JPS626570B2 - - Google Patents
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- JPS626570B2 JPS626570B2 JP10382978A JP10382978A JPS626570B2 JP S626570 B2 JPS626570 B2 JP S626570B2 JP 10382978 A JP10382978 A JP 10382978A JP 10382978 A JP10382978 A JP 10382978A JP S626570 B2 JPS626570 B2 JP S626570B2
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Description
本発明は、色相ならびに耐熱安定性の改善され
た炭化水素樹脂の製造方法に関する。さらに詳し
くは、石油類の熱分解の際に得られる沸点範囲が
140ないし280℃の留分を不飽和極性化合物と接触
処理した後に重合する方法に関する。
石油類の熱分解の際に得られる不飽和炭化水素
含有留分をフリーデルクラフツ型触媒で重合し、
炭化水素樹脂を製造する方法はよく知られてい
る。炭化水素樹脂には、主として沸点範囲が−20
ないし+100℃の不飽和炭化水素含有留分を重合
して得られる脂肪族系炭化水素樹脂と、主として
沸点範囲が140ないし280℃の不飽和炭化水素含有
留分を重合して得られる芳香族系炭化水素樹脂の
二種類がある。これらの炭化水素樹脂のうち、芳
香族系炭化水素樹脂は脂肪族系炭化水素樹脂にく
らべてとくに色相ならびに耐熱安定性が悪く、臭
気の面でも劣つている。そのためにホツトメルト
接着剤、感圧接着剤あるいは熱溶融型トラフイツ
クペイントなどのように、優れた色相、耐熱安定
性もしくは臭気の要求される用途には使用し難
い。
従来、炭化水素樹脂の製造方法において、石油
類の熱分解によつて得られるC5留分を含む不飽
和炭化水素含有留分から炭化水素樹脂の色相を悪
化させる成分として知られているシクロペンタジ
エンあるいはメチルシクロペンタジエンなどのよ
うなシクロペンタジエン類成分を重合前の前処理
によつて除去する方法として、特公昭34−5442号
公報には予備加熱処理でシクロペンタジエン類成
分を二量化することによつて除去する方法、およ
び特公昭43−21737号公報には常温で無水マレイ
ン酸と付加生成物を形成させて除去する方法がそ
れぞれ提案され、炭化水素樹脂の色相を向上させ
る方法として公知である。これらの方法のうち
で、前者の方法は、処理操作が煩雑であることの
他に、重合原料の不飽和炭化水素含有留分中の不
飽和炭化水素成分がシクロペンタジエン類成分と
の付加生成物として除去されるためにシクロペン
タジエン類成分以外の不飽和炭化水素成分の消失
が大きいこと、ならびにこの方法を脂肪族系不飽
和炭化水素含有留分の重合に適用した場合には、
ある程度の色相向上効果は認められるが、本発明
の方法で原料として用いるシクロペンタジエン類
をかなりの割合で含有する沸点範囲が140ないし
280℃の芳香族系不飽和炭化水素含有留分の重合
に、この方法を適用しても、色相、耐熱安定性な
らびに臭気の点で優れた炭化水素樹脂は得られな
い。また、後者の方法では、同公報に記載されて
いるように、原料の不飽和炭化水素含有留分とし
てシクロペンタジエン類成分を多量に含有する不
飽和炭化水素含有留分を使用するので、このシク
ロペンタジエン類成分と付加生成物を形成させる
ためには、無水マレイン酸を多量に使用しなけれ
ばならないこと、その結果多量の付加生成物を蒸
留除去しなければならないなどの煩雑な操作が必
要であることの他に、この方法では多量の無水マ
レイン酸を使用するために装置の腐食が起こり易
いことの他に、経済性にも劣つているという欠点
がある。また、後者の方法では、同公報の実施例
からも明らかなように、沸点範囲が20ないし100
℃の不飽和炭化水素含有留分から得られた脂肪族
系炭化水素樹脂および沸点範囲が100ないし200℃
の不飽和炭化水素含有留分から得られた芳香族系
炭化水素樹脂の色相(ガードナー)は、いずれも
それぞれ9ないし12および14ないし18と良好でな
く、とくに芳香族系不飽和炭化水素含有留分の重
合にこの方法を適用しても色相、とりわけ耐熱安
定性および臭気の点で優れた炭化水素樹脂は得ら
れないという欠点がある。さらに、後者の方法に
おいて、シクロペンタジエン類成分を多量に含む
原料の不飽和炭化水素含有留分を無水マレイン酸
で処理することによつて生成したシクロペンタジ
エン類と無水マレイン酸との付加生成物を蒸留等
により分離除去することなくそのまま重合して
も、色相、耐熱安定性ならびに臭気の点で優れた
炭化水素樹脂は得られない。
また、特公昭36−19287号公報には、石油類の
熱分解の際に得られる沸点範囲が20ないし280℃
の不飽和炭化水素含有留分とα・β−不飽和カル
ボン酸もしくはその無水物を共重合することによ
り酸価およびケン価の高い炭化水素樹脂を製造す
る方法が提案されており、その際得られる炭化水
素樹脂の色相が淡色であることが記載されてい
る。しかし、この方法のように、石油類の熱分解
の際に得られる沸点範囲が20ないし280℃の不飽
和炭化水素含有留分中のシクロペンタジエン類成
分の含有率を調整することなくそのままα・β−
不飽和カルボン酸もしくはその無水物の共存下に
重合しても、同公報の実施例の記載からも明らか
なように、得られた炭化水素樹脂は色相の点で充
分に良好であるとは言い難く、耐熱安定性ならび
に臭気の点でも優れた炭化水素樹脂を製造するこ
とはできない。
一般に、芳香族系炭化水素樹脂を製造する方法
において重合原料である不飽和炭化水素含有留分
としては、石油類の熱分解の際に生成する沸点範
囲が−20ないし+280℃の不飽和炭化水素含有留
分を蒸留することによつて得られる沸点範囲が
140ないし280℃の任意の不飽和炭化水素含有留分
が使用される。石油類の熱分解の際に生成する不
飽和炭化水素含有留分中には、シクロペンタジエ
ン、メチルシクロペンタジエン、フルベン、メチ
ルフルベン、ジメチルフルベンなどのシクロペン
タジエン類成分およびジシクロペンタジエン、メ
チルジシクロペンタジエン、ジメチルジシクロペ
ンタジエンなどのジシクロペンタジエン類成分が
他の不飽和炭化水素成分とともに含まれている。
この不飽和炭化水素含有留分を蒸留することによ
り、沸点範囲が140ないし280℃の任意の範囲の不
飽和炭化水素含有留分を得る際には、蒸留中に前
記ジシクロペンタジエン類成分が徐々に分解して
生成するシクロペンタジエン、メチルシクロペン
タジエンの他に、前記フルベン、メチルフルベ
ン、ジメチルフルベンなどのシクロペンタジエン
類成分が留出するので、重合原料である沸点範囲
