JPS6053504A - 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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- JPS6053504A JPS6053504A JP16299784A JP16299784A JPS6053504A JP S6053504 A JPS6053504 A JP S6053504A JP 16299784 A JP16299784 A JP 16299784A JP 16299784 A JP16299784 A JP 16299784A JP S6053504 A JPS6053504 A JP S6053504A
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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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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
ポリエチレンエラストマーXま触妹と共)こ四基「ヒ炭
素のような溶剤中にポリエチレン・と溶解し、この溶剤
を通して塩素及び亜ω1c酸ガヌを泡立たせるコトIコ
よって、商業的)こクロしrクルポン比は?’Lル。 溶剤の必要性となくする方法)ま、 ’17%国thu
1−明細1第815234号1こおいて記載されてふ・
シ、こイシによって、0.25mmより大きくない粒度
を有するポリエチレンは、溶剤もしく)マ他の液体相の
不存在で、実質的に91100℃以上ではlく、好まし
くf工40〜80℃の温度で%塩素と亜硫酸カスの気体
混合物で、クロロスルホン比さイLる。亜硫酸ガスと塩
素との比は、]:1及び2:1のモル比であり、得られ
るポリマ−1了10重量%程度の硫黄含有程と約20重
罰係程度の塩素含有量を有するOこれ)コ先行技術の溶
液方法に関しての改良を安わす一方で、得られるポリマ
ー生成物警ゴ、均一をこクロロスルホン比されず、不十
分な安定性、加工作及び他の問題1こ帰着し、また最適
な物性を得るために加硫することができるクロロスルホ
ン化エラストマーを与えないことになり種々の適用をこ
対する成形が問題となる0 米国特許第3258445号においては、処理されるポ
リマーの吸熱溶融現象特性の出発温度以上7J)もしく
(マ等しい温度で、4〜四級アンモニウムもしくは第三
アミンの存在で、微細10分割された形で、ポリオレフ
ィンをクロロスルホン化することによって、前記のよう
′fJ:、最初から溶剤のない系の加工上の欠点のいく
つ77)ヲなくする改良さ(1,り方法が記載されてい
る。 この方法lま最初の段階で、ポリマーの溶融範囲の低い
方の温度限界以下の温度で、部分的にポリマーを塩素化
し、次いでイ↓四級アンモニウム塩もしくはアミンを添
加し、そしてポリマーの溶融範囲の低い方の温度限界と
同じ温度)こ上げて塩素と亜硫酸ガスとの混合物を添加
するという二つの段階で行なわれる。高温警こおけるク
ロロスルホン1ヒ警こおいては、このポリマーは劣化し
、粒子は小球を形成する70J1もしく1ま反応器の壁
)こ付着するC1この複合の方法の欠点は、第四級アン
モニウム塩もしくはアミンを含むクロロスルホンrヒボ
リオレフィンの熱安定性tこおいて損失があるというこ
とである。有機添加剤は反応の間碍件の副産物と形成す
る7))も知れない。 ポリエチレンをクロロスルホン比する流”JIJt層方
法1こおける間I点会排除するもう一つの試みは。 米国特許第292881.9号モこおいて記載芒札てい
る0仁こでは50:WLllに鴨もしく警まそれ以上の
マグネシア′、硫酸アルミニウム、塩「ヒナトリウム等
の使用が提案され−Cいるが、しかしそのような人世の
無磯杓科の1史用fま、−iたポリマー7J)らこれら
の材料の分1iifを含むという取扱い及び他の問題と
持ち込み、商業的な方法警こ対してl工満足的でない。 流動層方法:こお6る主な問題に、l+!t O+u
I! +こおいて虫する静電気であり、次いで層混合(
bed mixing)及び安定性、熱伝達並び
素のような溶剤中にポリエチレン・と溶解し、この溶剤
を通して塩素及び亜ω1c酸ガヌを泡立たせるコトIコ
よって、商業的)こクロしrクルポン比は?’Lル。 溶剤の必要性となくする方法)ま、 ’17%国thu
1−明細1第815234号1こおいて記載されてふ・
シ、こイシによって、0.25mmより大きくない粒度
を有するポリエチレンは、溶剤もしく)マ他の液体相の
不存在で、実質的に91100℃以上ではlく、好まし
くf工40〜80℃の温度で%塩素と亜硫酸カスの気体
混合物で、クロロスルホン比さイLる。亜硫酸ガスと塩
素との比は、]:1及び2:1のモル比であり、得られ
るポリマ−1了10重量%程度の硫黄含有程と約20重
罰係程度の塩素含有量を有するOこれ)コ先行技術の溶
液方法に関しての改良を安わす一方で、得られるポリマ
