JPS5941308A - ポリオレフインをクロロスルホン化する方法 - Google Patents
ポリオレフインをクロロスルホン化する方法Info
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- JPS5941308A JPS5941308A JP58136004A JP13600483A JPS5941308A JP S5941308 A JPS5941308 A JP S5941308A JP 58136004 A JP58136004 A JP 58136004A JP 13600483 A JP13600483 A JP 13600483A JP S5941308 A JPS5941308 A JP S5941308A
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- polyethylene
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- chlorine
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F8/00—Chemical modification by after-treatment
- C08F8/34—Introducing sulfur atoms or sulfur-containing groups
- C08F8/38—Sulfohalogenation
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
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- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の背景
クロロヌルホン化、IP IJエチレンエラストマーは
ポリエチレンを触媒と共に四塩化炭素のような溶媒中に
溶解し、塩素と二酸化硫黄をその溶液中に気泡として通
すことによって製造され、約20乃至40俤の塩素と第
2級塩化スルホニル基中に存在する約1乃至2チの硫黄
をき有するポリマーを得る。クロロヌルホン化ポリエチ
レンは溶媒から単離されて乾燥される。溶媒の使用はそ
の希薄溶液を取扱うために大型の装置dを必要とし、z
j? リマーを溶媒から単離するためにより大きな装置
を、そしてさらに溶媒を回収し梢製して再使用するため
にもっど大きな装置゛を必要とする。加工およびコーテ
ィリティのコストに加オて、塩素化された溶媒が毒物学
的問題を起こす。大規模の応用の際には、作業者達を保
護し、四塩化炭素その他の溶媒による大気の汚染を防止
する必要がある。さらに、溶媒中のクロロスルホン化は
多くの高分子量高密度の、j5 IJエチレンには困難
である。
ポリエチレンを触媒と共に四塩化炭素のような溶媒中に
溶解し、塩素と二酸化硫黄をその溶液中に気泡として通
すことによって製造され、約20乃至40俤の塩素と第
2級塩化スルホニル基中に存在する約1乃至2チの硫黄
をき有するポリマーを得る。クロロヌルホン化ポリエチ
レンは溶媒から単離されて乾燥される。溶媒の使用はそ
の希薄溶液を取扱うために大型の装置dを必要とし、z
j? リマーを溶媒から単離するためにより大きな装置
を、そしてさらに溶媒を回収し梢製して再使用するため
にもっど大きな装置゛を必要とする。加工およびコーテ
ィリティのコストに加オて、塩素化された溶媒が毒物学
的問題を起こす。大規模の応用の際には、作業者達を保
護し、四塩化炭素その他の溶媒による大気の汚染を防止
する必要がある。さらに、溶媒中のクロロスルホン化は
多くの高分子量高密度の、j5 IJエチレンには困難
である。
先行技術の開示
溶媒の套装を省く1つの方法が英国特許明細四糖815
.234号に記載されており、そこではQ、 25 r
run以下の粒間のポリエチレンを溶媒その他の液相を
存在させず、実質的に100℃以下の温度、好ましくけ
40乃至80℃において塩素と二酸化硫黄の混合がヌで
処理する。二酸化硫黄の塩素に対する比はモル比でl:
1および2;1であリ、イυられるポリマーは10重i
l係もの高い硫黄言有偏および約20重量係もの高い塩
素含有量を有している。これは溶媒法に対する改良を示
しているが、一方で得られる。151Jマー生放物が均
一にクロロヌルホン化されないで、安定性が悪く、加工
その他に問題を生ぜしめ、同時に加硫によって最適の物
性を得ることのできかつ種々の用途に適スル形でのクロ
ロスルホン化エラストマーを提供しない。
.234号に記載されており、そこではQ、 25 r
run以下の粒間のポリエチレンを溶媒その他の液相を
存在させず、実質的に100℃以下の温度、好ましくけ
40乃至80℃において塩素と二酸化硫黄の混合がヌで
処理する。二酸化硫黄の塩素に対する比はモル比でl:
1および2;1であリ、イυられるポリマーは10重i
l係もの高い硫黄言有偏および約20重量係もの高い塩
素含有量を有している。これは溶媒法に対する改良を示
しているが、一方で得られる。151Jマー生放物が均
一にクロロヌルホン化されないで、安定性が悪く、加工
その他に問題を生ぜしめ、同時に加硫によって最適の物
性を得ることのできかつ種々の用途に適スル形でのクロ
ロスルホン化エラストマーを提供しない。
米国特許第3,258,445号に1つの改良法が記載
されており、それはポリオレフィンを細かく粉砕した形
にし、第4級アンモニウム塩−または第3級アミンの存
在において、処理されるポリマーの特徴である吸熱融解
現象の開始温間に等しいかまたはそれ以上の温度でクロ
ロスルホン化することにより、以前の無溶媒系の加工上
の欠点をいくらか除いている。この方法は2工程で行な
われ、第1工程においてポリマーの融解範囲の下限温度
以下の温度で部分的塩素化を行ない、ついで第4級アン
モニウム塩またはアミンを加えて、温度をポリマーの融
解範囲の下限温度の高さに上げてから、塩素と二酸化硫
黄の混合1勿を加える。高温にオケルクロロスルホン化
でFiホリマーが劣化することがあり、粒子が小球形に
な−たり、反応品壁に付着したりする。この複雑な方法
の大声は、紺4級アンモニウム塩またはアミンを八−有
