JPH075698B2 - 芳香族系石油樹脂の製造法 - Google Patents
芳香族系石油樹脂の製造法Info
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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
- C08F240/00—Copolymers of hydrocarbons and mineral oils, e.g. petroleum resins
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、従来公知の石油樹脂に比べて、耐熱性および
耐候性が格段にすぐれた芳香族系石油樹脂の製造法に関
するものである。更に詳しくは、芳香族化合物とホルム
アルデヒドを原料とし、耐熱性および耐候性に悪影響を
及ぼす二重結合および酸素原子を実用上全く含有しない
高耐熱性および高耐候性の芳香族系石油樹脂を製造する
方法に関するものである。
耐候性が格段にすぐれた芳香族系石油樹脂の製造法に関
するものである。更に詳しくは、芳香族化合物とホルム
アルデヒドを原料とし、耐熱性および耐候性に悪影響を
及ぼす二重結合および酸素原子を実用上全く含有しない
高耐熱性および高耐候性の芳香族系石油樹脂を製造する
方法に関するものである。
(従来の技術) 周知のように、石油樹脂は一般に石油類の熱分解により
得られる沸点範囲20℃〜280℃程度の分解油留分を重合
して製造される。
得られる沸点範囲20℃〜280℃程度の分解油留分を重合
して製造される。
芳香族系石油樹脂は、上記留分のうち140℃〜280℃程度
の沸点範囲の留分を出発原料とするのが一般的である。
この留分はスチレンおよびその誘導体、およびインデン
およびその誘導体等の炭素数9個から構成される芳香族
オレフィン類を主成分とするため、芳香族系石油樹脂は
C9系石油樹脂とも呼ばれている。
の沸点範囲の留分を出発原料とするのが一般的である。
この留分はスチレンおよびその誘導体、およびインデン
およびその誘導体等の炭素数9個から構成される芳香族
オレフィン類を主成分とするため、芳香族系石油樹脂は
C9系石油樹脂とも呼ばれている。
一般的な芳香族系石油樹脂の製造法は、原料油に対して
0.01〜5重量%の三フッ化ホウ素、塩化アルミニウム等
のフリーデルクラフツ型触媒を添加し、−30〜60℃で10
分間〜15時間程度反応し、反応終了後、アルカリを用い
て触媒を分解除去し、最後に蒸留等により未反応油およ
び低分子重合物を除去して製品とするものである。
0.01〜5重量%の三フッ化ホウ素、塩化アルミニウム等
のフリーデルクラフツ型触媒を添加し、−30〜60℃で10
分間〜15時間程度反応し、反応終了後、アルカリを用い
て触媒を分解除去し、最後に蒸留等により未反応油およ
び低分子重合物を除去して製品とするものである。
製品の性状は用途に応じて各種存在するが、一般的に
は、軟化点60〜190℃、臭素価20〜40程度の固体であ
る。
は、軟化点60〜190℃、臭素価20〜40程度の固体であ
る。
(発明が解決しようとする問題点) 石油樹脂は耐水性、耐薬品性等の物理性状がすぐれてい
るという特徴に加えて、供給が安定しており安価である
ことから、塗料、接着剤、粘着剤、シーラント、ゴム添
加剤等の産業分野で幅広く利用されている。しかしなが
ら、従来の石油樹脂は耐熱性および耐候性に難点が有
り、そのため用途に限界がある。耐熱性および耐候性の
劣る原因は、原料油中に含まれているジオレフィン類に
起因する高い不飽和度の存在だといわれている。この欠
点を改善し、耐熱性、耐候性を向上させる方法がいくつ
か知られている。例えば、原料油の沸点範囲を厳密に規
制してジオレフィン類の混入をできるかぎり抑制する方
法(例えば、特公昭50−34078,昭58−25705等)、また
ジオレフィン類はモノオレフィン類よりも重合し易い性
質を利用し、前段でジオレフィン類を中心とする易重合
性化合物を重合させ、これらを除去したモノオレフィン
類を中心とする原料油を用いて石油樹脂を合成する方法
(例えば、特公昭49−2344等)等が提案されている。
るという特徴に加えて、供給が安定しており安価である
ことから、塗料、接着剤、粘着剤、シーラント、ゴム添
加剤等の産業分野で幅広く利用されている。しかしなが
ら、従来の石油樹脂は耐熱性および耐候性に難点が有
り、そのため用途に限界がある。耐熱性および耐候性の
劣る原因は、原料油中に含まれているジオレフィン類に
起因する高い不飽和度の存在だといわれている。この欠
点を改善し、耐熱性、耐候性を向上させる方法がいくつ
か知られている。例えば、原料油の沸点範囲を厳密に規
制してジオレフィン類の混入をできるかぎり抑制する方
法(例えば、特公昭50−34078,昭58−25705等)、また
ジオレフィン類はモノオレフィン類よりも重合し易い性
質を利用し、前段でジオレフィン類を中心とする易重合
性化合物を重合させ、これらを除去したモノオレフィン
類を中心とする原料油を用いて石油樹脂を合成する方法
(例えば、特公昭49−2344等)等が提案されている。
しかしながら、これらいずれの方法を用いても完全にジ
オレフィン類を除去することは困難であり、また原料油
の前処理工程を加えることによるコストの増加は避けら
れず、充分な改善効果は得られていないのが現状であ
る。
オレフィン類を除去することは困難であり、また原料油
の前処理工程を加えることによるコストの増加は避けら
れず、充分な改善効果は得られていないのが現状であ
