CN103890237A - 含有用第8族烯烃复分解催化剂聚合的树脂组合物的改进电解池盖 - Google Patents
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Abstract
描述了具有耐腐蚀特性的生产制品,具体而言,用于氯碱和其它工业的制品。所述制品由用第8族烯烃复分解催化剂聚合的树脂组合物例如环烯烃组合物形成。在具体的方面中,电解池组件如用于盐水电解的电解池盖可以由所述树脂组合物形成。除了其它益处,相比于由其它树脂组合物,如玻璃纤维强化聚酯和乙烯酯以及含有钼或钨预催化剂的双组分二环戊二烯(DCPD)树脂模制的制品,这种制品提供了改善的耐腐蚀性。
Description
相关申请
本申请要求于2011年9月14日提交的美国临时专利申请号61/534,869的权益,其内容结合于本文中作为参考。
技术领域
本发明总体涉及生产的具有耐腐蚀性质的制品,其中所述生产的制品包含用第8族烯烃复分解催化剂聚合的树脂组合物,其中所述树脂组合物包含环烯烃。本发明具体而言涉及生产的适用于氯碱工业的制品,其中所述生产的制品包含用第8族烯烃复分解催化剂聚合的树脂组合物,其中所述树脂组合物包含环烯烃。本发明进一步涉及生产的适用于覆盖盐水电解中所用电解池的制品,其中所述生产的制品包含用第8族烯烃复分解催化剂聚合的树脂组合物,其中所述树脂组合物包含环烯烃。更具体而言,但并不限于本文中所示和所述的具体用途,本发明涉及包含用第8族烯烃复分解催化剂聚合的树脂组合物的改进电解池盖,其中所述树脂组合物包含环烯烃。
背景技术
电解池、电解池盖、电解池的组件、以及其它生产的适用于氯碱工业的制品是已知的并描述于美国专利号US2,816,070;US3,401,109;US3,763,083;US3,847,783;US4,436,609;US4,632,739;US5,087,343和美国专利申请号US12/194,938(现为美国专利号US8,202,405)和US12/249,262(现为美国专利号US8,216,444)中。
含水碱金属氯化物溶液、特别是氯化钠和氯化钾的溶液(在此之后称为“盐水”)的电解,在19世纪晚期成为一种商业化生产氯、氢氧化钠(苛性钠)、和氢的重要工业工艺方法。术语氯碱是指两种主要的化学品(氯和碱),其同时由于盐水电解而产生。其它通过氯碱工业生产的相关产品包括次氯酸钠、亚氯酸钠、氯酸钠、高氯酸钠、氢氧化钾、次氯酸钾、亚氯酸钾、氯酸钾、高氯酸钾和盐酸。
盐水电解通常根据三种不同的工艺方法进行,即膜工艺方法、隔膜工艺方法、和汞电解池工艺方法之一。在这三个工艺方法中,据发现它们之间的主要区别在于用于防止电解工艺过程期间生产的氯、氢和氢氧化钠混合的方法。在隔膜电解池中通过隔板或隔膜实现隔离而在膜电解池中通过离子交换膜实现隔离。在汞电解池中,液体汞阴极形成钠和汞的合金(钠汞齐(汞合金,amalgam))而起到隔板的作用,其随后在单独的反应器中与水反应而形成氢氧化钠和氢气。
溴的生产和储存是另一种工艺方法,需要耐腐蚀材料的应用和使用。商业化生产溴依赖和密切相关于氯碱工业。溴在工业上通过处理海水、溴井和具有氯气的湖中发现的富溴化物盐水而生产。在此工艺方法中,溴阴离子被氧化成溴气而氯气被还原成氯化物的阴离子。从盐水电解获得的氯气可用于从富溴盐水源中获取溴。
其它需要应用和使用耐腐蚀材料的工艺方法是碱金属次氯酸盐和碱金属氯酸盐(例如次氯酸钠和氯酸钠以及次氯酸钾和氯酸钾)的生产。碱金属次氯酸盐(俗称漂白粉)和碱金属氯酸盐二者都可通过盐水电解而产生。
无论是盐水溶液还是电解工艺过程期间产生的产物都有极强的腐蚀性,因此用于构造电解池的材料和与电解池一同使用包括但不限于电解池盖的制品通常是由其工作中预期或观察到的寿命决定的。最初,许多与电解池一起使用的制品,包括但不限于电解池盖,都主要由木材构造而成。金属衬里,通常由铅构成,被设置在木结构的内部,以尽量防止木材和腐蚀性内容物之间的化学反应。然而,随着时间的推移,人们发现盐水溶液和电解产物会与金属衬里发生反应而产生不期望的腐蚀,导致各种问题,包括泄漏和木材结构的结构变形。
在20世纪50年代,人们发现,纤维增强塑料(FRP),包括但不限于玻璃纤维强化聚酯和玻璃纤维强化乙烯酯,能够用作电解池和与电解池一起使用的制品构造的改进材料。氯碱工业的众多产品和制品都使用FRP进行开发,包括但不限于电解池槽、电解池盖、管道、汇管(header)、歧管(manifold)、和汞电解池的底框。虽然FRP提供了许多相比于金属内衬木材结构的改进,但是最终还是发现了一些限制。
由于氯产生于电解池中,稠厚的黄油状物质涂在FRP表面与氯气接触的表面上。这种“氯黄油”涂层最初起到防止所述FRP组件表面进一步发生反应的作用,但最终可能发生结垢并污染电解池、电解产物、以及其它相关的下游工艺过程。另外,FRP表面的持续腐蚀最终使得玻璃纤维增强材料潜在暴露于液体盐水溶液而增加液体盐水溶液“芯吸(wicking)”或渗透进入FRP制品内部的可能性,造成往往不能挽回的破坏。由于许多电解池通常串联操作,电解池组件包括但不限于电解池盖的维修或更换通常需要完全关停几个电解池乃至整个氯碱厂;因此,经常性维修和更换部件既费钱又费时。与在氯碱应用中使用由FRP构造的生产制品相关的限制是众所周知的,并公开于美国专利号US4,632,739和US5,087,343中。
由FRP模制的制品、具体而言是如电解池盖和终端箱的大型部件的另一个缺点是FRP制品都比较难以制作并需要显著大量的手工劳动才能手工铺叠纤维强化材料接着进行后续树脂基质的施加。
一组已找到商业应用并在氯碱工业中感兴趣的材料是由环烯烃单体的开环复分解聚合(ROMP)衍生的聚合物,特别是由二环戊二烯(DCPD)的ROMP衍生的聚二环戊二烯(pDCPD)。
在20世纪80年代期间,由B.F.Goodrich and Hercules Inc.努力推动了两种DCPD树脂体系的商业化。树脂(B.F.Goodrich)和树脂(Hercules)都是基于包含溶解于DCPD单体(B-组分)中的钼(B.F.Goodrich)或钨(Hercules)预催化剂和溶解于DCPD单体(A-组分)中的烷基铝或烷基铝卤化物助催化剂的双组分体系。当所述A-组分和B-组分按照1:1体积比混合到一起时就会在放热反应中形成聚合物。树脂(A-组分和B-组分)的典型组合物公开于美国专利号US4,426,502、US4,943,621、和US5,087,343中。一类类似于树脂的钼基DCPD树脂也以商品名市售。树脂的典型组合物(A-组分和B-组分)公开于美国专利号US4,400,340中。如本文所用,双组分DCPD树脂分别是指含有钼或钨预催化剂的或或树脂。双组分DCPD树脂体系的一个缺点是,它们通常因为其化学反应性催化剂组分而不能用于制备纤维增强或其它填充制品。随后,一类明确的第8族(特别是钌)烯烃复分解催化剂已经被开发出来,而不需要助催化剂组分。这种单组分催化剂比双组分体系提供了改进的化学官能团耐受性,并允许更宽的配方范围,因此,已经找到适用于如同美国专利号US6,040,363;US6,071,459;US6,310,121;和US6,525,125中公开的适于含有填料和强化材料的ROMP树脂配方的特定用途。然而,并入这种催化剂的树脂带来溢价且通常仅仅用于它们提供特定优点(例如,参见Kamphaus,J.R.Soc.Interface,2008,5,95-103)的情况。
表1总结了由市售M15XX(钨)和1650(钼)双组分树脂配制品以及由利用单组分钌催化剂的相当配制品模制得到的纯树脂pDCPD测试板的典型性质,树脂组合物包含(i)99聚合物级DCPD(含6%三环戊二烯);(ii)2phr4702;和(iii)4phrG1651H。根据表1中的数据,各种pDCPD模制品的物理、机械和热性质基本上没有差别。
表1
NR是指没有报道。
相比于FRP,基于pDCPD的材料通常不需要适用于氯碱应用的纤维强化材料。这是显著的优势,因为消除了纤维强化材料,从而消除了前面提到的通常与FRP电解池盖和其它在氯碱工业中常用的FRP制品相关的芯吸现象。由非强化双组分DCPD树脂模制的电解池盖首先公开于上世纪90年代初,并公开于美国专利号US5,087,343中。从那时起,大量由双组分DCPD树脂模制的制品开发出来并商业销售,包括但不限于,电解池盖、管道、汞电解池终端盒、膜电解池膜框、汇管、歧管、浸管、灭弧杯、灭弧组件、漏斗、试剂和产品分配设备、以及其它适用于氯碱工业的制品。这种制品当其不需要填料、增强剂、或功能性添加剂时,通常由双组分DCPD树脂制成,因为这种双组分DCPD树脂通常是更便宜的,并对用单组分第8族(特别是钌)烯烃复分解催化剂聚合的树脂提供相当的性质。
