JPWO2018016400A1 - 触媒成分の分離方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の触媒分離方法において、前記水溶性高分子の重量平均分子量(Mw)が、1,000〜1,500,000であることが好ましい。
本発明の触媒分離方法において、前記水溶性高分子の水溶液中における、水溶性高分子の濃度が、1〜40重量%であることが好ましい。
本発明の触媒分離方法において、前記水素化ニトリルゴム100重量部に対する、前記水溶性高分子の添加量が0.1〜50重量部であることが好ましい。
本発明の触媒分離方法において、前記水溶性高分子が、アミノ基含有(メタ)アクリレート系重合体であることが好ましい。
本発明の触媒分離方法において、前記白金族元素が、パラジウムであることが好ましい。
ニトリルゴムを、白金族元素含有触媒の存在下で水素化反応させることで得られた、水素化ニトリルゴムの水溶性有機溶媒溶液に、水溶性高分子の水溶液を添加する水溶性高分子添加工程と、
前記水溶性高分子の水溶液を添加した前記水素化ニトリルゴムの水溶性有機溶媒溶液を攪拌することで、前記水溶性高分子中に、前記白金族元素を取り込ませながら、前記水溶性高分子を析出させる水溶性高分子析出工程と、を備える。
架橋性ゴム組成物を、金型を用いて、加圧しながら170℃で20分間、10MPaの圧力でプレスして架橋した後、170℃で4時間二次架橋を行い、縦20mm、横10mm 、厚さ2mmのシート状のゴム架橋物を得た。このシートをJIS3号形ダンベルで打ち抜き、試験片を作製した。得られた試験片を用いて、JIS K6257 「加硫ゴムの老化試験方法」の4項「空気加熱老化試験(ノーマルオーブン法)」の規定に準拠して、150℃、1008時間の条件で空気加熱老化処理を行い、空気加熱老化処理前後における破断伸びを測定し、空気加熱老化処理による破断伸びの変化率(単位:%)を算出した。
架橋性ゴム組成物を、内径29mm 、深さ12.5mmの円柱状金型に入れ、170℃で20分間、10M Paの圧力でプレスして架橋した後、170℃で4時間二次架橋を行い、圧縮永久ひずみ試験用試験片を得た。圧縮永久ひずみは、これらの試験片を用いて150℃ 、25% 圧縮状態で168 時間保持した後、JIS K6262に従って測定した。
反応器に、オレイン酸カリウム2部、イオン交換水180部、アクリロニトリル37部、およびt−ドデシルメルカプタン0.5部を、この順に仕込んだ。次いで、反応器内部を窒素で置換した後、ブタジエン63部を添加し、反応器を10℃に冷却して、クメンハイドロパーオキサイド0.01部、および硫酸第一鉄0.01部を添加した。次いで、反応器を10℃に保ったまま内容物を16時間攪拌した。その後、反応器内へ10重量%のハイドロキノン水溶液を添加して重合反応を停止させた後、重合反応液から未反応の単量体を除去することで、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体のラテックスを得た。重合転化率は90%であった。
製造例1において得られた濾過後の水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体の溶液のうち一部を採取し、これを10倍量の水中に投入して、共重合体を析出させ、得られた共重合体を真空乾燥機で24時間乾燥することで、固形状の水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体を得た。得られた固形状の水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体について、原子吸光測定により、共重合体中のパラジウム量を測定したところ、パラジウム量は145重量ppmであった。また、ヨウ素価は、7.4であった。
反応器に、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート(DMAEMA)10部、イオン交換水37部を仕込み、次いで、反応器内部を窒素で置換した後、反応器を75℃に加温して、ペルオキソ二硫酸アンモニウム0.35部を添加した。次いで、反応器を75℃に保ったまま内容物を1時間攪拌した。得られた高分子水溶液をアセトン中へ滴下し、重合体を析出させた後、アセトン中から重合体を分取してアセトン洗浄を行った後、50℃で減圧乾燥することにより固体状の水溶性高分子(A−1)(ポリ(N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート))を得た。得られた水溶性高分子(A−1)について、GPC測定により、ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)を測定したところ、重量平均分子量(Mw)は500,000であった。そして、得られた水溶性高分子(A−1)1部をイオン交換水10部に溶かして水溶性高分子(A−1)の水溶液(水溶性高分子(A−1)の濃度:9.1重量%)を得た。
N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート(DMAEMA)の使用量を10部から1部に変更した以外は、製造例3と同様の操作を行うことで、固体状の水溶性高分子(A−2)(ポリ(N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート))を得た。得られた水溶性高分子(A−2)について、GPC測定により、ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)を測定したところ、重量平均分子量(Mw)は27,000であった。そして、得られた水溶性高分子(A−2)1部をイオン交換水10部に溶かして水溶性高分子(A−2)の水溶液(水溶性高分子(A−2)の濃度:9.1重量%)を得た。