ー生成物警ゴ、均一をこクロロスルホン比されず、不十
分な安定性、加工作及び他の問題1こ帰着し、また最適
な物性を得るために加硫することができるクロロスルホ
ン化エラストマーを与えないことになり種々の適用をこ
対する成形が問題となる0 米国特許第3258445号においては、処理されるポ
リマーの吸熱溶融現象特性の出発温度以上7J)もしく
(マ等しい温度で、4〜四級アンモニウムもしくは第三
アミンの存在で、微細10分割された形で、ポリオレフ
ィンをクロロスルホン化することによって、前記のよう
′fJ:、最初から溶剤のない系の加工上の欠点のいく
つ77)ヲなくする改良さ(1,り方法が記載されてい
る。 この方法lま最初の段階で、ポリマーの溶融範囲の低い
方の温度限界以下の温度で、部分的にポリマーを塩素化
し、次いでイ↓四級アンモニウム塩もしくはアミンを添
加し、そしてポリマーの溶融範囲の低い方の温度限界と
同じ温度)こ上げて塩素と亜硫酸ガスとの混合物を添加
するという二つの段階で行なわれる。高温警こおけるク
ロロスルホン1ヒ警こおいては、このポリマーは劣化し
、粒子は小球を形成する70J1もしく1ま反応器の壁
)こ付着するC1この複合の方法の欠点は、第四級アン
モニウム塩もしくはアミンを含むクロロスルホンrヒボ
リオレフィンの熱安定性tこおいて損失があるというこ
とである。有機添加剤は反応の間碍件の副産物と形成す
る7))も知れない。 ポリエチレンをクロロスルホン比する流”JIJt層方
法1こおける間I点会排除するもう一つの試みは。 米国特許第292881.9号モこおいて記載芒札てい
る0仁こでは50:WLllに鴨もしく警まそれ以上の
マグネシア′、硫酸アルミニウム、塩「ヒナトリウム等
の使用が提案され−Cいるが、しかしそのような人世の
無磯杓科の1史用fま、−iたポリマー7J)らこれら
の材料の分1iifを含むという取扱い及び他の問題と
持ち込み、商業的な方法警こ対してl工満足的でない。 流動層方法:こお6る主な問題に、l+!t O+u
I! +こおいて虫する静電気であり、次いで層混合(
bed mixing)及び安定性、熱伝達並び
【こ壁
面上のポリマー付着物の増加の問題である。 問題点を解決するための手段 ポリエチレンを含む微+ra+tこ分割されたポリオレ
フィンは、約20℃と70゛Cとの間の初期6度で、そ
1Lから後少なくともポリエチレンの約結晶融点の温度
で、フリーラジカル反応東注下で不活性で1O−3よシ
大きい1直を有する比体積導’?alS(Ω−’cnt
−’ )を−trする無像化合物の右在で、蒸気相に訃
い′C塩素及び亜硫酸ガスでクロロスルホン比さit、
セし1での反IC;を良好な加工性を有する、約25重
量鳴〜約45i倹曝の塩素及びtJ、 F) fi旧%
〜3重l憾の硫黄を會む安定なりロロスルホン【ヒポリ
エチレンエラストマーと得るため)こ続け、さら)こそ
れは種々の適用)こ有用な加硫ゴムを生成するため蚤こ
容易に架橋することができる。この方法は流動層におい
て静電気を受けることはなく、先行技術の方法の他の問
題からまぬがれる。 作用 い70)なるポリエチレンも高圧及び低圧法1こよって
製造された低密度及び高密度で線状及び分岐のものを含
み、使用することができる○典型的な材料は、ポリエチ
レン、ボリプデン、コポリマー等を含む。使用される好
ましいポリエチレンう工、約20000〜数百万、好ま
しくは50000〜200000の分子llを有するこ
とができる。メルトインデックス($13.01〜30
以下、好ましくは0.2〜18までの範囲にわたるり密
度は約0.90〜0.97.好筐しくは(1,92〜0
.9fi5であってよく、結晶融点は約100℃〜14
0℃、好ましくは120℃〜136℃であってよい。平
均粒度は50μ以上、好ましくは75μ以上η)ら80
0μ以下、好ましくは100μから600μ以下までで
ある。均一な塩素含有量のために平均粒度に対して約2
00μ以下の大きさ、より好ましくは100μ以下の狭
い範囲の平均粒子径を有するポリエチレンを用いること
が好ましい。例えば、100〜250μの粒度の混合物
2有するポリエチレンが満足的でめる0というのは50
0〜600μの大きさの混合物のような場合のように、
よシ大きい粒度はど所望の塩素及び硫黄含有量に到達す
るの督こまり長い反応時間を要するからである○ポリエ
チレンという語は、エチレンと好ましくは3〜6個の炭
素原子をlO重t%以下、例えば5チのブテン−1を含
む他のα−オレフィンとのコポリマーを含むことが理解
されている。 使用される態様材料は、20〜140℃の温度範囲で1
0−3以上η)ら102(Ω−1crn−1)、好まし
くは少なくとも約10−1〜101の比体積導電率を有
する0これらの要求を満す典型的な化合物は、10−1
の導電率を有するナトリウム−アルミナ& Mai11
106、CeO+ 12モ” ’li cao ; Z
rO2+12モル%Cab;NnGan0+7等である
。これらの材料は好ましくXゴ前記反応条件の下では、
亜硫酸ガス、塩素、及び塩化水素)こ対しては不活性で
ある0これらの基準に満足せず、さもなければ本発明の
方法【こ不満足である態様材料(求、シリカ、硫aバリ
