JP3415182B2 - 不飽和性エチレン系共重合体組成物およびその製造法 - Google Patents

不飽和性エチレン系共重合体組成物およびその製造法

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JP3415182B2 JP33437292A JP33437292A JP3415182B2 JP 3415182 B2 JP3415182 B2 JP 3415182B2 JP 33437292 A JP33437292 A JP 33437292A JP 33437292 A JP33437292 A JP 33437292A JP 3415182 B2 JP3415182 B2 JP 3415182B2
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田 敏 正 高
田 達 麗 石
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の技術分野】本発明は、不飽和性エチレン系共重
合体組成物およびその製造方法に関し、さらに詳しくは
耐候性、耐熱性、耐オゾン性に優れしかも加硫速度の速
い新規な不飽和性エチレン系共重合体組成物およびその
製造方法に関する。
【0002】
【発明の技術的背景】不飽和性エチレン系共重合体は、
加硫可能なポリマーであって、耐候性、耐熱性、耐オゾ
ン性に優れており、自動車工業部品、工業用ゴム製品、
電気絶縁材、土木建材用品、ゴム引布等のゴム製品とし
て用いられており、またポリプロピレン、ポリスチレン
等へのプラスチックブレンド用材料として広く用いられ
ている。
【0003】このような不飽和性エチレン系共重合体と
しては、従来エチレン・プロピレン・5-エチリデン-2-
ノルボルネン共重合体、エチレン・プロピレン・ジシク
ロペンタジエン共重合体、エチレン・プロピレン・1,4-
ヘキサジエン共重合体などが知られている。これらのう
ちでもエチレン・プロピレン・5-エチリデン-2- ノルボ
ルネン共重合体は、他の不飽和性エチレン系共重合体に
比べ、加硫速度が速く特に広く用いられている。
【0004】しかしながらこれら従来の不飽和性エチレ
ン系共重合体には、加硫速度のさらなる向上が望まれて
いるのが実情である。すなわち不飽和性エチレン系共重
合体は、たとえばエチレン・プロピレン・5-エチリデン
-2- ノルボルネン共重合体であっても天然ゴム、スチレ
ン・ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴ
ム、ニトリルゴムなどのジエン系ゴムに比べると加硫速
度が遅く、ジエン系ゴムとの共加硫性に劣っていた。
【0005】また不飽和性エチレン系共重合体は、加硫
速度が遅いため、加硫時間を短くしたり、あるいは加硫
温度を低下させることにより加硫時の消費エネルギー量
を減少させて、加硫ゴムを生産性よく製造することが困
難であった。
【0006】この不飽和性エチレン系共重合体の加硫速
度を上げるには加硫剤を多量に用いればよいが、加硫剤
を多量に用いて加硫しようとすると、得られる加硫ゴム
の表面に加硫剤がブルーミングしてくることがあり衛生
上好ましくない。
【0007】このため耐候性、耐熱性、耐オゾン性に優
れ、しかも加硫速度が速い不飽和性エチレン系共重合体
の出現が望まれていた。本発明者は、上記のような従来
技術に鑑みて不飽和性エチレン系共重合体について鋭意
研究した結果、エチレン、α−オレフィンおよび特定の
環状ポリエンからなる不飽和性エチレン系共重合体は、
耐候性、耐熱性、耐オゾン性に優れ、しかも加硫速度が
速いことを見出して、本発明を完成するに至った。
【0008】
【発明の目的】本発明は、上記のような従来技術におけ
る問題点を解決しようとするものであって、耐候性、耐
熱性、耐オゾン性に優れしかも加硫速度が速い不飽和性
エチレン系共重合体を提供することを目的としている。
【0009】
【発明の概要】本発明に係る不飽和性エチレン系共重合
組成物は、[I] [A](i) エチレンと、 (ii)炭素数3〜20のα−オレフィンと、 (iii) 下記一般式[I]で表される少なくとも1種のポ
リエンとのランダム共重合体であり、
【0010】
【化5】
【0011】(式中、nは〜5の整数であり、R1
炭素数1〜5のアルキル基であり、R2 〜R9 はそれぞ
れ独立に水素原子または炭素数1〜5のアルキル基であ
る。ただしR2 およびR3 が同時に水素原子であること
はない。) [B](i) エチレンから誘導される構成単位が30〜9
2モル%であり、 (ii)炭素数3以上のα−オレフィンから誘導される構成
単位が6〜70モル%であり、 (iii) 上記一般式[I]で表されるポリエンから誘導さ
れる構成単位が0.1〜30モル%であり、かつ (i) エチレンから誘導される構成単位/(ii)炭素数3以
上のα−オレフィンから誘導される構成単位がモル比で
40/60〜92/8であり、 [C]上記一般式[I]で表されるポリエンから誘導さ
れる構成単位が下記式[II]で表される構造を有してお
り、
【0012】
【化6】
【0013】[D]135℃、デカリン中で測定した極
限粘度[η]が0.05〜10dl/gである不飽和性エ
チレン系共重合体と、 [II]加硫剤と、からなることを特徴としている。 本発
明に係る不飽和性エチレン系共重合体組成物の製造方法
は、 (i) エチレンと、 (ii)炭素数3〜20のα−オレフィンと、 (iii) 上記一般式[I]で表される少なくとも1種のポ
リエンとを、(a)下記一般式 VO(OR) a b または V(OR) c d (式中、Rは炭化水素基であり、a、b、c、dはそれ
ぞれ0≦a≦3、0≦b≦3、2≦a+b≦3、0≦c
≦4、0≦d≦4、3≦c+d≦4を満たす。)で表さ
れる可溶性バナジウム化合物と、有機アルミニウム化合
物とからなる触媒、または、 (b)周期律表第IVB族から選ばれる遷移金属のメタロ
セン化合物と、有機アルミニウムオキシ化合物とからな
る触媒 の存在下に共重合させて、上記のような不飽和性
エチレン系共重合体を製造し、 [II]加硫剤を配合することを特徴としている。
【0014】
【発明の具体的説明】以下、本発明に係る不飽和性エチ
レン系共重合体組成物およびその製造方法について具体
的に説明する。
【0015】本発明で用いられる不飽和性エチレン系共
重合体は、 [A](i) エチレンと、 (ii)炭素数3〜20のα−オレフィンと、 (iii) 環状ポリエンとのランダム共重合体である。
【0016】このような(ii)炭素数3〜20のα−オレ
フィンとしては、具体的に、プロピレン、1-ブテン、1-
ペンテン、1-ヘキセン、3-メチル-1-ブテン、3-メチル-
1-ペンテン、3-エチル-1-ペンテン、4-メチル-1-ペンテ
ン、4-メチル-1-ヘキセン、4,4-ジメチル-1-ヘキセン、
4,4-ジメチル-1-ペンテン、4-エチル-1-ヘキセン、3-エ
チル-1-ヘキセン、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセ
ン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン、1-オクタデセ
ン、1-エイコセンなどが挙げられる。これらは、単独あ
るいは2種以上組み合わせて用いられる。
【0017】また(iii) 環状ポリエンは、下記一般式
[I]で表される。
【0018】
【化7】
【0019】式中、nは2〜5の整数である。またR1
は炭素数1〜5のアルキル基であり、R2 〜R9 はそれ
ぞれ独立に水素原子または炭素数1〜5のアルキル基で
あるが、R2 およびR3 が同時に水素原子であることは
ない。
【0020】炭素数1〜5のアルキル基としては、具体
的に、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル
基、n-ブチル基、i-ブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル
基、ペンチル基などが挙げられる。
【0021】このような(iii) ノルボルネン骨格を有す
るポリエンとしては、具体的に下記のような化合物が挙
げられる。
【0022】
【化8】
【0023】
【化9】
【0024】
【化10】
【0025】
【化11】
【0026】
【化12】
【0027】
【化13】
【0028】
【化14】
【0029】
【化15】
【0030】これらは、単独であるいは2種以上組み合
わせて用いられる。上記(iii) 環状ポリエンは、たとえ
ば次式に示すようにディールスアルダー反応によりシク
ロペンタジエンとジエン類とを縮合させて製造すること
ができる。
【0031】
【化16】
【0032】なお上記ディールスアルダー反応による
と、ノルボルネン骨格を有するポリエン化合物は、通常
立体異性構造体であるエンド体とエキソ体との混合物と
して得られる。
【0033】本発明に係る不飽和性エチレン系共重合体
は、上記のような(i) エチレン、(ii)α−オレフィンお
よび(iii) ポリエンそれぞれの単量体から誘導される構
成単位が、ランダムに配列して結合し、分岐構造を有し
て実質的に線状構造を有している。この共重合体が実質
的に線状構造を有して実質的にゲル状架橋重合体を含有
しないことは、該共重合体が有機溶媒に溶解し、不溶分
を実質的に含まないことにより確認することができる。
たとえば極限粘度[η]を測定する際に、該共重合体が
135℃、デカリンに完全に溶解することにより確認す
ることができる。
【0034】本発明に係る不飽和性エチレン系共重合体
は、上記(i) エチレンから誘導される構成単位を、30
〜92モル%、好ましくは40〜90モル%、さらに好
ましくは45〜90モル%の量で、(ii)炭素数3〜20
のα−オレフィンから誘導される構成単位を、6〜70
モル%、好ましくは8〜60モル%、さらに好ましくは
10〜55モル%の量で、また(iii) ポリエンから誘導
される構成単位を0.1〜30モル%、好ましくは0.