するクロロスルポン化・j?リオレノインが熱々定性に
欠&−)ることである。有機の添加剤は反応中に廟°毒
な副生酸物を形成することがある。
されており、それはポリオレフィンを細かく粉砕した形
にし、第4級アンモニウム塩−または第3級アミンの存
在において、処理されるポリマーの特徴である吸熱融解
現象の開始温間に等しいかまたはそれ以上の温度でクロ
ロスルホン化することにより、以前の無溶媒系の加工上
の欠点をいくらか除いている。この方法は2工程で行な
われ、第1工程においてポリマーの融解範囲の下限温度
以下の温度で部分的塩素化を行ない、ついで第4級アン
モニウム塩またはアミンを加えて、温度をポリマーの融
解範囲の下限温度の高さに上げてから、塩素と二酸化硫
黄の混合1勿を加える。高温にオケルクロロスルホン化
でFiホリマーが劣化することがあり、粒子が小球形に
な−たり、反応品壁に付着したりする。この複雑な方法
の大声は、紺4級アンモニウム塩またはアミンを八−有
するクロロスルポン化・j?リオレノインが熱々定性に
欠&−)ることである。有機の添加剤は反応中に廟°毒
な副生酸物を形成することがある。
7パリエチレンのクロロスルホン化のだめのblfl原
動における問題を除くためのもう1つの試みが米国特許
第2,928,819号に記載されており、そこでは5
0g1i%以上のマグネシア、硫酸アルミニウム、塩化
ナトリウム等の使用が提案されているが、このような予
知の無機材料を使用することもまた、ポリマーからこれ
ら材料の分離を含めて取扱い上およびその他の問題を導
くことになる。
動における問題を除くためのもう1つの試みが米国特許
第2,928,819号に記載されており、そこでは5
0g1i%以上のマグネシア、硫酸アルミニウム、塩化
ナトリウム等の使用が提案されているが、このような予
知の無機材料を使用することもまた、ポリマーからこれ
ら材料の分離を含めて取扱い上およびその他の問題を導
くことになる。
英国特杵明細曹第1415236号は、ポリ塩化ビニル
(pvc )を顔料の存在下に乾燥状態で低温後塩素化
する方法を開示しており、その顔料は塩素化pvcのそ
れ以後の配合に使用されるものとして知られているもの
である。カーd?ンブラツクと二ば化チタンがその上う
々塩素化pvc用の配合4科とじ−C挙げられている。
(pvc )を顔料の存在下に乾燥状態で低温後塩素化
する方法を開示しており、その顔料は塩素化pvcのそ
れ以後の配合に使用されるものとして知られているもの
である。カーd?ンブラツクと二ば化チタンがその上う
々塩素化pvc用の配合4科とじ−C挙げられている。
これらはその塩素化工程において捌Hi 100部につ
き0001部の小町において1史用される。実施例は0
02部のカーフ1−ンブラック、0.01部の二酸化チ
タンの使用、卦よび001部のカー鱈Iンブラ、2りと
0.05部の二酸化チタンの使用を共に500の1菰素
化霊度においで示している。
き0001部の小町において1史用される。実施例は0
02部のカーフ1−ンブラック、0.01部の二酸化チ
タンの使用、卦よび001部のカー鱈Iンブラ、2りと
0.05部の二酸化チタンの使用を共に500の1菰素
化霊度においで示している。
発明の1ν約
細かく粉砕シた2」曾すエチレンを、フリーラノカル反
応の条注下において不活性であり、かつ約40以上の誘
電率および10−13以上10−1以下の導電率値(Ω
−t’rrI−’ )を有する無機化合物の存在で、約
20Cと70℃の間の初KA温度で、その抜少なくとも
ポリエチレンの結晶融点付近の+Mfffiで、気相中
で塩素と二酸化硫黄によりクロロスルホン化し、なお反
応を続けることにより25重量係乃至約45屯−ml係
の塩素および05乃至3市−址係の硫黄をき有し、艮好
な加工性を有し、かつ容易に加硫されて種々の用途に役
立つ力1]置物を形成することのできる安定なりロロス
ルホン化ポリエチレンエラヌトマーを祷る。
応の条注下において不活性であり、かつ約40以上の誘
電率および10−13以上10−1以下の導電率値(Ω
−t’rrI−’ )を有する無機化合物の存在で、約
20Cと70℃の間の初KA温度で、その抜少なくとも
ポリエチレンの結晶融点付近の+Mfffiで、気相中
で塩素と二酸化硫黄によりクロロスルホン化し、なお反
応を続けることにより25重量係乃至約45屯−ml係
の塩素および05乃至3市−址係の硫黄をき有し、艮好
な加工性を有し、かつ容易に加硫されて種々の用途に役
立つ力1]置物を形成することのできる安定なりロロス
ルホン化ポリエチレンエラヌトマーを祷る。
詳細なi;C明
高圧法および低圧法によって製造された低密度および高
密度、紛状および分岐、jf IJエチレンを含むあら
ゆるポリエチレンを使用することができる。
密度、紛状および分岐、jf IJエチレンを含むあら
ゆるポリエチレンを使用することができる。
使用されるポリエチレンは分子鎖が約20,000乃主
舷百万、好−ましくは50,000乃至200,000
であるものでよい。メルトインデックスは001から3
0以下、好ましくは02乃至18の範囲に亘るであろう
。ぞ度は0.90 、/う至Q、 !17 、好ましく
は0.93乃主0.965、および結晶融点は約100
℃乃至140’C,好ましくは120C乃至136℃で
よい。平均粒度は50ミクロン以上、好ましくは75ミ
クロン以上800ミクロン以下、さらに好−ましくけ1
00ミクロン以上600ミクロン以下であろう。均一な
塩素富有率を得るためには、平均粒度で200ミクロン
以下、さらに好ましくけ100ミクロン以下の狭い範囲
の平均粒度を有するポリエチレンを使用することが望ま
しい。例えば、粒度100乃至250ミクロンの粒子の
混合物である。ff IJエチレンで十分であす、粒度
500乃至600ミクロンの混合物でもよいが、粒度が
大きくなる程望ましい塩素および硫黄のき電率に達する
時間を長くする必要があろう。ここにぼりエチレンとい
うのは、エチレンと他のアルファオレフィン、好ましく
は3乃至6個の炭素原子をぼむもの、との共重合体を倉
み、がっ後者を10iii係以下の−において含むもの
であり、例えば5係ブテン−1を倉むものである。他の
、′J5 IJオレフィンとはポリプロピレンおよびポ
リブテン−1を倉む。
舷百万、好−ましくは50,000乃至200,000