る。
また、二重結合が生じる原因は必らずしも原料油中のジ
オレフィン類のみに起因するわけではない。一般に芳香
族系石油樹脂の製造に用いる原料油は、スチレンおよび
その誘導体、インデンおよびその誘導体等の芳香族環の
側鎖に二重結合を有する芳香族オレフィン類が主構成物
質である。そしてこれらのオレフィン類をカチオン重合
する限りにおいては、たとえジオレフィン類が完全に存
在しないと仮定しても、重合過程でいわゆる移動反応と
停止反応の過程で二重結合が生成することから、生成樹
脂に二重結合が生起することは避けられない。
オレフィン類のみに起因するわけではない。一般に芳香
族系石油樹脂の製造に用いる原料油は、スチレンおよび
その誘導体、インデンおよびその誘導体等の芳香族環の
側鎖に二重結合を有する芳香族オレフィン類が主構成物
質である。そしてこれらのオレフィン類をカチオン重合
する限りにおいては、たとえジオレフィン類が完全に存
在しないと仮定しても、重合過程でいわゆる移動反応と
停止反応の過程で二重結合が生成することから、生成樹
脂に二重結合が生起することは避けられない。
ジオレフィン類に起因する、二重結合の他に、この原料
にオレフィン類を用いることから生じる本質的な二重結
合の存在も、二重結合が酸化反応を受け易いことを考慮
すれば、石油樹脂の耐熱性、耐候性に悪影響を及ぼすも
のと考えざるを得ない。
にオレフィン類を用いることから生じる本質的な二重結
合の存在も、二重結合が酸化反応を受け易いことを考慮
すれば、石油樹脂の耐熱性、耐候性に悪影響を及ぼすも
のと考えざるを得ない。
そこで、二重結合を減少させる目的で樹脂を二次的に水
添する方法(例えば、特公昭55−41635,昭45−17075,昭
54−20972等)も行なわれており、実際に水添石油樹脂
の一般名称で何種類か上市されている。しかしながら、
芳香族系石油樹脂の水添反応は一般に過酷な水素化条件
が要求されるため、必然的に芳香族環の一部の水添もと
もなう。従って製造コストの上昇は避けられず、特殊な
用途に用いる場合は有益であっても、耐熱性、耐候性の
改善のみを目的に水添することは、石油樹脂の安価であ
るという大きな特長を有利に導びく方法とはいい難い。
添する方法(例えば、特公昭55−41635,昭45−17075,昭
54−20972等)も行なわれており、実際に水添石油樹脂
の一般名称で何種類か上市されている。しかしながら、
芳香族系石油樹脂の水添反応は一般に過酷な水素化条件
が要求されるため、必然的に芳香族環の一部の水添もと
もなう。従って製造コストの上昇は避けられず、特殊な
用途に用いる場合は有益であっても、耐熱性、耐候性の
改善のみを目的に水添することは、石油樹脂の安価であ
るという大きな特長を有利に導びく方法とはいい難い。
本発明者らは、以上のような従来の芳香族系石油樹脂に
ついての考察から、耐熱性、耐候性を改善するために
は、二重結合が全くないか、あるいは実用上全く含有し
ない芳香族系石油樹脂の製造法を抜本的に検討せざるを
得ないとの結論に到達した。
ついての考察から、耐熱性、耐候性を改善するために
は、二重結合が全くないか、あるいは実用上全く含有し
ない芳香族系石油樹脂の製造法を抜本的に検討せざるを
得ないとの結論に到達した。
(問題点を解決するための手段) 水添以外の方法で、二重結合が全くないか、あるいは実
用上全く含有しない芳香族系石油樹脂を製造するために
は、原料油に実質的に二重結合を全く所有しない原料油
を用いる必要がある。ここでいう二重結合とは、芳香族
環の二重結合は含めず、芳香族環の側鎖、ナフテン環あ
るいはパラフィン中の二重結合を示す。しかしながら、
二重結合を全く所有しない芳香族原料をそのままで重合
させることは、熱改質等を除外すれば、一般に不可能で
あり、何らかの方法で芳香族環どおしを、あるいは芳香
族環と別の芳香族化合物の側鎖を、あるいは芳香族環の
側鎖どおしを結合させるための結合剤を加える必要があ
る。
用上全く含有しない芳香族系石油樹脂を製造するために
は、原料油に実質的に二重結合を全く所有しない原料油
を用いる必要がある。ここでいう二重結合とは、芳香族
環の二重結合は含めず、芳香族環の側鎖、ナフテン環あ
るいはパラフィン中の二重結合を示す。しかしながら、
二重結合を全く所有しない芳香族原料をそのままで重合
させることは、熱改質等を除外すれば、一般に不可能で
あり、何らかの方法で芳香族環どおしを、あるいは芳香
族環と別の芳香族化合物の側鎖を、あるいは芳香族環の
側鎖どおしを結合させるための結合剤を加える必要があ
る。
このように、芳香族オレフィン類を原料とする代りに、
芳香族化合物と結合剤により芳香族系炭化水素樹脂を製
造するという発想は従来の芳香族系石油樹脂製造には全
くなかった概念である。
芳香族化合物と結合剤により芳香族系炭化水素樹脂を製
造するという発想は従来の芳香族系石油樹脂製造には全
くなかった概念である。
そこで、本発明者らは各種芳香族原料と各種結合剤を組
合わせることで、従来の芳香族系石油樹脂と同程度の物
理性状(例えば、軟化点60〜180℃)を有する新らしい
芳香族系石油樹脂を製造する方法について鋭意研究を重
ねた結果本発明に到達した。すなわち、メチル基、エチ
ル基等の炭素数の比較的少ない側鎖を1〜4個程度所有
する各種芳香族原料に、芳香族環どおしを結びつける結
合剤としてホルムアルデヒドを加え、酸触媒存在下で付
加脱水縮合反応を行ない芳香族メチレン樹脂を合成し、
触媒分離および洗浄を経て得られる芳香族メチレン樹脂
の低沸点留分を分離することで耐熱性、耐候性の良好な