由双组分DCPD树脂模制生产的电解池盖和其它制品相比于由FRP、尤其是玻璃纤维强化聚酯和玻璃纤维强化乙烯酯模制的制品,能够提供几个其它优点。一个优点是,双组分DCPD树脂在限定所述模制品的形状的封闭模具中发生聚合,并允许所需的结构特征整体模制成所述模制品的本体。模制品、尤其是大型电解池盖在封闭的模具中也比通过手工铺叠模制的制品的劳动密集更低。在封闭模具中模制电解池盖和其它制品的能力还降低了基于碳的排放量,特别是大气苯乙烯的形式,其与采用手工铺叠的模制玻璃纤维强化聚酯和玻璃纤维强化乙烯酯电解池盖和其它制品相关。
不像FRP电解池盖和其它FRP制品,由双组分DCPD树脂模制的电解池盖和其他制品也不会在氯气存在下产生氯黄油,其如上所述可以发生结垢和污染电解池、电解产物、以及其它相关的下游工艺过程。
此外,人们发现,氯碱工业中所用的由双组分DCPD树脂模制的电解池盖和其它制品,相比于氯碱工业中所用的由FRP、尤其是玻璃纤维强化聚酯和玻璃纤维强化乙烯酯构成的电解池盖和其它制品,提供改善的耐化学性和更长工作寿命。在FRP电解池盖需要修复或更换之前具有18个月至2年的典型使用寿命的情况下,由双组分DCPD树脂模制的电解池盖具有更长的使用寿命。由双组分DCPD树脂模制的电解池盖和其它制品,在氯碱应用中提供了相对良好的服务,在这种氯碱应用中需要耐腐蚀材料,特别是在相比于许多玻璃纤维强化聚酯和乙烯酯制品时;然而,双组分DCPD树脂仍然拥有众多的限制并同时需要和期望进行一些改进。
对于适用于氯碱工业的模制生产的电解池盖和其它制品所关注的具体问题是空隙的存在,这能够导致不合格制品(如果检测到)或在工作中所述制品最终失败(如果最初未发现)。尽管获得无有害空隙的模制电解池盖或其它制品是理想的,但在实践中这种完美水平常常是达不到的;因此在模制的电解池盖中一定量的不良空隙通常是可以接受的,这取决于空隙的数量、大小和位置。美国专利号US5,087,343的实例用于举例说明不良空隙在模制大型部件如电解池盖时经常出现。不幸的是,并非所有的不良空隙都位于它们能够很容易检测和修复的模制品的表面上。在许多情况下,模制品,包括电解池盖,将会包含正好处于可能最初不被发现但一旦制品置于氯碱服务时仍然可能导致泄漏的表面之下的不良空隙。本文中图3显示了由(等级1650)模制的市售电解池盖切出的多个横截面,其中观察到了空隙、特别是表面之下的空隙的存在。美国专利号US5,266,370证实,施加合适的压力能够在离心浇铸的pDCPD管中控制有害空隙的存在,但是在模制大型制品如电解池盖时这可能很难施加控制空隙形成的足够高压。
正是除其他外的这些类型的上述局限性,致使人们认识到生产适用于氯碱工业和其它需要耐腐蚀性材料的工业中的电解池盖和其它制品需要改进的材料和更有效的方法。
发明内容
本发明的目的是提供适用于氯碱工业和其它需要耐腐蚀性材料工业的改进电解池盖和其它改进的模制品。
本发明的目的是提供相比于由(i)FRP,如玻璃纤维强化聚酯和乙烯酯;和(ii)含有钼或钨预催化剂的双组分DCPD树脂模制的制品具有改进的耐腐蚀性的电解池盖和其它模制品。
本发明的目的是提供适用于氯碱工业和其它需要耐腐蚀性材料工业的改进电解池盖和其它改进的模制品,其中本发明克服了与由FRP、包括但不限于玻璃纤维强化聚酯和玻璃纤维乙烯酯模制的制品相关的局限性。
本发明的目的是提供适用于氯碱工业和其它需要耐腐蚀性材料工业的改进电解池盖和其它改进的模制品,其中本发明克服了与由含有钼或钨预催化剂的双组分DCPD树脂模制的制品相关的局限性。
本发明的目的是提供适于与以下电解池一起使用的改进电解池盖和其它改进的模制品,所述电解池包括但不限于汞电解池、隔膜电解池、膜电解池、次氯酸盐电解池(hypochlorite cell)和氯酸盐电解池(chlorate cell)。
本发明的目的是提供适用于氯碱工业和其它需要耐腐蚀性材料工业的改进电解池盖和其它改进的模制品,其中所述改进的电解池盖和其它改进的模制品对于生产制造不仅更加便利而且更加成本有效。
本发明的目的是提供适用于氯碱工业和其它需要耐腐蚀性材料工业的改进电解池盖和其它模制品,其中所述改进电解池盖和其它改进的模制品不需要返工或修复。
本发明的目的是提供适用于氯碱工业和其它需要耐腐蚀性材料工业的改进电解池盖和其它模制品,其中所述改进电解池盖和其它改进的模制品是半透明的,由此使之能够目视检测所述模制品的表面之下的缺陷。
本发明的目的是提供适用于氯碱工业和其它需要耐腐蚀性材料工业的改进电解池盖和其它模制品,其中所述改进电解池盖和其它改进的模制品每平方英寸聚合物具有少于一个可见空隙。
在一个实施方式中,本发明涉及使用本发明公开的方法制成的生产的改进制品,包括但不限于电解池盖,管道,汞电解池中所用的端盒,汞电解池使用的进气箱,汞电解池洗箱,汞电池的侧壁,膜电解池的膜框架,汇管,阀门,歧管,浸管,灭弧杯,灭弧组件,漏斗,盖子,容器,衬里,外盖,法兰(flange),支撑结构,试剂和产品分配设备,包括但不限于弯头、接头、联管节、异径管、三通、四通、管帽、管塞、内接头和倒钩的管件,以及其它适用于氯碱工业和其它需要耐腐蚀性材料的行业的制品。
本发明的目的是提供一种包含法兰基座、整体连接至所述法兰基座的多个侧壁、和整体连接至所述多个侧壁的顶部部分的电解池盖,其中所述法兰基座、所述多个侧壁和所述顶部部分都由含环烯烃的树脂组合物模制,其中所述树脂组合物用第8族烯烃复分解催化剂进行聚合。
本发明的目的是提供一种模制的电解池盖的方法,包括:提供含环烯烃的树脂组合物,提供第8族烯烃复分解催化剂,将所述树脂组合物和所述第8族烯烃复分解催化剂组合而形成可聚合的组合物,将所述可聚合的组合物加入到模具中,和使所述可聚合组合物在所述模具中固化。
本发明的目的是提供一种模制具有耐腐蚀性的制品的方法,所述方法包括:提供含环烯烃的树脂组合物,提供第8族烯烃复分解催化剂,将所述树脂组合物和所述第8族烯烃复分解催化剂组合而形成可聚合的组合物,将所述可聚合的组合物加入到模具中,和使所述可聚合组合物在所述模具中固化。
另外,本发明的目的是提供一种包含基座、整体连接至所述基座的多个侧壁、和整体连接至所述多个侧壁的顶部部分的电解池盖,其中所述基座、所述多个侧壁和所述顶部部分都由含环烯烃的树脂组合物模制,其中所述树脂组合物用第8族烯烃复分解催化剂进行聚合。
另外,本发明的目的是提供一种包含基座、整体连接至所述基座的多个侧面、和整体连接至所述多个侧面的顶部部分的电解池盖,其中所述基座、所述多个侧面和所述顶部部分都是由包含至少一种环烯烃的树脂组合物和第8族烯烃复分解催化剂制成。
另外,本发明的目的是提供一种制作电解池盖的方法,包括:提供含环烯烃的树脂组合物,提供第8族烯烃复分解催化剂,将所述树脂组合物和所述第8族烯烃复分解催化剂组合而形成可聚合组合物,并使所述可聚合组合物经受有效聚合所述组合物的条件。
另外,本发明的目的是提供制作具有耐腐蚀性质的制品的方法,所述方法包括:提供含环烯烃的树脂组合物,提供第8族烯烃复分解催化剂,将所述树脂组合物和所述第8族烯烃复分解催化剂组合而形成可聚合组合物,并使所述可聚合组合物经受有效聚合所述组合物的条件。
另外,本发明的目的是提供一种制作电解池盖的方法,包括:提供含环烯烃的树脂组合物,提供第8族烯烃复分解催化剂,将所述树脂组合物和所述第8族烯烃复分解催化剂组合而形成ROMP组合物,并使所述ROMP组合物经受有效聚合所述组合物的条件。
另外,本发明的目的是提供一种制作电解池盖的方法,包括:将至少一种第8族烯烃复分解催化剂和包含至少一种环烯烃的树脂组合物组合而形成ROMP组合物,并使所述ROMP组合物经受有效聚合所述组合物的条件。
另外,本发明的目的是提供制作具有耐腐蚀性质的制品的方法,包括:提供含环烯烃的树脂组合物,提供第8族烯烃复分解催化剂,将所述树脂组合物和所述第8族烯烃复分解催化剂组合而形成ROMP组合物,并使所述ROMP组合物经受有效聚合所述组合物的条件。
另外,本发明的目的是提供一种制作耐腐蚀性的制品的方法,包括:提供含环烯烃的树脂组合物,提供第8族烯烃复分解催化剂,将所述树脂组合物和所述第8族烯烃复分解催化剂组合而形成ROMP组合物,并使所述ROMP组合物经受有效聚合所述组合物的条件。
另外,本发明的目的是提供一种制作耐腐蚀性的制品的方法,包括:将至少一种第8族烯烃复分解催化剂和包含至少一种环烯烃的树脂组合物组合而形成ROMP组合物,并使所述ROMP组合物经受有效聚合所述组合物的条件。
另外,本发明的目的是提供一种包括含有至少一种环烯烃的树脂组合物和至少一种第8族烯烃复分解催化剂的耐腐蚀性制品,其中所述树脂组合物经受有效聚合所述组合物的条件。
另外,本发明的目的是提供一种具有耐腐蚀性的制品,包含:含有至少一种环烯烃的树脂组合物和至少一种第8族烯烃复分解催化剂,其中所述树脂组合物经受有效聚合所述组合物的条件。
另外,本发明的目的是提供一种包括含有至少一种环烯烃的树脂组合物和至少一种第8族烯烃复分解催化剂的电解池盖,其中所述树脂组合物经受有效聚合所述组合物的条件。
附图说明
本发明的各种其它的目的、特征和伴随的优点在结合附图加以考虑时由于其会变得更好理解而将被更全面地了解,其中在所有的这些附图中类似标号指示相同或相似的部件,并且其中:
图1是本发明电解池盖的立体图;