が140ないし280℃の任意の範囲の不飽和炭化水素
含有留分中には前記シクロペンタジエン類成分が
約1ないし7重量%の範囲で含まれているのが通
常である。
本発明者らは、このようにかなり多量のシクロ
ペンタジエン類成分を含有する沸点範囲が140な
いし280℃の任意の範囲にある不飽和炭化水素含
有留分から、高級分野のホツトメルト接着剤、感
圧接着剤などの粘着付与剤樹脂として使用するこ
とのできる色相、耐熱安定性ならびに臭気の点で
改善された芳香族系炭化水素樹脂を製造する方法
について鋭意検討した結果、本発明に到達したも
のである。本発明は、シクロペンタジエン、メチ
ルシクロペンタジエン、フルベン、メチルフルベ
ン、ジメチルフルベンなどのシクロペンタジエン
類成分を含有する沸点範囲が140ないし280℃にあ
る任意の芳香族系不飽和炭化水素含有留分を、蒸
留等の操作によつて前記シクロペンタジエン類成
分の含有率を特定の範囲に調整して得られる不飽
和炭化水素含有留分を、シクロペンタジエン類成
分に対して特定の不飽和極性化合物で接触処理し
た後、重合することにより、前述の目的を充足す
る炭化水素樹脂が製造できることを見いだしたこ
とに基づくものである。
すなわち、本発明は、石油類の熱分解の際に得
られる沸点範囲が140ないし280℃の任意の範囲に
あり、かつシクロペンタジエン類成分を含有する
不飽和炭化水素含有留分中のシクロペンタジエン
類成分の含有率を0.01ないし0.7重量%の範囲に
調整した前記沸点範囲の不飽和炭化水素含有留分
を、不飽和カルボン酸エステル、α・β−不飽和
カルボン酸イミド、α・β−不飽和カルボン酸ニ
トリルおよびキノン類からなる群から選ばれた不
飽和極性化合物と接触処理した後もしくは両者の
共存下に、フリーデルクラフツ型触媒で重合する
ことを特徴とする色相ならびに耐熱安定性の改善
された炭化水素樹脂の製造方法である。
本発明の方法において、炭化水素樹脂の製造原
料として使用される不飽和炭化水素含有留分は、
石油類の水蒸気分解、気相分解、サンドラツキン
グ、ハイドロホーミングなどの熱分解において副
生する沸点範囲が140ないし280℃の任意の範囲に
ありかつシクロペンタジエ類成分を含有する不飽
和炭化水素含有留分、好ましくは140ないし240℃
の任意の範囲にありかつシクロペンタジエン類成
分を含有する不飽和炭化水素含有留分である。
ここで、シクロペンタジエン類成分とは、前述
のごとくシクロペンタジエン、メチルシクロペン
タジエン、フルベン、メチルフルベン、ジメチル
フルベンなどのシクロペンタジエン環を有する化
合物である。製造原料として使用される前述の沸
点範囲が140ないし280℃の任意の範囲にありかつ
シクロペンタジエン類成分を含有する不飽和炭化
水素含有留分は、通常前述のように石油類の熱分
解の際に得られる沸点範囲が−20ないし+280℃
の不飽和炭化水素含有留分を蒸留することにより
得られる。その蒸留操作の際に、原料の不飽和炭
化水素含有留分中に含まれているジシクロペンタ
ジエン、メチルジシクロペンタジエン、ジメチル
ジシクロペンタジエンなどが分解して留出するた
めに、シクロペンタジエン、メチルシクロペンタ
ジエン、フルベンなどのシクロペンタジエン類成
分は低沸点であるにもかかわらず、沸点範囲が
140ないし280℃の不飽和炭化水素含有留分中に含
まれてくる。また、メチルフルベン、ジメチルフ
ルベンなどは前記沸点範囲の不飽和炭化水素含有
留分中に本質的に含まれているものである。この
ようにして得られた沸点範囲が140ないし280℃の
不飽和炭化水素含有留分中には前記シクロペンタ
ジエン類成分が通常1ないし7重量%の範囲で含
まれており、とくに1.5ないし3重量%の範囲で
含まれている場合が多い。
前述の沸点範囲が140ないし280℃にあり、シク
ロペンタジエン類成分を含有する不飽和炭化水素
含有留分を蒸留等の処理により、低沸点前留分の
シクロペンタジエン類成分の含有率を0.01ないし
0.7重量%の範囲に調整することが必要であり、
とくに0.05ないし0.5重量%の範囲に調整するこ
とが好ましい。シクロペンタジエン類成分の含有
率が0.7重量%より多くなること、不飽和極性化
合物の使用量が多くなるので経済性にも欠けるよ
うになり、しかも色相、耐熱安定性ならびに臭気
の点で優れた炭化水素樹脂は得られなくなる。ま
た、シクロペンタジエン類成分の含有率を蒸留等
によつて0.01重量%より少なくすることは、蒸留
塔に供給する前記原料留分中に存在するジシクロ
ペンタジエン類成分が蒸留の際に常に分解してシ
クロペンタジエン類成分が生成するので困難であ
るとともに、不飽和炭化水素含有留分中の重合性
の他の不飽和成分が消失するようになる。
前述のごとくシクロペンタジエン類成分の含有
率を0.01ないし0.7重量%の範囲に調製した沸点
範囲が140ないし280℃の不飽和炭化水素含有留分
は、主として炭素数が9の炭化水素留分を含有
し、その他に炭素数が10以上の炭化水素留分ある
いは炭素数が7および8の炭化水素留分を含有し
ていても差しつかえない。この不飽和炭化水素含
有留分には、スチレン、α−メチルスチレン、β
−メチルスチレン、o−ビニルトルエン、m−ビ
ニルトルエン、p−ビニルトルエン、インデン、
メチルインデンなどの芳香族系不飽和炭化水素、
キシレン、エチルベンゼン、クメン、エチルトル
エン、n−プロピルベンゼン、トリメチルベンゼ
ン、インダン、メチルインダン、ナフタリン、メ
チルナフタリン、ジメチルナフタリンなどの芳香
族系飽和炭化水素などの成分が含まれている。ま
た、この不飽和炭化水素含有留分からキシレン、
エチルベンゼンあるいはスチレンなどの特定の成
分を除去した留分あるいはこれらの特定の成分を
含有しない不飽和炭化水素含有留分を使用するこ
ともできる。
本発明の方法では、前述のシクロペンタジエン
類成分の含有率が調整された不飽和炭化水素含有
留分は重合する前に不飽和極性化合物の存在下に
予め接触処理を施した後重合に供するか、もしく
は前記シクロペンタジエン類成分の含有率が調整
された不飽和炭化水素含有留分は不飽和極性化合
物の共存下に重合される。これらの方法のうちで
は、重合前に不飽和極性化合物の存在下に予め接
触処理を施した後重合する方法が好ましい。
本発明の方法において使用される不飽和極性化
合物とは、α・β−不飽和カルボン酸エステル、
α・β−不飽和カルボン酸イミド、α・β−不飽
和カルボン酸ニトリルおよびキノン類からなる群
から選ばれた不飽和極性化合物である。α・β−
不飽和カルボン酸エステルとしては、アクリル酸
メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸メチ
ル、メタクリル酸エチル、クロトン酸メチル、マ
レイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、イタコ