芳香族系石油樹脂が製造できることを見いだした。
合わせることで、従来の芳香族系石油樹脂と同程度の物
理性状(例えば、軟化点60〜180℃)を有する新らしい
芳香族系石油樹脂を製造する方法について鋭意研究を重
ねた結果本発明に到達した。すなわち、メチル基、エチ
ル基等の炭素数の比較的少ない側鎖を1〜4個程度所有
する各種芳香族原料に、芳香族環どおしを結びつける結
合剤としてホルムアルデヒドを加え、酸触媒存在下で付
加脱水縮合反応を行ない芳香族メチレン樹脂を合成し、
触媒分離および洗浄を経て得られる芳香族メチレン樹脂
の低沸点留分を分離することで耐熱性、耐候性の良好な
芳香族系石油樹脂が製造できることを見いだした。
本樹脂は芳香族環とメチレン基が交互に結合した線状オ
リゴマーであり、二重結合は全くないかあるいは実用上
全く含有せず、またホルムアルデヒドに起因する酸素原
子も全くあるいは実用上全く含有しない芳香族系炭化水
素樹脂であることが判明した。
リゴマーであり、二重結合は全くないかあるいは実用上
全く含有せず、またホルムアルデヒドに起因する酸素原
子も全くあるいは実用上全く含有しない芳香族系炭化水
素樹脂であることが判明した。
ここで二重結合が全くないかあるいは実用上全く含有し
ないというのは臭素価が1.0以下であることを示し、ま
た、酸素原子を全くあるいは実用上全く含有しないとい
うのは酸素原子が1.0重量%以下であることを示す。
ないというのは臭素価が1.0以下であることを示し、ま
た、酸素原子を全くあるいは実用上全く含有しないとい
うのは酸素原子が1.0重量%以下であることを示す。
ホルムアルデヒドが芳香族環どおしを結合する機能を有
することは公知の事実であり、例えばメタキシレンとホ
ルムアルデヒドから製造された樹脂はキシレン樹脂とい
う一般名で上市されている。しかしながら、このキシレ
ン樹脂はメタキシレン環がメチレン基、エーテル基、ア
セタール基等で結合した酸素原子を多量に含有する液状
の樹脂であり、炭素と水素のみで構成され酸素原子を全
くあるいは事実上全く含有しない一般的な石油樹脂とは
本質的に物理性状も使われる用途も異なっている。ま
た、本発明者らは芳香族化合物とホルムアルデヒドから
酸素原子を全く含まないかあるいは実用上ほとんどない
とみなし得る芳香族メチレン樹脂の製造法を見い出し、
既に特許出願を行なっている(出願番号60−054357)。
しかしながら、この芳香族メチレン樹脂は常温で粘稠液
体あるいは半固体状の物質であり、常温で固体状の高軟
化点樹脂を製造することはできなかった。これは常温で
固体状の高軟化点樹脂が生成すると、触媒分離後に続く
微量の酸性物質を除去する操作がエマルションの生成に
より不可能となるためである。
することは公知の事実であり、例えばメタキシレンとホ
ルムアルデヒドから製造された樹脂はキシレン樹脂とい
う一般名で上市されている。しかしながら、このキシレ
ン樹脂はメタキシレン環がメチレン基、エーテル基、ア
セタール基等で結合した酸素原子を多量に含有する液状
の樹脂であり、炭素と水素のみで構成され酸素原子を全
くあるいは事実上全く含有しない一般的な石油樹脂とは
本質的に物理性状も使われる用途も異なっている。ま
た、本発明者らは芳香族化合物とホルムアルデヒドから
酸素原子を全く含まないかあるいは実用上ほとんどない
とみなし得る芳香族メチレン樹脂の製造法を見い出し、
既に特許出願を行なっている(出願番号60−054357)。
しかしながら、この芳香族メチレン樹脂は常温で粘稠液
体あるいは半固体状の物質であり、常温で固体状の高軟
化点樹脂を製造することはできなかった。これは常温で
固体状の高軟化点樹脂が生成すると、触媒分離後に続く
微量の酸性物質を除去する操作がエマルションの生成に
より不可能となるためである。
本発明はこの芳香族メチレン樹脂の製造法を徹底的に検
討しなおした結果、常温で固体状の高軟化点樹脂が生成
しても、触媒分離ならびに次に続く微量の酸性物質を除
去する操作が容易に進行し、常温で固体状の耐熱性、耐
候性に優れた芳香族系石油樹脂の製造に成功したもので
ある。すなわち適量のアルコールを加えることでエマル
ションの生成を抑制し、容易に高軟化点の樹脂を含む油
層と洗浄水が分離できることを見いだした。
討しなおした結果、常温で固体状の高軟化点樹脂が生成
しても、触媒分離ならびに次に続く微量の酸性物質を除
去する操作が容易に進行し、常温で固体状の耐熱性、耐
候性に優れた芳香族系石油樹脂の製造に成功したもので
ある。すなわち適量のアルコールを加えることでエマル
ションの生成を抑制し、容易に高軟化点の樹脂を含む油
層と洗浄水が分離できることを見いだした。
(作 用) 本発明に係わる芳香族原料とは、トルエン、キシレン、
エチルベンゼン、メチルエチルベンゼン、トリメチルベ
ンゼン、デュレン、イソデュレン等のベンゼン環にメチ
ル基またはエチル基のような比較的炭素数の少ない置換
基が1〜4個置換したベンゼン誘導体およびインダン誘
導体、ナフタリン、アントラセン等の各種縮合多環芳香
族化合物の誘導体ならびにそれらの混合物またはそれら
の一部を含む留分であれば特に制約はない。
エチルベンゼン、メチルエチルベンゼン、トリメチルベ
ンゼン、デュレン、イソデュレン等のベンゼン環にメチ
ル基またはエチル基のような比較的炭素数の少ない置換
基が1〜4個置換したベンゼン誘導体およびインダン誘
導体、ナフタリン、アントラセン等の各種縮合多環芳香
族化合物の誘導体ならびにそれらの混合物またはそれら
の一部を含む留分であれば特に制約はない。
また、プロピル基、ブチル基のような比較的炭素数の多