ウム、炭酸カルシウムであり、それらlマすべて10−
3以下の比体積導電率を有する。 4Hこ有用なものはナトリウムβ−アルミナ(NaAL
10+y)である。使用さiするRGC,1(LO重1
部のポリオレフィン10対して少なくと%、1重量部〜
約10〜15重量部又はそれ以上である。所望ならば、
大量のものが使用されてもよいが、一般には必要ではな
い。数平均粒度は約0.05〜10μ、好1しくは約0
.2〜1μでるる。特1こ有用なもの%工、約()、1
〜1.0μの大きさを有する粒子である。 標準温度と圧力(25℃、(1,1MPa ) +こお
ける体積基準で使用される塩素と!D! Ert配ガス
との比9工。 )こ対して影響分与え、塩素と亜硫酸ガスとの比は20
:1〜1:2、好捷しく−ま4:1〜l:】まで変るこ
とができる。反応は一般)こポリマーが2541j量係
と・15八14%の間の塩素を會む1で続けら71.、
こ?’L 1.cポリマーの密度の変化、クロロスルホ
ン比の間放出されるHC/(の量)こまって測定さ1す
る○その比(工反応の進行の間、変ってもよくSO2の
すべ°C1ま反L6の初期もしく1ま後の方の部分【こ
おいて添加されてよい。 不活性な希ガスが必要でない一方、窒素、炭酸カス等の
ような不活性ガスを使用し°〔もよい。未反応のSO□
及びC7+2を再循環することができ、こ?’l、tま
一定時1ift fcわたって発生する若干のllCx
副産物を含むことができるOこれ1ま一般に50%以下
のH(1,好ましくtま約25%〜30%の濃度で反応
器中の濃度を保つために流出される0この方法1こおい
て、最小濃度の酸素が、供給流れ及び反応器の中)こ存
在すべきである0反応器中における1抜素の最大量(工
、30 U pI)nl以下、好1しくは150 pp
m以下でめるべきである。 クロロスルホンfいま、約20℃と70−Cとの間の温
度で始められ、このihN度(工少a<c:%ポリオレ
フィンの約結晶融点寸で」二げらイする。ポリエチレン
が約15〜25で、([を係の塩素と含んで後、この段
階でのポリエチレンとの反応のi出席の操作温度は、初
期のポリエチレンの融点蚤こ依存して、初期のポリエチ
レン結晶す点以上約10”C1すなわち約110”C〜
約150℃である。反応湿度をどの温度までよけること
ができる力)と決めるのをこ使用される一つの標線(ま
、ポリエチレンが約20i量係以上の結合塩素を含む時
である。 本発明に従うポリオレフィンの蒸気相での塊状クロロス
ルホン化は、種々の条f生及び銭匝1こ対して、バッチ
及び連続の両方で企図さ4%る。ポリオレフィンの蒸気
相クロロスルホン比に対して当茶者1こ知られたいかな
る手段、例えば回転ドラム、移動ベッド、水平攪拌反応
器、シフ1)シながらさらに好ましく蚤はポリエチレン
と一定の無壁1シ合物の流動層を、反応を行なうの1こ
1史用しても、I;い。流動層反応は一般)こ約大気圧
で、典型的警こT’J ]秒当9約()2〜5フイート
、好1]7ぐ1工1秒当り約1〜J、5フイー トの反
応ガスの見乃)け速度で行なわれる。 光は、反L6を開始させて反応速度を増加させるため)
こ使用することができる。日光源、白熱電球等からの>
’1′、を使用してもよいが、紫外戯はさらに効果的で
あシ、これ(;I好ま【7<1ま少なくとも反応器77
支がポリオV〕、fンの融点tこ達するまで反応の初期
において使用さ71.、反応2通して使用されてもよい
。反1,5(;を寸1こ過酸化物もしくセアゾ触媒の/
ffnV Iこよって上回じよう)こ熱的にフリーラジ
カルを発生させるこ牛にまって開始させるこLができる
。熱的に発生した塩素ラジカル(J“ま介1反[6を開
始させるの10十分’1%のである。 反応の終結7こおいて、ポリマーi1反応器から除去さ
れ、未反応のもので副産物のガス警ハス) I7ツピン
グと同じょう1こし゛CC除去孔なけイtばならない。 ポリマーの反応温度は、好まL < l工約80 ”(
C〜110”C−Eで低下さ亡、このポリマーを窒素で
ハ>p I−、、も【イくは真空下でストリッピングし
て未反応のS O2T C7B 、及び副産物、uCJ
? を除去する。 規定さnた無機「ヒ合物と混合されたポリオレフィンの
クロロスルホン比のための流動層方法瞥こおいては、反
応体の層混合及び熱伝達)こおける改良が得られ、それ
と共に反応器壁へのポリマーの付着が最小となり、また
流yJJ層1こおける画集が最小となり、すなわち本質
的瞥こ望オ!、+’ < 7Zい溝形成及び層破壊が排
除されて、改良は17.た方法及び生成物が得られる。 得うれるクロロスルホン比ポリオレフィン(J、約25
重@係〜約45重量らの塩素を含の・、最適条件は約3
5重針%〜38重琶係でを)る。5O2C/’として存
在【7、硫黄と【、2て計算される硫黄は、約05重粧
%〜3重量%の範囲)こゎたり、これは金妨酸比物−硫
黄硬rEを含む多くの方法で硬1ヒすることのできる加
硫可能なエラストマーに帰着する。 得られるエラストマーは、約15〜150、通常は約3
5〜120の100℃iこおける4分後のMLムーニー
値を有する。 次の例)こおいて、粉末比で71.たポリエチレンは、