1〜20モル%、さらに好ましくは0.2〜10モル%
の量で含有している。
【0035】特に本発明に係る不飽和性エチレン系共重
合体では、この(i) エチレンから誘導される構成単位と
(ii)炭素数3〜20のα−オレフィンから誘導される構
成単位とは、モル比((i) エチレン/(ii)α−オレフィ
ン)で、40/60〜92/8、好ましくは45/50
〜90/10、さらに好ましくは50/88の量で存在
している。
【0036】このような本発明に係る不飽和性エチレン
系共重合体において、ポリエンから誘導される構成単位
は、実質的に下記式[II]で示される構造を有してい
る。
【0037】
【化17】
【0038】なお環状ポリエンから誘導される構成単位
が上記構造を有していることは、この共重合体の13C−
NMRスペクトルを測定することによって確認すること
ができる。
【0039】本発明に係る不飽和性エチレン系共重合体
は、135℃、デカリン中で測定した極限粘度[η]が
0.05〜10dl/g、好ましくは0.1〜5dl/g、
さらに好ましくは0.2〜3dl/gである。
【0040】上記のような本発明に係る不飽和性エチレ
ン系共重合体は、耐候性、耐熱性、耐オゾン性に優れる
とともに加硫速度が速い。本発明に係る不飽和性エチレ
ン系共重合体は、未加硫のまま用いられてもよく、また
後述するような加硫方法により加硫して加硫状態で用い
られてもよいが、加硫状態で用いられるとその特性が一
層発揮される。
【0041】このような不飽和性エチレン系共重合体
は、樹脂改質剤として、また各種ゴム製品として特に好
ましく用いられる。具体的には、本発明に係る不飽和性
エチレン系共重合体を樹脂改質剤として、たとえばポリ
プロピレン、ポリエチレン、ポリブテン、ポリスチレン
などに添加すると、耐衝撃性、耐ストレスクラック性が
飛躍的に向上する。
【0042】また本発明に係る不飽和性エチレン系共重
合体は、単独で加硫されて用いられてもよく、また他の
ゴム材料と共加硫されて用いられてもよい。この不飽和
性エチレン系共重合体は、加硫速度が速いため加硫剤を
多量に用いなくても従来の不飽和性エチレン系共重合体
に比べて短い時間であるいは低温で加硫することがで
き、加硫ゴムを生産性よく製造することができる。
【0043】本発明に係る不飽和性エチレン系共重合体
は、特に、天然ゴム、スチレン・ブタジエンゴム、イソ
プレンゴム、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、クロロプ
レンゴムなどのジエン系ゴムとの共加硫性に優れてお
り、不飽和性エチレン系共重合体とジエン系ゴムとの共
加硫物は、ジエン系ゴムが本来有する優れた機械的特
性、耐摩耗性、耐動的疲労性、耐油性を有するとともに
耐候性、耐オゾン性、耐熱老化性などにも優れている。
【0044】具体的には、たとえば本発明に係る不飽和
性エチレン系共重合体と天然ゴムとの共加硫物は、強
度、耐候性、耐オゾン性および耐動的特性に優れてい
る。本発明に係る不飽和性エチレン系共重合体とニトリ
ルゴムとの共加硫物は、耐候性、耐オゾン性および耐油
性に優れている。
【0045】本発明に係る不飽和性エチレン系共重合体
とブタジエンゴムとの共加硫物は、耐候性、耐オゾン性
および耐摩耗性に優れている。本発明に係る不飽和性エ
チレン系共重合体は、(i) エチレンと、(ii)炭素数3〜
20のα−オレフィンと、(iii) 上記一般式で表される
ポリエンとを、触媒の存在下に共重合させて得られる。
【0046】このような触媒としては、バナジウム
(V)、ジルコニウム(Zr)、チタニウム(Ti)な
どの遷移金属化合物と有機アルミニウム化合物(有機ア
ルミニウムオキシ化合物)とからなるチーグラー型触媒
が使用できるが、本発明では、[a]可溶性バナジウム
化合物と有機アルミニウム化合物とからなる触媒、ある
いは[b]周期律表第IVB族から選ばれる遷移金属のメ
タロセン化合物と有機アルミニウムオキシ化合物とから
なる触媒が特に好ましく用いられる。
【0047】このような触媒[a]を形成する可溶性バ
ナジウム化合物は、具体的には、下記一般式で表され
る。 VO(OR)ab または V(OR)cd 式中、Rは炭化水素基であり、a、b、c、dはそれぞ
れ0≦a≦3、0≦b≦3、2≦a+b≦3、0≦c≦
4、0≦d≦4、3≦c+d≦4を満たす。
【0048】上記式で表されるバナジウム化合物として
は、具体的には、VOCl3、VO(OCH3)Cl2
VO(OC25)Cl2、VO(OC251.5
1.5 、VO(OC252Cl、VO(O-n-C37
Cl2、VO(O-iso-C37)Cl2、VO(O-n-C4
9)Cl2、VO(O-iso-C49)Cl2、VO(O-s
ec-C49)Cl2、VO(O-t-C49)Cl2、VO
(OC253、VOBr2、VCl4、VOCl2 VO(O-n-C493、VOCl3・2OC817OHな
どが挙げられる。
【0049】これらは、単独であるいは2種以上組み合
わせて用いられる。また上記可溶性バナジウム化合物
は、以下に示すような電子供与体を接触させて得られる
これらの電子供与体付加物として用いることもできる。
【0050】このような電子供与体としては、アルコー
ル類、フェノール類、ケトン類、アルデヒド類、カルボ
ン酸類、有機酸ハライド類、有機酸または無機酸のエス
テル類、エーテル類、ジエーテル類、酸アミド類、酸無
水物類、アルコキシシランなどの含酸素電子供与体、ア
ンモニア類、アミン類、ニトリル類、ピリジン類、イソ
シアネート類などの含窒素電子供与体を挙げることがで
きる。より具体的には、メタノール、エタノール、プロ
パノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、
2-エチルヘキサノール、オクタノール、ドデカノール、
オクタデシルアルコール、オレイルアルコール、ベンジ
ルアルコール、フェニルエチルアルコール、クミルアル
コール、イソプロピルアルコール、イソプロピルベンジ
ルアルコールなどの炭素数1〜18のアルコール類、ト
リクロロメタノール、トリクロロエタノール、トリクロ
ロヘキサノールなどの炭素数1〜18のハロゲン含有ア
ルコール類、フェノール、クレゾール、キシレノール、
エチルフェノール、プロピルフェノール、ノニルフェノ
ール、クミルフェノール、ナフトールなどの低級アルキ
ル基を有してもよい炭素数6〜20のフェノール類、ア
セトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケト
ン、アセトフェノン、ベンゾフェノン、ベンゾキノンな
どの炭素数3〜15のケトン類、アセトアルデヒド、プ
ロピオンアルデヒド、オクチルアルデヒド、ベンズアル
デヒド、トルアルデヒド、ナフトアルデヒドなどの炭素
数2〜15のアルデヒド類、ギ酸メチル、酢酸メチル、
酢酸エチル、酢酸ビニル、酢酸プロピル、酢酸オクチ
ル、酢酸シクロヘキシル、プロピオン酸エチル、酪酸メ
チル、吉草酸エチル、クロル酢酸メチル、ジクロル酢酸
エチル、メタクリル酸メチル、クロトン酸エチル、シク
ロヘキサンカルボン酸エチル、安息香酸メチル、安息香
酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸ブチル、安息香
酸オクチル、安息香酸シクロヘキシル、安息香酸フェニ
ル、安息香酸ベンジル、トルイル酸メチル、トルイル酸
エチル、トルイル酸アミル、エチル安息香酸エチル、ア
ニス酸メチル、アニス酸エチル、エトキシ安息香酸エチ
ル、γ-ブチロラクトン、δ-バレロラクトン、クマリ
ン、フタリド、炭酸エチルなどの炭素数2〜18の有機
酸エステル類、アセチルクロリド、ベンゾイルクロリ
ド、トルイル酸クロリド、アニス酸クロリドなどの炭素
数2〜15の酸ハライド類、メチルエーテル、エチルエ
ーテル、イソプロピルエーテル、ブチルエーテル、アミ
ルエーテル、テトラヒドロフラン、アニソール、ジフェ
ニルエーテルなどの炭素数2〜20のエーテル類、無水
酢酸、無水フタル酸、無水安息香酸などの酸無水物、ケ
イ酸エチル、ジフェニルジメトキシシランなどのアルコ
キシシラン、酢酸N,N-ジメチルアミド、安息香酸N,N-ジ
エチルアミド、トルイル酸N,N-ジメチルアミドなどの酸
アミド類、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ
ブチルアミン、トリベンジルアミン、テトラメチルエチ
レンジアミンなどのアミン類、アセトニトリル、ベンゾ