い置換基を有する芳香族化合物あるいはパラフィン、ナ
フテン等の非芳香族化合物が含まれていても、これらの
化合物はホルムアルデヒドとの反応性が低いかあるいは
全くないため単に溶媒として作用するだけであり、見掛
上の樹脂の収率は低下するが、原料油中に上記の反応性
芳香族化合物が含まれていれば特に問題はない。ただ
し、後述のホルムアルデヒドと原料油のモル比を決定す
る際は、原料油中の反応性芳香族化合物の含有量を考慮
する必要がある。こうして、一般的にはトルエン、改質
系または分解系混合キシレン留分、キシレン製造あるい
は異性化等の塔底油から得られるC9あるいはC10芳香
族留分等が実用上好ましい原料油となる。
い置換基を有する芳香族化合物あるいはパラフィン、ナ
フテン等の非芳香族化合物が含まれていても、これらの
化合物はホルムアルデヒドとの反応性が低いかあるいは
全くないため単に溶媒として作用するだけであり、見掛
上の樹脂の収率は低下するが、原料油中に上記の反応性
芳香族化合物が含まれていれば特に問題はない。ただ
し、後述のホルムアルデヒドと原料油のモル比を決定す
る際は、原料油中の反応性芳香族化合物の含有量を考慮
する必要がある。こうして、一般的にはトルエン、改質
系または分解系混合キシレン留分、キシレン製造あるい
は異性化等の塔底油から得られるC9あるいはC10芳香
族留分等が実用上好ましい原料油となる。
本発明に係わるホルムアルデヒドは、反応系内で単量体
のホルムアルデヒドを生成するものであれば出発原料と
してはいかなる形態のものでもよく、市販の各種濃度の
ホルマリンまたはトリオキサン、パラホルムアルデヒド
のような重合物等をそのまま用いることができるが、触
媒濃度を低下させず(ホルマリンは水溶液であるので触
媒濃度を低下させる)、低価格で容易に入手できるパラ
ホルムアルデヒドが最適である。また、何らかの方法で
別途発生させたガス状ホルムアルデヒドを原料油、触媒
(液状の場合)、溶媒等に溶解させて反応系内に仕込む
こともできる。
のホルムアルデヒドを生成するものであれば出発原料と
してはいかなる形態のものでもよく、市販の各種濃度の
ホルマリンまたはトリオキサン、パラホルムアルデヒド
のような重合物等をそのまま用いることができるが、触
媒濃度を低下させず(ホルマリンは水溶液であるので触
媒濃度を低下させる)、低価格で容易に入手できるパラ
ホルムアルデヒドが最適である。また、何らかの方法で
別途発生させたガス状ホルムアルデヒドを原料油、触媒
(液状の場合)、溶媒等に溶解させて反応系内に仕込む
こともできる。
本発明に用いる触媒は液状の酸触媒であれば特に制約は
なく、硫酸、リン酸、ピロリン酸、過塩素酸等を用いる
ことができる。また原料油に溶解するパラトルエンスル
ホン酸、三フッ化ホウ素、フッ化水素、各種塩化アルミ
ニウム等を用いることも出来るが、これらの触媒は再使
用が困難である。また固体酸触媒を用いることも原理的
には可能であるが、触媒の分離工程で多量の希釈溶媒を
用いる必要があり、工業上有利な触媒とは云えない。安
価で再使用が容易な点で硫酸が有利であり、各種濃度の
硫酸が使用可能であるが、スルフォン化を防ぐためには
希硫酸が最適である。
なく、硫酸、リン酸、ピロリン酸、過塩素酸等を用いる
ことができる。また原料油に溶解するパラトルエンスル
ホン酸、三フッ化ホウ素、フッ化水素、各種塩化アルミ
ニウム等を用いることも出来るが、これらの触媒は再使
用が困難である。また固体酸触媒を用いることも原理的
には可能であるが、触媒の分離工程で多量の希釈溶媒を
用いる必要があり、工業上有利な触媒とは云えない。安
価で再使用が容易な点で硫酸が有利であり、各種濃度の
硫酸が使用可能であるが、スルフォン化を防ぐためには
希硫酸が最適である。
本発明は過剰の原料油を用いるため、溶媒は必要としな
いが、必要に応じて反応に関与しない溶媒(例えばイソ
パラフィン)を適当量加えることができる。
いが、必要に応じて反応に関与しない溶媒(例えばイソ
パラフィン)を適当量加えることができる。
本発明に係わる石油樹脂反応装置は、特に形状を問わ
ず、通常のバッチ式、セミ流通式、流通式等を用いるこ
とができるが、バッチ式が最も実用的である。
ず、通常のバッチ式、セミ流通式、流通式等を用いるこ
とができるが、バッチ式が最も実用的である。
本発明の酸素原子も二重結合も含まない芳香族系石油樹
脂を得るためには、反応性芳香族化合物に対するホルム
アルデヒドのモル比を1以下に、望ましくは0.8以下に
抑える必要がある。原料に用いる芳香族化合物の種類に
も依るが、一般的にはモル比が低い場合ほど、生成する
石油樹脂の収率は低くまた軟化点も低くなるが、温和な
条件下で酸素原子の含有率を低下させることができ、モ
ル比が高い場合ほど、収率が高く、軟化点も高くなる
が、酸素原子の含有率が高くなる。モル比が1より大の
場合にも石油樹脂を製造することは可能であるが、以下
に述べる実用的な反応条件では酸素原子の含有率が高く
なり、また触媒の分離操作も困難となる。
脂を得るためには、反応性芳香族化合物に対するホルム
アルデヒドのモル比を1以下に、望ましくは0.8以下に
抑える必要がある。原料に用いる芳香族化合物の種類に
も依るが、一般的にはモル比が低い場合ほど、生成する
石油樹脂の収率は低くまた軟化点も低くなるが、温和な
条件下で酸素原子の含有率を低下させることができ、モ
ル比が高い場合ほど、収率が高く、軟化点も高くなる
が、酸素原子の含有率が高くなる。モル比が1より大の
場合にも石油樹脂を製造することは可能であるが、以下
に述べる実用的な反応条件では酸素原子の含有率が高く