前記のようシこナトリウムβ−アルミナとブレンドされ
、加熱及び冷却のための手段を備えた流動層の反応器)
こ摸填さtL−窒素でノ(−ジさ71.た0反芯は塩素
と亜硫酸カスを投入すること)こよって室温で開始した
。層の温度を反応器及び入ってくるガス会加熱すること
をこよって増加させた。温度がdζリオし/フィンの融
点1こ到達した時、層及び反応温度1ユ反応器を冷却(
7及び/又〜ま反「6体を窒素で稀釈すること1こよら
て調製をれた。反応σ)終点うよ所望の塩素含有1こ到
達するの1こ必要な塩素θ9全消費か乙よって決定され
た。最大温1わ工減少した残留結晶化度及び約36%の
塩素含イTuでエラストマー拳励を保証するためにポリ
オし・フィンV糀1(、之の近辺又は以上に保持される
。反むσ)K冬り)こイソi1o’ctこ、!?ける窒
素による)く−ジ1ニー、:1OOpp+n、12を下
のC/、 SO2及び1xct+、好ましく9工10p
pH1以下、を廿むよ月こΣjiリマー粉末をソJス1
友Sする。得らt’する生成物11ま白色又(1淡黄褐
色のもσつで21)−フj二〔を 以下4白 実施例 例1 0952の密度、I)S C!こ1表る134℃の結晶
融点、4,3のメルトイン1ツクス及び125〜250
μの粒度分有する7(lの高密度ポリエチレン粉末を、
シリコンオイルが循環されている加熱ジャケットを備え
た2″[ぽ径のガラスの流動層カラム)こ欽か?”した
粒度が(142μ(分布、90幅11026〜f1.5
3μ)である、ioo部のポリエチレン1こ対して3部
の丈トリウムβ−アルミナ乏トライブレンドした。15
1i、勧層をザイク・ロンに結合させ、さら!こ苛性′
アルカリのスクラバー)こ帖合芒せた。この流動層Xゴ
356 ++mの主波長¥有する紫夕1紳源3外側)こ
備えた。粉末¥酸Iが除去さ′41.る時間の間毎分は
ぼIOJの霞素と心凸濾ぜること1こよって30分間流
動1しさヒーた。l OOpHm以下の酸素fm’tル
毎分13 II O>IJSr−イずil、4100p
pm以下の酸素を有ノ゛る毎分6tの亜硫酸ガス及び毎
分41!の塩化水素の混合物を流動及び反応媒体の両方
として使用しに、。この混合物と室温で反応器の中へ入
nた0流動層の温度は迅速に増加し、60分後132℃
であった。それr!:139℃でさら)こ23分間保持
したOこの温度9工適当な冷却及び/又tコ塩素と亜硫
酸ガスの比の一時の変1ヒによって保持された0反芯は
83分で止つた0反芯の進行は層71)ら抽出された粉
末試料の密度1こ従った。 流動層1こおける優良な軸方向の混合が行なわれ、反応
を通して反応器壁上1こ付着物は何も見られなη)カス
で○最終生成物は白色であり、35%の塩素と1.1%
の硫黄を含んだ(スルホニルクロリド基として)0それ
は50℃でトルエン中10完全に溶解し、(無接添加剤
を除いて)それは3幅以下の残留結晶化度を有した0こ
のポリマーは90のムーニー値(100℃におけるML
1+4、ΔSTM16 D 1646 +こよる)を有
した0倒置 0.934の密度、125℃の結晶融点(DSC)%5
のメルトインデックス及び162〜420μの粒度を有
する50011の線状低密度ポリエチレン粉末を、粒度
0.42μである1519のナトリウムβ−アルミナ及
び1.2511のステアリン酸カルシウムとトライブレ
ンドし、水又蚤ま蒸気が循環する垂直チューブの形で熱
を尋人もしくは収シ出う一手段を備えた4”直径のガラ
スの流!19層カラムの中へ置いた。この流1lII層
をサイクロンさら瞥こ苛性アルカリスクラバー1こ結合
させ1こ。7M!!iυ層は:う56 nrnの主収長
を有する紫外線はを外側に備えlヒ0粉末を酸素が除去
される時間の間毎分はぼ28.3gの窒素を通過させる
こと1こよって60分間流動1ヒさせた。100 pp
m以下の酸素3Mする毎分157gの塩素と100 p
pm以下のcR素を有する毎分36.5gの塩1ヒ水素
との混合物を流動1ヒ及び反[6媒体の両方として用い
た。この混合物とべ温で反応器の中lこ入nた。流動1
ヒされた粉末の温度9ユ4分以内に70℃まで増加し、
15分後熱l工30分で流動層の温度が115℃である
よりに反&6器昏こ与えられた。1001)pHl以下
の酸素を含む亜ば酸ガスを毎分100gの速I里で彷ル
1」のカス混合物)こ添加した。38分後、温度を13
0Cまで増v1させ、5分後反Ur5を止めた。反り乙
の進行11反(6器η)ら回収されfc扮末試料の密度
に従った。最終生成物は白色で89.32.8qbの塩
素と1.2 % 0)@負を會んだ。それは5.8%の
残留結晶化度を有した〇コO:)ホ177−i;! 7
0 C1ub−二−(直(ASTMlgD 1646E
J:る100℃テC))ML 1 + 、t ) ’4
有した。そ1tは50℃でトルエン中)こ完全に溶解し
た。プレスしたシートt;xi明であυ無色であった。 全反応を通して、流動10は反応器壁上)こ付着物のな
い優良な軸方向混合及び冷却−加熱チューブへの極めて
良好な熱伝達を示した。 例のクロロスルホン「ヒポリエチレンの試料ハ、100
重は部のクロロスルホン比ポリエチレン、100N験部