图2是具有优选要素集合于其中的另一本发明电解池盖的立体图。
图4是由本文实施例1-3中的所述树脂组合物和钌烯烃复分解催化剂模制的电解池盖切出的多个横截面的照片,显示没有空隙。
具体实施方式
术语和定义
除非另有说明,本发明并不限定于具体的反应物、取代基、催化剂、树脂组合物、反应条件等,因为这些可以进行变化。还应该理解的是,本文中所用的术语仅用于描述具体实施方式的目的,而不应该进行限制性诠释。
正如本说明书和所附权利要求中所用,单数形式“一个”、“一种”和“这种”包括复数指代,除非上下文另外明确指出。因此,例如,所指“α-烯烃”包括单种α-烯烃,以及两种或多种α-烯烃的组合或混合物,所指“取代基”包括单个取代基以及两个或多个取代基,等等。
正如在说明书和所附权利要求中所用,术语“例如”、“比如”、“如”或“包括”意在介绍进一步说明更通常性的主题的实例。除非另有规定,这些实例仅提供用于帮助理解本发明,而并不意味着是以任何方式的限制性的。
正如在说明书和所附权利要求中所用,术语“电解池头”、“电解池盖”和“电解池顶部”具有相同的含义且在本文中可互换使用。
正如在说明书和所附权利要求中所用,术语“电解槽”、“电解池(electrolysis cell)”和“电解池(electrolytic cell)”具有相同的含义,并在本文中可互换使用。
正如在说明书和所附权利要求中所用,术语“反应性配制品”和“可聚合组合物”具有相同的含义,并在本文中可互换使用。
在本说明书和随后的权利要求中,将参考到许多术语,这些术语应该进行定义而具有以下含义:
正如本文所用的术语“烷基”是指通常但并非必须含有1至约24个碳子、优选1至约12个碳原子的直链、支链或环状饱和烃基,如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、辛基、癸基等,以及环烷基基团如环戊基、环己基,等等。通常,虽然再次非必须,本文中的烷基基团包含1至约12个碳原子。术语“低级烷基”是指1至6个碳原子的烷基基团,而具体术语“环烷基”是指以下环烷基基团,其通常具有4-8个、优选5-7个碳原子。术语“取代的烷基”是指用一个或多个取代基基团取代的烷基,而术语“含杂原子的烷基”和“杂烷基”是指其中至少一个碳原子用杂原子取代的烷基。如果没有另外说明,术语“烷基”和“低级烷基”分别包括直链、支链、环状、未取代、取代和/或含杂原子的烷基和低级烷基。
如本文所用的术语“亚烷基”是指双官能的直链、支链或环烷基基团,其中“烷基”如上定义。
如本文所用的术语“烯基”是指含有至少一个双键的2至约24个碳原子的直链、支链或环状烃基,如乙烯基、正丙烯基、异丙烯基、正丁烯基、异丁烯基、辛烯基、癸烯基、十四碳烯基、十六碳烯基、二十碳烯基、二十四碳烯基,等等。本文中优选的烯基基团含有2至约12个碳原子。术语“低级烯基”是指2到6个碳原子的烯基基团,而具体的术语“环烯基”是指环状烯基基团,优选具有5至8个碳原子。术语“取代的烯基”是指用一个或多个取代基团取代的烯基,而术语“含杂原子的烯基”和“杂烯基”是指其中至少一个碳原子用杂原子取代的烯基。如果没有另外说明,术语“烯基”和“低级烯基”分别包括直链的、支链的、环状的、未取代的、取代的和/或含杂原子的烯基和低级烯基。
如本文所用的术语“亚烯基”是指双官能的直链、支链或环状烯基基团,其中“烯基”如上定义。
如本文所用的术语“炔基”是指含有至少一个三键的2至约24个碳原子的直链或支链烃基基团,如乙炔基、正丙炔基,等等。本文优选的炔基基团含有2至约12个碳原子。术语“低级炔基”是指2至6个碳原子的炔基基团。术语“取代的炔基”是指用一个或多个取代基基团取代的炔基,而术语“含杂原子的炔基”和“杂炔基”是指其中至少一个碳原子用杂原子取代的炔基。如果没有另外说明,术语“炔基”和“低级炔基”分别包括直链的、支链的、取代的、未取代的和/或含杂原子的炔基和低级炔基。
如本文所用的术语“烷氧基”是指通过单个端醚键键合的烷基团;也就是说,“烷氧基”基团可表示为-O-烷基,其中所述烷基如以上定义。“低级烷氧基”基团是指含有1至6个碳原子的烷氧基团。类似地,“烯氧基”和“低级烯氧基”分别是指通过单个端醚键键合的烯基和低级烯基基团,而“炔氧基”和“低级炔氧基”分别是指通过单个端醚键键合的炔基和低级炔基基团。
如本文使用的术语“芳基”,除非另有说明,是指含有单个芳环或多个稠合至一起、直接连接或间接连接(如此以使不同的芳环连接至常见基团如亚甲基或亚乙基部分)的芳环的芳族取代基。优选的芳基基团包含5至24个碳原子、特别优选含有5至14个碳原子的芳基基团。示例性芳基基团包含一个芳环或两个稠合的或键接的芳环,例如,苯基、萘基、联苯基、二苯醚、二苯胺、二苯甲酮,等等。“取代的芳基”是指用一个或多个取代基基团取代的芳基部分,术语“含杂原子的芳基”和“杂芳基”是指其中至少一个碳原子用杂原子取代的芳基取代基,这将在下文中进一步详细说明。
正如本文中所用的术语“芳氧基”是指通过单个端醚键键合的芳基基团,其中“芳基”如上定义。“芳氧基”基团可表示为-O-芳基,其中芳基如上定义。优选的芳氧基基团含有5至24个碳原子,特别优选的芳氧基基团含有5至14个碳原子。芳氧基基团的例子包括,但不限于,苯氧基、邻-卤代苯氧基、间-卤代苯氧基、对-卤代苯氧基、邻-甲氧基苯氧基、间-甲氧基苯氧基、对-甲氧基苯氧基、2,4-二甲氧基苯氧基、3,4,5-三甲氧基苯氧基,等等。
术语“烷芳基”是指具有烷基取代基的芳基基团,术语“芳烷基”是指具有芳基取代基的烷基基团,其中“芳基”和“烷基”如上定义。优选的烷芳基和芳烷基基团含有6至24个碳原子,特别优选的烷芳基和芳烷基基团含有6至16个碳原子。烷芳基基团包括,但不限于,对-甲基苯基、2,4-二甲基苯基、对-环己基苯基、2,7-二甲基萘基、7-环辛基萘基、3-乙基-环戊-1,4-二烯,等等。芳烷基基团的实例包括,但不限于,苄基、2-苯基-乙基、3-苯基-丙基、4-苯基-丁基、5-苯基-戊基、4-苯基环己基、4-苄基环己基、4-苯基环己基甲基、4-苄基环己基甲基,等等。术语“烷芳氧基”和“芳烷氧基”是指通式为-OR且其中R分别为烷芳基或芳烷基的取代基,正如刚才的定义。
术语“酰基”是指具有以下式-(CO)-烷基、-(CO)-芳基、-(CO)-芳烷基、-(CO)-烷芳基、-(CO)-烯基、或-(CO)-炔基的取代基,术语“酰氧基”是指具有以下式-O(CO)-烷基、-O(CO)-芳基、-O(CO)-芳烷基、-O(CO)-烷芳基、-O(CO)-烯基、-O(CO)-炔基的取代基,其中“烷基”、“芳基”、“芳烷基”、烷芳基、烯基和炔基如以上定义。
术语“环状”和“环”是指可以取代或可以没有取代和/或含杂原子的脂环族或芳族基团,并可以是单环、双环、或多环的。术语“脂环族”按照常规意义使用并且是指脂族环结构部分,而不是芳族环结构部分,并可以是单环、双环、或多环的。
术语“卤代”和“卤素”按照常规意义使用并且是指氯、溴、氟或碘取代基。
“烃基”是指含有1至约30个碳原子、优选1至约24个碳原子、最优选1至约12个碳原子的单价烃基自由基,包括直链的、支链的、环状的、饱和、和不饱和的基团,如烷基基团、烯基基团、炔基基团、芳基基团,等等。术语“低级烃基”是指1至6个碳原子、优选1至4个碳原子的烃基,术语“亚烃基”是指含有1至约30个碳原子、优选1至约24个碳原子、最优选1至约12个碳原子的二价烃基部分,包括直链的、支链的、环状的、饱和、和不饱和的基团。术语“低级亚烃基”是指1至6个碳原子的亚烃基团。“取代的烃基”是指用一个或多个取代基基团取代的烃基,术语“含杂原子的烃基”和“杂烃基”是指其中至少一个碳原子用杂原子取代的烃基。类似地,“取代的亚烃基”是指用一个或多个取代基基团取代的亚烃基,术语“含杂原子的亚烃基”和“杂亚烃基”是指其中至少一个碳原子用杂原子取代的亚烃基。除非另有说明,术语“烃基”和“亚烃基”应理解为分别包括取代的和/或含杂原子的烃基和含有杂原子的亚烃基部分。
正如在“含杂原子的烃基基团”中的术语“含杂原子的”是指其中一个或多个碳原子用非碳原子,如氮、氧、硫、磷或硅,通常是氮、氧或硫取代的烃分子或烃基分子部分。类似地,术语“杂烷基”是指含杂原子的烷基取代基,术语“杂环的”是指含杂原子的环取代基,术语“杂芳基”和“杂芳族的”分别指含杂原子的“芳基”和“芳族”取代基,等等。应当指出的是,“杂环”基团或化合物可以是或可以不是芳族的,进一步地“杂环”可以是单环、双环、或多环,如上相对于术语“芳基”所述。杂烷基基团的实例包括但不限于烷氧基芳基、烷基硫基取代的烷基、N-烷基化氨基烷基,等等。杂芳基取代基的实例包括但不限于吡咯基、吡咯烷基、吡啶基、喹啉基、吲哚基、嘧啶基、咪唑基、1,2,4-三唑基、四唑基,等等,含杂原子的脂环基团的实例包括但不限于吡咯烷基、吗啉基、哌嗪基、哌啶基等。