であるものでよい。メルトインデックスは001から3
0以下、好ましくは02乃至18の範囲に亘るであろう
。ぞ度は0.90 、/う至Q、 !17 、好ましく
は0.93乃主0.965、および結晶融点は約100
℃乃至140’C,好ましくは120C乃至136℃で
よい。平均粒度は50ミクロン以上、好ましくは75ミ
クロン以上800ミクロン以下、さらに好−ましくけ1
00ミクロン以上600ミクロン以下であろう。均一な
塩素富有率を得るためには、平均粒度で200ミクロン
以下、さらに好ましくけ100ミクロン以下の狭い範囲
の平均粒度を有するポリエチレンを使用することが望ま
しい。例えば、粒度100乃至250ミクロンの粒子の
混合物である。ff IJエチレンで十分であす、粒度
500乃至600ミクロンの混合物でもよいが、粒度が
大きくなる程望ましい塩素および硫黄のき電率に達する
時間を長くする必要があろう。ここにぼりエチレンとい
うのは、エチレンと他のアルファオレフィン、好ましく
は3乃至6個の炭素原子をぼむもの、との共重合体を倉
み、がっ後者を10iii係以下の−において含むもの
であり、例えば5係ブテン−1を倉むものである。他の
、′J5 IJオレフィンとはポリプロピレンおよびポ
リブテン−1を倉む。
使用される無機化合物は2o乃至140Cの幌度乾囲に
おいて約40以上、好′ましくは8o以−トの、tp、
電率と、10−”以上1o−1以下(Ω an )の
導電率値を有するものである◎これらの必要条件に適し
、かつ一般式ABo3を有する化合物が期待されており
、その際AFiNa、に、Rb、Ca、旧5Sr+ B
at Pbn Gd であり、BはTI、5nilr
+Nb。
おいて約40以上、好′ましくは8o以−トの、tp、
電率と、10−”以上1o−1以下(Ω an )の
導電率値を有するものである◎これらの必要条件に適し
、かつ一般式ABo3を有する化合物が期待されており
、その際AFiNa、に、Rb、Ca、旧5Sr+ B
at Pbn Gd であり、BはTI、5nilr
+Nb。
Ta、Wであり、またAとBが1つ以上の元素であるP
b(Zr 、TI )□sのような混合化合物であって
もよい。(John Wllay & 5ona+ N
ew Yorlc+Hj80年発行、Kir’に一01
tmar著”ENCYCLOPEDIAOF CHEM
ICAL TECF(tJOLOGY”、 Th1rd
Edi日on。
b(Zr 、TI )□sのような混合化合物であって
もよい。(John Wllay & 5ona+ N
ew Yorlc+Hj80年発行、Kir’に一01
tmar著”ENCYCLOPEDIAOF CHEM
ICAL TECF(tJOLOGY”、 Th1rd
Edi日on。
Vol、10+pages I to 30.”
F’erroelectriaa”の章参照)このよう
な物質は、二酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸
鉛、チタン酸−・ニオブ酸バリウム−鉛等のようなチタ
ン化合物を包言する。これらの吻實はすべて上記の基準
に適合する。
F’erroelectriaa”の章参照)このよう
な物質は、二酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸
鉛、チタン酸−・ニオブ酸バリウム−鉛等のようなチタ
ン化合物を包言する。これらの吻實はすべて上記の基準
に適合する。
これらの添)JD吻は上記の反応条件下において二酸化
硫黄、塩素および塩化水素に対し不活性なものが望まし
い。これらの基準に適合せずまた他の点でも本発明の方
法に不十分な無機化合物としては、シリカ(誘電率4.
5)、揃酸バリウムCFtj電率11.4)、炭酸カル
シウム(/j′イ率6.0)等である一チタン化合物が
好ましい。
硫黄、塩素および塩化水素に対し不活性なものが望まし
い。これらの基準に適合せずまた他の点でも本発明の方
法に不十分な無機化合物としては、シリカ(誘電率4.
5)、揃酸バリウムCFtj電率11.4)、炭酸カル
シウム(/j′イ率6.0)等である一チタン化合物が
好ましい。
特に有効なのはルチル型二酸化チタンおよびチタン酸バ
リウムである。使用量はポリエせレン100重甘部当り
少なくとも1重量部から約10乃至15重1部またはそ
れ以上であろう。望ましければ大量に(史ってもよいが
、通常はその8快がない。粒ばは約0.05乃至10ミ
クロン、好ましくは2ミクOンである。特に、粒度02
±0.05ミクロンの粒子が実用的である。
リウムである。使用量はポリエせレン100重甘部当り
少なくとも1重量部から約10乃至15重1部またはそ
れ以上であろう。望ましければ大量に(史ってもよいが
、通常はその8快がない。粒ばは約0.05乃至10ミ
クロン、好ましくは2ミクOンである。特に、粒度02
±0.05ミクロンの粒子が実用的である。
1重用される塩素の二酸化硫黄に対する標暴の温度訃よ
び気圧(25℃、0.1 h(1)a)における容積比
は塩素と二1シ化硫黄のぎ有憧に関して1」セリマーの
塔終的組成に影響をもち、その比は20;1乃至l:2
の間で変ってもよいが、好−ましくは1菖素対二酸化疏
A4:1乃至1:1である。反応は通承+Ieリマーが
25乃至45重鎗係の塩素を邑−有するに至る“まで続
けられ、このことけrJeリマーの密匿変化、クロロヌ
ルホン化中の発生HCl0量、その他の方法により測定
さfする。この比は反応のボ4過中に変ってもよく、す
べてのSO□を反応の117I期または後期に添加して
もよい。
び気圧(25℃、0.1 h(1)a)における容積比
は塩素と二1シ化硫黄のぎ有憧に関して1」セリマーの
塔終的組成に影響をもち、その比は20;1乃至l:2
の間で変ってもよいが、好−ましくは1菖素対二酸化疏
A4:1乃至1:1である。反応は通承+Ieリマーが
25乃至45重鎗係の塩素を邑−有するに至る“まで続
けられ、このことけrJeリマーの密匿変化、クロロヌ
ルホン化中の発生HCl0量、その他の方法により測定
さfする。この比は反応のボ4過中に変ってもよく、す
べてのSO□を反応の117I期または後期に添加して
もよい。
希釈用の不活性がヌは必要でないが、窒累、二酸化炭素
等のような不活性ガスを使ってもよい。
等のような不活性ガスを使ってもよい。
