JPH1036418A - ポリブタジエンの製造方法 - Google Patents

ポリブタジエンの製造方法

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JPH1036418A
JPH1036418A JP19027996A JP19027996A JPH1036418A JP H1036418 A JPH1036418 A JP H1036418A JP 19027996 A JP19027996 A JP 19027996A JP 19027996 A JP19027996 A JP 19027996A JP H1036418 A JPH1036418 A JP H1036418A
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信弘 辻本
Kazuhiro Akigawa
和宏 秋川
Chikara Kotani
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 (A)コバルト化合物、(B)アルモキサ
ン、及び(C)ハロゲン含有アルミニウム化合物から得
られる触媒を用いて、1,3-ブタジエンを重合することを
特徴とするポリブタジエンの製造方法。 【効果】 生成するポリブタジエンが高いシス-1,4含量
を有し、かつ、ゲル含量の少ないポリブタジエンの製造
方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、1,3-ブタジエンを重合
してゲル含有量の少ない高シス-1,4- ポリブタジエンの
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】1,3-ブタジエンの重合触媒については、
従来より数多くの提案がなされており、特に高シス-1,4
- ポリブタジエン、すなわち、シス-1,4結合含量の高い
ポリブタジエンは、熱的、機械的に優れた特性を有する
ことから、多くの重合触媒が開発されてきた。
【0003】例えば、カナダ国特許795860号公報には、
ヒドロカルビルアルミニウム化合物と水を良く混合し、
熟成した混合物をコバルトジオクトエート、及び1,3-ブ
タジエンを、20%以上のベンゼンを含む溶媒中で重合さ
せる高シス-1,4- ポリブタジエンの製造法が開示されて
いる。
【0004】特公昭61-54808号公報には、ジエチルアル
ミニウムクロライド、水、及びコバルトオクトエートよ
りなる触媒を用い、1,3-ブタジエンを直鎖状または分岐
状脂肪族炭化水素よりなる溶媒中で重合させる方法が開
示されている。また、特開平7-188341号公報には、芳香
族化合物を含まない溶媒と水からなる媒体中で、2価の
コバルト塩、アルキルアルミニウムクロライド、及び二
種のトリアルキルアルミニウムからなる触媒による1,3-
ブタジエンを重合させる方法が開示されている。
【0005】Polym. Commun., vol. 32, 514 (1991) に
は、コバルトアセチルアセトナート及びメチルアルモキ
サンからなる触媒を用いて、1,3-ブタジエンを重合させ
る方法が開示されている。 しかしながら、1,3-ブタジ
エンの重合においては、生成ポリマー中に二重結合を含
むため特に芳香族溶媒を含有しない場合はゲルが生成し
やすい場合や、また触媒系によっては重合活性が低い場
合があり、改良が望まれている。
【0006】また、高シス-1,4- ポリブタジエンにおい
ては、ポリマー鎖の分岐度が小さいものは耐磨耗性、耐
発熱性、反発弾性等に優れた特性を有している。しか
し、芳香族化合物を含有しない溶媒系で合成した高シス
-1,4- ポリブタジエンの分岐度は芳香族化合物を含有す
る溶媒系と比較して大きいものであった。そのため、芳
香族化合物を含有しない溶媒系で、分岐度の小さい高シ
ス-1,4- ポリブタジエンが得られる製造方法が求められ
る。
【0007】高シス-1,4- ポリブタジエンの分岐度の指
標としてトルエン溶液粘度(Tcp)とムーニー粘度(M
1+4 )の比(TCP/ML1+4 )がある。TCPは濃厚溶
液中での分子の絡み合いの程度を示すのであって、同程
度の分子量分布の高シス-1,4- ポリブタジエンにあって
は、分子量が同一であれば(すなわち、ML1+4 が同一