对于正如在“取代的烃基”、“取代的烷基”、“取代的芳基”等中的“取代”,这在一些前述定义中间接提及,是指在所述烃基、烷基、芳基或其它部分中,至少一个键接至碳(或其它)原子的氢原子用一个或多个非氢取代基取代。这种取代基的实例,包括但不限于:本文中称之为“Fn”的官能团,如卤素、羟基、巯基、C1-C24烷氧基、C2-C24烯氧基、C2-C24炔氧基、C5-C24芳氧基、C6-C24芳烷氧基、C6-C24烷芳氧基、酰基(包括C2-C24烷基羰基(-CO-烷基)和C6-C24芳基羰基(-CO-芳基))、酰氧基(-O-酰基、包括C2-C24烷基羰氧基(-O-CO-烷基)和C6-C24芳基羰氧基(-O-CO-芳基))、C2-C24烷氧基羰基(-(CO)-O-烷基)、C6-C24芳氧基羰基(-(CO)-O-芳基)、卤代羰基(-(CO)-X其中X是卤素)、C2-C24烷基碳酸基(-O-(CO)-O-烷基)、C6-C24芳基碳酸基(-O-(CO)-O-芳基)、羧基(-COOH)、羧酸根(carboxylato)(-COO-)、氨基甲酰基(-(CO)-NH2)、单-(C1-C24烷基)取代的氨基甲酰基(-(CO)-NH(C1-C24烷基))、二-(C1-C24烷基)取代的氨基甲酰基(-(CO)-N(C1-C24烷基)2)、单-(C1-C24卤代烷基)取代的氨基甲酰基(-(CO)-NH(C1-C24卤代烷基))、二-(C1-C24卤代烷基)取代的氨基甲酰基(-(CO)-N(C1-C24卤代烷基)2)、单-(C5-C24芳基)取代的氨基甲酰基(-(CO)-NH-芳基)、二-(C5-C24芳基)取代的氨基甲酰基(-(CO)-N(C5-C24芳基)2)、二-N-(C1-C24烷基),N-(C5-C24芳基)取代的氨基甲酰基(-(CO)-N(C1-C24烷基)(C5-C24芳基)、硫代氨基甲酰基(-(CS)-NH2)、单-(C1-C24烷基)取代的硫代氨基甲酰基(-(CS)-NH(C1-C24烷基))、二-(C1-C24烷基)取代的硫代氨基甲酰基(-(CS)-N(C1-C24烷基)2)、单-(C5-C24芳基)取代的硫代氨基甲酰基(-(CS)-NH-芳基)、二-(C5-C24芳基)取代的硫代氨基甲酰基(-(CS)-N(C5-C24芳基)2)、二-N-(C1-C24烷基),N-(C5-C24芳基)取代的硫代氨基甲酰基(-(CS)-N(C1-C24烷基)(C5-C24芳基)、脲基(-NH-(CO)-NH2)、氰基(-C≡N)、氰酰基(-O-C≡N)、硫代氰酰基(-S-C≡N)、异氰酸酯基(–N=C=O)、硫代异氰酸酯基(–N=C=S)、甲酰基(-(CO)-H)、硫代甲酰基(-(CS)-H)、氨基(-NH2)、单-(C1-C24烷基)取代的氨基(-NH(C1-C24烷基)、二-(C1-C24烷基)取代的氨基(-N(C1-C24烷基)2)、单-(C5-C24芳基)取代的氨基(-NH(C5-C24芳基)、二-(C5-C24芳基)取代的氨基(-N(C5-C24芳基)2)、C2-C24烷基酰胺基(-NH-(CO)-烷基)、C6-C24芳基酰胺基(-NH-(CO)-芳基)、亚氨基(-CR=NH、其中R包括但不限于氢、C1-C24烷基、C5-C24芳基、C6-C24烷芳基、C6-C24芳烷基等)、C2-C20烷基亚氨基(-CR=N(烷基)、其中R包括但不限于氢、C1-C24烷基、C5-C24芳基、C6-C24烷芳基、C6-C24芳烷基等)、芳基亚氨基(-CR=N(芳基)、其中R包括但不限于氢、C1-C20烷基、C5-C24芳基、C6-C24烷芳基、C6-C24芳烷基等)、硝基(-NO2)、亚硝基(-NO)、磺基(-SO2-OH)、磺酸根(sulfonato)(-SO2-O-)、C1-C24烷基硫基(-S-烷基;也称为“烷硫基”)、C5-C24芳基硫基(-S-芳基;也称为“芳硫基”)、C1-C24烷基亚磺酰基(-(SO)-烷基)、C5-C24芳基亚磺酰基(-(SO)-芳基)、C1-C24烷基磺酰基(-SO2-烷基)、C1-C24单烷基氨基磺酰基(-SO2-N(H)烷基)、C1-C24二烷基氨基磺酰基(-SO2-N(烷基)2)、C5-C24芳基磺酰基(-SO2-芳基)、硼烷基(-BH2)、硼基(-B(OH)2)、硼酸根(-B(OR)2、其中R包括但不限于烷基或其它烃基)、磷酰基(-P(O)(OH)2)、磷酸根(-P(O)(O-)2)、亚磷酸根(-P(O)(O-))、磷酰基(-PO2)和膦基(phosphino)(-PH2);和烃基部分C1-C24烷基(优选C1-C12烷基、更优选C1-C6烷基)、C2-C24烯基(优选C2-C12烯基、更优选C2-C6烯基)、C2-C24炔基(优选C2-C12炔基、更优选C2-C6炔基)、C5-C24芳基(优选C5-C14芳基)、C6-C24烷芳基(优选C6-C16烷芳基)和C6-C24芳烷基(优选C6-C16芳烷基)。
对于正如“官能化烃基”、“官能化烷基”、“官能化烯烃”、“官能化环烯烃”等中的“官能化”,是指在烃基、烷基、烯烃、环烯烃、或其它部分中,至少一个结合至碳(或其它)原子的氢原子替换成一个或多个如在上文所描述的那些官能团。术语“官能团”是指包括任何适合本文中之用的官能性基团。具体而言,如本文所用,官能团必然具有与底物表面上相应官能团反应或连接至其上的能力。
此外,上述官能团,如果容许某个具体的基团,可以进一步用一个或多个另外的官能团或用一个或多个如那些上面具体提到的烃基部分取代。类似地,上述烃基部分可以进一步用一个或多个官能团或如上所述的其它烃基部分取代。
“可选的”或“可选地”是指后续描述的情况可以或可以不发生,从而描述包括其中所述情况发生和所述情况不发生的情况。例如,短语“可选取代的”是指非氢取代基可以存在于或可以不存在于给定的原子上,因此,描述包括非氢取代基存在的结构和非氢取代基不存在的结构。
电解池盖
虽然,由各种催化剂体系制备的ROMP聚合物的物理和机械性能通常会相似(例如,参见上述表1),但是我们已经发现,含有用本发明的钌烯烃复分解催化剂聚合的环烯烃树脂组合物(例如,DCPD)的制品相比于包含用双组分催化剂体系如钼或钨体系聚合的类似环烯烃组合物(即树脂,等级1650)的制品出乎意料地改善了耐腐蚀性。具体而言,在暴露于腐蚀性盐水电解(氯碱)的条件后,包含单组分钌催化的树脂组合物的样品,相比于包含双组分钼催化的树脂组合物的样品,具有在所暴露表面附近的较低氯浓度、降低的褪色深度、以及更好的整体表面外观。这些结果更全面地记载于以下实施例中。
本发明涉及一种包含树脂组合物和第8族烯烃复分解催化剂的改进电解池盖,其中所述树脂组合物包含环烯烃。
本发明的电解池盖可以在封闭式模具或开放式模具中进行模制。本发明的电解池盖可以作为单件(one piece)一体式结构进行模制,其中电解池盖的所有基本特征都整体连接至所述单件式结构。基本特征可以包括但不限于提拉片(lifting tab)、目测表孔口、目测表的支架、管道支架、盐水溶液入口、管道接头、和夹具稳定器。本发明的电解池盖也可以作为多个后来组合而形成更大结构的结构进行模制。
本发明的电解池盖通常重量超过100lbs,并可以超过800lbs。本发明电解池盖具有的部分、区段或壁厚优选超过1/16英寸,最优选3/8至1英寸。电解池盖的部分、区段或壁厚可以厚达2英寸或更厚。
本发明的电解池盖包含树脂组合物和第8族烯烃复分解催化剂,其中所述树脂组合物包含环烯烃。所述树脂组合物具有足够低的粘度,以至于模制本发明电解池盖所必须的大型模具及具有复杂几何结构的模具能够快速且容易地填充。
聚合参数,包括本发明的反应性配制品的胶凝时间、固化时间(峰值放热时间)和固化温度(峰值放热温度),能够通过各种不同的方式进行控制,包括但不限于(i)固有(indigenous)(这意味着原生的或由组分构建的);或(ⅱ)外源性(exogenous)(意味着可以加入到所述组合物中的外来添加剂或其它反应物)。根据本发明,一种固有控制法涉及通过对连接至所述第8族烯烃复分解催化剂的第8族过渡金属的配体特性进行改性而控制所述聚合参数。正确的配体选择对于采用固有反应性控制剂的模制是很重要的。例如,RuCl2(PPh3)2(=CHPh)比RuCl2(PCy3)2(=CHPh)反应更慢,而RuCl2(PPh3)sIMes(=CHPh)比RuCl2(PCy3)sIMes(=CHPh)反应更迅速。亚烷基取代基也可以进行变化以控制第8族烯烃复分解催化剂的胶凝和固化时间。卤素取代基也可以进行改变以控制第8族烯烃复分解催化剂的胶凝和固化时间。