未反応の802およびCl3は再循環してもよいが、こ
れはある勘間に讐積さfする副生成物の)ICaをいく
らか包Sするであろう。通常反応器内の議度をFrcz
a度50φ以下、好−ましくけ約25%乃主30係に維
持する/こめこれを排頻する。本発明の方法においては
最小良度の酸素がfJt給σた中丸・よび反応器中にあ
ることが必要で凌)る。反応器中の酸素の最大祉は30
0 ppm以下、好ましくけ150 ppm以下にすべ
きである。
れはある勘間に讐積さfする副生成物の)ICaをいく
らか包Sするであろう。通常反応器内の議度をFrcz
a度50φ以下、好−ましくけ約25%乃主30係に維
持する/こめこれを排頻する。本発明の方法においては
最小良度の酸素がfJt給σた中丸・よび反応器中にあ
ることが必要で凌)る。反応器中の酸素の最大祉は30
0 ppm以下、好ましくけ150 ppm以下にすべ
きである。
クロロスルホン化は約200と70℃の間の温度で開始
され、温度は少なくともポリエチレンの結晶融点付近ま
で上昇させられる。ポリエチレンが約15乃至25重i
%の」音素をJ有して後のこの段階における通常の作業
高度はU刑の、jf IJエチレンの結晶融点より約1
0C上であり、すなわちf)J勘のン」ヒリエチレンの
融点によって約110℃乃至約150℃である。反応温
度をどこまで上げるべきかを決める1つの基準点け、+
5 リエチレンが結合塩素全豹20■量係以−トa有す
る時である。
され、温度は少なくともポリエチレンの結晶融点付近ま
で上昇させられる。ポリエチレンが約15乃至25重i
%の」音素をJ有して後のこの段階における通常の作業
高度はU刑の、jf IJエチレンの結晶融点より約1
0C上であり、すなわちf)J勘のン」ヒリエチレンの
融点によって約110℃乃至約150℃である。反応温
度をどこまで上げるべきかを決める1つの基準点け、+
5 リエチレンが結合塩素全豹20■量係以−トa有す
る時である。
本発明による7ぼりエチレンの気相繁ルククロロスルホ
ン化は種々の条件および装置α、パッチ式および連続式
の両方に適用されるよう意図されている。ポリオレフィ
ンのクロロヌルホン化用に当業者に・ハ1らねている如
何なる手段もこの反応を実施するために使うことができ
よう、例えば回転ドラム、移動床、水平攪拌反応器など
であるが、より好ましくはポリエチレンおよび特定の無
機化合物の流動床において行なうことである。その流動
床反応は通常大気圧付近で、基準的には反応がスの見か
け速度約02乃至5フイ一ト/秒、好ましくは約1乃至
1.5フイ一ト/秒において実tMされる。
ン化は種々の条件および装置α、パッチ式および連続式
の両方に適用されるよう意図されている。ポリオレフィ
ンのクロロヌルホン化用に当業者に・ハ1らねている如
何なる手段もこの反応を実施するために使うことができ
よう、例えば回転ドラム、移動床、水平攪拌反応器など
であるが、より好ましくはポリエチレンおよび特定の無
機化合物の流動床において行なうことである。その流動
床反応は通常大気圧付近で、基準的には反応がスの見か
け速度約02乃至5フイ一ト/秒、好ましくは約1乃至
1.5フイ一ト/秒において実tMされる。
反応速度を増すために光を反応の開始に使うことができ
る。日光、白熱電球などからの光を使ってもよいが、紫
外線がより効撃的であわ、これは少なくとも反応温度が
ポリオレフィンの融点に達するまでの反応初期に使用さ
れるのが好ましいが反応中を通1〜て使用されてもよい
。また反応は過酸化物触媒またはアゲ触媒の分解による
などの熱的にフリーラジカルを発生する方法に土って開
始することができる。熱的に発生した塩素ラジカルも十
分反応を開始するり 反応の終rに際して、ポリマーは反応器から取出され、
未反応の副生成ガスはストリッピングによって除去され
ねばならない。、71Jマーの反応温度は約80℃乃至
110℃に下げることが望ましく、ソシて、7 リマー
は窒素によるパーツがdEEヌトリッピングによって未
反応のs02.ct2および副生成物HC1を除く。
る。日光、白熱電球などからの光を使ってもよいが、紫
外線がより効撃的であわ、これは少なくとも反応温度が
ポリオレフィンの融点に達するまでの反応初期に使用さ
れるのが好ましいが反応中を通1〜て使用されてもよい
。また反応は過酸化物触媒またはアゲ触媒の分解による
などの熱的にフリーラジカルを発生する方法に土って開
始することができる。熱的に発生した塩素ラジカルも十
分反応を開始するり 反応の終rに際して、ポリマーは反応器から取出され、
未反応の副生成ガスはストリッピングによって除去され
ねばならない。、71Jマーの反応温度は約80℃乃至
110℃に下げることが望ましく、ソシて、7 リマー
は窒素によるパーツがdEEヌトリッピングによって未
反応のs02.ct2および副生成物HC1を除く。
特定の無機化合物を混合したポリエチレンのクロロスル
ホン化用流動床プロセスにおいて、反応物の床中の混合
および伝熱に改良がなされ、同時に反応器壁土への、r
f リマーの析出を最小にし、流動床中における果塊作
用を最小にし、本質的に望ましからぬチャンネリングと
流動床の崩壊を防ぐことによって、改良された製法およ
び製品を提供することができる。
ホン化用流動床プロセスにおいて、反応物の床中の混合
および伝熱に改良がなされ、同時に反応器壁土への、r
f リマーの析出を最小にし、流動床中における果塊作
用を最小にし、本質的に望ましからぬチャンネリングと
流動床の崩壊を防ぐことによって、改良された製法およ
び製品を提供することができる。
得られるクロロスルホン化Iリオレフィンは約25乃至
約45重t%の、最適条件では約35乃至38重量係の
、塩素を含有している。硫黄は502Ctとして存在す
るが、硫黄として計算して約0.5乃至3重1lLqb
になるが、これは金属酸化物−億黄力0硫法をざめて多
くの方法で加硫できる加硫性エラストマーを生ぜしめる
。祷られるエラストマーはムーニー粘反の100℃4分
後のML値で約15乃至150、通虜約35乃至120
を有している。
約45重t%の、最適条件では約35乃至38重量係の
、塩素を含有している。硫黄は502Ctとして存在す
るが、硫黄として計算して約0.5乃至3重1lLqb
になるが、これは金属酸化物−億黄力0硫法をざめて多