であれば)分岐度の指標(Tcpが大きい程、分岐度は小
さい)となるものである。また、TCP/ML1+4 はML
1+4 の異なる高シス-1,4- ポリブタジエンの分岐度を比
較する場合に指標(TCP/ML1+4 が大きい程、分岐度
は小さい)として用いられる。
【0008】
【発明の解決しようとする課題】本発明は、高いシス-
1,4含量を有し、ゲル含量の少ない、かつ、線状性の高
いポリブタジエンの製造方法を提供するものである。
【0009】
【課題解決のための手段】本発明は、(A)コバルト化
合物、(B)アルモキサン、及び(C)有機ハロゲン化
合物から得られる触媒を用いて、1,3-ブタジエンを重合
することを特徴とするポリブタジエンの製造方法に関す
る。また、本発明は、(A)コバルト化合物、(B)ア
ルモキサン、及び(C)有機ハロゲン化合物からなる触
媒を用いて、1,3-ブタジエンを重合することを特徴とす
るポリブタジエンの製造方法に関する。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明で(A)成分のコバルト化
合物としては、コバルトの塩や錯体が好ましく用いられ
る。特に好ましいものは、塩化コバルト、臭化コバル
ト、硝酸コバルト、オクチル酸コバルト、ナフテン酸コ
バルト、酢酸コバルト、マロン酸コバルト等のコバルト
塩や、コバルトのビスアセチルアセトネートやトリスア
セチルアセトネート、アセト酢酸エチルエステルコバル
ト、ハロゲン化コバルトのトリアリールフォスフィン錯
体やトリアルキルフォスフィン錯体、もしくはピリジン
錯体やピコリン錯体等の有機塩基錯体、もしくはエチル
アルコール錯体等が挙げられる。
【0011】(B)成分のアルモキサンとしては、有機
アルミニウム化合物と縮合剤とを接触させることによっ
て得られるものであって、一般式(−Al(R' )O
−)nで示される鎖状アルミノキサン、あるいは環状ア
ルミノキサンが挙げられる。(R' は炭素数1〜10の炭
化水素基であり、一部ハロゲン原子及び/ 又はアルコキ
シ基で置換されたものも含む。R' としては、メチル、
エチル、プロピル、イソブチル基が挙げられる。アルミ
ノキサンの原料として用いられる有機アルミニウム化合
物としては、例えば、トリメチルアルミニウム、トリエ
チルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウムなどの
トリアルキルアルミニウム及びその混合物などが挙げら
れる。
【0012】トリメチルアルミニウムとトリブチルアル
ミニウムの混合物を原料として用いたアルモキサンを好
適に用いることができる。
【0013】また、縮合剤としては、典型的なものとし
て水が挙げられるが、この他に該トリアルキルアルミニ
ウムが縮合反応する任意のもの、例えば無機物などの吸
着水やジオールなどが挙げられる。
【0014】(C)成分の有機ハロゲン化合物として
は、一般式 RX(式中、Rは炭素数が 1〜40、好まし
くは 1〜20の炭化水素基、Xはハロゲンを示す)で表さ
れるハロゲン化アルキル化合物が挙げられる。炭化水素
基としては、アルキル基、アリール基、シクロアルキル
基などが挙げられる。
【0015】また、一般式 R1 2 3 C−Xを表さ
れる有機ハロゲン化合物を用いることができる。式中、
1 は水素、アルキル基、アリール基、クロル置換アル
キル基、アルコキシ基などであり、R2 は水素、アルキ
ル基、アリール基、クロル、ブロムなどであり、R2
3 が酸素であっもよく、R3 はアルキル基、アリール
基、ビニル基、クロル、ブロムなどであり、Xはクロ
ル、ブロムなどのハロゲンである。R1 およびR2 が水
素である場合は、R3 はアリール基であることが好まし
い。上記のアルキル基は、飽和あるいは不飽和であって
もよく、また、直鎖状、分岐状または環状のものであっ
てもよい。脂肪族炭化水素基などが挙げられる。
【0016】具体的化合物としては、メチル、エチル、
iso-プロピル、iso-ブチル、t-ブチル、フェニル、ベン
ジル、ベンゾイル、ベンジリデンなどのクロル化物また
はブロム化物などが挙げられる。また、メチルクロロホ
ルメート、ブロモホルメート、クロロジフェニルメタン
またはクロロトリフェニルメタンなどが挙げられる。
【0017】本発明においては、上記(A)成分、
(B)成分、(C)成分に加えて、更に(D)成分とし