の等汲のクレー、炭識カルシワム及び二酸化チタン、2
0重針部のポリエステル可塑剤、4M敗部の酸化マグネ
シウム、3重肚部のペンタエリスリトール、iii部の
2.2′−ベンゾチアジルジスルフィド、L 5 M
It部のジペンタメチレンチウラムへキサスルフィド及
び1虚位部のカルポワックスポリエチl/ングリコール
400を含む処方で配合された時、容品1こ加硫され%
標準の引張シートtこ成形され、397”li”で3分
間で硬化する。 発明の効果 本発明の改良されたクロロスルホンrヒボリオレフィン
)よ、耐オゾン性、耐紫外線性、耐熱劣1ヒ性、耐薬品
性及び耐溶剤性を利用する多くの用途及び適用を見い出
す。主な用途は自動車の適用、電線被僅、ホース、チュ
ーブ組材及びシート品における加硫ゴムとしてである。 ざら瞥こ特定の用途はコーテッドファブリック、エラス
トマー製品1こ対する耐オゾン性コーチング、ベルト、
圧延ファブリックコーチング、電線及びケーブル被ω、
ポース、成形品、タンクライニング、ボンド(poru
l )及びビットライナー、ルーフインクフィルム、ガ
スケット等を含む。 以下く゛白
面上のポリマー付着物の増加の問題である。 問題点を解決するための手段 ポリエチレンを含む微+ra+tこ分割されたポリオレ
フィンは、約20℃と70゛Cとの間の初期6度で、そ
1Lから後少なくともポリエチレンの約結晶融点の温度
で、フリーラジカル反応東注下で不活性で1O−3よシ
大きい1直を有する比体積導’?alS(Ω−’cnt
−’ )を−trする無像化合物の右在で、蒸気相に訃
い′C塩素及び亜硫酸ガスでクロロスルホン比さit、
セし1での反IC;を良好な加工性を有する、約25重
量鳴〜約45i倹曝の塩素及びtJ、 F) fi旧%
〜3重l憾の硫黄を會む安定なりロロスルホン【ヒポリ
エチレンエラストマーと得るため)こ続け、さら)こそ
れは種々の適用)こ有用な加硫ゴムを生成するため蚤こ
容易に架橋することができる。この方法は流動層におい
て静電気を受けることはなく、先行技術の方法の他の問
題からまぬがれる。 作用 い70)なるポリエチレンも高圧及び低圧法1こよって
製造された低密度及び高密度で線状及び分岐のものを含
み、使用することができる○典型的な材料は、ポリエチ
レン、ボリプデン、コポリマー等を含む。使用される好
ましいポリエチレンう工、約20000〜数百万、好ま
しくは50000〜200000の分子llを有するこ
とができる。メルトインデックス($13.01〜30
以下、好ましくは0.2〜18までの範囲にわたるり密
度は約0.90〜0.97.好筐しくは(1,92〜0
.9fi5であってよく、結晶融点は約100℃〜14
0℃、好ましくは120℃〜136℃であってよい。平
均粒度は50μ以上、好ましくは75μ以上η)ら80
0μ以下、好ましくは100μから600μ以下までで
ある。均一な塩素含有量のために平均粒度に対して約2
00μ以下の大きさ、より好ましくは100μ以下の狭
い範囲の平均粒子径を有するポリエチレンを用いること
が好ましい。例えば、100〜250μの粒度の混合物
2有するポリエチレンが満足的でめる0というのは50
0〜600μの大きさの混合物のような場合のように、
よシ大きい粒度はど所望の塩素及び硫黄含有量に到達す
るの督こまり長い反応時間を要するからである○ポリエ
チレンという語は、エチレンと好ましくは3〜6個の炭
素原子をlO重t%以下、例えば5チのブテン−1を含
む他のα−オレフィンとのコポリマーを含むことが理解
されている。 使用される態様材料は、20〜140℃の温度範囲で1
0−3以上η)ら102(Ω−1crn−1)、好まし
くは少なくとも約10−1〜101の比体積導電率を有
する0これらの要求を満す典型的な化合物は、10−1
の導電率を有するナトリウム−アルミナ& Mai11
106、CeO+ 12モ” ’li cao ; Z
rO2+12モル%Cab;NnGan0+7等である
。これらの材料は好ましくXゴ前記反応条件の下では、
亜硫酸ガス、塩素、及び塩化水素)こ対しては不活性で
ある0これらの基準に満足せず、さもなければ本発明の
方法【こ不満足である態様材料(求、シリカ、硫aバリ
ウム、炭酸カルシウムであり、それらlマすべて10−
3以下の比体積導電率を有する。 4Hこ有用なものはナトリウムβ−アルミナ(NaAL
10+y)である。使用さiするRGC,1(LO重1
部のポリオレフィン10対して少なくと%、1重量部〜
約10〜15重量部又はそれ以上である。所望ならば、
大量のものが使用されてもよいが、一般には必要ではな
い。数平均粒度は約0.05〜10μ、好1しくは約0
.2〜1μでるる。特1こ有用なもの%工、約()、1
〜1.0μの大きさを有する粒子である。 標準温度と圧力(25℃、(1,1MPa ) +こお
ける体積基準で使用される塩素と!D! Ert配ガス
との比9工。 )こ対して影響分与え、塩素と亜硫酸ガスとの比は20
:1〜1:2、好捷しく−ま4:1〜l:】まで変るこ
とができる。反応は一般)こポリマーが2541j量係
と・15八14%の間の塩素を會む1で続けら71.、
こ?’L 1.cポリマーの密度の変化、クロロスルホ
