JPS5891706A - 高シス1,4−ポリブタジエンの製造方法 - Google Patents

高シス1,4−ポリブタジエンの製造方法

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JPS5891706A
JPS5891706A JP18929681A JP18929681A JPS5891706A JP S5891706 A JPS5891706 A JP S5891706A JP 18929681 A JP18929681 A JP 18929681A JP 18929681 A JP18929681 A JP 18929681A JP S5891706 A JPS5891706 A JP S5891706A
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JP
Japan
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butadiene
group
compound selected
polymerization
nickel
Prior art date
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Pending
Application number
JP18929681A
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English (en)
Inventor
Yoshito Yoshimura
吉村 嘉人
Noboru Ooshima
昇 大嶋
Mitsuhiro Kamata
鎌田 光浩
Tsutomu Kitayama
北山 勉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JSR Corp
Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
Japan Synthetic Rubber Co Ltd
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Publication date
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  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

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】 本発明は破壊特性,引き裂き特性,反撥弾性に優れた高
シスl, 4−ポリブタジェンの製造方法に関するもの
である。
高シス1.4−ポリブタジェンは従来天然ゴムあるいは
S BTLと共にタイヤトレッド,サイドウメール等に
使用されてきた。
近年タイヤ素材は省エネルギーの見地からタイヤトレッ
ドに使用する材料として転がり摩擦抵抗の低減が強く要
求され,また、サイドウオールに使用する拐料には引裂
き特性,破壊特性のより良い材料が要求されるようにな
ってきた。
またタイヤの転がり摩擦抵抗を低減するタイヤ1・レッ
ド材料としては,車の走行時にタイヤが路面との接触部
に受ける荷重とタイヤの回転に伴う繰り返し変形作用に
よって生ずるエネルギー損失の少いことが必要であり、
ゴム材料試験としては一般に反撥弾性のような動的損失
特性で転勤抵抗の目安とすることができる。
従来の溶液重合法で製造されているNi系触媒による高
シス1.4−ポリブタジェンは他の重合触媒に比べて反
撥弾性、破壊強度、引裂き強度ともに高い水準にあるが
、省エネルギー、省資源の見地からさらにこれら特性の
向上が要求されてきた。
本発明者らはNi系触媒の優れた性能に着目して鋭意検
討の結果、従来のNi系触媒を使用した溶液重合ポリブ
タジェンが有する特性を大幅に改良して優れた破壊特性
、引裂き特性2反撥弾性のタイヤ用高シスl、 4−ポ
リブタジェンを製造する方法を見い出した。すなわち本
発明は、(a)ニッケルの有機カルボン酸塩およびニッ
ケルの有機錯化合物からなる群から選ばれた少なくとも