くの方法で加硫できる加硫性エラストマーを生ぜしめる
。祷られるエラストマーはムーニー粘反の100℃4分
後のML値で約15乃至150、通虜約35乃至120
を有している。
次の実施flJにおいて粉末、J IJエチレンが二酸
化チタンまたはチタン酸バリウムと6己載のように7昆
合され、流動床反応器に入れられ、d素によって・ぞ−
ノされた。反応は室温で塩素と二酸化硫黄を導入するこ
とによって始まった。流動床の温岐を循環浴によって加
熱し、また入るガスを加熱することによって上昇させた
。mllがポリオレフィンの融点に達したとき、流動床
および反応温度を循環浴の温度および/または反応物を
4素によって4釈−することにより調節した。反応の終
結は所望の聰素島゛電率に達するに必要な1M素の全(
P費址によって定められた・最高温度は残留結晶匿の減
少と楓累ざ電率約36係においてエラストマー的機能を
確実ならしめるためにポリオレフィンの融点付近または
その上に維持官)1でいる。反応の114多’J’の際
には、約110℃で1素による・9−ノを行ない1.R
リマー扮木を脱気しテCt 、 5o2b 、j:びT
TClの含有量を40 ppm以下、好ましくは10
pprn以下1・ζしている。得らhた一品は白)hま
たは淡褐色であった。
化チタンまたはチタン酸バリウムと6己載のように7昆
合され、流動床反応器に入れられ、d素によって・ぞ−
ノされた。反応は室温で塩素と二酸化硫黄を導入するこ
とによって始まった。流動床の温岐を循環浴によって加
熱し、また入るガスを加熱することによって上昇させた
。mllがポリオレフィンの融点に達したとき、流動床
および反応温度を循環浴の温度および/または反応物を
4素によって4釈−することにより調節した。反応の終
結は所望の聰素島゛電率に達するに必要な1M素の全(
P費址によって定められた・最高温度は残留結晶匿の減
少と楓累ざ電率約36係においてエラストマー的機能を
確実ならしめるためにポリオレフィンの融点付近または
その上に維持官)1でいる。反応の114多’J’の際
には、約110℃で1素による・9−ノを行ない1.R
リマー扮木を脱気しテCt 、 5o2b 、j:びT
TClの含有量を40 ppm以下、好ましくは10
pprn以下1・ζしている。得らhた一品は白)hま
たは淡褐色であった。
実施例1
密団0.952、示差走査熱址u1による結晶融点13
4℃、メルトインデックス0.8および粘度125−2
50ミクロンを有する高密度7貨リエチL/ ン70
i ヲ二F&化チタン2.1g(ルチル型、粘If O
,18ミクロン)とドライプレンI−”L、シリコーン
油を循環させる加熱ジャケットのついた直値2インチの
ガラス偏流ib床カラムに入れた。流動床はサイクロン
と、“またさらにアルカリスクラバーと連結されていた
。流動床はその外側に主波渣を:356 wnに有子る
紫外光源を備えていた。粉末を30分間4素を約z+i
/分で通して随動化し、その間にr・灰累を除いた。1
(10pprn以下の酸素を3む塩素毎分131およ
び100 pp+n以下の酸素を含む二酸化硫黄毎分6
1の混合物が流動化媒体と反応媒体の両方に使用された
。その混合物を室温で反応器に導入した。流動床の温度
は急速に46Cまで上り、その後下り始めた。この時点
で、熱がジャケットおよび入って来るがスを咥由して与
えられ、流動床の温度は開始から55分以内に125℃
に達した。この時麿で、反応の発熱量が流動床を60分
で133℃に、70分で142℃にした。この温度を適
当な冷却および/または塩素対二酸化硫黄の比を臨時に
変更することによってさらに維持した。反応を77分で
停止した。反応の経過を流動床から抽出した粉末試料の
密度によって追跡した。最終生成物は白色で39係の塩
素と2係の硫黄(塩化スルホニル基として)を含有して
込た。それは50℃でトルエンに完全に溶解しく無機添
加物を別として)、残留結晶度が2係以下であった。ポ
リマーはムーニー粘度120(ML5+4@100℃)
の値を有していた。
4℃、メルトインデックス0.8および粘度125−2
50ミクロンを有する高密度7貨リエチL/ ン70
i ヲ二F&化チタン2.1g(ルチル型、粘If O
,18ミクロン)とドライプレンI−”L、シリコーン
油を循環させる加熱ジャケットのついた直値2インチの
ガラス偏流ib床カラムに入れた。流動床はサイクロン
と、“またさらにアルカリスクラバーと連結されていた
。流動床はその外側に主波渣を:356 wnに有子る
紫外光源を備えていた。粉末を30分間4素を約z+i
/分で通して随動化し、その間にr・灰累を除いた。1
(10pprn以下の酸素を3む塩素毎分131およ
び100 pp+n以下の酸素を含む二酸化硫黄毎分6
1の混合物が流動化媒体と反応媒体の両方に使用された
。その混合物を室温で反応器に導入した。流動床の温度
は急速に46Cまで上り、その後下り始めた。この時点
で、熱がジャケットおよび入って来るがスを咥由して与
えられ、流動床の温度は開始から55分以内に125℃
に達した。この時麿で、反応の発熱量が流動床を60分
で133℃に、70分で142℃にした。この温度を適
当な冷却および/または塩素対二酸化硫黄の比を臨時に
変更することによってさらに維持した。反応を77分で
停止した。反応の経過を流動床から抽出した粉末試料の
密度によって追跡した。最終生成物は白色で39係の塩
素と2係の硫黄(塩化スルホニル基として)を含有して
込た。それは50℃でトルエンに完全に溶解しく無機添
加物を別として)、残留結晶度が2係以下であった。ポ
リマーはムーニー粘度120(ML5+4@100℃)
の値を有していた。
実施例2
二酸化チタンを加えずに実施例1を繰返した。
反応が進行するに従って、yl ’)マー・物質の層が
器壁上に析出し、125℃になると、ポリマーがかたま
りを造り始めて、流動床が崩壊したので、反応を停止し
なければならなくなった。
器壁上に析出し、125℃になると、ポリマーがかたま
りを造り始めて、流動床が崩壊したので、反応を停止し
なければならなくなった。
実施例3
密度0.952、メルトインデックス4,3および粒度
125−250ミクロンを有する高密度ぼりエチレン粉
末を使用して実施例1を繰返した。最高温度は145°
に達し、72分後に生成物は塩業37係および硫黄1.