N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート(DMAEMA)の使用量を10部から20部に変更した以外は、製造例3と同様の操作を行うことで、固体状の水溶性高分子(A−3)(ポリ(N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート))を得た。得られた水溶性高分子(A−3)について、GPC測定により、ポリスチレン換算の重量平均分子量(Mw)を測定したところ、重量平均分子量(Mw)は800,000であった。そして、得られた水溶性高分子(A−3)1部をイオン交換水10部に溶かして水溶性高分子(A−3)の水溶液(水溶性高分子(A−3)の濃度:9.1重量%)を得た。
製造例1で得られた濾過後の水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体の溶液を一部採取し、これをバイアルに移し、水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体の濃度が8重量%となるように、アセトンを添加して濃度調整を行った後、水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体100部に対して、製造例3で得られた水溶性高分子(A−1)の水溶液25部(水溶性高分子(A−1)換算で2.275部)を添加した。次いで、振とう器(商品名「RECIPRO SHAKER SR−1」、タイテック社製)を使用して、25℃、120rpmの条件にて、24時間攪拌を行った。そして、24時間の撹拌により、水溶性高分子(A−1)は固体となって沈降した。次いで、濾過を行うことにより、水溶性高分子(A−1)を回収するとともに、濾液を10倍量の水中に投入することで、水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体を析出させ、得られた水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体を真空乾燥機で24時間乾燥することで、固形状の水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体を得た。そして、得られた固形状の水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体について、原子吸光測定により、共重合体中のパラジウム量を測定したところ、パラジウム量は12重量ppmであった。また、水素化反応に使用したパラジウムの回収率は92重量%であった。
なお、パラジウムの回収率は「パラジウムの回収率(%)=(水溶性高分子水溶液による処理をする前のパラジウムの量−水溶性高分子水溶液による処理をした後のパラジウムの量)/水溶性高分子水溶液による処理をする前のパラジウムの量×100」に従って算出した(後述する実施例2〜6も同様。)。
水溶性高分子(A−1)の水溶液の使用量を25部から15部(水溶性高分子(A−1)換算で1.365部)に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行うことで、固形状の水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体を得た。得られた固形状の水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体について、原子吸光測定により、共重合体中のパラジウム量を測定したところ、パラジウム量は25重量ppmであった。また、水素化反応に使用したパラジウムの回収率は83重量%であった。そして、得られた水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体を用いて、実施例1と同様にして、架橋性ゴム組成物を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
水溶性高分子(A−1)の水溶液25部の代わりに、製造例4で得られた水溶性高分子(A−2)の水溶液25部(水溶性高分子(A−2)換算で2.275部)を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行うことで、固形状の水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体を得た。得られた固形状の水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体について、原子吸光測定により、共重合体中のパラジウム量を測定したところ、パラジウム量は8重量ppmであった。また、水素化反応に使用したパラジウムの回収率は95重量%であった。そして、得られた水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体を用いて、実施例1と同様にして、架橋性ゴム組成物を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