ニトリル、トリニトリルなどのニトリル類、ピリジン、
メチルピリジン、エチルピリジン、ジメチルピリジンな
どのピリジン類などが挙げられる。
【0051】可溶性バナジウム化合物の電子供与体付加
物を調製する際には、これら電子供与体を単独であるい
は2種以上組み合わせて用いることができる。本発明で
触媒[a]を形成する際に用いられる有機アルミニウム
化合物は、下記式[III]で表される。
【0052】R1 nAlX3-n …[III] 式中、R1 は炭素数1〜15、好ましくは1〜4の炭化
水素基であり、Xはハロゲン原子または水素原子であ
り、nは1〜3である。
【0053】このような炭素数1〜15の炭化水素基と
しては、たとえばアルキル基、シクロアルキル基または
アリ−ル基が挙げられ、具体的には、メチル基、エチル
基、n-プロピル基、イソプロピル基、イソブチル基、ペ
ンチル基、ヘキシル基、オクチル基、シクロペンチル
基、シクロヘキシル基、フェニル基、トリル基などが挙
げられる。
【0054】このような有機アルミニウム化合物として
は、具体的には以下のような化合物が挙げられる。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
ソプロピルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウ
ム、トリオクチルアルミニウム、トリ2-エチルヘキシル
アルミニウムなどのトリアルキルアルミニム、一般式
(i-C49xAly(C510z [式中、x、y、z
は正の数であり、z≧2xである。]で表わされるイソ
プレニルアルミニウムなどのアルケニルアルミニウム、
トリイソプロペニルアルミニウムなどのトリアルケニル
アルミニウム、ジメチルアルミニウムクロリド、ジエチ
ルアルミニウムクロリド、ジイソプロピルアルミニウム
クロリド、ジイソブチルアルミニウムクロリド、ジメチ
ルアルミニウムブロミドなどのジアルキルアルミニウム
ハライド、メチルアルミニウムセスキクロリド、エチル
アウミニウムセスキクロリド、イソプロピルアルミニウ
ムセスキクロリド、ブチルアルミニウムセスキクロリ
ド、エチルアルミニウムセスキブロミドなどのアルキル
アルミニウムセスキハライド、メチルアルミニウムジク
ロリド、エチルアルミニウムジクロリド、イソプロピル
アルミニウムジクロリド、エチルアルミニウムジブロミ
ドなどのアルキルアルミニウムジハライド、ジエチルア
ルミニウムヒドリド、ジブチルアルミニウムヒドリドな
どのジアルキルアルミニウムヒドリド、エチルアルミニ
ウムジヒドリド、プロピルアルミニウムジヒドリドなど
のアルキルアルミニウムジヒドリドなどが挙げられる。
【0055】また有機アルミニウム化合物として、下記
式[IV]で表される化合物を挙げることもできる。 R1 nAlY3-n …[IV] 式中、R1 は上記式[III]と同様であり、Yは−OR
10基、−OSiR11 3基、−OAlR12 2基、−NR13 2
基、−SiR14 3基または−N(R15)AlR16 2基であ
る。R10、R11、R12およびR16はメチル基、エチル
基、イソプロピル基、イソブチル基、シクロヘキシル
基、フェニル基などであり、R13は水素、メチル基、エ
チル基、イソプロピル基、フェニル基、トリメチルシリ
ル基などであり、R14およびR15はメチル基、エチル基
などである。nは1〜2である。 このような式[IV]
で表される有機アルミニウム化合物としては、具体的に
は、以下のような化合物が挙げられる。 (1) R1 nAl(OR103-nで表される化合物、たと
えば、ジメチルアルミニウムメトキシド、ジエチルアル
ミニウムエトキシド、ジイソブチルアルミニウムメトキ
シドなどのジアルキルアルミニウムアルコキシド、エチ
ルアルミニウムセスキエトキシド、ブチルアルミニウム
セスキブトキシドおよびR1 2.5Al(OR20.5などで
表わされる平均組成を有する部分的にアルコキシ化され
たアルキルアルミニウム、エチルアルミニウムエトキシ
クロリド、ブチルアルミニウムブトキシクロリド、エチ
ルアルミニウムエトキシブロミドなどの部分的にアルコ
キシ化およびハロゲン化されたアルキルアルミニウムが
挙げられる。 (2) R1 nAl(OSi R11 33-nで表される化合物、
たとえば、Et2Al(OSi Me3) (iso-Bu)2Al(OSi Me3) (iso-Bu)2Al(OSi Et3)など、 (3) R1 nAl(OAlR12 23-nで表される化合物、
たとえば、Et2AlOAlEt2 (iso-Bu)2AlOAl(iso-Bu)2など、 (4) R1 nAl(NR13 23-nで表される化合物、たと
えば、Me2AlNEt2 Et2AlNHMe Me2AlNHEt Et2AlN(Si Me32 (iso-Bu)2AlN(SiMe32など、 (5) R1 nAl(Si R14 33-nで表される化合物、た
とえば、(iso-Bu)2AlSi Me3など、 (6) R1 nAl[N(R13)AlR16 23-nで表される
化合物、たとえばEt2AlN(Me)AlEt2 、(i
so-Bu)2AlN(Et)Al(iso-Bu)2 など。
【0056】なお本発明で用いられる有機アルミニウム
化合物は、アルミニウム以外の金属の有機化合物成分を
少量含有していてもよい。これらの中では、とくにアル
キルアルミニウムハライド、アルキルアルミニウムジハ
ライドまたはこれらの組み合わせが好ましい。
【0057】次に本発明で用いられる[b]メタロセン
化合物と有機アルミニウムオキシ化合物とからなる触媒
について説明する。このような周期律表第IVB族から選
ばれる遷移金属のメタロセン化合物は、具体的に、次式
[V]で表される。
【0058】MLx …[V] 式[V]中、Mは周期律表第IVB族から選ばれる遷移金
属であり、具体的にジルコニウム、チタンまたはハフニ
ウムであり、xは遷移金属の原子価である。
【0059】Lは遷移金属に配位する配位子であり、こ
れらのうち少なくとも1個の配位子Lはシクロペンタジ
エニル骨格を有する配位子であり、このシクロペンタジ
エニル骨格を有する配位子は置換基を有していてもよ
い。
【0060】シクロペンタジエニル骨格を有する配位子
としては、たとえば、シクロペンタジエニル基、メチル
シクロペンタジエニル基、エチルシクロペンタジエニル
基、n-またはi-プロピルシクロペンタジエニル基、n-、
i-、sec-、t-、ブチルシクロペンタジエニル基、ヘキシ
ルシクロペンタジエニル基、オクチルシクロペンタジエ
ニル基、ジメチルシクロペンタジエニル基、トリメチル
シクロペンタジエニル基、テトラメチルシクロペンタジ
エニル基、ペンタメチルシクロペンタジエニル基、メチ
ルエチルシクロペンタジエニル基、メチルプロピルシク
ロペンタジエニル基、メチルブチルシクロペンタジエニ
ル基、メチルヘキシルシクロペンタジエニル基、メチル
ベンジルシクロペンタジエニル基、エチルブチルシクロ
ペンタジエニル基、エチルヘキシルシクロペンタジエニ
ル基、メチルシクロヘキシルシクロペンタジエニル基な
どのアルキルまたはシクロアルキル置換シクロペンタジ
エニル基、さらにインデニル基、4,5,6,7-テトラヒドロ
インデニル基、フルオレニル基などが挙げられる。
【0061】これらの基は、ハロゲン原子、トリアルキ
ルシリル基などで置換されていてもよい。シクロペンタ
ジエニル骨格を有する配位子以外のLは、炭素数1〜1
2の炭化水素基、アルコキシ基、アリーロキシ基、スル
ホン酸含有基(−SO3 a )、ハロゲン原子または水
素原子(ここで、Ra はアルキル基、ハロゲン原子で置
換されたアルキル基、アリール基またはハロゲン原子ま
たはアルキル基で置換されたアリール基である。)炭素
数1〜12の炭化水素基としては、アルキル基、シクロ
アルキル基、アリール基、アラルキル基などが挙げら
れ、より具体的には、メチル基、エチル基、n-プロピル
基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-
ブチル基、t-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オク
チル基、デシル基、ドデシル基などのアルキル基、シク
ロペンチル基、シクロヘキシル基などのシクロアルキル
基、フェニル基、トリル基などのアリール基、ベンジル
基、ネオフィル基などのアラルキル基が挙げられる。
【0062】また、アルコキシ基としては、メトキシ