1つの化合物、(b)弗化ホウ素およびその錯化合物か
らなる群から選ばれた少なくとも1つの化合物、(C)
周期律表のアルカリ金属、第■族および第■族の金属の
有機金属化合物からなる群から選ばれた少なくとも1つ
の化合物からなるNi系触媒の存在下で、■、8−ブタ
ジェンを重合するにあたり、■、3−ブタジェンを蒸発
させ、冷却液化し、還流することにより除熱して1.3
−ブタジェンを重合することを特徴とする特許 高シス1. 4−ポリブタジェンの製造方法である。
Ni系触媒による1. 3−ブタジェンの重合で。
1、 3−ブタジェンを蒸発させ2冷却液化し,還流す
ることにより除熱するプロセスを用いることにより,意
外なことに生成ポリブタンエンの破壊特性,引裂き特性
,反撥弾性が改良される。
本発明で使用する触媒の第1成分であるニッケルの有機
カルボン酸塩およびニッケルの有機錯化合物には蟻酸ニ
ッケル,酢酸ニッケル,オクテン酸ニッケル,ナフテン
酸ニノケル,ステアリン酸ニンケル,安息香酸ニッケル
,ニッケル力ルボニル,サリチルアルデヒドニッケル。
 8 一 アセチルア七トン二ノケル,ア七ト酢酸ニノヶル,ア七
ト酢酸エチルニッケル,ビス(α−フリルジオキシム)
ニッケル,ビス(サリチルアルデヒド)エチレンジイミ
ンニノヶルオヨヒこれらの類似の化合物が含まれる。こ
れらのニッケルの有機カルボン酸塩ふ・よび有機錯化合
物の中には炭化水素溶剤に不溶のものも含まれている。
しかしこれらはよく粉砕し,他の触媒成分および後で述
べるジエン化合物と混合した後。
熟成反応を充分性なうことによって漸次溶解して触媒を
形成するので使用可能である。
第2成分は弗化ホウ素および弗化ホウ素の錯化合物であ
るが,弗化ホウ素錯化合物の例としては弗化ホウ素とジ
エチルエーテル,ジブチルエーテル,ジイソプロビルエ
ーテル,ジオクチルエーテルなどエーテルとの錯化合物
,弗化ポウ素とフェノールとの錯化合物などが挙げられ
る0 第8成分である周期律表のアルカリ金属,第用族および
第環族の金属の有機金属化合物には。
 4 一 プチルリチウム,アミルナトリウム,ジエチル辱鉛,ジ
エチルカドミウム,トリエチルアルミニウム,トリイソ
ブチルアルミニウム,弗化ジエチルアルミニウムなどが
含まれる。
本発明で使用する触媒は第1成分,第2成分および第3
成分を炭化水素溶剤中で混合し,これを−20〜120
Cの温度で熟成処理して調製するのが好適である。触媒
調製にあたっては。
ニッケルの化合物1モル当り05〜80モルの共役した
2個の二重結合を有する鎖状炭化水素の存在下で行なう
こともできる。いずれか一つの触媒成分に共役した2個
の二重結合を有する鎖状炭化水素を添加しておく場合は
,その保存上ニッケル成分に添加するのが好ましい。触
媒成分は炭化水素溶剤中で任意の順序で混合されるが,
それぞれの成分を予め炭化水素溶剤に溶解したものを使
用してもよい。
本発明の触媒調製時に添加する共役した2個の二重結合
を有する鎖状炭化水素,すなわちジエン化合物にはブタ
ジエン,イソブレン,ジメチルブタジェン、■、8−ペ
ンタジェンなどが含まれるが、単量体であるブタジェン
を使用するのが好都合である。
重合に使用する触媒量はブタジエン1キログラム モル、好ましくは5〜20ミリグラムモル、第2成分を
第1成分に対し2−20倍モル量,第8成分を第1成分
に対し2〜20倍モル量使用し,これによって反応速度
を適度に制御することができる。
炭化水素溶剤としては,ベンゼン、トルエン。
キシレンなどの芳香族炭化水素,ペンタン、ヘキサン、
ヘプタン、オクタンなどの1宿肪族炭化水素およびシク
ロヘキサン、デカリンなどの指環族炭化水素を使用する
ことができる。
炭化水素溶剤の使用量は重合に使用する単量体量100
重歇部に対し150重計部以下,好ましくは100重量
部以丁,特に好ましくは10重量部以下であることが望
ましい。溶剤量を増やせば2反撥弾性,破壊強度,引裂
き強度等の物る。所望の重合転化率に達した時点でイソ
プロピルアルコールのような反応停止剤を添加して反応
を停止する。
本発明での重合は】、8−ブタジェンを蒸発させ,冷却
液化し,N流し除熱する方式により行なわれる。具体的
には重合に使用する装置としてlOd−100M3の攪
拌機付き耐圧容器で上部に液体アンモニアで冷却する還