8%を含有し、示差走査熱量計により測定した残留結晶
度2qb以下であった。
125−250ミクロンを有する高密度ぼりエチレン粉
末を使用して実施例1を繰返した。最高温度は145°
に達し、72分後に生成物は塩業37係および硫黄1.
8%を含有し、示差走査熱量計により測定した残留結晶
度2qb以下であった。
それは50℃でトルエンに完全に溶)↑]’Nした・ム
ーニー値は91であった。
ーニー値は91であった。
実施例4
密度0.955、メルトインデックス15および示差走
査熱量計による結晶融点130’Cを有する高密度ポリ
エチレンを使用して実施例1を繰返した。それは粒度1
25−250ミクロンを有していた◎反応の間、流動床
は反応器壁に析出物を生じない優れた軸方向混合および
反応器ジャケットへの極めて艮好な伝熱とを示した。最
高温度は141℃に達し、75分後に生成物は塩素38
係および硫黄23係をき有していた。それは50’Cで
トルエンに完全に溶解し、残留結晶度2係を有していた
。ムーニー値は40であった。
査熱量計による結晶融点130’Cを有する高密度ポリ
エチレンを使用して実施例1を繰返した。それは粒度1
25−250ミクロンを有していた◎反応の間、流動床
は反応器壁に析出物を生じない優れた軸方向混合および
反応器ジャケットへの極めて艮好な伝熱とを示した。最
高温度は141℃に達し、75分後に生成物は塩素38
係および硫黄23係をき有していた。それは50’Cで
トルエンに完全に溶解し、残留結晶度2係を有していた
。ムーニー値は40であった。
実が1例5
塩素−二酸化硫に混合物の希釈剤として2素を使用して
実施例3を繰返した。混合がヌは一毎分8gの塩素、1
0分71の二酸化Wt tl<および毎分81の窒素か
らなっていた。流動床の温度をゆっくりと1250に上
げ(60分以内)、その後は反応の発熱量が浦足的々熱
を供給して146℃−まで温一度を上げ/ζ。この温度
に達した後18分で、流動床を130℃に冷却し、その
ま−ま反応の終了まで維持した。全反応時間105分後
に、生成物の組成は塩素38.6%および硫R1,5%
であった。それは白色で、示差走査熱量計による残留結
晶間2条以下であった。
実施例3を繰返した。混合がヌは一毎分8gの塩素、1
0分71の二酸化Wt tl<および毎分81の窒素か
らなっていた。流動床の温度をゆっくりと1250に上
げ(60分以内)、その後は反応の発熱量が浦足的々熱
を供給して146℃−まで温一度を上げ/ζ。この温度
に達した後18分で、流動床を130℃に冷却し、その
ま−ま反応の終了まで維持した。全反応時間105分後
に、生成物の組成は塩素38.6%および硫R1,5%
であった。それは白色で、示差走査熱量計による残留結
晶間2条以下であった。
実施vu6
実施例3の二酸化チタンを粒度09ミクロン、10 p
hrのチタン酸バリウムに取り替えて、実験を繰返した
。作業中を通して潰れた混合流動床が覗祭された。最高
η[は146℃に達し、全時間72分後には生成物は塩
素37.5係および硫黄1.7係を含有していた。ポリ
マーは50℃でトルエンに完全に溶解したし、また2q
6の残留結晶度を有していた。
hrのチタン酸バリウムに取り替えて、実験を繰返した
。作業中を通して潰れた混合流動床が覗祭された。最高
η[は146℃に達し、全時間72分後には生成物は塩
素37.5係および硫黄1.7係を含有していた。ポリ
マーは50℃でトルエンに完全に溶解したし、また2q
6の残留結晶度を有していた。
実施例7
実施例3の二酸化チタンの代りにカーdζンブラックを
使用した以外は全く同様に実験を繰返した。
使用した以外は全く同様に実験を繰返した。
温度が123℃に達したとき、流動床ばかたまりを造り
、崩壊したので、反応を停止しなければならなかった。
、崩壊したので、反応を停止しなければならなかった。
実施例8
同じ高密度ポリエチレンであるが粒子の大きさのより大
きなもの(297−420ミクロン)ヲ使用して実施し
u3を繰返した。流速を塩素毎分171および二酸化硫
黄毎分61に増加した。反応を合計110分後に停止し
た。生成物は塩素39係および硫黄1,4餐を含有して
いた。示差走査熱量itにより測定した残留結晶度は7
.4優であった。
きなもの(297−420ミクロン)ヲ使用して実施し
u3を繰返した。流速を塩素毎分171および二酸化硫
黄毎分61に増加した。反応を合計110分後に停止し
た。生成物は塩素39係および硫黄1,4餐を含有して
いた。示差走査熱量itにより測定した残留結晶度は7
.4優であった。
’IEl&ζaは50℃でトルエンに97係町溶であっ
た。
た。
太b(!1例1.3および4の方法に従って調製された
試料を次の処方で配合した: ryeリマー(塩素33乃至41重f≠および硫黄0.
8乃至2.5這財φを含有するクロロスノ(イ)ツ化ポ
リエチレン)100i一部酸化マグネシウム
4重置部ペンタエリスリトール
3重F4部ジペンタメチレンチウラムテトラスルフ
ィド 2型筒部ポリエチレン潤滑剤
1重針部そして試料を加圧化に307℃で3
0分間加硫した。
試料を次の処方で配合した: ryeリマー(塩素33乃至41重f≠および硫黄0.