基、エトキシ基、n-プロポキシ基、イソプロポキシ基、
n-ブトキシ基、イソブトキシ基、sec-ブトキシ基、t-ブ
トキシ基、ペントキシ基、ヘキソキシ基、オクトキシ基
などが挙げられる。
【0063】アリーロキシ基としては、フェノキシ基な
どが挙げられ、スルホン酸含有基(−SO3 a )とし
ては、メタンスルホナト基、p-トルエンスルホナト基、
トリフルオロメタンスルホナト基、p-クロルベンゼンス
ルホナト基などが挙げられる。
【0064】ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭
素、ヨウ素が挙げられる。上記式で表されるメタロセン
化合物は、たとえば遷移金属の原子価が4である場合、
より具体的には下記式[VI]で表される。Zr化合物か
らなる触媒としては、 R2 k3 l4 m5 nM …[VI] 式[VI]中、Mは上記遷移金属であり、R2 はシクロペ
ンタジエニル骨格を有する基(配位子)であり、R3
4 およびR5 は、それぞれ独立にシクロペンタジエニ
ル骨格を有する基または上記一般式[V]中のシクロペ
ンタジエニル骨格を有する配位子以外のLと同様であ
る。kは1以上の整数であり、k+l+m+n=4であ
る。
【0065】以下に、Mがジルコニウムであり、かつシ
クロペンタジエニル骨格を有する配位子を少なくとも2
個含むメタロセン化合物を例示する。ビス(シクロペン
タジエニル)ジルコニウムモノクロリドモノハイドライ
ド、ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロ
リド、ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムジブ
ロミド、ビス(シクロペンタジエニル)メチルジルコニ
ウムモノクロリド、ビス(シクロペンタジエニル)ジル
コニウムフェノキシモノクロリド、ビス(メチルシクロ
ペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(エチ
ルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビ
ス(n-プロピルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジ
クロリド、ビス(イソプロピルシクロペンタジエニル)
ジルコニウムジクロリド、ビス(t-ブチルシクロペンタ
ジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(n-ブチルシ
クロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス
(sec-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジク
ロリド、ビス(イソブチルシクロペンタジエニル)ジル
コニウムジクロリド、ビス(ヘキシルシクロペンタジエ
ニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(オクチルシクロ
ペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(イン
デニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(4,5,6,7-テト
ラヒドロインデニル)ジルコニウムジクロリド、ビス
(インデニル)ジルコニウムジブロミド、ビス(シクロ
ペンタジエニル)ジルコニウムジメチル、ビス(シクロ
ペンタジエニル)ジルコニウムメトキシクロリド、ビス
(シクロペンタジエニル)ジルコニウムエトキシクロリ
ド、ビス(フルオレニル)ジルコニウムジクロリド、ビ
ス(シクロペンタジエニル)ジルコニウムビス(メタン
スルホナト)、ビス(シクロペンタジエニル)ジルコニ
ウムビス(p-トルエンスルホナト)、ビス(シクロペン
タジエニル)ジルコニウムビス(トリフルオロメタンス
ルホナト)、ビス(メチルシクロペンタジエニル)ジル
コニウムビス(トリフルオロメタンスルホナト)、ビス
(エチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムビス(ト
リフルオロメタンスルホナト)、ビス(プロピルシクロ
ペンタジエニル)ジルコニウムビス(トリフルオロメタ
ンスルホナト)、ビス(ブチルシクロペンタジエニル)
ジルコニウムビス(トリフルオロメタンスルホナト)、
ビス(ヘキシルシクロペンタジエニル)ジルコニウムビ
ス(トリフルオロメタンスルホナト)、ビス(1,3-ジメ
チルシクロペンタジエニル)ジルコニウムビス(トリフ
ルオロメタンスルホナト)、ビス(1-メチル-3-エチル
シクロペンタジエニル)ジルコニウムビス(トリフルオ
ロメタンスルホナト)、ビス(1-メチル-3-プロピルシ
クロペンタジエニル)ジルコニウムビス(トリフルオロ
メタンスルホナト)、ビス(1-メチル-3-ブチルシクロ
ペンタジエニル)ジルコニウムビス(トリフルオロメタ
ンスルホナト)、ビス(1,3-ジメチルシクロペンタジエ
ニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(1-メチル-3-エ
チルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、
ビス(1-メチル-3-プロピルシクロペンタジエニル)ジ
ルコニウムジクロリド、ビス(1-メチル-3-ブチルシク
ロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(1-
メチル-3-ヘキシルシクロペンタジエニル)ジルコニウ
ムジクロリド、ビス(1-メチル-3-オクチルシクロペン
タジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(1-エチル
-3-ブチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロ
リド、ビス(トリメチルシクロペンタジエニル)ジルコ
ニウムジクロリド、ビス(テトラメチルシクロペンタジ
エニル)ジルコニウムジクロリド、ビス(ペンタメチル
シクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド、ビス
(メチルベンジルシクロペンタジエニル)ジルコニウム
ジクロリド、ビス(エチルヘキシルシクロペンタジエニ
ル)ジルコニウムジクロリド、ビス(メチルシクロヘキ
シルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリドな
どを例示することができる。上記の1,3−位置換シク
ロペンタジエニル基を1,2−位置換シクロペンタジエ
ニル基に置換えた化合物を本発明で用いることもでき
る。
【0066】また上記式(d) において、R2 、R3 、R
4 およびR5 の少なくとも2個すなわちR2 およびR3
がシクロペンタジエニル骨格を有する基(配位子)であ
り、この2個のシクロペンタジエニル骨格を有する基は
アルキレン基、置換アルキレン基、シリレン基または置
換シリレン基などを介して結合されているブリッジタイ
プのメタロセン化合物を例示することもできる。このと
きR4 およびR5 はそれぞれ独立に式[V]中で説明し
たシクロペンタジエニル骨格を有する配位子以外のLと
同様である。
【0067】このようなブリッジタイプのメタロセン化
合物としては、エチレンビス(インデニル)ジメチルジ
ルコニウム、エチレンビス(インデニル)ジルコニウム
ジクロリド、エチレンビス(インデニル)ジルコニウム
ビス(トリフルオロメタンスルホナト)、エチレンビス
(インデニル)ジルコニウムビス(メタンスルホナ
ト)、エチレンビス(インデニル)ジルコニウムビス
(p-トルエンスルホナト)、エチレンビス(インデニ
ル)ジルコニウムビス(p-クロルベンゼンスルホナト)
などが挙げられる。
【0068】上記にはメタロセン化合物としてジルコノ
セン化合物について例示したが、ジルコニウムを、チタ
ンまたはハフニウムに置換えた化合物を例示することも
できる。
【0069】これらの化合物は単独で用いてもよいし、
2種以上を組み合わせて用いてもよい。本発明では、メ
タロセン化合物として、中心の金属原子がジルコニウム
であり、少なくとも2個のシクロペンタジエニル骨格を
含む配位子を有するジルコノセン化合物が好ましく用い
られる。