てトリアルキルアルミニウム化合物を加えてもよい。ト
リアルキルアルミニウム化合物の具体例としては、トリ
エチルアルミニウム、トリメチルアルミニウム、トリイ
ソブチルアルミニウム、トリヘキシルアルミニウム、ト
リオクチルアルミニウムなどが挙げられる。
【0018】(A)成分のコバルト化合物の使用量は、
ブタジエン1モルに対し、通常、コバルト化合物が 1×
10-7〜 1×10-4モル、好ましくは 1×10-6〜 1×10-5
ルの範囲になるようにすることが好ましい。
【0019】(B)成分のアルモキサンの使用量は、コ
バルト化合物1モルに対し、通常、10〜5000モル、好ま
しくは50〜1000モルの範囲が好ましい。
【0020】(C)成分のハロゲン化アルキル化合物の
使用量は、有機ハロゲン化合物中のハロゲン原子(X)
と、アルモキサン中のアルミニウム原子(Al)の比(X
/Al)が、0.02≦X/Al≦1.33、好ましくは 0.1≦X/
Al≦0.80の範囲であることが好ましい。
【0021】(D)成分のトリアルキルアルミニウム化
合物を用いる場合は、有機ハロゲン化合物中のハロゲン
原子(X)と、トリアルキルアルミニウム化合物及びア
ルモキサン中のアルミニウム原子(Al)の比(X/Al)
が、0.02≦X/Al≦2.0 、好ましくは 0.1≦X/Al≦1.
33の範囲であることが好ましい。
【0022】触媒成分の添加順序は特に制限はないが、
(B)成分、(C)成分、(A)成分の順に添加するこ
とが好ましい。また、不活性溶媒中に(B)成分と
(C)成分とを、あるいは更に(D)成分とをあらかじ
めに熟成させて用いてもよい。熟成時間は 0.1〜10時間
が好ましい。熟成温度は 0〜80℃が好ましい。
【0023】重合方法は、特に制限はなく、塊状重合、
溶液重合などを適用できる。溶液重合での溶媒として
は、トルエン、ベンゼン、キシレン等の芳香族系炭化水
素、n-ヘキサン、ブタン、ヘプタン、ペンタン等の脂肪
族炭化水素、シクロペンタン、シクロヘキサン等の脂環
式炭化水素、1-ブテン、シス-2- ブテン、トランス-2-
ブテン等のオレフィン系炭化水素、ミネラルスピリッ
ト、ソルベントナフサ、ケロシン等の炭化水素系溶媒
や、塩化メチレン等のハロゲン化炭化水素系溶媒等が挙
げられる。また、1,3-ブタジエンそのものを重合溶媒と
してもよい。
【0024】中でも、シクロヘキサン、あるいは、シス
-2- ブテンとトランス-2- ブテンとの混合物などが好適
に用いられる。
【0025】本発明においては、重合時に公知の分子量
調節剤、例えば、シクロオクタジエン、アレンなどの非
共役ジエン類、またはエチレン、プロピレン、ブテン-1
などのα−オレフィン類を使用することができる。
【0026】重合温度は -30〜 100℃の範囲が好まし
く、30〜80℃の範囲が特に好ましい。重合時間は10分〜
12時間の範囲が好ましく、30分〜 6時間が特に好まし
い。また、重合圧は、常圧又は10気圧(ゲージ圧)程度
までの加圧下に行われる。
【0027】所定時間重合を行った後、重合槽内部を必
要に応じて放圧し、洗浄、乾燥工程等の後処理を行う。
【0028】
【実施例】ミクロ構造は、赤外吸収スペクトル分析によ
って行った。シス 740cm -1 、トランス 967cm -1 、1,
2- 910cm -1 の吸収強度比からミクロ構造を算出した。
分子量分布は、ポリスチレンを標準物質として用いたGP
C から求めた重量平均分子量Mw及び数平均分子量Mnの比
Mw/Mn によって評価した。
【0029】ムーニー粘度(ML1+4 )は、JIS K6300
に準拠して測定した。トルエン溶液粘度(Tcp)は、ポ
リマー2.28g をトルエン 50ml に溶解した後、標準液と
して粘度計校正用標準液(JIS Z8809 )を用い、キャノ
ンフェンスケ粘度計 No.400 を使用して、25℃で測定し
た。ゲル含量は、ポリマー約5gをトルエン200mL に溶解
したのち、これを250 メッシュの金網によりロ過し、ト
ルエンにて金網を充分洗浄して、80℃、 5時間真空乾燥
後の金網の重量増加分から算出した。
【0030】実施例1 内容量 50mL のフラスコの内部を窒素置換し、シクロヘ
キサン 31.7mL を仕込んだ。次いで、(B)成分として
メチルアルモキサン(MAO) 3.46mmol (アルミニウ
