受けながら
反応器出口方向へ移動する。
攪拌翼Bl、B2はそれぞれ近接して回転し、かつ反応
器壁との間隔も小さいので重合体は常にかきとられるよ
うになっている。
この様に2軸゛Σ型翼式ニーグー型重合反応器はデツド
ス試−スが少なく、表面更新作用の促進された構造を有
する反応器である。
次に実施例を挙げて本発明の詳細な説明する。
実施例 本実施例を行なうために使用した装置を第1図″に示す
。内容積30tのΣ型攪拌翼を有する2軸式ニーグー型
重合反応器を用いて連続重合を行なった。
反応MAの流体量は約+2tに保ち重合熱は反応液体を
沸とうせしめて除熱し、制御叶バルブCV2により液体
の温度が40℃、圧力約2.2 Ky/M2G K制御
した。さらに補助的手役として反応器の周りを水ジャケ
ットにより重合熱を除去した。
各反応成分は次の方法で反応器Aに供給した。
なお1本実施例の重合媒体であるプロピレンの溶解度パ
ラメーターは6.1である。
エチレン、プロピレンは導管5,6よりそれぞれ42 
Q Q 9/Hr、1o s o o y/Hrで供給
し、循環されている水素、エチレン、プロピレンと導’
I7で合流して反応WAK 10℃で供給した。さらに
水素はQ、 Q 7 t/Hrで導管8より、5−エチ
リデン−2−ノルボルネンは80t/′Hrで導管5よ
り、オキシ三塩化バナジウムは1.0モル/lのヘキサ
ン溶液として0.049’Hrで導管1より、エチルア
ルミニウムセスキクロライドは導管2より10モル/l
のヘキサン溶液として0.032 LIHrで反応器A
に供給した。
反応混合物は15000 t/Hrで制御ノqルブCv
1によって制御して反応器Aより排出した。重合スラリ
ーの重合体含有量Fi40#と高重合体濃度であった。
反応器Aの気相部を分析した結果、窒素が0.8チ水素
が0.3%エチレンが200%およびプロピレンが78
.9 %と高プロピレン濃度であった。
生成共重合体の平均組成はエチレン60重量%、プロピ
レン65重量%、ヨウ素価99でありムーニー粘度(M
L1+a 100℃)45であった。
48時間連続重合を実施しても反応器内、導管中とも重
合体による閉塞はなかった。
比較例 実施例の2軸式ニーグー型重合反応器の代りに内容積6
0tの1軸ラセン翼を有する重合反応器を用いる以外、
実施例と同様に行なった。
連続重合を開始して5時間後には1軸リボン翼及び軸上
にポリマーが付着し有効内容積が約Aに減少したため重
合を停止した。重合反応器から抜き出される共重合体の
平均組成はエチレン55重−量係プロピレン40重量係
ヨウ素価99でありムーニー粘度は42であった。
反応器内に付着したポリマーの平均組成はエチレン70
重量係プロピレン26重♀%ヨウ素価75でありムーニ
ー粘度は70であった。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明で使用するエチレン−α−オレフィン−
非共役ジエン系共重合体の重合プロセスの説明図である
。 第2図は本発明で使用するニーグー型重合反応器の平面
図である。 A・・・反 応 器  B・・・攪 拌 翼C・・・圧
 M  機   D・・・ノックアウトドラムE・・・
凝 縮 器  F・・・回 転 軸C■1.Cv2.C
v3・・・制御ノZルブT・・・温度センサー 特許出顆入 日本合成ゴム株式会社 代理人弁理士伊東 彰

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  エチレン、α−オレフィンおよび非共役ンエ
    ンを重合媒体の存在下に配位触媒を用いて。 かつ蒸気を反応器から取り出しその蒸気の一部を凝縮さ
    せて液体/蒸気混合物を形成さ妊、さらにこれを反応器
    へ循環せしめて重合を行なう際に反応器としてニーダ−
    型重合反応器を用いることを特徴とするエチレン、α−
    オレフィンおよび非共役ジエンからなる共重合体の製造
    方法。
  2. (2)  共重合体が重合媒体に不溶である状態で重合
    を行なうことを特徴とする特許請求の範1用第(1)項
    記載のエチレン、α−オレフィンふ・よび非共役ジエン
    からなる共重合体の製造方法、(3)  重合媒体がプ
    ロピレン、ゾロノξン、ブテン、ノタン、ペンタンなど
    炭化水素溶媒から選ばれた1種または2種以上の重合媒
    体であって、その溶解度パラメーターが6.0〜6.7
     (25℃)であることを特徴とする特許請求の範囲第
    (2)項記載のエチレン、α−オレフィンおよび非共役
    ジエンからなる共重合体の製造方法。
JP4461182A 1982-03-23 1982-03-23 共重合体の製造方法 Granted JPS58162612A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010221219A (ja) * 2010-06-28 2010-10-07 Asahi Glass Co Ltd 気液混合装置および気液混合方法、重合体の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5137177A (en) * 1974-07-27 1976-03-29 Erdoelchemie Gmbh Arufua orefuinno kaijojugohoho

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