JPS62218403A - 共役ジエン系重合体の水素化方法 - Google Patents

共役ジエン系重合体の水素化方法

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JPS62218403A
JPS62218403A JP6168786A JP6168786A JPS62218403A JP S62218403 A JPS62218403 A JP S62218403A JP 6168786 A JP6168786 A JP 6168786A JP 6168786 A JP6168786 A JP 6168786A JP S62218403 A JPS62218403 A JP S62218403A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は共役ジエン系重合体の炭素−炭素二重結合を水
素化する方法に関し、更に詳しくは、ヒドラジン等で還
元して活性を高めたカルがン酸のパラジウム塩を触媒と
して使用する共役ジエン系重合体の水素化方法に関する
(従来の技術) 従来不飽和重合体を溶液の状態で水素化する際周期律表
第8族の金属を活性炭やアルミナ、シリカ等の担体に担
持させた還元金属触媒が用いられて来たが、重合体の溶
液は粘度が高いため、このような不均一系触媒を使用し
て充分な水素化効率を得るには比較的多量の触媒と15
0℃以上の高い反応温度および高圧の水素を必要とし、
この様な高い温度では重合体の主鎖が切断され易く、副
反応が起こシ、選択性を悪くするという欠点があった。
また得られた水素化重合体からの触媒の除去もきわめて
困難であった。
この様な欠点を解決する試みとして均−系の触媒も種々
提案されている。例えばリチウムヒドロカルビルを重合
用触媒としてジエン系の重合体を製造し、引き続き重合
体溶液に水素を吹き込み、該化合物を水素化触媒として
水素化する試み(特公昭45−39274号)、ヒドロ
カルピル金属化合物ト鉄、コバルトあるいはニッケルと
の反応生成物(特公昭42−25304号)を触媒とす
る試み、Lj 。
At等の有機金属化合物を重合触媒として重合したジエ
ン系重合体の溶液にニッケルの有機錯化合物を添加して
水素化する試み(%公昭49−5756号)、ニッケル
π−錯体を触媒とする提案(特公昭46−17130号
)、ウィルキンソン型錯体を触媒とする提案(米国特許
第3,700,637号、特開昭52−32095号、
特開昭59−115303号、特開昭60−60106
号)等がある。これらの触媒物質は空気や水、重合体中
の不純物に対して不安定であシ、取扱いが容易でないば
かシでなく水素化する重合体の精製、重合体溶液からの
水分の除去など水素化前の処理を充分に行わねばならず
、溶液重合と水素化を引き続いて実施する場合には利点
があるが、乳化重合で得られた種々の重合副資材が残存
するゴムを溶液にして水素化する場合には必ずしも適し
ているとは言え々い。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明者等は既に、安定で、かつ取扱いが容易なカルボ
ン酸のパラジウム塩を分子状水素で還元したものが均一
系触媒として使用できることを見い出した(%開昭59
−117501)。
しかしながら、この触媒では高価な貴金属であるパラジ
ウムを使用するので、経済性の点から可能な限シ少量の
使用量で高水素化が達成されることが必要である。
本発明の目的は、カルボン酸のツクラジウム塩を水素化
触媒とし、高水素化が達成される共役ジエン系重合体の
水素化方法の提供にある。
(問題点を解決するための手段) 本発明の目的は、溶液中で共役ジエン系重合体の炭素−
炭素二重結合を接触水素化するに際し、ヒドラジンで還
元されたカルボン酸のパラジウム塩を触媒として使用す
ることを特徴とする水素化方法を使用 本発明の特徴はカルボン酸のツクラジウム塩をヒドラジ
ンで還元することにあり、これにより分子状水素による
還元で得られる以上の触媒活性が得られる。
本発明においてはヒドラジンは水和物も使用することが
でき、ヒドラジンの量は使用するカルボン酸のノJ?ラ
ジウム塩中の/’Pラジウムのモル数の1〜5000倍
の範囲であり、1倍未満では分子状水素による還元の場
合と同じ活性しか得られず、また5000倍を越えると