ン酸ジメチル、シトラコン酸ジイソプロピル、テ
トラヒドロフタル酸ジエチルなどを、α・β−不
飽和カルボン酸イミドとしては例えばマレインイ
ミド、イタコンイミド、シトラコンイミド、テト
ラヒドロフタルイミド、これらイミドのN−置換
イミドなどを、α・β−不飽和カルボン酸ニトリ
ルとしては例えばアクリロニトリル、メタアクリ
ロニトリル、クロトンニトリル、マレイン酸ジニ
トリル、シトラコン酸ジニトリル、テトラシアノ
エチレンなどを、さらにキノン類としては、例え
ばベンゾキノン、ナフトキノンなどがあげられ
る。これらの不飽和極性化合物のうちではとくに
α・β−不飽和カルボン酸イミドまたはα・β−
不飽和カルボン酸ニトリルを使用することが好ま
しい。これらの不飽和極性化合物の使用量は、特
に限定されないが、前記蒸留等の操作によつてシ
クロペンタジエン類成分の含有率が調整された重
合原料中のシクロペンタジエン類成分1モルに対
して0.8ないし3.0モルの範囲にあることが好まし
く、とくに1.0ないし2.0モルの範囲にあることが
好ましい。これらの不飽和極性化合物は、シクロ
ペンタジエン類成分の含有率が調整された前記不
飽和炭化水素含有留分に固体状態、溶融状態ある
いは溶液状態のいずれの状態で供給することもで
きる。
シクロペンタジエン類成分の含有率が調整され
た不飽和炭化水素含有留分と不飽和極性化合物と
の接触処理は不飽和極性化合物が前記不飽和炭化
水素含有留分に溶解するならば充分であり、その
接触処理の際の温度はとくに限定されないが、通
常は10ないし80℃の範囲であり、好ましくは20な
いし60℃の範囲である。接触処理の際の時間は接
触温度によつても異なるが、通常は1分ないし2
時間、好ましくは2分ないし1時間の範囲であ
る。
前述の方法により不飽和極性化合物の存在下に
接続処理が施された不飽和炭化水素含有留分は重
合反応に供される。前記接触処理を施した不飽和
炭化水素含有留分を単独で重合することもできる
し、またその他に前記接触処理を施した不飽和炭
化水素含有留分に、必要に応じて沸点範囲が−20
ないし+100℃の任意の範囲にありかつシクロペ
ンタ類成分を実質的に含有しない脂肪族系不飽和
炭化水素含有留分またはこの沸点範囲にありかつ
シクロペンタジエン類成分以外の脂肪族系不飽和
炭化水素成分を配合した混合不飽和炭化水素含有
留分を重合原料として使用することもできる。共
重合原料として使用できる沸点範囲が−20ないし
+100℃の任意の範囲にありかつシクロペンタジ
エン類成分を実質的に含有しない肪族系不飽和炭
化水素含有留分として、具体的には、たとえば、
脱ブタジエンC4留分、脱シクロペンタジエン類
C5留分、脱イソプレンC5留分であつてかつシク
ロペンタジエン類成分を含有しない留分、C4C5
留分であつてシクロペンタジエン類成分を含有し
ない留分などをあげることができる。
前述の方法により不飽和極性化合物で接触処理
が施された不飽和炭化水素含有留分は通常の方
法、たとえば、三フツ化ホウ素あるいはその錯
体、三塩化アルミニウム、三臭化アルミニウム、
四塩化スズ、四塩化チタンなどのフリーデルクラ
フツ型触媒の存在下に、通常0ないし80℃、好ま
しくは20ないし50゜の℃温度で重合される。重合
反応終了後の反応混合物を常法によつて処理する
ことによつて本発明の炭化水素樹脂が得られる。
また、ジシクロペンタジエン類成分の含有率が調
整された前記沸点範囲の不飽和炭化水素含有留分
を不飽和極性化合物の共存下に重合する場合に
も、同様の処法によつて本発明の炭化水素樹脂が
得られる。
本発明の方法を採用することによつて、従来の
芳香族系炭化水素樹脂の最大の欠点とされていた
色相ならびに耐熱安定性が大巾に改善される他
に、臭気も改善される。さらに、本発明の方法に
より原料の不飽和炭化水素含有留分を処理するこ
とによつて、原料中の触媒毒成分が除去されるの
で、従来の方法にくらべて触媒の使用量を低減さ
せることができるという利点もある。
本発明の方法で製造された炭化水素樹脂は色
相、耐熱安定性ならびに臭気に優れているので、
ホツトメルト接着剤、感圧接着剤あるいは熱溶融
型トラフイツクペイントなどの用途に利用され
る。
次に、実施例によつて本発明の方法を具体的に
説明する。なお、実施例および比較例において、
炭化水素樹脂を次の方法によつて評価した。
(1) 色相
炭化水素樹脂10gを試験管(内径16mm)に取
り、これを150℃に保つた恒温槽中に浸漬し、
加熱溶融した状態で直ちにガードナー標準色と
比較し、ガードナー値で示した。
(2) 耐熱安定性
炭化水素樹脂5gを試験管(内径16mm)に取
り、これを200℃に保つた恒温槽中に3時間浸
漬した後、ガードナー標準色と比較し、ガード
ナー値で示した。
(3) 臭気
加熱溶融時(200℃)の臭気の弱いものから
強い刺激臭を示すものまでをA、B、Cの3段
階に分けて評価した。
実施例 1
沸点範囲が140ないし240℃のナフサ分解留分(A)
は次の組成を有する。
重合可能成分 46.3重量%
シクロペンタジエン類成分 1.8重量%
この分解留分(A)を出発原料油とし、これを表1
に示す蒸留塔にフイードし、表1に記載の運転条
件で蒸留を行い、塔頂よりシクロペンタジエン類
成分を含有する低沸点留分を、また塔底より高沸
点留分を除去し、シクロペンタジエン類成分の含
有率の低い主留分を7段から取り出した。
The present invention relates to a method for producing a hydrocarbon resin with improved hue and heat resistance stability. More specifically, the boiling point range obtained during thermal decomposition of petroleum is
It relates to a method in which a fraction at 140 to 280°C is contacted with an unsaturated polar compound and then polymerized. The unsaturated hydrocarbon-containing fraction obtained during the thermal decomposition of petroleum is polymerized using a Friedel-Crafts type catalyst,
Methods of producing hydrocarbon resins are well known. Hydrocarbon resins primarily have a boiling point range of −20