ン比の間放出されるHC/(の量)こまって測定さ1す
る○その比(工反応の進行の間、変ってもよくSO2の
すべ°C1ま反L6の初期もしく1ま後の方の部分【こ
おいて添加されてよい。 不活性な希ガスが必要でない一方、窒素、炭酸カス等の
ような不活性ガスを使用し°〔もよい。未反応のSO□
及びC7+2を再循環することができ、こ?’l、tま
一定時1ift fcわたって発生する若干のllCx
副産物を含むことができるOこれ1ま一般に50%以下
のH(1,好ましくtま約25%〜30%の濃度で反応
器中の濃度を保つために流出される0この方法1こおい
て、最小濃度の酸素が、供給流れ及び反応器の中)こ存
在すべきである0反応器中における1抜素の最大量(工
、30 U pI)nl以下、好1しくは150 pp
m以下でめるべきである。 クロロスルホンfいま、約20℃と70−Cとの間の温
度で始められ、このihN度(工少a<c:%ポリオレ
フィンの約結晶融点寸で」二げらイする。ポリエチレン
が約15〜25で、([を係の塩素と含んで後、この段
階でのポリエチレンとの反応のi出席の操作温度は、初
期のポリエチレンの融点蚤こ依存して、初期のポリエチ
レン結晶す点以上約10”C1すなわち約110”C〜
約150℃である。反応湿度をどの温度までよけること
ができる力)と決めるのをこ使用される一つの標線(ま
、ポリエチレンが約20i量係以上の結合塩素を含む時
である。 本発明に従うポリオレフィンの蒸気相での塊状クロロス
ルホン化は、種々の条f生及び銭匝1こ対して、バッチ
及び連続の両方で企図さ4%る。ポリオレフィンの蒸気
相クロロスルホン比に対して当茶者1こ知られたいかな
る手段、例えば回転ドラム、移動ベッド、水平攪拌反応
器、シフ1)シながらさらに好ましく蚤はポリエチレン
と一定の無壁1シ合物の流動層を、反応を行なうの1こ
1史用しても、I;い。流動層反応は一般)こ約大気圧
で、典型的警こT’J ]秒当9約()2〜5フイート
、好1]7ぐ1工1秒当り約1〜J、5フイー トの反
応ガスの見乃)け速度で行なわれる。 光は、反L6を開始させて反応速度を増加させるため)
こ使用することができる。日光源、白熱電球等からの>
’1′、を使用してもよいが、紫外戯はさらに効果的で
あシ、これ(;I好ま【7<1ま少なくとも反応器77
支がポリオV〕、fンの融点tこ達するまで反応の初期
において使用さ71.、反応2通して使用されてもよい
。反1,5(;を寸1こ過酸化物もしくセアゾ触媒の/
ffnV Iこよって上回じよう)こ熱的にフリーラジ
カルを発生させるこ牛にまって開始させるこLができる
。熱的に発生した塩素ラジカル(J“ま介1反[6を開
始させるの10十分’1%のである。 反応の終結7こおいて、ポリマーi1反応器から除去さ
れ、未反応のもので副産物のガス警ハス) I7ツピン
グと同じょう1こし゛CC除去孔なけイtばならない。 ポリマーの反応温度は、好まL < l工約80 ”(
C〜110”C−Eで低下さ亡、このポリマーを窒素で
ハ>p I−、、も【イくは真空下でストリッピングし
て未反応のS O2T C7B 、及び副産物、uCJ
? を除去する。 規定さnた無機「ヒ合物と混合されたポリオレフィンの
クロロスルホン比のための流動層方法瞥こおいては、反
応体の層混合及び熱伝達)こおける改良が得られ、それ
と共に反応器壁へのポリマーの付着が最小となり、また
流yJJ層1こおける画集が最小となり、すなわち本質
的瞥こ望オ!、+’ < 7Zい溝形成及び層破壊が排
除されて、改良は17.た方法及び生成物が得られる。 得うれるクロロスルホン比ポリオレフィン(J、約25
重@係〜約45重量らの塩素を含の・、最適条件は約3
5重針%〜38重琶係でを)る。5O2C/’として存
在【7、硫黄と【、2て計算される硫黄は、約05重粧
%〜3重量%の範囲)こゎたり、これは金妨酸比物−硫
黄硬rEを含む多くの方法で硬1ヒすることのできる加
硫可能なエラストマーに帰着する。 得られるエラストマーは、約15〜150、通常は約3
5〜120の100℃iこおける4分後のMLムーニー
値を有する。 次の例)こおいて、粉末比で71.たポリエチレンは、
前記のようシこナトリウムβ−アルミナとブレンドされ
、加熱及び冷却のための手段を備えた流動層の反応器)
こ摸填さtL−窒素でノ(−ジさ71.た0反芯は塩素
と亜硫酸カスを投入すること)こよって室温で開始した
。層の温度を反応器及び入ってくるガス会加熱すること
をこよって増加させた。温度がdζリオし/フィンの融
点1こ到達した時、層及び反応温度1ユ反応器を冷却(
7及び/又〜ま反「6体を窒素で稀釈すること1こよら
て調製をれた。反応σ)終点うよ所望の塩素含有1こ到
達するの1こ必要な塩素θ9全消費か乙よって決定され
た。最大温1わ工減少した残留結晶化度及び約36%の
塩素含イTuでエラストマー拳励を保証するためにポリ
オし・フィンV糀1(、之の近辺又は以上に保持される
。反むσ)K冬り)こイソi1o’ctこ、!?ける窒
素による)く−ジ1ニー、:1OOpp+n、12を下
のC/、 SO2及び1xct+、好ましく9工10p
pH1以下、を廿むよ月こΣjiリマー粉末をソJス1