【0070】これらメタロセン化合物は、炭化水素ある
いはハロゲン化炭化水素に希釈して用いてもよい。また
上記のようなメタロセン化合物は、粒子状担体化合物と
接触させて、担体化合物とともに用いることもできる。
【0071】担体化合物としては、Si O2 、Al
23 、B2 3 、MgO、Zr O2 、CaO、Ti
2 、ZnO、Zn2O、SnO2 、BaO、ThOなどの無
機担体化合物、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ-1
-ブテン、ポリ4-メチル-1-ペンテン、スチレン-ジビニ
ルベンゼン共重合体などの樹脂を用いることができる。
これらの担体化合物は、二種以上組み合わせて用いるこ
ともできる。
【0072】次に本発明で触媒[b]を形成する際に用
いられる有機アルミニウムオキシ化合物について説明す
る。本発明で用いられる有機アルミニウムオキシ化合物
は、従来公知のアルミノオキサンであってもよく、また
ベンゼン不溶性の有機アルミニウムオキシ化合物であっ
てもよい。
【0073】このような従来公知のアルミノオキサン
は、具体的に下記一般式で表される。
【0074】
【化18】
【0075】(上記一般式において、Rはメチル基、エ
チル基、プロピル基、ブチル基などの炭化水素基であ
り、好ましくはメチル基、エチル基、とくに好ましくは
メチル基であり、mは2以上、好ましくは5〜40の整
数である。)ここで、このアルミノオキサンは式(OA
l(R1))で表わされるアルキルオキシアルミニウム単
位および式(OAl(R2))で表わされるアルキルオキ
シアルミニウム単位[ここで、R1 およびR2 はRと同
様の炭化水素基を例示することができ、R1 およびR2
は相異なる基を表わす]からなる混合アルキルオキシア
ルミニウム単位から形成されていてもよい。
【0076】従来公知のアルミノオキサンは、たとえば
下記のような方法によって製造され、通常、芳香族炭化
水素溶媒の溶液として回収される。 (1) 吸着水を含有する化合物あるいは結晶水を含有する
塩類、たとえば塩化マグネシウム水和物、硫酸銅水和
物、硫酸アルミニウム水和物、硫酸ニッケル水和物、塩
化第1セリウム水和物などを懸濁した芳香族炭化水素溶
媒に、トリアルキルアルミニウムなどの有機アルミニウ
ム化合物を添加して反応させて芳香族炭化水素溶媒の溶
液として回収する方法。 (2) ベンゼン、トルエン、エチルエーテル、テトラヒド
ロフランなどの媒体中でトリアルキルアルミニウムなど
の有機アルミニウム化合物に直接水(水、氷または水蒸
気)を作用させて芳香族炭化水素溶媒の溶液として回収
する方法。
【0077】これらの方法のうちでは、(1) の方法を採
用するのが好ましい。アルミノオキサンの溶液を製造す
る際に用いられる有機アルミニウム化合物としては、前
述したような有機アルミニウム化合物が挙げられ、具体
的には、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニ
ウム、トリプロピルアルミニウム、トリイソプロピルア
ルミニウム、トリn-ブチルアルミニウム、トリイソブチ
ルアルミニウム、トリsec-ブチルアルミニウム、トリte
rt- ブチルアルミニウム、トリペンチルアルミニウム、
トリヘキシルアルミニウム、トリオクチルアルミニウ
ム、トリデシルアルミニウム、トリシクロヘキシルアル
ミニウム、トリシクロオクチルアルミニウムなどのトリ
アルキルアルミニウム、一般式(i-C49xAl
y(C510z [式中、x、y、zは正の数であり、z
≧2xである。]で表わされるイソプレニルアルミニウ
ムイソプレニルアルミニウムなどのアルケニルアルミニ
ウム、ジメチルアルミニウムクロリド、ジエチルアルミ
ニウムクロリド、ジエチルアルミニウムブロミド、ジイ
ソブチルアルミニウムクロリドなどのジアルキルアルミ
ニウムハライド、ジエチルアルミニウムハイドライド、
ジイソブチルアルミニウムハイドライドなどのジアルキ
ルアルミニウムハイドライド、ジメチルアルミニウムメ
トキシド、ジエチルアルミニウムエトキシドなどのジア
ルキルアルミニウムアルコキシド、ジエチルアルミニウ
ムフェノキシドなどのジアルキルアルミニウムアリーロ
キシドなどが挙げられる。
【0078】これらのうち、トリアルキルアルミニウム
が特に好ましい。上記のような有機アルミニウム化合物
は、単独であるいは組合せて用いられる。
【0079】本発明で用いられるベンゼン不溶性の有機
アルミニウムオキシ化合物は、たとえば、アルミノオキ
サンの溶液と、水または活性水素含有化合物とを接触さ
せる方法、あるいは上記のような有機アルミニウム化合
物と水とを接触させる方法などによって得ることができ
る。
【0080】本発明で用いられるベンゼン不溶性の有機
アルミニウムオキシ化合物では、該化合物を赤外分光法
(IR)によって解析して、1220cm-1付近におけ
る吸光度(D1220)と、1260cm-1付近における吸
光度(D1260)との比(D12 60/D1220)が、0.09
以下、好ましくは0.08以下、特に好ましくは0.04
〜0.07の範囲にあることが望ましい。
【0081】上記のようなベンゼン不溶性の有機アルミ
ニウムオキシ化合物は、下記式で表されるアルキルオキ
シアルミニウム単位を有すると推定される。
【0082】
【化19】
【0083】式中、R7 は炭素数1〜12の炭化水素基
である。このような炭化水素基として、具体的には、メ
チル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-
ブチル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オ
クチル基、デシル基、シクロヘキシル基、シクロオクチ
ル基などを例示することができる。これらの中でメチル
基、エチル基が好ましく、メチル基が特に好ましい。
【0084】このベンゼン不溶性の有機アルミニウムオ
キシ化合物は、上記式で表わされるアルキルオキシアル
ミニウム単位の他に、下記式で表わされるオキシアルミ
ニウム単位を含有していてよい。
【0085】
【化20】
【0086】式中、R8 は炭素数1〜12の炭化水素
基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数6〜20の
アリーロキシ基、水酸基、ハロゲンまたは水素原子であ
る。また該R8 および上記式中のR7 は互いに異なる基
を表わす。
【0087】オキシアルミニウム単位を含有する場合に
は、アルキルオキシアルミニウム単位を30モル%以
上、好ましくは50モル%以上、特に好ましくは70モ
ル%以上の割合で含むアルキルオキシアルミニウム単位
を有する有機アルミニウムオキシ化合物が望ましい。
【0088】なお本発明で用いられる有機アルミニウム
オキシ化合物は、少量のアルミニウム以外の金属の有機
化合物成分を含有していてもよい。有機アルミニウムオ
キシ化合物は、上述した担体化合物に担持させて用いる
こともできる。
【0089】また触媒[b]を形成するに際しては、有
機アルミニウムオキシ化合物とともに前述した有機アル
ミニウム化合物を用いてもよい。本発明では、上記のよ
うな触媒[a]または[b]の存在下に(i) エチレン、
(ii)α−オレフィンおよび(iii) ポリエンを、通常液相
で共重合させる。この際、炭化水素溶媒を用いることも
できる。
【0090】このような炭化水素溶媒としては、ペンタ
ン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカ
ン、灯油などの脂肪族炭化水素およびそのハロゲン誘導
体、シクロヘキサン、メチルシクロペンタン、メチルシ
クロヘキサンなどの脂環族炭化水素およびそのハロゲン
誘導体、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭
化水素およびクロロベンゼンなどのハロゲン誘導体など
が用いられる。これら溶媒は組み合わせて用いてもよ
い。
【0091】(i) エチレンと(ii)α−オレフィンと(ii
i) ポリエンとは、バッチ法、あるいは連続法いずれの
方法で共重合されてもよいが、連続法で共重合されるこ
とが好ましい。共重合を連続法で実施するに際しては、
上記触媒は以下のような濃度で用いられる。
【0092】触媒[a]が用いられる場合には、重合系
内の可溶性バナジウム化合物の濃度は、通常、0.01
〜5ミリモル/リットル(重合容積)、好ましくは0.