同样,所需的聚合参数,包括但不限于本发明的胶凝时间、固化时间(峰值放热时间)和固化温度(峰值放热温度),可以通过外源控制而实现。一种外源控制法涉及正确选择外源速率调节配体。在该体系中使用路易斯碱速率控制配体是可选的,即,外部或“外源”改性,致使进一步的胶凝和固化时间控制。使用外源速率控制剂早先公开于美国专利号US5,939,504中,其内容结合于本文中作为参考。合适的外源速率控制剂包括,例如,水、四氢呋喃(THF)、2-甲基四氢呋喃(2-Me-THF)、二乙基醚((C2H5)2O)、甲基叔丁基醚(CH3OC(CH3)3)、二甲氧基乙烷(CH3OCH2CH2OCH3)、二甘醇二甲醚(CH3OCH2OCH2OCH3)、三甲基膦(PMe3)、三乙基膦(PEt3)、三丁基膦(PBu3)、三邻甲苯基膦(P-o-甲苯基3)、三叔丁基膦(P-叔-Bu3)、三环戊基膦(P环戊基3)、三环己基膦(PCy3)、三异丙基膦(P-i-Pr3)、三辛基膦(POct3)、三异丁基膦(P-i-Bu3)、三苯基膦(PPh3)、三(五氟苯基)膦(P(C6F5)3)、甲基二苯基膦(PMePh2)、二甲基苯基膦(PMe2Ph)、二乙基苯基膦(PEt2Ph)、亚磷酸三甲酯(P(OMe)3)、亚磷酸三乙酯(P(OEt)3)、亚磷酸三异丙基酯(P(O-i-Pr)3)、二苯基次膦酸乙酯(P(OEt)Ph2)、亚磷酸三丁基酯(P(OBu)3)、亚磷酸三苯基酯(P(OPh)3、二乙基苯基亚磷酸酯(P(OEt)2Ph)和三苄基膦(P(CH2Ph)3)、2-环己酮、和氧化三苯基膦。此外,外源控制反应性可以通过将路易斯碱物质连接至树脂组合物的组分(包括但不限于环烯烃)而实现。按照这种方式,所述控制剂能够聚合到所述聚合物结构中,为系统提供重要官能度。合适的官能团实例包括但不限于醚、三烷氧基硅烷、酯、羧酸、和醇。具体的实例包括但不限于三乙氧基甲硅烷基降冰片烯、降冰片烯甲醇和丁氧基降冰片烯。此外,所述树脂组合物的温度和/或模具温度都能够用于改变和控制本发明的反应性配制品或可聚合组合物的聚合参数。反应性配制品或可聚合组合物在本发明的所述树脂组合物和第8族烯烃复分解催化剂混合至一起时而形成。本发明的所述树脂组合物和第8族烯烃复分解催化剂的这种混合能够通过以下方式进行,包括但不限于(i)手动;(ii)通过使用机器或其它设备;或(iii)其任意组合。本发明的所述树脂组合物和第8族烯烃复分解催化剂的这种混合可以(i)在树脂组合物和第8族烯烃复分解催化剂加入到模具中之前;(ii)在树脂组合物和第8族烯烃复分解催化剂加入到模具中之后;或(iii)其任意组合而发生。根据本发明,超过30分钟的胶凝时间以及超过60分钟的峰值放热时间是很容易实现的。
本发明的所述树脂组合物和第8族烯烃复分解催化剂没有并入或者不含烷基铝或烷基铝卤化物;因此树脂组合物和第8族烯烃复分解催化剂在模制之前的脱气是可选的。此外,模制本发明的电解池盖通常采取无背压(反压)和无内部模具压力而完成。而且,在模制之前用惰性气体(氮气或氩气)吹扫模具腔体是可选的。
本发明的树脂组合物和第8族烯烃复分解催化剂对空气(氧)、湿气(水)和其它杂质(包括但不限于乙炔类化合物和含极性官能团的化合物)是稳定的且不敏感。这种对杂质的稳定性和缺乏敏感性使各种各样的加工处理方法适用于本发明。本发明的电解池盖可以使用各种加工处理方法,包括但不限于反应注塑成型法(RIM)、树脂转移模塑法(RTM)、增强反应注塑成型法(RRIM)、结构反应注塑成型法(SRIM)、真空辅助树脂转移模塑法(VARTM)、旋转模制法、槽式浇铸法、浸渍浇铸法、连续浇铸法、包埋法、灌封法、封装法、膜浇铸法或溶剂浇铸法、门控浇铸法、模浇铸法、多倾注法、机械发泡法、化学发泡法、物理发泡法、复合泡沫法、压缩成型或匹配的模具成型法、容器混合法、灌注或树脂灌注法、层压法、转移模制法、喷涂法、长丝缠绕法、纤维铺置法、拉挤成型法、挤出成型法、搪塑浇铸法、离心浇铸法、手动铺叠法、塞曼(Seeman)复合树脂灌注模制法(SCRIMP)、涂敷或涂刷法、吹塑成型法、模内涂覆法、模内涂装或注塑法、真空成型法和浇铸法进行成型。对于需要使用RIM或冲击式混合头的加工处理方法,包括但不限于RIM、SRIM、和RRIM,本发明的电解池盖可以使用单个混合头或多个混合头、以及多个物料注射流(例如,两个树脂流和一个催化剂流)进行模制。
本发明允许进行作为一个选择包含强化材料的电解池盖的模制。
本发明允许进行任何构造、重量、尺寸、和几何形状的电解池盖的模制。几何形状包括但不限于圆形、环形、方形、矩形、椭圆形、三角形、梯形、和多边形。此外,本发明的电解池盖能够模制而适用于任何电解池,包括但不限于隔膜电解池、汞电解池、膜电解池、次氯酸电解池(次氯酸盐电解池)、氯酸盐电解池、以及盐水电解中使用的其它电解池。
本发明的另一个出乎意料的益处是,所模制的电解池盖每平方英寸聚合物具有少于1个可见空隙。这种有害空隙和气泡数量的减少降低了对昂贵而劳动密集型返工和修理的需要。值得注意的是,这种空隙数量的降低无需在模制工艺过程期间进行加压就能够实现。本文中实施例1-3描述了用于模制本发明的电解池盖的工艺方法。图4显示了使用采用本文实施例1-3中公开的钌烯烃复分解催化剂聚合的环烯烃树脂组合物模制的本发明的电解池盖切出的多个横截面,显示出没有空隙。
此外,本发明的另一个受益之处是,模制的电解池盖可以模制为半透明的,这使得即使对具有厚度超过1/4英寸的部分检测表面之下缺陷(例如,有害空隙)成为可能。这种目视检查电解池盖表面之下缺陷(例如,有害空隙)的能力消除了对其它确保所述模制的电解池盖在置于工作服务之前的质量的质量控制方法如静水压试验、低压气动测试或真空测试的需要。值得注意而要指出的是,由双组分DCPD树脂模制的电解池盖和其它制品是不透明的且颜色呈深褐色,并且不便于目视检验表面之下的缺陷(例如,有害空隙)。此外,正如本文所公开的本发明的电解池具有适用于氯-碱环境、盐水电解、和要求耐腐蚀性的其它应用的改进耐腐蚀性。
图1和图2所示的实施方式具有独特的构造。图1的电解池盖1包括法兰基座2,其适于帮助提供电解池盖和容纳阳极和阴极的容器(receptacle)之间的液密性密封。垫圈通常是必要的且有助于完成这项功能。电解池盖1还包括侧壁3和顶部部分4。侧壁3从法兰基座2延伸出且支撑顶部部分4。侧壁3和顶部部分4微微起皱(corrugation),这并非必需。起皱通过沟槽8的存在提供于顶部部分4且起皱通过凹窝(dimple)7设置于侧壁3中。
法兰基座2、侧壁3和顶部部分4在安装时整体连接且为电解池阳极和阴极提供密封腔。这种密封腔当所有的孔口都关闭或连接到封闭管道系统时是水密和气密性的。
电解池盖1显示出位于顶部部分4的小孔口5和大孔口6。小孔口5允许释放安装时电解池产生的氯气和氢气。其横截面面积足够大以提供这种释放。在替代方案中,可以使用不只一个孔口达到这个目的。大孔口6允许将盐水溶液引入电解池中。大孔口6是可选的,因为可以设想电解池能够设计成允许在电解池盖之下进料盐水溶液。也可以使用不只一个孔口达到这个目的。
法兰基座2、侧壁3和顶部部分4的形状基本上是由所述封闭模具的构造结构进行定义。孔口5(和孔口6)不需要通过封闭模具进行定义。孔口5(和孔口6)可以通过切割模制品而提供。
图2显示了本发明的另一个实施方式。电解池盖100具有基本的特征,包括法兰基座20、侧壁30、顶部部分40和孔口50、以及其它特征,如侧壁30和顶部部分40中的起皱。侧壁30和顶部部分40可以稍微起皱,而这非必需的。起皱通过沟槽80提供于顶部部分40中且凹窝70在侧壁30中提供轻微起皱。
在电解池盖100中确定的其它特征包括盐水溶液进口19和导管支撑18。此外,提拉片17定位在顶部部分40中且夹具稳定器60一体化到侧壁30中以在安装时稳定将电解池盖100定位恰当的夹具。孔口50位于导管连接器15中,其并入到顶部部分40附近的侧壁30中。在该结构中可以并入具有孔口50的多个导管连接器15。在侧壁30中还并入了目测表的支架。目测表支架16允许在侧壁上安装目测表从而允许观测正在运行的电解池内的液位。导管连接器15允许气密连接到递送电解池产生的气体的管道系统。盐水溶液进口19和管道支架18能够在已知何种流体或气体将会通过所述电解池盖100流通或进料到电解池中时并入到所述电解池盖100中。
所述法兰基座20、侧壁30和顶部部分40在安装时进行整体连接以为电解池的阴极和阳极提供密封腔。这种密封腔在导管接头15连接至封闭导管系统时将是气密和水密性的。
其它模制品
本发明的益处并不严格局限于改进的电解池盖。其它适用于氯碱工业和其它需要耐腐蚀性材料工业的生产制品也可以使用本文中公开的树脂组合物和第8族烯烃复分解催化剂进行模制。这种制品将拥有本发明改进的电解池盖的所有益处。这种制品的实例包括但不限于管道、汞电解池所用的终端盒、汞电解池所用的进口箱,汞电解池所用的洗箱,汞电解池的侧壁,膜电解池的膜框架,汇管,阀,歧管,灭弧杯,灭弧组件,试剂和产物分配设备,浸管,盖子,容器,衬里,外盖,法兰,支撑结构,漏斗及管件,包括但不限于弯头、接头、联管节、异径管、三通、四通、管帽、塞子、内接头和倒钩。这种制品的其它实例包括但不限于槽、槽衬里、管衬、储存容器、圆桶、桶衬、容器和容器衬里。
本发明允许模制包含强化材料的制品作为一个选择。根据本发明,制品可以在封闭式模具或开放式模具中模制。所述制品可以模制为单件一体式结构,其中制品的所有基本特征都整体连接至所述单件式结构。
本发明允许模制任何构造、重量、尺寸和几何形状的制品。几何形状包括但不限于圆形、环形、方形、矩形、椭圆形、三角形、梯形和多边形。