流コンデンサーを置き,耐圧容器とコンデンサーの間を
,蒸発した1.8−ブタジェン蒸気が上昇し,またコン
デンサーで冷却され液化したブタジェンが下降する配管
で接続しであるものが,好適に用いられる。反応系の圧
力はコンデンサー上部の圧力調節弁で調節することがで
き,この操作により反応温度は良好に制御することがで
きる。
Ni系触媒の存在下で1. 8−ブタジェンを重合する
にあたり.上記方式を用いて重合を行なうことにより,
予期せぬ効果として破壊特性。
引裂き特性,および反撥弾性の改良が見出された。
上記重合の反応転化率は10〜60%,好ましくは15
〜40%と低く抑えることが望ましい。反応転化率をこ
のように低く抑えることは,一般の溶液重合が系中のポ
リマー濃度を10−15%以下で行なっていることと比
べても決して不利とはならず,むしろこのことが次のよ
うな利点を有する。すなわち操作面からは,モノマーブ
タジェンと重合体の溶液が流動性を失うことなく反応装
置からの排出およびポンプによる後処理工程への移送を
可能とし2重合体の品質面からは破壊特性,引裂き特性
1反撥弾性により優れた高シス1.4−ポリブタジェン
を得ることができる。反応転化率が10%未満では重合
体の重合変が充分に大きくなく,ムーニー粘度の低い重
合体しか得られず,また60%を超えると溶液粘度が上
昇し1重合体溶液の取扱いが難しくなるので好ましくな
い。
反応温度は20〜150r,好ましくは40〜1、 1
3 0 t:’である。2oc未満では反応速度が著し
く遅くなり不利であり,150tl”を超えると触媒の
不活性化,また重合体のゲル化が起こるので好ましくな
い。
こうして得られた重合体とモノマーブタジェンの溶液は
高沸点の溶剤を含んでいないため(もしくは含んでいて
も七ツマー量に対し少’IJであるため)、スチームス
トリッピングのような方法によらずにフラッシングのみ
で重合体とモノマーとを分離することができる。
本発明で製造されるポリブタジェンは単独でまたはブタ
ジェン−スチレン共重合ゴムモジくは天然ゴム、シスポ
リイソプレン、エチレンプロピレンジエン共重合ゴムな
どのゴムとブレンドして使用することができる。
次に実施例によって本発明の詳細な説明するが,これら
は本発明を限定するものではない。
重合体のミクロ構造はモレ口(DlMorerol ラ
の方法( La chimica e L’1ndus
lria+第1nduslria+959年))によっ
て測定した。
実施例1 液体アンモニアで冷却する邂流冷却器を頭頂につけた2
0dオートクレーブに1.3−ブタジェン5.4 Kg
 (0,1キログラムモル)を充填した。
水分を含まないトルエン250 mlにナフテン酸ニッ
ケル   を 1..2ミリモル。
三フッ化ホウ素エーテラート を 78ミリモル。
トリエチルアルミニウム を 66ミリモルの順に溶解
した。これをオートクレーブに注入し1重合反応を開始
した。
反応開始時の温度は30Uとした。反応が始まると1.
8−ブタジェン蒸気の層流冷却器での凝縮とオートクレ
ーブへの還流量が著しく多くなった。
30分後、イソプロピルアルコール50 mlを加えて
反応を停止した。このときの温度は50Cであった。オ
ートクレーブの内圧を大気圧に丁げ、モノマーをフラッ
シングで飛ばし、さらに熱ロールで老化防止剤(2,6
−ジターシャリ−ブチルフェノール)を加えて乾燥した
。得られたポリマーの量は1.08 Kqであった。こ
れは反応転化率20%に相当する。ポリマーのムーニ粘
度はM L 、+4(100’o) 4.1であった。
ミクロ構造はシス】、4結合965%、トランス1.4
結合25%、ビニル結合10%であった。
実施例2 実施例1と同様に還流冷却器付2.0eオートクレーブ
で反応を行い、45分後に反応を止めた。得られたポリ
マーは8.24 Kg、 反応転化率は55%であった
。ポリマーのムーニー粘度は75であった。
ミクロ構造はシス1.4結合9t1.4%、トランス1
、4結合25%、ビニル結合11%であった。
実施例8 トリエチルアルミニウムの代りにn−ブチルリチウムを
用いた以外は実施例1と同様にして還流冷却器付201
オートクレーブで重合反応を行ない、30分後に反応を
止めた。得られたポリマーはt、a5Kq、反応転化率