該パラジウム塩の還元は生じるが、驚くべきことには全
く水素化活性が失われる。好ましくは4〜2000倍よ
り好ましくは5〜500倍の範囲である。
本発明で使用するカルボン酸のパラジウム塩は溶媒に可
溶あるいは部分可溶のものであり、ギ酸、酢酸、ゾロピ
オン酸、酪酸、カグリル酸、ラウリン酸、パルミチン酸
、ステアリン酸、シーウ酸、マロン酸、コハク酸、アジ
ピン酸、ピメリン酸、セパシン酸、グリコール酸、乳酸
、メトキシ酢酸、グリオキシル酸、クエン酸等の飽和脂
肪族カルボン酸のパラジウム塩;アクリル酸、ビニル酢
酸、ブテン酸、クロトン酸、メタクリル酸、ペンテン酸
、オクテン酸、オレイン酸、オクタデセン酸、リノール
酸、リルイン酸、グリコ−ル酸等の不飽和脂肪族カルH
?ン酸のパラジウム塩;安息香酸、トルイル酸、エチル
安息香酸、トリメチル安息香酸、フェニル酢酸、フタル
酸、イソフタル酸、テレフタル酸、ナフトエ酸等の芳香
族カルがン酸の・ぐラジウム塩等が例示されるが、これ
らに限定されるものではない。これらのカルボン酸塩は
いずれも安定であシ、取扱いが容易である。上記カルボ
ン酸の/4’ラジウム塩を触媒として使用する際の使用
量は、水素化される重合体の種類および目標とする水素
化率から適宜法めれば良いが反応終了後の重合体の緒特
性への影響、経済性等から重合体尚ジノ母ラジウムとし
て1500ppm以下、好ましくは11000pp以下
である。
本発明で使用される共役ジエン系重合体は共役ジエンモ
ノマーが1,3−ブタジェン、2,3−ジメチルブタジ
ェン、イソプレン、1,3−ペンタジェン等から選ばれ
た1種またはそれ以上のモノマーで、全モノマー中10
〜100重量%、エチレン性不飽和モノマーが不飽和ニ
トリルたとえばアクリロニトリル、メタクリロニトリル
など、モノビニリデン芳香族炭化水素たとえばスチレン
、アルキルスチレン(0−+ In−およびp−メチル
スチレン、エチルスチレンなど)など、不飽和カルボン
酸またはそのエステル、たとえばアクリル酸、メタアク
リル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、または
アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチ
ル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタアクリル酸メ
チルなど、ビニルピリジンおよびビニルエステルたとえ
ば酢酸ビニルなどから選ばれた1種またはそれ以上のモ
ノマーで全モノマー中O〜90重量%で構成された共役
ジエン系重合体で、溶液重合、乳化重合等で製造される
。代表的な共役ジエン系重合体としてはポリブタジェン
、ポリイソプレン、ブタジェン−スチレン(ランダムお
よびブロック)共重合体、アクリロニトリル−ブタジェ
ン(ランダムおよび交互)共重合体等が例示されるが、
本発明の触媒の使用はアクリロニトリル−ブタジェン系
共重合体の水素化に特に適しておシ、ニトリル基が還元
されることもなく高水素化が可能である。
水素化反応は溶液重合で重合した重合体を使用するとき
は重合体の溶液をそのままの状態で、また固形の重合体
を使用するときは溶媒に溶解して溶液の状態で行われる
。重合体溶液の濃度は1〜70重量%、好ましくは1〜
40重量%である。
溶媒としては触媒と重合体を溶解するものが望ましいが
、触媒に一部不溶解部分があってもさしつかえない。溶
媒は使用するカルボン酸のi+ラジウム塩の種類および
重合体の種類に応じて選択されるが、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、ヘキサン、シクロヘキサン、シクロヘキ
サノン、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケト
ン、テトラヒドロフラン、酢酸エチル等が挙げられる。
水素化反応に際しては、カルボン酸のパラジウム塩はあ
らかじめ不活性溶媒に添加し、ヒドラジンまたはその水
和物によって還元した後、その溶液を重合体溶液に所定
量導入し、分子状水素と接触させることによシ、水素化
反応を行わしめるこトモできるが、カルボン酸のパラジ
ウム塩を直接重合体溶液に添加し、ヒドラジンまたはそ
の水和物を添加して、重合体の存在下で還元し、引き続