05〜3ミリモル/リットルである。この可溶性バナジ
ウム化合物は、重合系内に存在する可溶性バナジウム化
合物の濃度の10倍以下、好ましくは1〜7倍、さらに
好ましくは1〜5倍の濃度で供給されることが望まし
い。また有機アルミニウム化合物は、重合系内のバナジ
ウム原子に対するアルミニウム原子の比(Al /V)
で、2以上、好ましくは2〜50、さらに好ましくは3
〜20の量で供給される。
【0093】可溶性バナジウム化合物および有機アルミ
ニウム化合物は、通常、上述の炭化水素溶媒および/ま
たは液状の(ii)α−オレフィンおよび(iii) ポリエンで
希釈されて供給される。この際、該可溶性バナジウム化
合物は上述した濃度に希釈されることが望ましいが、有
機アルミニウム化合物は重合系内における濃度のたとえ
ば50倍以下の任意の濃度に調製して重合系内に供給さ
れることが望ましい。
【0094】またメタロセン化合物と有機アルミニウム
オキシ化合物とからなる触媒[b]が用いられる場合に
は、重合系内のメタロセン化合物の濃度は、通常、0.
00005〜0.1ミリモル/リットル(重合容積)、
好ましくは0.0001〜0.05ミリモル/リットル
である。また有機アルミニウムオキシ化合物は、重合系
内のメタロセン化合物に対するアルミニウム原子の比
(Al/遷移金属)で、1〜10000、好ましくは1
0〜5000の量で供給される。また有機アルミニウム
化合物が用いられる場合には、有機アルミニウムオキシ
化合物中のアルミニウム原子1モルに対して、通常約0
〜200モル、好ましくは約0〜100モルとなるよう
な量で用いられる。
【0095】本発明において、(i) エチレンと(ii)α−
オレフィンと(iii) ポリエンとを可溶性バナジウム化合
物と有機アルミニウム化合物とからなる触媒[a]の存
在下に共重合させる場合には、共重合反応は、通常、温
度が−50℃〜100℃、好ましくは−30℃〜80
℃、さらに好ましくは−20℃〜60℃で、圧力が0を
超えて〜50Kg/cm2 、好ましくは0を超えて〜20Kg
/cm2 の条件下に行われる。
【0096】またメタロセン化合物と有機アルミニウム
オキシ化合物とからなる触媒[b]の存在下に行われる
共重合反応は、通常、温度が−20℃〜150℃、好ま
しくは0℃〜120℃、さらに好ましくは0℃〜100
℃で、圧力が0を超えて〜80Kg/cm2 、好ましくは0
を超えて〜50Kg/cm2 の条件下で行なわれる。
【0097】また反応時間(共重合が連続法で実施され
る場合には平均滞留時間)は、触媒濃度、重合温度など
の条件によっても異なるが、通常、5分〜5時間、好ま
しくは10分〜3時間である。
【0098】本発明では、(i) エチレン、(ii)α−オレ
フィンおよび(iii) ポリエンは、上述のような特定組成
の不飽和性エチレン系共重合体が得られるような量で重
合系に供給される。さらに共重合に際しては、水素など
の分子量調節剤を用いることもできる。
【0099】上記のようにして(i) エチレン、(ii)α−
オレフィンおよび(iii) ポリエンを共重合させると、不
飽和性エチレン系共重合体は通常これを含む重合液とし
て得られる。この重合液は、常法により処理され、不飽
和性エチレン系共重合体が得られる。
【0100】加硫 本発明に係る不飽和性エチレン系共重合体は、前述した
ように加硫状態で用いるとその特性が一層発揮される。
【0101】本発明に係る不飽和性エチレン系共重合体
は、一般的な加硫ゴムを得る場合と同様にして加硫され
る。すなわちこの不飽和性エチレン系共重合体から一旦
未加硫の配合ゴム(組成物)を調製し、次いでこの配合
ゴムを所望形状に成形した後に加硫する。
【0102】加硫方法としては、加硫剤を使用して加熱
する方法、加硫剤を用いずに電子線照射する方法が挙げ
られる。このような配合ゴム(組成物)に配合される成
分としては、具体的に、補強剤、充填剤、軟化剤、加硫
剤、加硫助剤、可塑剤、安定剤、加工助剤、着色剤、発
泡剤、他のゴム配合剤などの種々の薬剤、さらに前述し
たジエン系ゴムなどが挙げられる。
【0103】補強剤としては、SRF、GPF、FE
F、HAF、ISAF、SAF、FT、MTなどのカー
ボンブラック、微粉ケイ酸などが挙げられる。充填剤と
しては、炭酸カルシウム、タルク、クレー、シリカなど
が挙げられる。
【0104】またプロセスオイル、潤滑油、パラフィ
ン、流動パラフィン、石油アスファルト、ワセリンなど
の石油系軟化剤、コールタール、コールタールピッチな
どのコールタール系軟化剤、ヒマシ油、アマニ油、なた
ね油、ヤシ油などの脂肪油系軟化剤、トール油、サブ、
蜜ロウ、カルナウバロウ、ラノリンなどのロウ類、ステ
アリン酸、リシノール酸、パルミチン酸、ステアリン酸
バリウム、ステアリン酸カルシウム、ラウリン酸亜鉛な
どの脂肪酸および脂肪酸塩などが挙げられる。
【0105】加硫剤としては、イオウ系化合物および有
機過酸化物が挙げられる。イオウ系化合物としては、具
体的には、イオウ、塩化イオウ、二塩化イオウ、モルホ
リンジスルフィド、アルキルフェノールジスルフィド、
テトラメチルチウラムジスルフィド、ジメチルジチオカ
ルバミン酸セレンなどが挙げられる。これらのうちイオ
ウが好ましい。
【0106】イオウ系化合物は、不飽和性エチレン系共
重合体100重量部に対して、通常0.1〜10重量
部、好ましくは0.5〜5重量部の量で用いられる。ま
た有機過酸化物としては、具体的には、ジクミルパーオ
キサイド、ジ-t-ブチルパーオキサイド、ジ-t-ブチルパ
ーオキシ-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、t-ブチル
ヒドロパーオキサイド、t-ブチルクミルパーオキサイ
ド、ベンゾイルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ
(t-ブチルパーオキシン)ヘキシン-3、2,5-ジメチル-
2,5-ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、2,5-ジメチ
ル-2,5-モノ(t-ブチルパーオキシ)-ヘキサン、α,
α'-ビス(t-ブチルパーオキシ-m-イソプロピル)ベン
ゼンなどが挙げられる。これらのうち、ジクミルパーオ
キサイド、ジ-t-ブチルパーオキサイド、ジ-t-ブチルパ
ーオキシ-3,3,5-トリメチルシクロヘキサンなどが好ま
しい。
【0107】これらの有機過酸化物は、1種または2種
以上で用いられ、不飽和性エチレン系共重合体100モ
ルに対して、通常0.0003〜0.05モル、好まし
くは0.001〜0.03モルの範囲で適宜量用いられ
る。
【0108】また加硫剤としてイオウ化合物を用いる場
合には、加硫促進剤を併用することが好ましい。加硫促
進剤としては、具体的に、N-シクロヘキシル-2-ベンゾ
チアゾールスルフェンアミド、N-オキシジエチレン-2-
ベンゾチアゾールスルフェンアミド、N,N-ジイソプロピ
ル-2-ベンゾチアゾールスルフェンアミド、2-メルカプ
トベンゾチアゾール、2-(2,4-ジニトロフェニル)メル
カプトベンゾチアゾール、2-(2,6-ジエチル-4-モルホ
リノチオ)ベンゾチアゾール、ジベンゾチアジルジスル
フィドなどのチアゾール系化合物、ジフェニルグアニジ
ン、トリフェニルグアニジン、ジオルソニトリルグアニ
ジン、オルソニトリルバイグアナイド、ジフェニルグア
ニジンフタレートなどのグアニジン化合物、アセトアル
デヒド−アニリン反応物、ブチルアルデヒド−アニリン
縮合物、ヘキサメチレンテトラミン、アセトアルデヒド
アンモニアなどのアルデヒドアミンおよびアルデヒド−
アンモニア系化合物、2-メルカプトイミダゾリンなどの
イミダゾリン系化合物、チオカルバニリド、ジエチルチ
オユリア、ジブチルチオユリア、トリメチルチオユリ
ア、ジオルソトリルチオユリアなどのチオユリア系化合
物、テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチ
ルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスル
フィド、テトラブチルチウラムジスルフィド、ペンタメ
チレンチウラムテトラスルフィドなどのチウラム系化合
物、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛、ジエチルジチオ
カルバミン酸亜鉛、ジ-n-ブチルジチオカルバミン酸亜
鉛、エチルフェニルジチオカルバミン酸亜鉛、ブチルフ
ェニルジチオカルバミン酸亜鉛、ジメチルジチオカルバ
ミン酸ナトリウム、ジメチルジチオカルバミン酸セレ
ン、ジメチルジチオカルバミン酸テルルなどのジチオ酸
塩系化合物、ジブチルキサントゲン酸亜鉛などのザンテ
ート系化合物、亜鉛華などが挙げられる。
【0109】これらの加硫促進剤は、不飽和性エチレン
系共重合体100重量部に対して、通常0.1〜20重
量部、好ましくは0.2〜10重量部の量で用いられ
る。また加硫剤として有機過酸化物を用いる場合には、
加硫助剤を併用することが好ましい。
【0110】加硫助剤としては、具体的には、硫黄、p-
キノンジオキシムなどのキノンジオキシム系化合物、ト
リメチロールプロパントリアクリレート、ポリエチレン
グリコールジメタクリレートなどの(メタ)アクリレー
ト系化合物、ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレ
ートなどのアリル系化合物、m-フェニレンビスマレイミ
ドなどのマレイミド系化合物、ジビニルベンゼンなどが
挙げられる。
【0111】このような加硫助剤は、使用する有機過酸
化物1モルに対して0.5〜2モル、好ましくはほぼ1
モルの量で用いられる。未加硫の配合ゴムは次の方法で
調製される。すなわちバンバリーミキサーなどによって
不飽和性エチレン系共重合体および上記他の成分を、8
0〜170℃の温度で3〜10分間混練した後、必要に
応じて加硫剤、加硫促進剤または加硫助剤などを加え
て、オープンロールなどによって、ロール温度40〜8
0℃で5〜30分間混練した後、分出し、リボン状また
はシート状の配合ゴムを得る。
【0112】このように調製された配合ゴムは、押出成
形機、カレンダーロールまたはプレスにより所望形状に
予備成形され、成形と同時にまたは成形物を加硫槽内に
導入し、150〜270℃の温度で1〜30分間加熱す
るか、あるいは電子線を照射することにより加硫され
る。
【0113】上記配合ゴムを加熱により加硫する場合に
は、加硫槽として、熱空気、ガラスビーズ流動床、UH
F(極超短波電磁波)、スチームなどの加熱槽を用いる
ことができる。
【0114】また電子線照射により加硫する場合は、予
備成形された配合ゴムに、0.1〜10MeV、好まし
くは0.3〜2MeVのエネルギーを有する電子線を、
吸収線量が0.5〜35Mrad、好ましくは0.5〜
10Mradになるように照射すればよい。
【0115】成形・加硫に際しては、金型を用いてもよ
く、また金型を用いないでもよい。金型を用いない場合
には、配合ゴムは通常連続的に成形・加硫される。上記
のようにして成形・加硫されて得られるゴム加硫物は、
自動車工業部品、ゴムロール、ベルトなどの工業用ゴム
製品、電気絶縁材、土木建材用品、ゴム引布などの用途
に用いることができる。
【0116】また発泡剤を含有するゴム配合物を加熱発
泡させて得られる発泡体は、断熱材、クッション材、シ
ーリング材などの用途に用いることができる。
【0117】
【実施例】以下本発明を実施例によって説明するが、本
発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【0118】
【実施例1】5-(5'-メチル-4'-ヘキセニル)-ビシクロ[2.2.1 ]ヘプ
ト-2- エン(MHNB)の合成 7-メチル-1,6- オクタジエン161.5g(1.3モ
ル)、シクロペンタジエン72.7g(1.1モル)お
よびハイドロキノン50mgをステンレス製オートクレ
ーブの中に入れ、窒素シールした後、200℃で15時
間加熱撹拌した。室温まで冷却後オートクレーブを開放
し、析出物を濾別した。濾液を5段のオールダーショー
を用いて減圧下蒸留精製して、目的物である 5-(5'-メ
チル-4'-ヘキセニル)-ビシクロ[2.2.1 ]ヘプト-2- エ
ン(MHNB)をエンド体/エキソ体=4/1の混合物
の状態で単離して、56.0g得た。
【0119】このようにして得られたMHNBは、ガス
クロマトグラフィーで測定される純度が97.5%であ
り、沸点が68〜71℃/0.1mmHgであり、収率
が26%であった。 [重合]攪拌翼を備えた2リットル重合器を用いて、エ
チレンとプロピレンと上記MHNBとの共重合反応を連
続的に行った。
【0120】重合器上部からMHNBのヘキサン溶液
を、重合器内での濃度が3.5g/リットルとなるよう
に毎時0.5リットル、触媒としてVO(OC25
Cl2のヘキサン溶液を重合器内でのバナジウム濃度が
0.2ミリモル/リットルとなるように毎時0.5リッ
トル、エチルアルミニウムセスキクロリド(Al(C2
5 1.5Cl1.5 )のヘキサン溶液を重合器内でのア
ルミニウム濃度が2.0ミリモル/リットルとなるよう
に毎時0.5リットルおよびヘキサンを毎時0.5リッ
トルの量でそれぞれ重合器内に連続的に供給し、一方重
合器上部から、重合器内の重合液が常に1リットルにな
るように連続的に抜き出した。
【0121】また重合系にバブリング管を用いてエチレ
ンを毎時120リットル、プロピレンを毎時180リッ
トル、水素を毎時5リットルの速度で供給した。共重合
反応は、重合器外部にとりつけられたジャケットに冷媒
を循環させることにより30℃で行った。
【0122】上記条件で共重合反応を行うと、エチレン
・プロピレン・MHNB共重合体を含む重合溶液が得ら
れた。得られた重合溶液は塩酸水で脱灰後、大量のメタ
ノールに投入して、ポリマーを析出後、100℃で24
時間減圧乾燥を行なった。
【0123】以上の様にしてエチレン・プロピレン・M
HNB共重合体を毎時、31.5gの量で得た。得られ
た共重合体は、エチレン構成単位を70.8モル%の量
で、プロピレン構成単位を27.6モル%の量で、MH
NB構成単位を1.6モル%の量で含有しており、エチ
レン構成単位/プロピレン構成単位が72/28(モル
比)であった。極限粘度[η]は3.0dl/gであっ
た。
【0124】
【実施例2】実施例1で得られたエチレン・プロピレン
・MHNB共重合体を含む表1に示す組成物を、6イン
チオープンロールにより混練し、未加硫の配合ゴムを得
た。
【0125】この配合ゴムの加硫速度を評価した。結果
を表2に示す。
【0126】
【表1】
【0127】
【比較例】攪拌翼を備えた2リットル重合器を用いて、
連続的にエチレンとプロピレンと5-エチリデン-2-ノル
ボルネン(ENB)との共重合反応を行った。
【0128】重合器上部からENBのヘキサン溶液
(7.1g/リットル)を、毎時0.5リットル、触媒
としてVO(OC25)Cl2のヘキサン溶液(0.8
ミリモル/リットル)を毎時0.5リットル、エチルア
ルミニウムセスキクロリド(Al(C251.5
1.5)のヘキサン溶液(8.0ミリモル/リットル)
を毎時0.5リットルおよびヘキサンを毎時0.5リッ
トルの量でそれぞれ重合器内に連続的に供給し、一方重
合器上部から、重合器内の重合液が常に1リットルにな
るように連続的に抜き出した。また重合系にバブリング
管を用いてエチレンを毎時120リットル、プロピレン
を毎時180リットル、水素を毎時5リットルの速度で
供給した。共重合反応は、重合器外部にとりつけられた
ジャケットに冷媒を循環させることにより30℃で行っ
た。上記条件で共重合反応を行うと、エチレン・プロピ
レン・ENB共重合体を含む重合溶液が得られた。
【0129】得られた重合溶液は塩酸水で脱灰後、大量
のメタノールに投入して、ポリマーを析出後、100℃
で24時間減圧乾燥を行なった。以上の様にしてエチレ
ン・プロピレン・ENB共重合体を毎時、64.8gの
量で得た。
【0130】得られた共重合体は、エチレン構成単位含
量が66.8モル%、プロピレン構成単位含量が31.