ム原子換算)のトルエン溶液 2.00mL 、及び(C)成分
としてt-ブチルクロライド(t-BuCl) 0.865mmolの
シクロヘキサン溶液 0.865mLを加え、室温で30分熟成し
た。
【0031】内容量 1.5L のオートクレーブの内部を窒
素置換し、シクロヘキサン 500mL及び1,3-ブタジエン 1
55g を仕込んだ。分子量調節剤として1,5-シクロオクタ
ジエン(COD) 9.0mmolのシクロヘキサン溶液、上記
の熟成液 24mL 、(A)成分としてオクテン酸コバルト
( Co(Oct)2 ) 0.006mmolのシクロヘキサン溶液を加
え、重合温度65℃で30分間重合を行った。重合及び熟成
条件を表1及び表2に、重合結果及び得られたポリブタ
ジエンの分析結果を表3及び表4に示した。
【0032】実施例2、3 実施例1において、(C)成分の添加量を変えた以外は
同様に行った。重合及び熟成条件を表1及び表2に、重
合結果及び得られたポリブタジエンの分析結果を表3及
び表4に示した。
【0033】実施例4、5 (B)成分としてMAO、(C)成分としてt-BuC
l、及び(D)成分としてトリエチルアルミニウム(T
EA)を用いて熟成した以外は、実施例1と同様に行っ
た。重合条件を表1及び表2に、重合結果及び得られた
ポリブタジエンの分析結果を表3及び表4に示した。
【0034】比較例1 CODとt-BuClを添加しない以外は、実施例1と同
様に行った。重合条件を表1及び表2に、重合結果及び
得られたポリブタジエンの分析結果を表3及び表4に示
した。
【0035】比較例2 内容量 1.5L のオートクレーブの内部を窒素置換し、シ
クロヘキサン 500mL及び1,3-ブタジエン 155g を仕込ん
だ。次いで、水(H2 O) 1.2mmol、分子量調節剤とし
て1,5-シクロオクタジエン(COD) 9.0mmolのシクロ
ヘキサン溶液を加え30分間攪拌した。その後、ジエチル
アルミニウムクロライド(DEAC)2.4mmol のシクロ
ヘキサン溶液、 Co(Oct)2 0.006mmolのシクロヘキサン
溶液を加え、重合温度65℃で30分間重合を行った。重合
条件を表1及び表2に、重合結果及び得られたポリブタ
ジエンの分析結果を表3及び表4に示した。
【0036】
【表1】
【0037】
【表2】
【0038】
【表3】
【0039】
【表4】
【0040】
【発明の効果】高いシス-1,4含量を有し、ゲル含量の少
ない、かつ、線状性の高いポリブタジエンの製造方法を
提供する。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)コバルト化合物、(B)アルモキ
    サン、及び(C)有機ハロゲン化合物から得られる触媒
    を用いて、1,3-ブタジエンを重合することを特徴とする
    ポリブタジエンの製造方法。
  2. 【請求項2】 (A)コバルト化合物、(B)アルモキ
    サン、及び(C)有機ハロゲン化合物からなる触媒を用
    いて、1,3-ブタジエンを重合することを特徴とするポリ
    ブタジエンの製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1092735A1 (en) 1999-10-13 2001-04-18 Korea Kumho Petrochemical Co. Ltd. Process for manufacturing high 1,4-CIS polybutadiene containing hydroxyl groups at ends thereof using molecular oxygen

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1092735A1 (en) 1999-10-13 2001-04-18 Korea Kumho Petrochemical Co. Ltd. Process for manufacturing high 1,4-CIS polybutadiene containing hydroxyl groups at ends thereof using molecular oxygen

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