水溶性高分子(A−2)の水溶液の使用量を25部から15部(水溶性高分子(A−2)換算で1.365部)に変更した以外は、実施例3と同様の操作を行うことで、固形状の水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体を得た。得られた固形状の水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体について、原子吸光測定により、共重合体中のパラジウム量を測定したところ、パラジウム量は15重量ppmであった。また、水素化反応に使用したパラジウムの回収率は90重量%であった。そして、得られた水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体を用いて、実施例3と同様にして、架橋性ゴム組成物を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
水溶性高分子(A−1)の水溶液25部の代わりに、製造例5で得られた水溶性高分子(A−3)の水溶液25部(水溶性高分子(A−3)換算で2.275部)を使用した以外は、実施例1と同様の操作を行うことで、固形状の水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体を得た。得られた固形状の水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体について、原子吸光測定により、共重合体中のパラジウム量を測定したところ、パラジウム量は4重量ppmであった。また、水素化反応に使用したパラジウムの回収率は97重量%であった。そして、得られた水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体を用いて、実施例1と同様にして、架橋性ゴム組成物を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
水溶性高分子(A−3)の水溶液の使用量を25部から15部(水溶性高分子(A−3)換算で1.365部)に変更した以外は、実施例5と同様の操作を行うことで、固形状の水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体を得た。得られた固形状の水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体について、原子吸光測定により、共重合体中のパラジウム量を測定したところ、パラジウム量は7重量ppmであった。また、水素化反応に使用したパラジウムの回収率は95重量%であった。そして、得られた水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体を用いて、実施例5と同様にして、架橋性ゴム組成物を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
製造例2で得られた固形状の水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体をそのまま使用した(すなわち、水溶性高分子の水溶液の添加を行わずに、固形状の水素化アクリロニトリル−ブタジエン共重合体を得た)以外は、実施例1と同様にして、架橋性ゴム組成物を得て、同様に評価を行った。結果を表1に示す。
Claims (8)
- ニトリルゴムを、白金族元素含有触媒の存在下で水素化反応させることで得られた、水素化ニトリルゴムの水溶性有機溶媒溶液に、水溶性高分子の水溶液を添加する水溶性高分子添加工程と、
前記水溶性高分子の水溶液を添加した前記水素化ニトリルゴムの水溶性有機溶媒溶液を攪拌することで、前記水溶性高分子中に、前記白金族元素を取り込ませながら、前記水溶性高分子を析出させる水溶性高分子析出工程と、
を備える、水素化ニトリルゴムの触媒成分の分離方法。 - 前記水溶性高分子が、アミノ基含有(メタ)アクリレート系重合体である請求項1に記載の水素化ニトリルゴムの触媒成分の分離方法。
- 前記アミノ基含有(メタ)アクリレート系重合体が、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート(DMAEMA)の単独重合体、またはN,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート(DMAEMA)を含む2種以上の単量体の共重合体である請求項2に記載の水素化ニトリルゴムの触媒成分の分離方法。
- 前記水溶性高分子の重量平均分子量(Mw)が、1,000〜1,500,000である請求項1〜3のいずれかに記載の水素化ニトリルゴムの触媒成分の分離方法。
- 前記水溶性高分子の水溶液中における、水溶性高分子の濃度が、1〜40重量%である請求項1〜4のいずれかに記載の水素化ニトリルゴムの触媒成分の分離方法。
- 前記水素化ニトリルゴム100重量部に対する、前記水溶性高分子の添加量が0.1〜50重量部である請求項1〜5のいずれかに記載の水素化ニトリルゴムの触媒成分の分離方法。
- 前記白金族元素が、パラジウムである請求項1〜6のいずれかに記載の水素化ニトリルゴムの触媒成分の分離方法。
- 水溶性有機溶媒中、白金族元素含有触媒の存在下で、ニトリルゴムを水素化することで、水素化ニトリルゴムの水溶性有機溶媒溶液を得る水素化工程と、
前記水素化ニトリルゴムの水溶性有機溶媒溶液に、水溶性高分子の水溶液を添加する水溶性高分子添加工程と、
前記水溶性高分子の水溶液を添加した前記水素化ニトリルゴムの水溶性有機溶媒溶液を攪拌することで、前記水溶性高分子中に、前記白金族元素を取り込ませながら、前記水溶性高分子を析出させる水溶性高分子析出工程と、
を備える、水素化ニトリルゴムの製造方法。
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