本发明容许模制适用于氯碱工业和其它需要耐腐蚀性材料工业的制品,其中所述模制品每平方英寸聚合物具有少于一个可见空隙。本发明还允许模制适用于氯碱工业和其它需要耐腐蚀性材料工业的制品,其中所述模制的制品可以模制成半透明的,即使对于厚度具有超过1/4英寸的部分,这使得表面之下的缺陷检验成为可能。此外,正如本文的公开,本发明的模制品具有适用于氯碱环境、盐水电解和其它需要耐腐蚀性的应用的改进耐腐蚀性。
本发明允许使用各种加工处理方法,包括但不限于反应注塑成型法(RIM)、树脂转移模塑法(RTM)、增强反应注塑成型法(RRIM)、结构反应注塑成型法(SRIM)、真空辅助树脂转移模塑法(VARTM)、旋转模制法、槽式浇铸法、浸渍浇铸法、连续浇铸法、包埋法、灌封法、封装法、膜浇铸法或溶剂浇铸法、门控浇铸法、模浇铸法、多倾注法、机械发泡法、化学发泡法、物理发泡法、复合泡沫法、压缩成型或匹配的模具成型法、容器混合法、灌注或树脂灌注法、层压法、转移模制法、喷涂法、长丝缠绕法、纤维铺置法、拉挤成型法、挤出成型法、搪塑浇铸法、离心浇铸法、手动铺叠法、塞曼(Seeman)复合树脂灌注模制法(SCRIMP)、涂敷或涂刷法、吹塑成型法、模内涂覆法、模内涂装或注塑法、真空成型法和浇铸法进行成型。对于需要使用RIM或冲击式混合头的加工处理方法,包括但不限于RIM、SRIM和RRIM,本发明的电解池盖可以使用单个混合头或多个混合头、以及多个材料注射流(例如,2个树脂流和1个催化剂流)进行模制。
环烯烃
本文中公开的适用于本发明的树脂组合物包括一种或多种环烯烃。在通常情况下,任何适用于本文中公开的所述复分解反应的环烯烃都可以使用。这种环烯烃可以是可选取代的,可选地是含杂原子的,单不饱和的,双不饱和的,或多不饱和的可以是单环、双环、或多环的C5-C24烃。所述环烯烃通常可以是任何有张力(strained)或无张力环烯烃,条件是所述环烯烃能够各自地或作为ROMP环烯烃组合物的一部分参与ROMP反应。虽然某些无张力环烯烃如环己烯通常理解为自身不会进行ROMP反应,但是在适当情况下,这种无张力环烯烃却可以是ROMP活性的。例如,当作为共聚单体存在于ROMP组合物中时,无张力环烯烃就可以是ROMP活性的。因此,正如本文中所用和正如本领域技术人员所理解的,术语“无张力环烯烃”预想是指那些在任何条件下,或在任何ROMP组合物中可以进行ROMP反应的无张力环烯烃,条件是所述无张力环烯烃是ROMP活性的。
通常而言,所述环烯烃可以通过式(A)的结构表示:
其中J、RA1和RA2如下:
RA1和RA2独立选自由以下各项组成的组:氢、烃基(例如,C1-C20烷基、C5-C20芳基、C5-C30芳烷基或C5-C30烷芳基)、取代的烃基(例如,取代的C1-C20烷基、C5-C20芳基、C5-C30芳烷基或C5-C30烷芳基)、含杂原子的烃基(例如,C1-C20杂烷基、C5-C20杂芳基、含杂原子的C5-C30芳烷基或含杂原子的C5-C30烷芳基)和取代的含杂原子烃基(例如,取代的C1-C20杂烷基、C5-C20杂芳基、含杂原子的C5-C30芳烷基或含杂原子的C5-C30烷芳基),如果是取代的烃基或取代的含杂原子烃基,则其中所述取代基可以是以下官能团(“Fn”),如膦酸根(phosphonato)、磷酰基、膦基(phosphanyl)、膦(phosphino)、磺酸根(sulfonato)、C1-C20烷基硫基、C5-C20芳基硫基、C1-C20烷基磺酰基、C5-C20芳基磺酰基、C1-C20烷基亚磺酰基、C5-C20芳基亚磺酰基、磺基酰胺基、氨基、酰胺基、亚氨基、硝基、亚硝基、羟基、C1-C20烷氧基、C5-C20芳氧基、C2-C20烷氧基羰基、C5-C20芳氧基羰基、羧基、羧酸根、巯基、甲酰基、C1-C20硫代酯、氰基、氰酰基、硫代氰酰基、异氰酸酯、硫代异氰酸酯、氨基甲酰基、环氧、苯乙烯基、甲硅烷基、甲硅烷氧基、硅烷基、硅氧氮烷基(siloxazanyl)、硼酸根、硼烷基或卤代基、或含金属或含非金属的族(其中所述金属可以是,例如,Sn或Ge)。RA1和RA2本身可以是上述基团之一,如此以使所述Fn部分直接键合至所述结构中指示的所述烯烃碳原子。在后者的情况下,然而,所述官能团通常不会直接通过含一个或多个孤对电子的杂原子,例如,氧、硫、氮、或磷原子,或通过富电子金属或非金属如Ge、Sn、As、Sb、Se、Te等键接至烯烃碳原子。对于这种官能团,通常会出现间插连接基Z*,如此以使RA1和/或RA2随后具有如下结构-(Z*)n-Fn,其中n为1,Fn是官能团,而Z*是亚烃基连接基团如亚烷基、取代的亚烷基、杂亚烷基、取代的杂亚烷基、亚芳基、取代的亚芳基、杂亚芳基或取代的杂芳基烯连接基。
J是饱和或不饱和的亚烃基、取代的亚烃基、含杂原子的亚烃基或取代的含杂原子亚烃基连接基,其中当J是取代的亚烃基或取代的含杂原子亚烃基时,所述取代基可以包含一个或多个-(Z*)n-Fn基团,其中n是0或1,而Fn和Z*如先前定义。另外,两个或多个连接至J中的环碳(或其它)原子的取代基可以进行连接而形成双环或多环烯烃。J对于单环烯烃通常将包含范围为约5-14的环原子,通常是5-8个环原子,而对于双环和多环烯烃,每个环通常将含有4-8、通常5-7个环原子。
由结构(A)涵盖的单不饱和环烯烃可以通过结构(B)表示:
其中b通常是整数,但并不一定处于1-10、通常1-5的范围内,RA1和RA2是如上对于结构(A)的定义,而RB1、RB2、RB3、RB4、RB5和RB6独立地选自由由以下各项组成的组:氢、烃基、取代的烃基、含杂原子的烃基、取代的含杂原子烃基和-(Z*)n-Fn,其中n、Z*和Fn如先前定义,而其中如果所述RB1-RB6部分中任一个是取代的烃基或取代的含杂原子烃基,则所述取代基可以包含一个或多个-(Z*)n-Fn基团。因此,RB1、RB2、RB3、RB4、RB5和RB6可以是,例如,氢、羟基,C1-C20烷基、C5-C20芳基、C1-C20烷氧基、C5-C20芳氧基、C2-C20烷氧基羰基、C5-C20芳氧基羰基、氨基、酰胺基、硝基等。
另外,RB1、RB2、RB3、RB4、RB5和RB6部分中的任一个都可以连接至任何其余的RB1、RB2、RB3、RB4、RB5和RB6部分以提供取代的或未取代的含4-30个环碳原子的脂环基团或取代的或未取代的含6-18个环碳原子的芳基基团或它们的组合,所述连接基可以包含杂原子或官能团,例如所述连接基可以包含但不限于醚、酯、硫醚、氨基、烷基氨基、亚氨基或酸酐部分。所述脂环基团可以是单环、双环或多环的。当所述环基团是不饱和的时,则所述环基团可以含单不饱和度或多不饱和度,而单不饱和环基团是优选的。当被取代时,所述环包含单取代或多取代,其中所述取代基独立地选自氢、烃基、取代的烃基、含杂原子的烃基、取代的含杂原子烃基、-(Z*)n-Fn(其中n为0或1,Z*和Fn如先前定义)和上面提供的官能团(Fn)。
由结构(B)涵盖的单不饱和单环烯烃的实例包括,但不限于,环戊烯、环己烯、环庚烯、环辛烯、环壬烯、环癸烯、环十一碳烯、环十二碳烯、三环癸烯、四环癸烯、八环癸烯和环二十碳烯,及它们的取代物如1-甲基环戊烯、1-乙基环戊烯、1-异丙基环己烯、l-氯戊烯、1-氟环戊烯、4-甲基环戊烯、4-甲氧基-环戊烯、4-乙氧基-环戊烯、环戊-3-烯-硫醇、环戊-3-烯、4-甲硫基-环戊烯、3-甲基环己烯、1-甲基环辛烯、1,5-二甲基环辛烯等。
由结构(A)涵盖的单环二烯反应物通常可以由结构(C)表示:
其中c和d独立地是范围为1-约8的整数,通常是2-4,优选2(如此以使所述反应物是环辛二烯),RA1和RA2如上对于结构(A)的定义,而RC1、RC2、RC3、RC4、RC5和RC6如对于RB1-RB6的定义。在这种情况下,优选RC3和RC4是非氢取代基,在这种情况下所述第二烯烃部分是四取代的。单环二烯反应物的实例包括,但不限于,1,3-环戊二烯、1,3-环己二烯、1,4-环己二烯、5-乙基-l,3-环己二烯、1,3-环庚二烯、环己二烯、1,5-环辛二烯、1,3-环辛二烯,及它们的取代的类似物。三烯反应物与所述二烯结构(C)类似,并且通常将在任何两个烯烃片段之间包含至少一个亚甲基连接基。
由结构(A)涵盖的双环和多环烯烃通常可以通过结构(D)表示
其中RA1和RA2如上对于结构(A)的定义,RD1、RD2、RD3和RD4如对于RB1-RB6的定义,e是范围为1-8(通常2-4)的整数,f通常为1或2;T是低级亚烷基或亚烯基(通常是取代的或未取代的甲基或乙基)、CHRG1、C(RG1)2、O、S、N-RG1、P-RG1、O=P-RG1、Si(RG1)2、B-RG1或As-RG1、其中RG1是烷基、烯基、环烷基、环烯基、芳基、烷芳基、芳烷基或烷氧基。此外,任何所述RD1、RD2、RD3和RD4部分可以连接至任何其余的RD1、RD2、RD3和RD4部分以提供取代的或未取代的含4-30个环碳原子的脂环基团或含6-18环碳原子的取代或未取代芳基基团或它们的组合,所述连接基可以包含杂原子或官能团,例如所述连接基可以包含但不限于醚、酯、硫醚、氨基、烷基氨基、亚氨基、或酸酐部分。所述环基团能够是单环、双环或多环的。当所述环基团是不饱和的时,则所述环基团可以包含单不饱和度或多不饱和度,而单不饱和环基团是优选的。当被取代时,所述环包含单取代或多取代,其中所述取代基独立地选自氢、烃基、取代的烃基、含杂原子的烃基、取代的含杂原子烃基、-(Z*)n-Fn(其中n为0或1,Z*和Fn如先前定义)和上面提供的官能团(Fn)。