なり、また触媒の分離操作も困難となる。
本反応に係る触媒使用量は、反応条件と密接に関連する
ため一概に規定出来ないが、一般的には原料油中の反応
性芳香族化合物に対して5〜50重量%、好ましくは15〜
35重量%が適切である。
ため一概に規定出来ないが、一般的には原料油中の反応
性芳香族化合物に対して5〜50重量%、好ましくは15〜
35重量%が適切である。
本反応の反応温度は、原料油および触媒の種類および量
等に依存するため一概に規定出来ないが、一般的には60
〜180℃、好ましくは80〜120℃が用いられる。
等に依存するため一概に規定出来ないが、一般的には60
〜180℃、好ましくは80〜120℃が用いられる。
本反応に係る反応時間は、原料油および触媒の種類およ
び量に依存するため一概に規定出来ず、反応時間にとも
なって生成する石油樹脂の含酸素率が低下することか
ら、含酸素率が実用上全く含有しないとみなせる、即ち
1.0重量%以下に低下する一般的には0.5〜10時間、好ま
しくは2〜5時間が用いられる。
び量に依存するため一概に規定出来ず、反応時間にとも
なって生成する石油樹脂の含酸素率が低下することか
ら、含酸素率が実用上全く含有しないとみなせる、即ち
1.0重量%以下に低下する一般的には0.5〜10時間、好ま
しくは2〜5時間が用いられる。
生成した石油樹脂を単離して製品とするためには、更に
触媒除去、洗浄(微量酸性物質の除去)、未反応油、溶
媒(使用した場合)および軽質生成物の除去が必要であ
るが、これらは以下に述べる方法で実施することができ
る。
触媒除去、洗浄(微量酸性物質の除去)、未反応油、溶
媒(使用した場合)および軽質生成物の除去が必要であ
るが、これらは以下に述べる方法で実施することができ
る。
触媒分離はそのままあるいは適切な希釈溶媒を加えて、
通常の油水分離操作で実施することができる。回収した
触媒は反応中生成する水で希釈されているが、そのまま
あるいは高濃度の酸を追加して濃度調節することにより
再使用が可能である。
通常の油水分離操作で実施することができる。回収した
触媒は反応中生成する水で希釈されているが、そのまま
あるいは高濃度の酸を追加して濃度調節することにより
再使用が可能である。
洗浄工程は、微量の酸性物質の混入による製品の品質劣
化を防ぐために欠くことのできない工程である。通常は
アルカリによる中和処理と水洗または湯洗を繰返す方法
が採用されるが、本発明のように高軟化点の石油樹脂、
微量の酸性物質、未反応油が存在する場合にはエマルシ
ョンが生成して容易に油水分離することができない。多
量の溶媒を新たに加えて希釈すれば比較的油水分離は容
易になるが、数十倍の希釈が必要であり現実的でない。
また、市販のエマルションブレーカーを添加する方法も
考えられるが、エマルションブレーカーが製品に残留し
品質低下をもたらすので好ましくない。そこで、生成し
た石油樹脂の溶解力を有し、水を部分的に溶解し、油水
分離工程では大部分が油層に残り、かつ容易に生成した
石油樹脂と分離できるエマルションブレーカーを鋭意検
討した結果、炭素数3〜5のアルコールが目的に適うこ
とを見出した。このエマルションブレーカーを見出した
ことが本発明を成功に導いた1つの要因である。ここで
炭素数3〜5のアルコールとは炭素数3〜5の全てのア
ルコールの異性体の単独またはこれらの混合物をいう。
また、アルコールの純度は50重量%以上であればよい。
好ましくはn−ブチルアルコール、iso−ブチルアルコ
ール、sec−ブチルアルコールの単独またはこれらの混
合物がよい。
化を防ぐために欠くことのできない工程である。通常は
アルカリによる中和処理と水洗または湯洗を繰返す方法
が採用されるが、本発明のように高軟化点の石油樹脂、
微量の酸性物質、未反応油が存在する場合にはエマルシ
ョンが生成して容易に油水分離することができない。多
量の溶媒を新たに加えて希釈すれば比較的油水分離は容
易になるが、数十倍の希釈が必要であり現実的でない。
また、市販のエマルションブレーカーを添加する方法も
考えられるが、エマルションブレーカーが製品に残留し
品質低下をもたらすので好ましくない。そこで、生成し
た石油樹脂の溶解力を有し、水を部分的に溶解し、油水
分離工程では大部分が油層に残り、かつ容易に生成した
石油樹脂と分離できるエマルションブレーカーを鋭意検
討した結果、炭素数3〜5のアルコールが目的に適うこ
とを見出した。このエマルションブレーカーを見出した
ことが本発明を成功に導いた1つの要因である。ここで
炭素数3〜5のアルコールとは炭素数3〜5の全てのア
ルコールの異性体の単独またはこれらの混合物をいう。
また、アルコールの純度は50重量%以上であればよい。
好ましくはn−ブチルアルコール、iso−ブチルアルコ
ール、sec−ブチルアルコールの単独またはこれらの混
合物がよい。
水洗処理をした油には、アルコール、未反応油、製品の
石油樹脂が含まれている。従って製品の石油樹脂を単離
するためには、アルコール、未反応油、生成した石油樹
脂の軽質分の除去が必要であり、これらの除去操作は一
段で実施することも多段で実施することもできる。
石油樹脂が含まれている。従って製品の石油樹脂を単離
するためには、アルコール、未反応油、生成した石油樹
脂の軽質分の除去が必要であり、これらの除去操作は一
段で実施することも多段で実施することもできる。
即ちアルコール、未反応油は同時にあるいは別々に通常
の常圧蒸留あるいはエバポレーター等の操作で除去した
後、生成した石油樹脂の軽質分のみを遠心分離、減圧蒸
留等で除去する多段操作を採用することもできるし、通