は25%であった。ポリマーのムーニー粘度は42であ
った。
ミクロ構造はシス1.4結合960%、トランス1.4
結合25%、ビニル結合15%であった。
比較例1 温度コントロールのためのジャケラ ト付き501リア
クターにl、 i3−ブタジェン5.4 Kg(0,1
Kgモル)、トルエン(溶媒)27Kgを充填した。乾
燥したトルエン250 mlにナフテン酸ニッケル  
 1.2ミリモル三フッ化ホウ素エーテラート 78ミ
リモルトリエチルアルミニウム 66ミリモルを溶解し
た。これをオートクレーブに注入し。
重合反応を開始した。
重合開始温度は30Cであり、その後はジャケットに冷
却水を流し1反応温度は50Uに保った。1時間後に反
応を停止した。ポリマー溶液はスチームストリッピング
でポリマーを回収した。ポリマーは4. s 2 K9
であった。転化率は80%、ムーニー粘度は4zであっ
た。
ミクロ構造はシスl、4結合949%、トランス1、4
結合25%、ビニル結合26%であった。
実施例1〜3で得られたポリマーと比較例1で得られた
ポリマーの物性を表−1に示す。
本発明で得られたポリマーは、破壊特性、引裂き特性お
よび反撥弾性に優れたものであることがわかる。
表−1 配合処分  (重量部) ポ  リ  マ −      100カーボンブラツ
ク(N13F30)  50酸化唾鉛1号 4 ステアリン酸     2 老化防止剤    l(N;!工胃ン(7%oe°>)
p−)促  進  剤DP0  07 (ジフェニルグ
アニジン)促  a   剤 DM    1.0(ジ
ベンゾチアジルジスルフィド)硫      黄   
   14 加硫条1q=    145rlo分プレス加硫1)引
張試験   JTSI(6801に準拠2)引裂試験 
 JIS K 6801 (B恨゛ン→I/1馴)し簾
特許出願人 日本合成ゴム株式会社 代理人 弁理士 伊 東  彰 15−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)  (a)  ニッケルの有機カルボン酸塩およ
    びニッケルの有機錯化合物からなる群から選ばれた少な
    くとも1つの化合物。 (b)  弗化ホウ素およびその錯化合物からなる群か
    ら選ばれた少なくとも1つの化合物。 (c)  周期律表のアルカリ金属、第■族および第■
    族の金属の有機金属化合物からなる群から選ばれた少な
    くとも1つの化合物 からなるNi系触媒の存在下で1,3−ブタジェンを重
    合するにあたり、1.8−ブタジェンを蒸発させ、冷却
    液化し、還流することにより除熱してl、 8−ブタジ
    ェンを重合することを特徴とする特許 高シス1. 4−ポリブタジェンの製造方法(2)  
    該Ni系触媒の存在下で1.3−ブタジェンを重合する
    にあたり,■,8ーブタジェン100重量部に対し15
    0重量部以];の炭化水素溶剤の存在下で重合すること
    を特徴とする特許請求の範囲第(1)項記載の製造方法
    。 (3)重合転化率が10〜60%となるように重合する
    特許請求の範囲第(1)項記載の製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2594440A1 (fr) * 1986-02-19 1987-08-21 Goodyear Tire & Rubber Procede en continu pour la polymerisation en masse du butadiene
KR100264513B1 (ko) * 1998-02-27 2000-09-01 박찬구 고 1,4-시스 함량을 갖는 폴리부타디엔의 분지도 조절방법
KR100298571B1 (ko) * 1999-06-17 2001-09-13 박찬구 높은 1,4-시스 함량을 갖는 폴리부타디엔의 제조방법
KR100462664B1 (ko) * 2002-09-27 2004-12-20 금호석유화학 주식회사 1,4-시스 폴리부타디엔의 제조방법

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