通过结构(D)涵盖的环烯烃属于降冰片烯族。正如本文所用,降冰片烯是指任何包含至少一个降冰片烯或取代降冰片烯部分的化合物,包括但不限于降冰片烯、取代的降冰片烯、降冰片二烯、取代的降冰片二烯、多环降冰片烯和取代的多环降冰片烯。在此组之内的降冰片烯通常可以由结构(E)表示:
其中RA1和RA2如上对于结构(A)的定义,T如上对于结构(D)的定义,RE1、RE2、RE3、RE4、RE5、RE6、RE7和RE8如对于RB1-RB6的定义,“a”表示单键或双键,f通常为1或2,m是范围为0-5的整数,而当“a”是双键时,RE5、RE6中之一和RE7、RE8中之一并不存在。
另外,任何所述RE5、RE6、RE7和RE8部分可以连接至任何其余的RE5、RE6、RE7和RE8部分以提供取代的或未取代的含4-30个环碳原子的脂环基团或含6-18环碳原子的取代或未取代芳基基团或它们的组合,所述连接基可以包含杂原子或官能团,例如所述连接基可以包含但不限于醚、酯、硫醚、氨基、烷基氨基、亚氨基、或酸酐部分。所述环基团可以是单环、双环或多环的。当所述环基团是不饱和的时,则所述环基团可以含单不饱和度或多不饱和度,而单不饱和环基团是优选的。当被取代时,所述环包含单取代或多取代,其中所述取代基独立地选自氢、烃基、取代的烃基、含杂原子的烃基、取代的含杂原子烃基、-(Z*)n-Fn(其中n为0或1,Z*和Fn如先前定义)和上面提供的官能团(Fn)。
更优选的具有至少一个降冰片烯部分的环烯烃具有结构(F):
其中,RF1、RF2、RF3和RF4如对于RB1-RB6的定义,“a”表示单键或双键,m是0-5的整数,当“a”是双键时,RF1、RF2中之一和RF3、RF4中之一并不存在。
另外,任何所述RF1、RF2、RF3和RF4部分可以连接至任何其余的RF1、RF2、RF3和RF4部分以提供取代的或未取代的含4-30个环碳原子的脂环基团或含6-18环碳原子的取代或未取代芳基基团或它们的组合,所述连接基可以包含杂原子或官能团,例如所述连接基可以包含但不限于醚、酯、硫醚、氨基、烷基氨基、亚氨基、或酸酐部分。所述环基团可以是单环、双环或多环的。当所述环基团是不饱和的时,则所述环基团可以含单不饱和度或多不饱和度,而单不饱和环基团是优选的。当被取代时,所述环包含单取代或多取代,其中所述取代基独立地选自氢、烃基、取代的烃基、含杂原子的烃基、取代的含杂原子烃基、-(Z*)n-Fn(其中n为0或1,Z*和Fn如先前定义)和上面提供的官能团(Fn)。
一种用于制备烃基取代的和官能取代的降冰片烯的途径采用了狄尔斯-阿尔德(Diels-Alder)环加成反应,其中环戊二烯或取代的环戊二烯与合适的二烯亲和体在升高的温度下反应以形成取代的降冰片烯加成物,通常由以下所示的反应方案1表示:
方案1
其中RF1-RF4如先前对于结构(F)的定义。
其它降冰片烯加成物可以通过二环戊二烯在合适的二烯亲和物存在下热裂解而制备。所述反应进行通过二环戊二烯首先高温分解为环戊二烯接着进行环戊二烯和二烯亲和体的狄尔斯-阿尔德(Diels-Alder)环加成而生成所述加成物,如下方案2中所示:
方案2
其中m是0-5的整数,而RF1-RF4如先前对于结构(F)的定义。
降冰片二烯及其高级狄尔斯-阿尔德加成物类似地可以通过环戊二烯和二环戊二烯在乙炔类反应物存在下的热反应进行制备,如方案3中所示:
方案3
其中m是0-5的整数,RF1和RF4如先前对于结构(F)的定义。
双环和多环烯烃的具体实例因此包括但不限于,二环戊二烯(DCPD);环戊二烯的三聚体和其它更高级的低聚物,包括但不限于三环戊二烯(环戊二烯三聚体)、环戊二烯四聚体和环戊二烯五聚体;亚乙基降冰片烯;二环己二烯;降冰片烯;5-甲基-2-降冰片烯;5-乙基-2-降冰片烯;5-异丁基-2-降冰片烯;5,6-二甲基-2-降冰片烯;5-苯基降冰片烯;5-苄基降冰片烯;5-乙酰基降冰片烯;5-甲氧基羰基降冰片烯;5-乙氧基羰基-1-降冰片烯;5-甲基-5-甲氧基-羰基降冰片烯;5-氰基降冰片烯;5,5,6-三甲基-2-降冰片烯;环己烯基降冰片烯;内,外-5,6-二甲氧基降冰片烯;内,内-5,6-二甲氧基降冰片烯;内,外-5,6-二甲氧基羰基降冰片烯;内,内-5,6-二甲氧基羰基降冰片烯;2,3-二甲氧基降冰片烯;降冰片二烯;三环十一碳烯;四环十二碳烯;8-甲基四环十二碳烯;8-乙基四环十二碳烯;8-甲氧基羰基四环十二碳烯;8-甲基-8-四环十二碳烯;8-氰基四环十二碳烯;五环十五碳烯;五环十五碳烯等,以及它们的结构异构体、立体异构体、及它们的混合物。双环和多环烯烃的其它实例包括但不限于,C2-C12烃基取代的降冰片烯如5-丁基-2-降冰片烯、5-己基-2-降冰片烯、5-辛基-2-降冰片烯、5-癸基-2-降冰片烯、5-十二烷基-2-降冰片烯、5-乙烯基-2-降冰片烯、5-亚乙基-2-降冰片烯、5-异丙烯基-2-降冰片烯、5-丙烯基-2-降冰片烯和5-丁烯基-2-降冰片烯,等等。
优选的环烯烃包括C5-C24不饱和烃。还优选的是含一个或多个(通常2-12)杂原子如O、N、S或P的C5-C24环烃。例如,冠醚环烯烃可以在整个环上包含许多O杂原子,而这些都在本发明的范围内。另外,优选的环烯烃是含有一个或多个(通常2或3)烯烃的C5-C24烃。例如,所述环烯烃可以是单不饱和、二不饱和或三不饱和的。环烯烃的实例包括但不限于环辛烯、环十二碳烯和(c,t,t)-1,5,9-环十二碳三烯。
所述环烯烃也可以包含多个(通常2或3个)环。例如,所述环烯烃可以是单环、二环或三环的。当所述环烯烃包含不只一个环时,这些环可以或可以不进行稠合。包含多个环的环烯烃的优选实例包括降冰片烯、二环戊二烯、三环戊二烯和5-亚乙基-2-降冰片烯。
更优选的环烯烃包括二环戊二烯;三环戊二烯;二环己二烯;降冰片烯;5-甲基-2-降冰片烯;5-乙基-2-降冰片烯;5-异丁基-2-降冰片烯;5,6-二甲基-2-降冰片烯;5-苯基降冰片烯;5-苄基降冰片烯;5-乙酰基降冰片烯;5-甲氧基羰基降冰片烯;5-乙氧基羰基-1-降冰片烯;5-甲基-5-甲氧基-羰基降冰片烯;5-氰基降冰片烯;5,5,6-三甲基-2-降冰片烯;环己烯基降冰片烯;内,外-5,6-二甲氧基降冰片烯;内,内-5,6-二甲氧基降冰片烯;内,外-5-6-二甲氧基羰基降冰片烯;内,内-5,6-二甲氧基羰基降冰片烯;2,3-二甲氧基降冰片烯;降冰片二烯;三环十一碳烯;四环十二碳烯;8-甲基四环十二碳烯;8-乙基-四环十二碳烯;8-甲氧基羰基四环十二碳烯;8-甲基-8-四环-十二碳烯;8-氰基四环十二碳烯;五环十五碳烯;五环十六碳烯;环戊二烯更高级低聚物如环戊二烯四聚物、环戊二烯五聚物,等等;和C2-C12烃基取代的降冰片烯如5-丁基-2-降冰片烯;5-己基-2-降冰片烯;5-辛基-2-降冰片烯;5-癸基-2-降冰片烯;5-十二烷基-2-降冰片烯;5-乙烯基-2-降冰片烯;5-亚乙基-2-降冰片烯;5-异丙烯基-2-降冰片烯;5-丙烯基-2-降冰片烯;和5-丁烯基-2-降冰片烯,等等。更加优选的环烯烃包括二环戊二烯,三环戊二烯,环戊二烯更高级低聚物,如环戊二烯四聚物、环戊二烯五聚物等,四环十二碳烯,降冰片烯和C2-C12烃基取代的降冰片烯,如5-丁基-2-降冰片烯、5-己基-2-降冰片烯、5-辛基-2-降冰片烯、5-癸基-2-降冰片烯、5-十二烷基-2-降冰片烯、5-乙烯基-2-降冰片烯、5-亚乙基-2-降冰片烯、5-异丙烯基-2-降冰片烯、5-丙烯基-2-降冰片烯、5-丁烯基-2-降冰片烯等。
所述环烯烃也可以是取代的,例如,C5-C24环烃,其中一个或多个(通常2、3、4或5个)氢用非氢取代基取代。合适的非氢取代基可以选自本文中以上所述的取代基。例如,官能化环烯烃,即,C5-C24环烃,其中一个或多个(通常2、3、4或5个)氢用官能团取代,都属于本发明的范围。合适的官能团可以选自本文以上所述的官能团。例如,用醇基团官能化的环烯烃可以用于制备含有悬垂(pendent)醇基团的远螯聚合物。所述环烯烃上的官能团在所述官能团干扰所述复分解催化剂时可以进行保护,而本领域常用的任何保护基团都可以使用。可接受的保护基团可以查阅,例如,文献Greene et al.,Protective Groups in Organic Synthesis,3rd Ed.(New York:Wiley,1999)。官能化环烯烃的实例包括但不限于2-羟基甲基-5-降冰片烯、2-[(2-羟基乙基)羧酸酯]-5-降冰片烯、二环戊二烯醇(cydecanol)、5-正己基-2-降冰片烯、5-正丁基-2-降冰片烯。