常の減圧蒸留装置を用いて徐々に減圧度を上げながら最
終製品の要求性状に応じた沸点以下の軽質分を除去する
一段操作を採用することもできる。最終的に何℃以下ま
での軽質分を除去する必要があるかは、原料油の種類、
目的とする石油樹脂の要求性状に依存するため一概に規
定できないが、通常は5mmHg以下の減圧下、望ましくは
2mmHg以下の減圧下で常圧換算300〜470℃以下の軽質分
(アルコール、未反応油を含めて)を留去することで釜
残に目的とする芳香族系石油樹脂を得ることができる。
の常圧蒸留あるいはエバポレーター等の操作で除去した
後、生成した石油樹脂の軽質分のみを遠心分離、減圧蒸
留等で除去する多段操作を採用することもできるし、通
常の減圧蒸留装置を用いて徐々に減圧度を上げながら最
終製品の要求性状に応じた沸点以下の軽質分を除去する
一段操作を採用することもできる。最終的に何℃以下ま
での軽質分を除去する必要があるかは、原料油の種類、
目的とする石油樹脂の要求性状に依存するため一概に規
定できないが、通常は5mmHg以下の減圧下、望ましくは
2mmHg以下の減圧下で常圧換算300〜470℃以下の軽質分
(アルコール、未反応油を含めて)を留去することで釜
残に目的とする芳香族系石油樹脂を得ることができる。
(実施例) 以下に本発明の内容を具体的に明らかにするために実施
例を示すが、これは一例であり、本発明はこれに限定さ
れるものではない。
例を示すが、これは一例であり、本発明はこれに限定さ
れるものではない。
実施に際し、製造した芳香族系石油樹脂の軟化点、臭素
価は、それぞれJISK−2207、JISK−2605に従って測定
し、含酸素率は元素分析装置で測定した。また、本石油
樹脂の耐熱性は、ガラス容器(30mmφ×100mm)中に試
料50gをとりギヤオーブン中150℃でエージングし、外
観、粘度の経時変化を測定した。耐候性は、ガラス板上
に80〜90μmの塗膜をつくり、サンシャインウェザオメ
ーター中で、温度63℃、湿度60%、120分中18分雨の条
件下で暴露した後の色相の変化を観察した。
価は、それぞれJISK−2207、JISK−2605に従って測定
し、含酸素率は元素分析装置で測定した。また、本石油
樹脂の耐熱性は、ガラス容器(30mmφ×100mm)中に試
料50gをとりギヤオーブン中150℃でエージングし、外
観、粘度の経時変化を測定した。耐候性は、ガラス板上
に80〜90μmの塗膜をつくり、サンシャインウェザオメ
ーター中で、温度63℃、湿度60%、120分中18分雨の条
件下で暴露した後の色相の変化を観察した。
実施例1 攪拌装置、還流冷却器を備えた4つ口フラスコに改質系
キシレン塔底油の150〜180℃の沸点範囲を持つC9芳香
族留分240gと市販工業用92%パラホルムアルデヒド20g
を加え、ゆっくり攪拌しながら市販75%希硫酸75gを滴
下した。硫酸滴下後、オイルバスを用いて反応温度を10
0〜110℃に昇温し、そのまゝ激しくかき混ぜながら3時
間反応した。反応終了後、室温にまで冷却し、滴下ロー
トに内容物を移し静置すると硫酸層が下層に分離するの
でこれを除去した。その後、n−ブタノール100mlおよ
び水200mlを加えよく攪拌したのち静置すると、油層と
水層がきれいに分離するので、水層を捨て、引続き洗浄
水のpHが7を示すまで2〜3回水洗を繰返した。得られ
た油層を蒸留フラスコに移し、最初は約10mmHgの減圧蒸
留で、最終的には1mmHgにまで減圧度を上げて、常圧換
算460℃以下の軽質分を除去し、釜残に目的とする芳香
族系石油樹脂112gを得た。得られた石油樹脂の軟化点は
117.5℃、臭素価は0.3gBr2/100g、含酸素率は0.1重量%
以下であり、実用上酸素原子も二重結合も含有しないこ
とが明らかになった。
キシレン塔底油の150〜180℃の沸点範囲を持つC9芳香
族留分240gと市販工業用92%パラホルムアルデヒド20g
を加え、ゆっくり攪拌しながら市販75%希硫酸75gを滴
下した。硫酸滴下後、オイルバスを用いて反応温度を10
0〜110℃に昇温し、そのまゝ激しくかき混ぜながら3時
間反応した。反応終了後、室温にまで冷却し、滴下ロー
トに内容物を移し静置すると硫酸層が下層に分離するの
でこれを除去した。その後、n−ブタノール100mlおよ
び水200mlを加えよく攪拌したのち静置すると、油層と
水層がきれいに分離するので、水層を捨て、引続き洗浄
水のpHが7を示すまで2〜3回水洗を繰返した。得られ
た油層を蒸留フラスコに移し、最初は約10mmHgの減圧蒸
留で、最終的には1mmHgにまで減圧度を上げて、常圧換
算460℃以下の軽質分を除去し、釜残に目的とする芳香
族系石油樹脂112gを得た。得られた石油樹脂の軟化点は
117.5℃、臭素価は0.3gBr2/100g、含酸素率は0.1重量%
以下であり、実用上酸素原子も二重結合も含有しないこ
とが明らかになった。
得られた石油樹脂の耐熱性、耐候性についてはそれぞれ
表1、表2に示す。
表1、表2に示す。
実施例2 実施例1と同一装置を用い、同一原料油、同一条件下で
反応及び触媒除去・水洗をしたのち、最終的に1mmHgの
減圧下で常圧換算360℃以下の軽質分を蒸留除去し、目
的とする芳香族系石油樹脂134gを得た。得られた石油樹
脂の軟化点は88.5℃、臭素価は0.2gBr2/100g、含酸素率
は0.1重量%以下であった。耐熱・耐候性は表1、表2
に示す。
反応及び触媒除去・水洗をしたのち、最終的に1mmHgの
減圧下で常圧換算360℃以下の軽質分を蒸留除去し、目
的とする芳香族系石油樹脂134gを得た。得られた石油樹