8乃至2.5這財φを含有するクロロスノ(イ)ツ化ポ
リエチレン)100i一部酸化マグネシウム
4重置部ペンタエリスリトール
3重F4部ジペンタメチレンチウラムテトラスルフ
ィド 2型筒部ポリエチレン潤滑剤
1重針部そして試料を加圧化に307℃で3
0分間加硫した。
その結果得られた加硫物は次のような物性を有していた
。
。
ノーロメーターA値(ASTM 1)2240)
70−80引張り強さcx5カー歪関K(AS
TM D412)13.8−17.2MPa破断点1申
び 300−400憾100qb
モジユラス 2.1−4.1MPa実施例
9 この実施例は、二酸化硫黄の添加時間を変えるとキ、得
られるクロロスルホン化ポリエチレンの物性における変
化を示すものである。上記の実施例中に述べられた方法
に従い、密叶0.952、メルトインデックス43およ
び結晶融点130℃を有するポリエチレンを、ポリエチ
レン100重i部につきる重μ部のルチル二酸化チタン
を混合して、クロロスルポン化[7だ。実験1では塩素
と二酸化1#fAを2:1の比にして反応の間中加えた
が、反応生成物は結合塩素352係および硫* 1.2
%を含んでいた。実j倹2においては、反応l晶度が
115℃になる迄は二酸化硫黄/塩素の添加を2;1の
比において行ない、ついでSO7の添加は停止さ゛れ、
反応は塩素を加えて続け、温度が145℃に達し、反応
生成物が塩素37係および硫黄0.6係を含有するに至
るまで継続した。実験3においては、反応温度が約11
5℃に達するまで塩素だけを加え、次に二酸化硫黄を1
篇素対二酸化硫黄の比2:1で導入し、反応が約137
℃の温度に達し、反応生成物が塩素37係および硫黄1
係を含有するに至るまで紗けた。これら3回の実験から
得られたポリマーを前記のように配合したが、次のよう
な物性が得られた− 実験l 実験2 実験3 ノユロメーターA 90 89 8
3引張り強さ−MPa 11.7 8,
9 17.8破断点伸び一循 215 305
315100 (ZモノユラスーMPa 8
.2 5.2 5.6低(晶脆性 ’C−33
−40−58 特許出仙人 ザ ビー、 エフ、 グツトリツナ カンi+ニー特許
出−代理人 弁理士 背 木 朗 弁理士 西 舘 和 之 弁理士 吉 1)維 夫 弁理士 山 口 Ii8 之 弁理上 四 山 雅 也
70−80引張り強さcx5カー歪関K(AS
TM D412)13.8−17.2MPa破断点1申
び 300−400憾100qb
モジユラス 2.1−4.1MPa実施例
9 この実施例は、二酸化硫黄の添加時間を変えるとキ、得
られるクロロスルホン化ポリエチレンの物性における変
化を示すものである。上記の実施例中に述べられた方法
に従い、密叶0.952、メルトインデックス43およ
び結晶融点130℃を有するポリエチレンを、ポリエチ
レン100重i部につきる重μ部のルチル二酸化チタン
を混合して、クロロスルポン化[7だ。実験1では塩素
と二酸化1#fAを2:1の比にして反応の間中加えた
が、反応生成物は結合塩素352係および硫* 1.2
%を含んでいた。実j倹2においては、反応l晶度が
115℃になる迄は二酸化硫黄/塩素の添加を2;1の
比において行ない、ついでSO7の添加は停止さ゛れ、
反応は塩素を加えて続け、温度が145℃に達し、反応
生成物が塩素37係および硫黄0.6係を含有するに至
るまで継続した。実験3においては、反応温度が約11
5℃に達するまで塩素だけを加え、次に二酸化硫黄を1
篇素対二酸化硫黄の比2:1で導入し、反応が約137
℃の温度に達し、反応生成物が塩素37係および硫黄1
係を含有するに至るまで紗けた。これら3回の実験から
得られたポリマーを前記のように配合したが、次のよう
な物性が得られた− 実験l 実験2 実験3 ノユロメーターA 90 89 8
3引張り強さ−MPa 11.7 8,
9 17.8破断点伸び一循 215 305
315100 (ZモノユラスーMPa 8
.2 5.2 5.6低(晶脆性 ’C−33
−40−58 特許出仙人 ザ ビー、 エフ、 グツトリツナ カンi+ニー特許
出−代理人 弁理士 背 木 朗 弁理士 西 舘 和 之 弁理士 吉 1)維 夫 弁理士 山 口 Ii8 之 弁理上 四 山 雅 也
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)塩素と二酸化硫黄によりポリオレフィンをクロロ
スルホン化するための気相法において、クロロスルホン
化反応を粉末ポリエチレンと無機チタン化合物の流動床
において初期反屯温度の約20℃乃至約70℃において
行ない、反応温度を少なくともポリエチレンの結晶融点
付近にまで上昇させ、かつクロロスルホン化しタホリエ
チレンが所mftの結合されたjM素とilt黄をS有
するに至るまで反応を継紡させることからなる改良方法
。 (2、特許請求の範囲第1項記載の方法において1、j
ミリエチレンが共重合化された炭素原子3乃至6Its
ヲh trアルファオレフィンを10重量係以下にき
崩し、約092乃至約0.97の密度、約1000乃至
約140Cの結晶融点、0.01乃至30以下のメルト
インデックスおよび50乃至800ミクロンの粒度を有
しておυ、無機化合物が細かく粉砕された二酸化チタン
、チタン酸バリウム、チタン酸鉛およびチタン酸−二オ
ブ酸バリウム−鉛カらなる部類から選択したものであり
、ポリエチレン100重一部につき約1乃至15I#部
の址において存在し、約0,01乃至10ミクロンの平
均粒度を有するものであり、かつ反応温度がポリエチレ
ンのクロロスルホン化を光rするために約100 ’C
乃至約150℃に上げられる特許請求の範囲第1項記載
の方法。 (3)特許請求の範囲第2項記載の方法において、該ポ
リエチレンがぼりエチレンであり、0.2乃至18のメ
ルトインデックス、100乃至600ミクロンの粒度お
・よび200乃至300ミクロンの平均粒度軸回を有し
ており、かつ塩素の二酸化硫黄に対する容積比が4;1
乃至1:2であり、該チタン化合物が0.2乃至2ミク
Uンの粒度を有する二酸化チタン゛またはチタン酸バリ
ウムであり、該反応が活性線光の存在下に行なわれる特
許請求の範囲第2項記載の方法。 (4) チタン化合物が約0.2±005ミクロンの粒
度を有するルチル二酸化チタンである特許請求の範囲第
3項記載の方法。 (5)無機化合物が約0.9十〇、Sミクロンの粒度を
有するチタン酸バリウムである特許請求の範囲第3項記
載の方法。 (6)塩素と二酸化硫黄による。j?IJエチレンの気
相クロロスルホン化のための方法であって、上配特宇の
工程において塩素および二酸化硫黄に対し不活性であり
、かつ約40以上の誘電率および10”以上10−1以
下の導電率値(Ω−’、crn ’ )を有する細かく
粉砕された無機化合物を粉末、4f l)エチレンと混
合し、該ポリエチレンを約20℃と70℃の間の初jt
lJd度でクロロスルホン化し、温度を少なくともポリ
エチレンの結晶融点付近まで、上昇させ、々お反応を継