友Sする。得らt’する生成物11ま白色又(1淡黄褐
色のもσつで21)−フj二〔を 以下4白 実施例 例1 0952の密度、I)S C!こ1表る134℃の結晶
融点、4,3のメルトイン1ツクス及び125〜250
μの粒度分有する7(lの高密度ポリエチレン粉末を、
シリコンオイルが循環されている加熱ジャケットを備え
た2″[ぽ径のガラスの流動層カラム)こ欽か?”した
粒度が(142μ(分布、90幅11026〜f1.5
3μ)である、ioo部のポリエチレン1こ対して3部
の丈トリウムβ−アルミナ乏トライブレンドした。15
1i、勧層をザイク・ロンに結合させ、さら!こ苛性′
アルカリのスクラバー)こ帖合芒せた。この流動層Xゴ
356 ++mの主波長¥有する紫夕1紳源3外側)こ
備えた。粉末¥酸Iが除去さ′41.る時間の間毎分は
ぼIOJの霞素と心凸濾ぜること1こよって30分間流
動1しさヒーた。l OOpHm以下の酸素fm’tル
毎分13 II O>IJSr−イずil、4100p
pm以下の酸素を有ノ゛る毎分6tの亜硫酸ガス及び毎
分41!の塩化水素の混合物を流動及び反応媒体の両方
として使用しに、。この混合物と室温で反応器の中へ入
nた0流動層の温度は迅速に増加し、60分後132℃
であった。それr!:139℃でさら)こ23分間保持
したOこの温度9工適当な冷却及び/又tコ塩素と亜硫
酸ガスの比の一時の変1ヒによって保持された0反芯は
83分で止つた0反芯の進行は層71)ら抽出された粉
末試料の密度1こ従った。 流動層1こおける優良な軸方向の混合が行なわれ、反応
を通して反応器壁上1こ付着物は何も見られなη)カス
で○最終生成物は白色であり、35%の塩素と1.1%
の硫黄を含んだ(スルホニルクロリド基として)0それ
は50℃でトルエン中10完全に溶解し、(無接添加剤
を除いて)それは3幅以下の残留結晶化度を有した0こ
のポリマーは90のムーニー値(100℃におけるML
1+4、ΔSTM16 D 1646 +こよる)を有
した0倒置 0.934の密度、125℃の結晶融点(DSC)%5
のメルトインデックス及び162〜420μの粒度を有
する50011の線状低密度ポリエチレン粉末を、粒度
0.42μである1519のナトリウムβ−アルミナ及
び1.2511のステアリン酸カルシウムとトライブレ
ンドし、水又蚤ま蒸気が循環する垂直チューブの形で熱
を尋人もしくは収シ出う一手段を備えた4”直径のガラ
スの流!19層カラムの中へ置いた。この流1lII層
をサイクロンさら瞥こ苛性アルカリスクラバー1こ結合
させ1こ。7M!!iυ層は:う56 nrnの主収長
を有する紫外線はを外側に備えlヒ0粉末を酸素が除去
される時間の間毎分はぼ28.3gの窒素を通過させる
こと1こよって60分間流動1ヒさせた。100 pp
m以下の酸素3Mする毎分157gの塩素と100 p
pm以下のcR素を有する毎分36.5gの塩1ヒ水素
との混合物を流動1ヒ及び反[6媒体の両方として用い
た。この混合物とべ温で反応器の中lこ入nた。流動1
ヒされた粉末の温度9ユ4分以内に70℃まで増加し、
15分後熱l工30分で流動層の温度が115℃である
よりに反&6器昏こ与えられた。1001)pHl以下
の酸素を含む亜ば酸ガスを毎分100gの速I里で彷ル
1」のカス混合物)こ添加した。38分後、温度を13
0Cまで増v1させ、5分後反Ur5を止めた。反り乙
の進行11反(6器η)ら回収されfc扮末試料の密度
に従った。最終生成物は白色で89.32.8qbの塩
素と1.2 % 0)@負を會んだ。それは5.8%の
残留結晶化度を有した〇コO:)ホ177−i;! 7
0 C1ub−二−(直(ASTMlgD 1646E
J:る100℃テC))ML 1 + 、t ) ’4
有した。そ1tは50℃でトルエン中)こ完全に溶解し
た。プレスしたシートt;xi明であυ無色であった。 全反応を通して、流動10は反応器壁上)こ付着物のな
い優良な軸方向混合及び冷却−加熱チューブへの極めて
良好な熱伝達を示した。 例のクロロスルホン「ヒポリエチレンの試料ハ、100
重は部のクロロスルホン比ポリエチレン、100N験部
の等汲のクレー、炭識カルシワム及び二酸化チタン、2
0重針部のポリエステル可塑剤、4M敗部の酸化マグネ
シウム、3重肚部のペンタエリスリトール、iii部の
2.2′−ベンゾチアジルジスルフィド、L 5 M
It部のジペンタメチレンチウラムへキサスルフィド及
び1虚位部のカルポワックスポリエチl/ングリコール
400を含む処方で配合された時、容品1こ加硫され%
標準の引張シートtこ成形され、397”li”で3分
間で硬化する。 発明の効果 本発明の改良されたクロロスルホンrヒボリオレフィン
)よ、耐オゾン性、耐紫外線性、耐熱劣1ヒ性、耐薬品
性及び耐溶剤性を利用する多くの用途及び適用を見い出
す。主な用途は自動車の適用、電線被僅、ホース、チュ
ーブ組材及びシート品における加硫ゴムとしてである。 ざら瞥こ特定の用途はコーテッドファブリック、エラス
トマー製品1こ対する耐オゾン性コーチング、ベルト、
圧延ファブリックコーチング、電線及びケーブル被ω、