Aliphatic hydrocarbon resin obtained by polymerizing an unsaturated hydrocarbon-containing fraction with a boiling point range of 140 to +100℃ and an aromatic resin obtained by polymerizing an unsaturated hydrocarbon-containing fraction with a boiling point range of 140 to 280℃. There are two types of hydrocarbon resins. Among these hydrocarbon resins, aromatic hydrocarbon resins have particularly poor hue and heat resistance stability, and are also inferior in odor compared to aliphatic hydrocarbon resins. Therefore, it is difficult to use it in applications that require excellent hue, heat stability, or odor, such as hot melt adhesives, pressure-sensitive adhesives, or hot-melt traffic paints. Conventionally, in the production method of hydrocarbon resin, cyclopentadiene or As a method for removing cyclopentadiene components such as methylcyclopentadiene by pretreatment before polymerization, Japanese Patent Publication No. 1983-5442 describes a method for removing cyclopentadiene components such as methylcyclopentadiene by dimerizing the cyclopentadiene components by preheating treatment. A method of removing the maleic anhydride and a method of forming an addition product with maleic anhydride at room temperature in Japanese Patent Publication No. 43-21737 are proposed, and these methods are known as methods for improving the hue of hydrocarbon resins. Among these methods, the former method requires complicated processing operations and also produces addition products of unsaturated hydrocarbon components in the unsaturated hydrocarbon-containing fraction of the polymerization raw material with cyclopentadiene components. When this method is applied to the polymerization of aliphatic unsaturated hydrocarbon-containing fractions, the loss of unsaturated hydrocarbon components other than the cyclopentadiene components is large.
A certain degree of hue improvement effect is recognized, but the boiling point range is 140 to
Even if this method is applied to the polymerization of a fraction containing aromatic unsaturated hydrocarbons at 280°C, a hydrocarbon resin that is excellent in hue, heat resistance stability, and odor cannot be obtained. In addition, in the latter method, as described in the same publication, an unsaturated hydrocarbon-containing fraction containing a large amount of cyclopentadiene components is used as the unsaturated hydrocarbon-containing fraction of the raw material. In order to form an addition product with the pentadiene component, a large amount of maleic anhydride must be used, and as a result, a large amount of the addition product must be removed by distillation, which requires complicated operations. In addition, this method has disadvantages in that it uses a large amount of maleic anhydride, which tends to cause corrosion of the equipment, and is also less economical. In addition, in the latter method, as is clear from the examples in the same publication, the boiling point range is 20 to 100.