続さ伊て、25重lチ乃至約45重葡係の結合塩素およ
び約0.5乃至3重量係の硫黄をよ有するクロロスルホ
ン化、加硫性ポリエチレンエラストマーを与えることを
含む方法0 (7)特許請求の範囲第6項記載の方法において、クロ
ロスルホン化反応が流動床において行なわJl、該ポリ
エチレンが炭素原子3乃至611iuを含有するアルフ
ァオレフィンを共重合して1 (l ft %以下に含
有し、約0.91乃至約0A)7の密度、約100℃乃
至140℃の結晶融点、001乃至30以下のメルトイ
ンデクヌおよび50乃至800ミクロンの粒度を有する
ものであり、ポリエチレン100重址部に対し約1乃至
15重−hi部の釦に存在する該無機化合物が二酸化チ
タン、チタン酸バリウムまたはチタン酸鉛、あるいはチ
タン酸−ニオブ酸/−F IJ ラム−鉛であり、かつ
約001乃至2ミクロンの平均粒度を有してj、−リ、
塩素の二酸化硫黄に対する容積比が約20=1乃至1:
2であり、ポリエチレンのクロロヌルホン化金光了する
ため反応温度が約100℃乃至約150℃に上昇させら
れる上記特許請求の範囲第6項記載の方法。 (8)%許錆求の範囲第7項記載の方法において、鹸ホ
リエチレンがポリエチレンであり、o、2乃至18のメ
ルトインデックス、100乃至600ミクロンの粒度お
よび200乃至300ミクロンの平均粒度範囲を有する
ものであり、塩素の二酸化硫黄に対する容積比が約4:
1乃至1:1であり、該チタン化合)のが二酸化チタン
またはチタン酸バリウムであり、該反応が活性紗光下で
行なわJlる特許請求の範囲第7項記載の方法。 (9)無機化合物が約0.2乃至2ミクロンの粒度を有
するルナルニ〔夜化チタンである特i、′l:請求の軛
囲第8項記i、vの方法。 0(1廁機化合物が約02乃至2ミクロンの粒度を有す
るチタン1安バリウムであるt特許請求の範囲第8項記
載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/402,475 US4452953A (en) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | Process for the vapor phase chlorosulfonation of polyolefins in the presence of finely divided inorganic materials |
US402475 | 1989-09-08 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5941308A true JPS5941308A (ja) | 1984-03-07 |
Family
ID=23592048
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58136004A Pending JPS5941308A (ja) | 1982-07-28 | 1983-07-27 | ポリオレフインをクロロスルホン化する方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4452953A (ja) |
EP (1) | EP0103704A3 (ja) |
JP (1) | JPS5941308A (ja) |
FI (1) | FI832691A (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4560731A (en) * | 1983-07-15 | 1985-12-24 | Union Carbide Corporation | Preparation of elastomeric, chlorosulfonated ethylene polymers |
US4593075A (en) * | 1983-07-15 | 1986-06-03 | Union Carbide Corporation | Preparation of elastomeric, chlorinated ethylene polymers |
FI843059A (fi) * | 1983-08-04 | 1985-02-05 | Goodrich Co B F | Klorosulfoneringsfoerfarande foer polyolefin. |
US4584351A (en) * | 1984-10-09 | 1986-04-22 | The Dow Chemical Company | Chlorosulfonation of chlorinated polyethylene |
US4666452A (en) * | 1986-03-12 | 1987-05-19 | Kimberly-Clark Corporation | Hydrophilic surface - modified polyolefin structures |
US4923931A (en) * | 1987-09-28 | 1990-05-08 | The Dow Chemical Company | Oxidation of halogenated polymers |
US4945133A (en) * | 1987-09-28 | 1990-07-31 | The Dow Chemical Company | Oxidation of halogenated polymers and anticaking halogenated polymers |
JP2520297B2 (ja) * | 1989-02-21 | 1996-07-31 | 堺化学工業株式会社 | α―オレフイン重合触媒、及びこれを用いる重合体・ペロブスカイト型化合物複合体とその製造方法 |
CN1068604C (zh) * | 1997-01-24 | 2001-07-18 | 崔贵心 | 固态共混法制备氯磺化聚乙烯 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB855714A (en) * | 1956-02-08 | 1960-12-07 | Hoechst Ag | Halogenated and/or sulphohalogenated copolymers of lower olefines and process for their manufacture |
DE1066747B (de) * | 1956-08-08 | 1959-10-08 | Ruhrchemie Aktiengesellschaft, Oberhausen (Rhld.)-Holten | Verfahren zur Chlorierung von Polyäthylen |
NL121972C (ja) * | 1961-01-31 | |||
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