いて分子状水素による水素化反応をおこなわしめること
が望ましい。後者の方法が前者にくらべ反応活性が高く
、又操作が容易である。
触媒の還元温度は5℃〜100℃であシ、好ましくは1
0℃〜90℃である。還元時間は1時間以下である。
水素化反応温度は0〜300℃であり、好ましくは20
〜150℃である。150℃以上でもさしつかえないが
、副反応が起こり、選択的水素化反応上望ましくない。
例えば、溶媒が水素化されたり、重合体中のエチレン性
不飽和モノマ一単位たとえばアクリロニトリルのニトリ
ル基やスチレンのベンゼン核の水素化が起こる。
水素圧は大気圧〜a o Okg/cm2の範囲であり
、好ましくは5〜200kg/6n2である。300k
l?/ff12以上の高圧でもさしつかえないが設備上
費用が高くなること、取り扱いが面倒になること等実用
化を阻害する要因が犬きくなる。
水素化反応終了後、反応溶液へイオン交換樹脂等を添加
して触媒を吸着後、あるいは触媒を除去せずに水素化重
合体中にそのまま残存させることもできる。
反応溶液から水素化重合体を分離する方法は、通常重合
体溶液から重合体を回収する際に使用される方法をその
まま用いれば良く、例えば重合体溶液を水蒸気と直接接
触させる水蒸気凝固法、加熱回転ドラム上に重合体溶液
を滴下させ溶媒を蒸発させるドラム乾燥方法、重合体溶
液に貧溶媒を添加して重合体を沈でんさせる方法等が例
示される。この様な重合体の分離方法を用いることによ
って水素化重合体が溶液より分離され、水切り、熱風乾
燥、減圧乾燥あるいは押し出し乾燥等の乾燥工程を経て
固型の水素化重合体として回収される。
得られた水素化共役ジエン系重合体は、耐候性、耐オゾ
ン性、耐熱性、耐寒性等に優れているから広範囲の分野
で使用することができる。
以下実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発
明はその要旨をこえないかぎり、以下の実施例に限定さ
れるものではない。
尚、炭素−炭素二重結合の水素化率の測定はヨウ素価法
によった。
実施例1 触媒としての酢酸パラジウムは0.5重量%のア七トン
溶液とした。共役ゾエ/系重合体としてアクリロニトリ
ルーブタジエン共重合体(以下NBRと略記する;結合
アクリロニ) IJル量39.4重量%、ML1+41
00u=50)を用い、容量10017(7)オートク
レーブにアセトン42.59にNBR7,5gを溶解し
た溶液を張り込み、上記触媒溶液0.4m(重合体1重
量部尚#)PdはI X 10−’  重量部)を仕込
み系内を窒素置換後、室温でヒドラジン(10チ水溶液
)を加えオートクレーブの温度を50℃に昇温した。引
続き水素圧50kg/cm2で5時間水素化を行なった
。還元に用いたヒドラジン量はPdとのモル比で5 、
10 、100 、1000 、と変えた。
なお比較の為にヒドラジン無添加とヒドラジンを100
00倍加えた条件で水素化反応を行った。
結果を第1表に示す。
第  1  表 実施例2 ヒドラジン使用量をPdとのモル比で100とし、第2
表記載のカルデン酸を使用する以外は同じ条件で実施例
1を繰返した。結果を第2表に示す。
実施例3 共役ジエン系共重合体としてポリブタジェン(以下BR
と略記する;シス1,4含量98q6、MI、1+41
.。。℃=40)、ポリイソプレン(以下IRと略記す
る;ML、+41.。。℃=80)、およびスチレン−
ブタジェン共重合体(以下SBRと略記する;スチレン
含量23.5重量%、ML1+4.100’C=50)
を用い、溶媒としてベンゼンを使用し、第3表記載の触
媒を用いる以外は実施例1と同一の条件で水素化反応を
行った。
結果を第3表に併記する。
以上の3例で示したように、カルボン酸のパラジウム塩
を水素化触媒として用いる場合、特定量のヒドラジンを
還元剤として用いることにより、触媒活性が大幅に向上
することがわかる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 溶液中で共役ジエン系重合体の炭素−炭素二重結合を接
    触水素化するに際し、ヒドラジンで還元されたカルボン
    のパラジウム塩を触媒として使用することを特徴とする
    共役ジエン系重合体の水素化方法。
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