Aliphatic hydrocarbon resins obtained from unsaturated hydrocarbon-containing fractions with a boiling point range of 100 to 200°C
The hue (Gardner) of the aromatic hydrocarbon resins obtained from the unsaturated hydrocarbon-containing fractions was not good, being 9 to 12 and 14 to 18, respectively. However, even if this method is applied to the polymerization of , a hydrocarbon resin having excellent hue, particularly heat stability and odor cannot be obtained. Furthermore, in the latter method, an addition product of cyclopentadiene and maleic anhydride produced by treating an unsaturated hydrocarbon-containing fraction of the raw material containing a large amount of cyclopentadiene components with maleic anhydride is used. Even if the polymer is directly polymerized without being separated and removed by distillation or the like, a hydrocarbon resin that is excellent in hue, heat resistance stability, and odor cannot be obtained. In addition, Japanese Patent Publication No. 36-19287 states that the boiling point range obtained during thermal decomposition of petroleum is 20 to 280℃.
A method has been proposed for producing a hydrocarbon resin with a high acid value and saponification value by copolymerizing an unsaturated hydrocarbon-containing fraction with an α/β-unsaturated carboxylic acid or its anhydride. It is described that the hue of the hydrocarbon resin used is light in color. However, as in this method, α-· β−
Even when polymerized in the coexistence of an unsaturated carboxylic acid or its anhydride, the obtained hydrocarbon resin is not sufficiently good in terms of hue, as is clear from the description of the examples in the same publication. Therefore, it is difficult to produce a hydrocarbon resin that is excellent in terms of heat resistance stability and odor. In general, the unsaturated hydrocarbon-containing fraction that is the polymerization raw material in the method for producing aromatic hydrocarbon resins is unsaturated hydrocarbons with a boiling point range of -20 to +280°C that are produced during thermal decomposition of petroleum. The boiling point range obtained by distilling the contained fraction is
Any unsaturated hydrocarbon-containing fraction between 140 and 280°C can be used. The unsaturated hydrocarbon-containing fraction produced during thermal decomposition of petroleum contains cyclopentadiene components such as cyclopentadiene, methylcyclopentadiene, fulvene, methylfulvene, and dimethylfulvene, as well as dicyclopentadiene and methyldicyclopentadiene. , dicyclopentadiene components such as dimethyldicyclopentadiene are included along with other unsaturated hydrocarbon components.
When distilling this unsaturated hydrocarbon-containing fraction to obtain an unsaturated hydrocarbon-containing fraction with a boiling point range of 140 to 280°C, the dicyclopentadiene component is gradually removed during distillation. In addition to cyclopentadiene and methylcyclopentadiene produced by decomposition, cyclopentadiene components such as fulvene, methylfulvene, and dimethylfulvene are distilled out. The cyclopentadiene component is usually contained in the unsaturated hydrocarbon-containing fraction within the range of about 1 to 7% by weight. The present inventors have developed a method for producing high-grade hot melt adhesives and pressure-sensitive adhesives from unsaturated hydrocarbon-containing fractions with a boiling point ranging from 140 to 280°C, which contain a fairly large amount of cyclopentadiene components. The present invention was arrived at as a result of extensive research into a method for producing an aromatic hydrocarbon resin that can be used as a tackifier resin for adhesives, etc., and has improved hue, heat resistance stability, and odor. . The present invention provides any aromatic unsaturated hydrocarbon-containing fraction with a boiling point range of 140 to 280°C containing cyclopentadiene components such as cyclopentadiene, methylcyclopentadiene, fulvene, methylfulvene, and dimethylfulvene. The unsaturated hydrocarbon-containing fraction obtained by adjusting the content of the cyclopentadiene component to a specific range through operations such as distillation is subjected to a contact treatment with a specific unsaturated polar compound for the cyclopentadiene component. This is based on the discovery that a hydrocarbon resin that satisfies the above objectives can be produced by polymerizing the hydrocarbon resin. That is, the present invention provides cyclopentadienes in an unsaturated hydrocarbon-containing fraction obtained during thermal decomposition of petroleum, which has a boiling point in any range of 140 to 280°C and contains a cyclopentadiene component. The unsaturated hydrocarbon-containing fraction with the boiling point range adjusted to a range of 0.01 to 0.7% by weight is converted into unsaturated carboxylic acid ester, α/β-unsaturated carboxylic acid imide, α/β-unsaturated It is characterized by polymerization using a Friedel-Crafts type catalyst after contact treatment with an unsaturated polar compound selected from the group consisting of carboxylic acid nitriles and quinones, or in the coexistence of both, with improved hue and heat resistance stability. This is a method for producing a hydrocarbon resin. In the method of the present invention, the unsaturated hydrocarbon-containing fraction used as a raw material for producing hydrocarbon resin is
Unsaturated hydrocarbons with a boiling point within any range of 140 to 280°C and containing cyclopentadiene components, which are produced as by-products during thermal decomposition of petroleum, such as steam cracking, gas phase cracking, sand cracking, and hydroforming. Containing fraction, preferably 140 to 240°C
It is an unsaturated hydrocarbon-containing fraction that is within an arbitrary range of and contains a cyclopentadiene component. Here, the cyclopentadiene component is a compound having a cyclopentadiene ring, such as cyclopentadiene, methylcyclopentadiene, fulvene, methylfulvene, and dimethylfulvene, as described above. The unsaturated hydrocarbon-containing fraction, which is used as a production raw material and has a boiling point within the range of 140 to 280°C and contains cyclopentadiene components, is usually used during the thermal decomposition of petroleum as mentioned above. The boiling point range obtained is -20 to +280℃
It is obtained by distilling a fraction containing unsaturated hydrocarbons. During the distillation operation, dicyclopentadiene, methyldicyclopentadiene, dimethyldicyclopentadiene, etc. contained in the unsaturated hydrocarbon-containing fraction of the raw material are decomposed and distilled out. Although cyclopentadiene components such as cyclopentadiene and fulvene have low boiling points, their boiling point range is
It is contained in fractions containing unsaturated hydrocarbons at temperatures between 140 and 280°C. Further, methylfulvene, dimethylfulvene, etc. are essentially contained in the unsaturated hydrocarbon-containing fraction having the boiling point range mentioned above. The unsaturated hydrocarbon-containing fraction with a boiling point range of 140 to 280°C thus obtained usually contains the cyclopentadiene component in an amount of 1 to 7% by weight, particularly 1.5 to 3% by weight. It is often included in the range of %. The unsaturated hydrocarbon-containing fraction, which has a boiling point range of 140 to 280°C and contains cyclopentadiene components, is treated by distillation or the like to reduce the content of cyclopentadiene components in the low-boiling pre-fraction to 0.01 to 280°C.