脂の軟化点は88.5℃、臭素価は0.2gBr2/100g、含酸素率
は0.1重量%以下であった。耐熱・耐候性は表1、表2
に示す。
実施例3 実施例1と同一装置を用い、キシレン留分240gを原料に
用いて実施例1と同一条件下で、反応及び触媒除去・水
洗をした後、常圧換算450℃以下の軽質分を減圧蒸留で
除去したところ、目的とする芳香族系石油樹脂98.2gが
得られた。得られた石油樹脂の軟化点は92.0℃、臭素価
は0.2gBr2/100g、含酸素率は0.1重量%以下であった。
耐熱性、耐候性は表1、表2に示す。
用いて実施例1と同一条件下で、反応及び触媒除去・水
洗をした後、常圧換算450℃以下の軽質分を減圧蒸留で
除去したところ、目的とする芳香族系石油樹脂98.2gが
得られた。得られた石油樹脂の軟化点は92.0℃、臭素価
は0.2gBr2/100g、含酸素率は0.1重量%以下であった。
耐熱性、耐候性は表1、表2に示す。
実施例4 実施例1と同一装置を用い、改質系キシレン塔底油で18
0〜200℃の沸点範囲を持つC10芳香族留分240gを原料に
用いて実施例1と同一条件下で反応及び触媒除去・水洗
をした後、常圧換算460℃以下の軽質分を減圧蒸留で除
去したところ、目的とする芳香族系石油樹脂102gが得ら
れた。得られた石油樹脂の軟化点は124.5℃、臭素価は
0.1gBr2/100g、含酸素率は0.1重量%以下であった。耐
熱性、耐候性は表1、表2に示す。
0〜200℃の沸点範囲を持つC10芳香族留分240gを原料に
用いて実施例1と同一条件下で反応及び触媒除去・水洗
をした後、常圧換算460℃以下の軽質分を減圧蒸留で除
去したところ、目的とする芳香族系石油樹脂102gが得ら
れた。得られた石油樹脂の軟化点は124.5℃、臭素価は
0.1gBr2/100g、含酸素率は0.1重量%以下であった。耐
熱性、耐候性は表1、表2に示す。
実施例5 実施例1と同一装置を用い、触媒に硫酸の代りに市販70
%過塩素酸75gを用いて実施例1と同一原料油、同一条
件下で反応及び、触媒除去・水洗をした後、同一条件下
で減圧蒸留を実施したところ、目的とする芳香族系石油
樹脂123gが得られた。得られた石油樹脂の軟化点は120.
5℃、臭素価は0.2gBr2/100g、含酸素率は0.3重量%であ
った。耐熱性、耐候性は表1、表2に示す。
%過塩素酸75gを用いて実施例1と同一原料油、同一条
件下で反応及び、触媒除去・水洗をした後、同一条件下
で減圧蒸留を実施したところ、目的とする芳香族系石油
樹脂123gが得られた。得られた石油樹脂の軟化点は120.
5℃、臭素価は0.2gBr2/100g、含酸素率は0.3重量%であ
った。耐熱性、耐候性は表1、表2に示す。
実施例6 実施例1と同一装置を用い、同一原料油、同一条件下で
反応及び触媒除去をした後、sec−ブタノール80ml及びi
so−プロパノール20ml、次いで、洗浄水200mlを加えよ
く攪拌し静置すると水層と油層がきれいに分離するの
で、水層を捨て、その後更に3回水洗を繰り返した。得
られた油層から実施例1と同一操作で軽質分を除去した
結果、目的とする芳香族系石油樹脂109gを得た。得られ
た石油樹脂の軟化点は119.5℃、臭素価は0.1gBr2/100
g、含酸素率は0.1重量%以下であった。耐熱性、耐候性
は表1、表2に示す。
反応及び触媒除去をした後、sec−ブタノール80ml及びi
so−プロパノール20ml、次いで、洗浄水200mlを加えよ
く攪拌し静置すると水層と油層がきれいに分離するの
で、水層を捨て、その後更に3回水洗を繰り返した。得
られた油層から実施例1と同一操作で軽質分を除去した
結果、目的とする芳香族系石油樹脂109gを得た。得られ
た石油樹脂の軟化点は119.5℃、臭素価は0.1gBr2/100
g、含酸素率は0.1重量%以下であった。耐熱性、耐候性
は表1、表2に示す。
比較例1 従来の芳香族系石油樹脂の代表として、市販のC9系石
油樹脂(120グレード)を選んだ。
油樹脂(120グレード)を選んだ。
軟化点は122.0℃、臭素価28.0gBr2/100g、含酸素率2.0
重量%であった。耐熱性、耐候性はそれぞれ表1、表2
に示す。
重量%であった。耐熱性、耐候性はそれぞれ表1、表2
に示す。
比較例2 実施例1と同一装置を用い、同一原料油、同一条件下で
反応及び触媒除去をした後、微量の酸性物質を除去する
目的で洗浄水200mlを加えよく攪拌して静置したとこ
ろ、一晩以上放置しても油水境界面を中心としてエマル
ションが生成しており、油水分離操作を実施することが
不可能であった。
反応及び触媒除去をした後、微量の酸性物質を除去する
目的で洗浄水200mlを加えよく攪拌して静置したとこ
ろ、一晩以上放置しても油水境界面を中心としてエマル
ションが生成しており、油水分離操作を実施することが
不可能であった。
(発明の効果) 本発明により得られた芳香族系石油樹脂は、表1の結果
から従来の芳香族系石油樹脂と比べ、色相変化および粘
度上昇とも緩やかであり、耐熱性が格段にすぐれている
ことが判る。また、表2の結果から本発明により得られ
た芳香族系石油樹脂は、従来の芳香族系石油樹脂と比
べ、色相変化が緩やかであり、耐候性が格段に改善され
ていることは明瞭である。
から従来の芳香族系石油樹脂と比べ、色相変化および粘
度上昇とも緩やかであり、耐熱性が格段にすぐれている
ことが判る。また、表2の結果から本発明により得られ
た芳香族系石油樹脂は、従来の芳香族系石油樹脂と比
べ、色相変化が緩やかであり、耐候性が格段に改善され
ていることは明瞭である。