ポース、成形品、タンクライニング、ボンド(poru
l )及びビットライナー、ルーフインクフィルム、ガ
スケット等を含む。 以下く゛白
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、 ポリオレフィンを塩素及び亜硫酸ガスで蒸気相ク
ロロヌルホン化するための方法であって。 粉末化されたポリエチレンと1O−3(Ω−”crn−
’)以上の比゛体積導電率を有する微細に分割された無
機fヒ合物との流動府警こおいて、約り0℃〜約70℃
の初期の反りも温度でクロロスルホン比反9f行なうこ
と、反応温度を少なくともポリエチレンの約結晶融点ま
で上げること及びクロロスルホン化ポリエチレンが所望
の結合塩素及び硫黄を含むまで反応を続けること、と含
んでなる方法。 2、ポリオレフィンが3〜6個の炭素原子を含むlO重
重量板下の共重合さn、たα−オレフィンを含み、約0
92〜約0.97の密度、約10(1〜約140℃の結
晶融点、0.O1〜30以下のメルトインデックス及び
約50〜8ooμの粒度を有するポリエチレンであり、
無機化合物が約0.05〜10μの平均粒度を有する、
100重量部のポリエチレンに対して約lN散部〜約1
5重欧部の世で存在するナトリウムβ−アルミナであシ
、かつ反応温度がポリエチレンのクロロスルホンft、
<完了させるため1こ約092〜約1.50 ℃iこ上
げられる特許請求の範囲第1項記載の方法。 3、ポリエチレンが0.2〜18のメルトインデックス
、0.92〜0.96の密度、100〜600μの粒度
及び200〜300μの平均粒度を有し。 塩素と亜硫酸ガスとの体積比が4:1〜]:2であシ、
ナトリウムβ−アルミナが約υ、1〜10μの粒度を有
し、反応が化学線の存在で行なわれる、特許請求の範囲
第2項記載の方法。 4、ナトリウムβ−アルミナが約()、2〜0.6μの
数平均粒子径を有する特許請求の範囲第3頓記載の方法
。 5、ポリエチレンを塩素及び亜硫酸カスで蒸気相クロロ
スルホンrヒする方法であって、前記方法において塩素
及び亜硫酸カス)こ不活性であり、少なくとも10−’
の比体債導電率(Ω−IC,−1)の値を有する、微I
Wltこ分割された無機化合物を粉末【ヒ芒4またポリ
エチレンと混合すること、約20℃と70℃の間の初期
の温度でポリエチレンをクロロスルホン比すること、温
度を少なくともポリエチレンの約結晶融点まで上げるこ
と、並びに25重量係以上〜約45重量係の結合塩素及
び約0.5重を憾〜約3重量%の硫黄を含むクロロスル
ホン化された加硫苛能なポリエチレンエラストマーを与
えるため1こ反応を続けること、を含んでなる特許請求
の範囲第1項記載の方法0 6、クロロスルホン1ヒ反応が流動層で行なわれ、ポリ
エチレンが3〜6個の炭素原子を含むlO重量係以下の
共重合されたα−オレフィンを含み、約0.91〜0.
97の密度、100℃〜140℃の結晶融点、0.01
〜30以下のメルトインデックス、約50〜800μの
粒度を有(7,100重量部のポリエチレンに対して約
1重量部〜約15重量部の口で存在する無機「ヒ金物が
約0.01〜10μの平均粒度を有するナトリウムβ−
アルミナであシ、塩素と亜硫酸ガスとの体積比が約20
=1〜約1:2であり、反応温度がポリエチレンのクロ
ロスルホン化を完了させるため瞥こ約i o o ”c
〜1’J15(1重壕で上げられる特許請求の範囲第5
項記載の方法。 7、 ポリエチレンがo、2〜18のメルトインデック
ス、100〜fi00μの粒度及び約200〜300μ
の平均粒度範囲を有するものであり、塩素と亜硫酸ガス
の体積比が化学的)下で約4二】〜1:1である9゛芋
許請求の範囲’J’4h項記載の方法。 8、 プトリウムβ−アルミナがボ′ノ(1,2〜(J
、8μの粒度を有する特n′r−請京の範囲第’? 、
Ifj記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
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US52035783A | 1983-08-04 | 1983-08-04 | |
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- 1984-08-02 EP EP84109169A patent/EP0133686A1/en not_active Withdrawn
- 1984-08-03 JP JP16299784A patent/JPS6053504A/ja active Pending
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Also Published As
Publication number | Publication date |
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FI843059A (fi) | 1985-02-05 |
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