It is necessary to adjust to a range of 0.7% by weight,
In particular, it is preferable to adjust the content to a range of 0.05 to 0.5% by weight. Since the content of cyclopentadiene components is more than 0.7% by weight and the amount of unsaturated polar compounds used increases, it becomes less economical, and carbonization is superior in terms of hue, heat resistance stability, and odor. Hydrogen resin will no longer be obtained. In addition, reducing the content of cyclopentadiene components to less than 0.01% by weight by distillation etc. means that the dicyclopentadiene components present in the raw material fraction supplied to the distillation column are always decomposed during distillation. This is difficult because cyclopentadiene components are produced, and other polymerizable unsaturated components in the unsaturated hydrocarbon-containing fraction disappear. As mentioned above, the unsaturated hydrocarbon-containing fraction with a boiling point range of 140 to 280°C, which has been adjusted to have a content of cyclopentadiene components in the range of 0.01 to 0.7% by weight, mainly contains a hydrocarbon fraction with a carbon number of 9. However, it may also contain hydrocarbon fractions having 10 or more carbon atoms or hydrocarbon fractions having 7 and 8 carbon atoms. This unsaturated hydrocarbon-containing fraction includes styrene, α-methylstyrene, β
-methylstyrene, o-vinyltoluene, m-vinyltoluene, p-vinyltoluene, indene,
Aromatic unsaturated hydrocarbons such as methylindene,
It contains components such as aromatic saturated hydrocarbons such as xylene, ethylbenzene, cumene, ethyltoluene, n-propylbenzene, trimethylbenzene, indane, methylindane, naphthalene, methylnaphthalene, and dimethylnaphthalene. In addition, xylene,
It is also possible to use a fraction from which specific components such as ethylbenzene or styrene have been removed, or an unsaturated hydrocarbon-containing fraction that does not contain these specific components. In the method of the present invention, the unsaturated hydrocarbon-containing fraction whose content of cyclopentadiene components has been adjusted is subjected to a contact treatment in the presence of an unsaturated polar compound before being subjected to polymerization. Alternatively, the unsaturated hydrocarbon-containing fraction in which the content of the cyclopentadiene components is adjusted is polymerized in the coexistence of an unsaturated polar compound. Among these methods, a method in which a contact treatment is performed in advance in the presence of an unsaturated polar compound before polymerization and then polymerization is preferred. The unsaturated polar compounds used in the method of the present invention include α/β-unsaturated carboxylic acid esters,
It is an unsaturated polar compound selected from the group consisting of α/β-unsaturated carboxylic acid imide, α/β-unsaturated carboxylic acid nitrile, and quinones. α・β−
Examples of unsaturated carboxylic acid esters include methyl acrylate, ethyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, methyl crotonate, dimethyl maleate, diethyl maleate, dimethyl itaconate, diisopropyl citraconate, diethyl tetrahydrophthalate, etc. , α/β-unsaturated carboxylic acid imides include, for example, maleimide, itaconimide, citraconimide, tetrahydrophthalimide, N-substituted imides of these imides, and α/β-unsaturated carboxylic acid nitriles include, for example, acrylonitrile, methacrylonitrile. , crotonitrile, maleic acid dinitrile, citraconic acid dinitrile, tetracyanoethylene, etc. Further, examples of quinones include benzoquinone, naphthoquinone, etc. Among these unsaturated polar compounds, α・β-unsaturated carboxylic acid imides or α・β-
Preference is given to using unsaturated carboxylic acid nitriles. The amount of these unsaturated polar compounds to be used is not particularly limited, but from 0.8 to 1 mole of the cyclopentadiene component in the polymerization raw material in which the content of the cyclopentadiene component has been adjusted by the above-mentioned operation such as distillation. It is preferably in the range of 3.0 mol, particularly preferably in the range of 1.0 to 2.0 mol. These unsaturated polar compounds can be supplied to the unsaturated hydrocarbon-containing fraction in which the content of the cyclopentadiene component has been adjusted in any of the solid state, molten state, or solution state. The contact treatment of the unsaturated hydrocarbon-containing fraction with an adjusted content of cyclopentadiene components and the unsaturated polar compound is sufficient if the unsaturated polar compound is dissolved in the unsaturated hydrocarbon-containing fraction, The temperature during the contact treatment is not particularly limited, but is usually in the range of 10 to 80°C, preferably in the range of 20 to 60°C. The time for contact treatment varies depending on the contact temperature, but is usually 1 minute to 2 minutes.