4モル%、ENB構成単位含量が1.8モル%であり、
エチレン構成単位/プロピレン構成単位は68/32
(モル比)であった。極限粘度[η]は2.2dl/g
であった。
【0131】得られた共重合体を用いて、実施例2と同
様にして加硫速度を評価した。結果を表2に示す。
【0132】
【表2】
【0133】なお、加硫速度はJSRキュラストメータ
ー3型(日本合成ゴム(株)社製)により測定され、加
硫曲線から得られるトルクの最低値MLと最高値MHの差
をM Eとして90%MEに到達する時間をT90(分)とし
た。
【0134】
【実施例3】攪拌翼、ガス吹き込み管を備えた500ミ
リリットル重合器を用いて、エチレンとプロピレンと実
施例1で得られたMHNBとの共重合反応を行った。
【0135】窒素流通下、重合器に脱水乾燥したトルエ
ン250ミリリットル、MHNB1.2ミリリットルを
装入した。この溶液の温度を20℃に保ち、エチレン、
プロピレンをそれぞれ毎時80リットル、120リット
ルの量で連続的に導入した。
【0136】メチルアルモキサンのトルエン溶液(アル
ミニウム原子に換算して0.72ミリモル/ミリリット
ル)を2.7ミリリットル、ビス(1,3-ジメチルシクロ
ペンタジエニル)ジルコニウムジクロリドのヘキサン溶
液(0.005ミリモル/ミリリットル)を0.5ミリ
リットル装入して重合を開始した。20℃で30分間重
合を行なった後、少量のイソブチルアルコールを添加し
て重合を停止した。重合溶液を塩酸水で洗浄し、大量の
メタノール中に投入し、共重合体を析出させた。ついで
析出した共重合体を回収し、100℃で一昼夜減圧乾燥
した。
【0137】以上の様にしてエチレン・プロピレン・M
HNB共重合体が、10.4g得られた。得られた共重
合体は、エチレン構成単位を64.9モル%、プロピレ
ン構成単位を33.4モル%、MHNB構成単位を1.
7モル%の量で含有しており、エチレン構成単位/プロ
ピレン構成単位が66/34(モル比)であった。極限
粘度[η]は2.8dl/gであった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松 岡 英 登 山口県玖珂郡和木町和木六丁目1番2号 三井石油化学工業株式会社内 (72)発明者 仲 濱 秀 斉 千葉県市原市千種海岸3番地 三井石油 化学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−181505(JP,A) 特公 昭44−15654(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) CA(STN) REGISTRY(STN)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】[I][A](i) エチレンと、 (ii)炭素数3〜20のα−オレフィンと、 (iii) 下記一般式[I]で表される少なくとも1種のポ
    リエンとのランダム共重合体であり、 【化1】 (式中、nは〜5の整数であり、R1 は炭素数1〜5
    のアルキル基であり、 R2 〜R9 はそれぞれ独立に水素原子または炭素数1〜
    5のアルキル基である。ただしR2 およびR3 が同時に
    水素原子であることはない。) [B](i) エチレンから誘導される構成単位が30〜9
    2モル%であり、 (ii)炭素数3以上のα−オレフィンから誘導される構成
    単位が6〜70モル%であり、 (iii) 上記一般式[I]で表されるポリエンから誘導さ
    れる構成単位が0.1〜30モル%であり、かつ (i) エチレンから誘導される構成単位/(ii)炭素数3以
    上のα−オレフィンから誘導される構成単位がモル比で
    40/60〜92/8であり、 [C]上記一般式[I]で表されるポリエンから誘導さ
    れる構成単位が下記式[II]で表される構造を有してお
    り、 【化2】 [D]135℃、デカリン中で測定した極限粘度[η]
    が0.05〜10dl/gである不飽和性エチレン系共重
    合体と、 [II]加硫剤と、 からなることを特徴とする不飽和性エチレン系共重合体
    組成物。
  2. 【請求項2】(i) エチレンと、 (ii)炭素数3〜20のα−オレフィンと、 (iii) 下記一般式[I]で表される少なくとも1種のポ
    リエンとを、(a)下記一般式 VO(OR) a b または V(OR) c d (式中、Rは炭化水素基であり、a、b、c、dはそれ
    ぞれ0≦a≦3、0≦b≦3、2≦a+b≦3、0≦c
    ≦4、0≦d≦4、3≦c+d≦4を満たす。)で表さ
    れる可溶性バナジウム化合物と、有機アルミニウム化合
    物とからなる触媒、 または、 (b)周期律表第IVB族から選ばれる遷移金属のメタロ
    セン化合物と、有機アルミニウムオキシ化合物とからな
    る触媒 の存在下に共重合させて、 【化3】 (式中、nは〜5の整数であり、R1 は炭素数1〜5
    のアルキル基であり、R2 〜R9 はそれぞれ独立に水素
    原子または炭素数1〜5のアルキル基である。ただしR
    2 およびR3 が同時に水素原子であることはない。) [A](i) エチレンと、 (ii)炭素数3〜20のα−オレフィンと、 (iii) 上記一般式[I]で表される少なくとも1種のポ
    リエンとのランダム共重合体であり、 [B](i) エチレンから誘導される構成単位が30〜9
    2モル%であり、 (ii)炭素数3以上のα−オレフィンから誘導される構成
    単位が6〜70モル%であり、 (iii) 上記一般式[I]で表されるポリエンから誘導さ
    れる構成単位が0.1〜30モル%であり、かつ (i) エチレンから誘導される構成単位/(ii)炭素数3以
    上のα−オレフィンから誘導される構成単位がモル比で
    40/60〜92/8であり、 [C]上記一般式[I]で表されるポリエンから誘導さ
    れる構成単位が下記式[II]で表される構造を有してお
    り、 【化4】 [D]135℃、デカリン中で測定した極限粘度[η]
    が0.05〜10dl/gである不飽和性エチレン系共重
    合体を製造し、 [II]加硫剤を配合することを特徴とする不飽和性エチ
    レン系共重合体組成物の製造方法。
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