本発明で得られる芳香族系石油樹脂は基本的には従来の
石油樹脂と同一用途に用いることができるが、高耐熱
性、高耐候性の要求される用途、例えばトラフィックペ
イント、ホットメルト接着剤等により好適に使用でき
る。また、これらの用途には加熱溶融工程が含まれるこ
とが多いことから、作業性の向上にも多大の効果を及ぼ
す。
石油樹脂と同一用途に用いることができるが、高耐熱
性、高耐候性の要求される用途、例えばトラフィックペ
イント、ホットメルト接着剤等により好適に使用でき
る。また、これらの用途には加熱溶融工程が含まれるこ
とが多いことから、作業性の向上にも多大の効果を及ぼ
す。
Claims (10)
- 【請求項1】芳香族化合物または芳香族化合物を主成分
とする留分とホルムアルデヒドを酸触媒の存在下で反応
させて芳香族メチレン樹脂を合成し、油水分離操作で触
媒を除去し、純度50重量%以上の炭素数3〜5のアルコ
ールを加えて水洗後、低沸点留分を除去して製造する芳
香族系石油樹脂の製造法。 - 【請求項2】ホルムアルデヒドとしてパラホルムアルデ
ヒド、触媒として硫酸を用いる特許請求の範囲第1項記
載の芳香族系石油樹脂の製造法。 - 【請求項3】芳香族化合物または芳香族化合物を主成分
とする留分として、トルエン、改質系または分解系混合
キシレン留分、またはキシレン製造あるいは異性化等の
塔底油から得られるC9あるいはC10芳香族留分を用い
る特許請求の範囲第1項記載の芳香族系石油樹脂の製造
法。 - 【請求項4】炭素数3〜5のアルコールがn−ブチルア
ルコール、iso−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコ
ールの単独、またはこれらの混合物である特許請求の範
囲第1項記載の芳香族系石油樹脂の製造法。 - 【請求項5】低沸点留分を除去する方法として減圧蒸留
装置を用いる特許請求の範囲第1項記載の芳香族系石油
樹脂の製造法。 - 【請求項6】反応性芳香族化合物に対するホルムアルデ
ヒドの量がその化学当量より少ない量を使用する特許請
求の範囲第1項記載の芳香族系石油樹脂の製造法。 - 【請求項7】反応性芳香族化合物に対するホルムアルデ
ヒドの量がその化学当量の0.8以下の量を使用する特許
請求の範囲第1項記載の芳香族系石油樹脂の製造法。 - 【請求項8】反応温度が60〜180℃、反応時間が0.5〜10
時間である特許請求の範囲第1項記載の芳香族系石油樹
脂の製造法。 - 【請求項9】反応温度が80〜120℃、反応時間が2〜5
時間である特許請求の範囲第1項記載の芳香族系石油樹
脂の製造法。 - 【請求項10】硫酸の量が反応性芳香族化合物に対して
5〜50重量%である特許請求の範囲第2項記載の芳香族
系石油樹脂の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2720687A JPH075698B2 (ja) | 1987-02-10 | 1987-02-10 | 芳香族系石油樹脂の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2720687A JPH075698B2 (ja) | 1987-02-10 | 1987-02-10 | 芳香族系石油樹脂の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63196616A JPS63196616A (ja) | 1988-08-15 |
| JPH075698B2 true JPH075698B2 (ja) | 1995-01-25 |
Family
ID=12214625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2720687A Expired - Lifetime JPH075698B2 (ja) | 1987-02-10 | 1987-02-10 | 芳香族系石油樹脂の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH075698B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100441551B1 (ko) | 1995-07-12 | 2004-11-03 | 미쓰비시 엔지니어링-플라스틱스 코포레이션 | 폴리카르보네이트수지조성물 |
| JP2000096021A (ja) * | 1998-09-25 | 2000-04-04 | Arakawa Chem Ind Co Ltd | ディレードタック型粘着剤組成物用粘着付与樹脂およびディレードタック型粘着剤組成物 |
| JP4581437B2 (ja) * | 2003-06-06 | 2010-11-17 | 東ソー株式会社 | ホットメルト接着剤用芳香族石油樹脂、ホットメルト接着剤用芳香族石油樹脂組成物及びホットメルト接着剤組成物 |
| CN119101196B (zh) * | 2024-09-10 | 2026-02-10 | 广东新华粤树脂科技有限公司 | 一种高软化点c9石油树脂及其制备方法 |
-
1987
- 1987-02-10 JP JP2720687A patent/JPH075698B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63196616A (ja) | 1988-08-15 |
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