The time period is preferably in the range of 2 minutes to 1 hour. The unsaturated hydrocarbon-containing fraction subjected to the coupling treatment in the presence of an unsaturated polar compound by the above method is subjected to a polymerization reaction. The unsaturated hydrocarbon-containing fraction subjected to the above contact treatment can be polymerized alone, or the unsaturated hydrocarbon-containing fraction subjected to the above contact treatment may be polymerized, if necessary, with a boiling point range of -20
An aliphatic unsaturated hydrocarbon-containing fraction having a boiling point within this range and not substantially containing cyclopenta components, or an aliphatic unsaturated hydrocarbon component other than cyclopentadiene components having a boiling point within this range A mixed unsaturated hydrocarbon-containing fraction blended with can also be used as a polymerization raw material. Examples of aliphatic unsaturated hydrocarbon-containing fractions that can be used as copolymerization raw materials and have a boiling point in any range from -20 to +100°C and do not substantially contain cyclopentadiene components include, for example,
De-butadiene C 4 fraction, de-cyclopentadienes
C5 fraction, isoprene - free C5 fraction and does not contain cyclopentadiene components, C4C5
Examples include fractions that do not contain cyclopentadiene components. The unsaturated hydrocarbon-containing fraction that has been subjected to the contact treatment with an unsaturated polar compound by the method described above can be treated by a conventional method such as boron trifluoride or its complex, aluminum trichloride, aluminum tribromide,
The polymerization is carried out in the presence of a Friedel-Crafts type catalyst such as tin tetrachloride or titanium tetrachloride at a temperature of usually 0 to 80°C, preferably 20 to 50°C. The hydrocarbon resin of the present invention can be obtained by treating the reaction mixture after the polymerization reaction by a conventional method.
Furthermore, when an unsaturated hydrocarbon-containing fraction having an adjusted boiling point range and having an adjusted content of dicyclopentadiene components is polymerized in the coexistence of an unsaturated polar compound, the present invention can be carried out using the same treatment method. A hydrocarbon resin is obtained. By employing the method of the present invention, not only the hue and heat stability, which were considered to be the biggest drawbacks of conventional aromatic hydrocarbon resins, are greatly improved, but also the odor is also improved. Furthermore, by treating the unsaturated hydrocarbon-containing fraction of the raw material with the method of the present invention, catalyst poison components in the raw material are removed, so the amount of catalyst used can be reduced compared to conventional methods. It also has the advantage of being able to The hydrocarbon resin produced by the method of the present invention has excellent hue, heat resistance stability, and odor.
It is used for applications such as hot melt adhesives, pressure sensitive adhesives, and hot melt traffic paints. Next, the method of the present invention will be specifically explained using examples. In addition, in the examples and comparative examples,
The hydrocarbon resin was evaluated by the following method. (1) Hue Take 10g of hydrocarbon resin in a test tube (inner diameter 16mm), immerse it in a constant temperature bath kept at 150℃,
Immediately after heating and melting, it was compared with a Gardner standard color and expressed as a Gardner value. (2) Heat resistance stability 5 g of hydrocarbon resin was placed in a test tube (inner diameter 16 mm), and after immersing it in a constant temperature bath kept at 200°C for 3 hours, the test tube was compared with the Gardner standard color and expressed as a Gardner value. (3) Odor The odor was divided into three grades, A, B, and C, ranging from weak odor to strong irritating odor when heated and melted (200°C). Example 1 Naphtha cracking fraction (A) with a boiling point range of 140 to 240°C
has the following composition: Polymerizable component: 46.3% by weight Cyclopentadiene component: 1.8% by weight This cracked fraction (A) was used as a starting material oil, and it was summarized in Table 1.
The feed is fed to the distillation column shown in Table 1, and distillation is carried out under the operating conditions listed in Table 1. A low boiling point fraction containing cyclopentadiene components is removed from the top of the column, and a high boiling point fraction is removed from the bottom of the column. The main fraction with a low content of similar components was taken out from the seventh stage.
【表】
この蒸留によつて出発原料油(A)の低沸点留分を
8重量%、また高沸点留分を21重量%除去し、次
の組成をもつ主留分を得た。
重合可能成分 41.5重量%
シクロペンタジエン類成分 0.2重量%
次にこの主留分にマレインイミドを0.4重量%
(シクロペンタジエン類成分の1.5モル当量)を加
えて撹拌下に40℃で30分間処理した。次いでこの
処理留分に三弗化ホウ素フエノール錯体触媒0.5
重量%を加えて35℃で2時間重合した後、カセイ
ソーダ水溶液で触媒を分解し、水洗した後、蒸留
により未反応油および低重合物を留去し、表2に
記載の性状を有する炭化水素樹脂を得た。
実施例2〜4、比較例1
実施例1で使用したナフサ分解留分(A)を、表2
に記載の蒸留条件に変えた以外は、実施例1と同
様の条件で蒸留し、表2に記載の組成を有する主
留分を得た。次いで主留分を表2に記載の条件で
マレインイミドで処理した後、実施例1と同様に
重合および後処理を行つて表2に記載の性状を有
する炭化水素樹脂を得た。
実施例 5、6
実施例1で使用した主留分を表2に記載の条件
で処理を行つた後、実施例1と同様に重合および
後処理を行つて表2に記載の性状を有する炭化水
素樹脂を得た。
実施例 7〜9
実施例1で得た主留分を表2に記載の不飽和極
性化合物で処理し、実施例1と同様に重合および
後処理を行つて表2に記載の性状を有する炭化水
素樹脂を得た。
実施例 10、11
実施例1で得た主留分をマレインイミドを用い
て表2に記載の条件で処理した後、実施例1と同
様に重合および後処理を行つて表2に記載の性状
を有する炭化水素樹脂を得た。[Table] Through this distillation, 8% by weight of the low boiling point fraction and 21% by weight of the high boiling point fraction of the starting material oil (A) were removed to obtain a main fraction having the following composition. Polymerizable component: 41.5% by weight Cyclopentadiene component: 0.2% by weight Next, 0.4% by weight of maleimide is added to this main fraction.
(1.5 molar equivalent of cyclopentadiene component) was added and treated at 40°C for 30 minutes with stirring. This treated fraction was then treated with 0.5 boron trifluoride phenol complex catalyst.
% by weight and polymerized at 35°C for 2 hours, the catalyst was decomposed with an aqueous solution of caustic soda, washed with water, unreacted oil and low polymers were distilled off, and a hydrocarbon having the properties shown in Table 2 was obtained. Resin was obtained. Examples 2 to 4, Comparative Example 1 The naphtha cracked fraction (A) used in Example 1 is shown in Table 2.
Distillation was carried out under the same conditions as in Example 1, except that the distillation conditions were changed to those described in Table 2, to obtain a main fraction having the composition shown in Table 2. Next, the main fraction was treated with maleimide under the conditions listed in Table 2, and then polymerized and post-treated in the same manner as in Example 1 to obtain a hydrocarbon resin having the properties listed in Table 2. Examples 5 and 6 The main fraction used in Example 1 was treated under the conditions listed in Table 2, and then polymerized and post-treated in the same manner as in Example 1 to form a carbonized product having the properties listed in Table 2. A hydrogen resin was obtained. Examples 7 to 9 The main fraction obtained in Example 1 was treated with the unsaturated polar compound listed in Table 2, and polymerized and post-treated in the same manner as in Example 1 to form a carbonized product having the properties listed in Table 2. A hydrogen resin was obtained. Examples 10 and 11 The main fraction obtained in Example 1 was treated with maleimide under the conditions listed in Table 2, and then polymerized and post-treated in the same manner as in Example 1 to obtain the properties listed in Table 2. A hydrocarbon resin having the following properties was obtained.
【表】【table】
Claims (1)
140ないし280℃の任意の範囲にあり、かつシクロ
ペンタジエン類成分を含有する不飽和炭化水素含
有留分中のシクロペンタジエン類成分の含有率を
0.01ないし0.7重量%の範囲に調整した前記沸点
範囲の不飽和炭化水素含有留分を、α・β−不飽
和カルボン酸エステル、α・β−不飽和カルボン
酸イミド、α・β−不飽和カルボン酸ニトリルお
よびキノン類からなる群から選ばれた不飽和極性
化合物と接触処理した後もしくは両者の共存下
に、フリーデルクラフツ型触媒で重合することを
特徴とする色相ならびに耐熱安定性の改善された
炭化水素樹脂の製造方法。 2 不飽和炭化水素含有留分として、沸点範囲が
140ないし280℃の任意の範囲にあり、かつシクロ
ペンタジエン類成分の含有率を0.05ないし0.5重
量%の範囲に調整した不飽和炭化水素含有留分を
使用する特許請求の範囲第1項に記載の方法。 3 不飽和極性化合物を不飽和炭化水素含有留分
中のシクロペンタジエン類成分1モルに対して
0.8ないし3.0モルの範囲で使用する特許請求の範
囲第1項または第2項に記載の方法。 4 不飽和極性化合物としてα・β−不飽和カル
ボン酸イミドまたはα・β−不飽和カルボン酸ニ
トリルを使用する特許請求の範囲第1項ないし第
3項に記載のいずれかの方法。[Claims] 1. The boiling point range obtained during thermal decomposition of petroleum is
The content of cyclopentadiene components in an unsaturated hydrocarbon-containing fraction that is within the arbitrary range of 140 to 280°C and contains cyclopentadiene components.
The unsaturated hydrocarbon-containing fraction in the boiling point range adjusted to 0.01 to 0.7% by weight is converted into α/β-unsaturated carboxylic acid ester, α/β-unsaturated carboxylic acid imide, α/β-unsaturated carboxylic acid, etc. Polymerization with a Friedel-Crafts type catalyst after contact treatment with an unsaturated polar compound selected from the group consisting of acid nitriles and quinones, or in the coexistence of both, with improved hue and heat resistance stability. Method for producing hydrocarbon resin. 2 As a fraction containing unsaturated hydrocarbons, the boiling point range is
The method according to claim 1, which uses an unsaturated hydrocarbon-containing fraction whose temperature is in an arbitrary range of 140 to 280°C and whose content of cyclopentadiene components is adjusted to a range of 0.05 to 0.5% by weight. Method. 3 Unsaturated polar compound per mole of cyclopentadiene component in the unsaturated hydrocarbon-containing fraction
The method according to claim 1 or 2, wherein the amount is used in the range of 0.8 to 3.0 mol. 4. The method according to any one of claims 1 to 3, wherein an α/β-unsaturated carboxylic acid imide or an α/β-unsaturated carboxylic acid nitrile is used as the unsaturated polar compound.
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| NL7812514A NL7812514A (en) | 1977-12-26 | 1978-12-22 | PROCESS FOR PREPARING HYDROCARBON RESINS WITH IMPROVED COLOR AND THERMAL STABILITY. |
| GB7849855A GB2012287B (en) | 1977-12-26 | 1978-12-22 | Process for producing hydrocarbon resins having colour and thermal stability |
| US05/973,445 US4230840A (en) | 1977-12-26 | 1978-12-26 | Process for producing hydrocarbon resins having improved color and thermal stability |
| FR7836306A FR2412573A1 (en) | 1977-12-26 | 1978-12-26 | PROCESS FOR MANUFACTURING HYDROCARBON RESINS |
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| DE2856335A DE2856335C2 (en) | 1977-12-26 | 1978-12-27 | Process for the production of hydrocarbon resins by treating petroleum cracking or reforming fractions |
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| JP10382978A JPS5531828A (en) | 1978-08-28 | 1978-08-28 | Preparation of hydrocarbon resin |
Publications (2)
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|---|---|
| JPS5531828A JPS5531828A (en) | 1980-03-06 |
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Family
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Family Applications (1)
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| JP (1) | JPS5531828A (en) |
Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS58183760A (en) * | 1982-04-20 | 1983-10-27 | Dainippon Ink & Chem Inc | Resin composition for hot welding type road marking paint |
| JP4586252B2 (en) * | 2000-09-26 | 2010-11-24 | 荒川化学工業株式会社 | Resin for printing ink, its production method, binder for printing ink and printing ink |
-
1978
- 1978-08-28 JP JP10382978A patent/JPS5531828A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5531828A (en) | 1980-03-06 |
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