并入以上任何特征(即,杂原子、取代基、多烯烃、多环)组合的环烯烃适合于本文公开的方法。另外,并入以上任何特征(即,杂原子、取代基、多烯烃、多环)组合的环烯烃适合于本文所公开的发明。
本文公开的方法中的环烯烃可以是有张力的或无张力的。应该理解的是,环张力的量对于每种环烯烃化合物是不同的,取决于许多因素,包括环大小、取代基的存在和种类、以及多环的存在。环张力是决定分子向开环烯烃复分解反应的反应性的一个因素。高张力环烯烃,如某些双环化合物,很容易与烯烃复分解催化剂进行开环反应。低张力环烯烃,如某些未取代的烃类单环烯烃,通常反应性较低。在某些情况下,相对无张力(因此相对无反应性的)环烯烃的开环反应,在本文公开的烯烃化合物存在下进行时就可以变成可能。另外,适用于本文所公开的本发明的环烯烃可以是有张力或无张力的。
本发明的树脂组合物可以包含多种环烯烃。例如,可以使用选自上文所述环烯烃中的两种环烯烃以形成并入两种环烯烃的复分解产物。在使用两种或多种环烯烃的情况下,第二种环烯烃的一个实例是环烯醇,即,其中至少一个氢取代基用醇或受保护醇部分取代而产生官能化环烯烃的C5-C24环烃。
使用多种环烯烃,具体而言是在至少一种环烯烃进行官能化时,允许进一步控制官能团在产物内的定位。例如,交联点的密度可以在使用本文中公开的方法制备的聚合物和大单体中进行控制。控制取代基和官能团的数量和密度也允许对产物的物理性质(例如,熔点、抗拉强度、玻璃化温度等)进行控制。对于仅使用单种环烯烃的反应也可以控制这些和其它属性,但应该理解的是,使用多种环烯烃进一步增强所形成的可能复分解产物和聚合物的范围。
第8族烯烃复分解催化剂
可以适用于本文中公开的发明的第8族烯烃复分解催化剂,优选是具有式(I)的结构的第8族过渡金属络合物:
其中:
M是第8族过渡金属;
L1、L2和L3是中性电子供体配体;
n为0或1,以使L3可以存在或不存在;
m为0、1或2;
k为0或1;
X1和X2是阴离子配体;和
R1和R2独立地选自氢、烃基、取代的烃基、含杂原子的烃基、取代的含杂原子烃基和官能团,
其中任何两个或多个X1、X2、L1、L2、L3、R1和R2都可以一起形成一个或多个环基团,另外其中任何一个或多个X1、X2、L1、L2、L3、R1和R2都可以连接至载体。
优选的催化剂包含作为第8族过渡金属的Ru或Os,尤其优选Ru。
适用于本文所公开的反应的催化剂的众多实施方式将在下文中进行更详细描述。为方便起见,所述催化剂分组描述,但应当强调的是这些组并不意味着以任何方式是限制性的。也就是说,任何本发明中适用的催化剂可以适合本文中所描述的不只一类的描述。
第一类催化剂,随后,通常称为第一代格鲁布斯型(Grubbs-type)催化剂,并具有式(I)的结构。对于第一类催化剂,M是第8族过渡金属,m为0、1或2,以及n、X1、X2、L1、L2、L3、R1和R2如下所述。
对于第一类催化剂,n为0,L1和L2独立地选自膦、磺化膦(sulfonatedphosphine)、亚磷酸酯、次膦酸酯(phosphinite)、膦酸酯(phosphonite)、胂、锑(stibine)、醚(包括环醚)、胺、酰胺、亚胺、亚砜、羧基、亚硝酰基、吡啶、取代吡啶、咪唑、取代咪唑、吡嗪、取代吡嗪和硫醚。示例性配体是式PRH1RH2RH3的三取代膦,其中RH1、RH2和RH3每一个独立地是芳基或C1-C10烷基,尤其是伯烷基、仲烷基或环烷基。在最优选的实施方式中,L1和L2独立地选自由以下各项组成的组:三甲基膦(PMe3)、三乙基膦(PEt3)、三正丁基膦(PBu3)、三(邻甲苯基)膦(P-o-甲苯基3)、三叔丁基膦(P-t-Bu3)、三环戊基膦(P-环戊基3)、三环己基膦(PCy3)、三异丙基膦(P-i-Pr3)、三辛基膦(POct3)、三异丁基膦(P-i-Bu3)、三苯基膦(PPh3)、三(五氟苯基)膦(P(C6F5)3)、甲基二苯基膦(PMePh2)、二甲基苯基膦(PMe2Ph)和二乙基苯基膦(PEt2Ph)。另外,L1和L2可以独立地选自膦双环烷烃(phosphabicycloalkane)(例如,单取代的9-膦双环-[3.3.1]壬烷,或单取代的9-膦双环[4.2.1]壬烷]如环己基磷烷(phoban)、异丙基磷烷、乙基磷烷、甲基磷烷、丁基磷烷、戊基磷烷等)。另外,式PRH1RH2RH3的三取代膦,其中RH1、RH2和RH3每一个独立地是取代的或未取代的芳基或C1-C10烷基,尤其是伯烷基、仲烷基或环烷基。
X1和X2是阴离子配体,并可以是相同的或不同的,或连接至一起而形成环基团,通常但并不必须是五元环或八元环。在优选的实施方式中,X1和X2每一个独立地是氢、卤化物(halide)、或以下基团之一:C1-C20烷基、C5-C24芳基、C1-C20烷氧基、C5-C24芳氧基、C2-C20烷氧基羰基、C6-C24芳氧基羰基、C2-C24酰基、C2-C24酰氧基、C1-C20烷基磺酸根、C5-C24芳基磺酸根、C1-C20烷基硫基、C5-C24芳基硫基、C1-C20烷基亚磺酰基、NO3、-N=C=O、-N=C=S或C5-C24芳基亚磺酰基。可选地,X1和X2可以用一个或多个选自C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C5-C24芳基和卤化物的部分取代,其可以,进而,除了卤化物之外,进一步用一个或多个选自卤化物、C1-C6烷基、C1-C6烷氧基和苯基的基团取代。在更优选的实施方式中,X1和X2是卤化物、苯甲酸盐、C2-C6酰基、C2-C6烷氧基羰基、C1-C6烷基、苯氧基、C1-C6烷氧基、C1-C6烷基硫基、芳基或C1-C6烷基磺酰基。在更加优选的实施方式中,X1和X2每一个都是卤化物、CF3CO2、CH3CO2、CFH2CO2、(CH3)3CO、(CF3)2(CH3)CO、(CF3)(CH3)2CO、PhO、MeO、EtO、甲苯磺酸酯、甲磺酸酯或三氟甲烷-磺酸酯。在最优选的实施方式中,X1和X2每一个都是氯化物。
R1和R2独立地选自氢、烃基(例如,C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C5-C24芳基、C6-C24烷芳基、C6-C24芳烷基等)、取代的烃基(例如,取代的C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C5-C24芳基、C6-C24烷芳基、C6-C24芳烷基等)、含杂原子的烃基(例如,含杂原子的C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C5-C24芳基、C6-C24烷芳基、C6-C24芳烷基等)、和取代的含杂原子烃基(例如,取代的含杂原子的C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C5-C24芳基、C6-C24烷芳基、C6-C24芳烷基等)和官能团。R1和R2也可以进行连接以形成环基团,其可以是脂族或芳族的,可以包含取代基和/或杂原子。通常而言,这种环基团将会包含4-12,优选5、6、7或8个环原子。
在优选的催化剂中,R1是氢且R2选自C1-C20烷基、C2-C20烯基和C5-C24芳基,更优选C1-C6烷基、C2-C6烯基和C5-C14芳基。更加优选R2是苯基、乙烯基、甲基、异丙基或叔丁基,可选地用选自C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、苯基和如本文中早先定义的官能团Fn中的一个或多个部分取代。最优选R2是用选自甲基、乙基、氯、溴、碘、氟、硝基、二甲基氨基、甲基、甲氧基和苯基中的一个或多个部分取代的苯基或乙烯基。可选地,R2是苯基或-CH=C(CH3)2。
任何两个或多个(通常2、3或4)X1、X2、L1、L2、L3、R1和R2都可以一起形成环基团,包括双齿或多齿配体,正如,例如,公开于美国专利号US5,312,940中的那些,其公开内容结合于本文中作为参考。当任何X1、X2、L1、L2、L3、R1和R2进行连接而形成环基团时,这些环基团可以包含4-12,优选4、5、6、7或8个原子,或可以包含两个或三个这种环,其可以是稠合的或连接的。所述环基团可以是脂族的或芳族的,并可以含是杂原子的和/或取代的。所述环基团可以,在某些情况下,形成双齿配体或三齿配体。双齿配体的实例包括,但不限于,双膦、二烷氧化物、烷基二酮酸酯和芳基二酮酸酯。另外,在式(I)中,R1和R2中的一个或两个都可以具有结构-(W)n-U+V-,其中W选自亚烃基、取代的亚烃基、含杂原子的亚烃基或取代的含杂原子亚烃基;U是用氢、烃基、取代的烃基、含杂原子的烃基、或取代的含杂原子烃基取代的带正电荷的第15族或第16族元素;V是带负电荷的反离子;而n是0或1。另外,R1和R2可以一起形成亚茚基部分。
第二类催化剂,通常称之为第二代格鲁布斯型催化剂,具有式(I)的结构,其中L1是碳烯配体,具有式(II)的结构:
如此以使所述配合物可以具有式(III)的结构:
其中M、m、n、X1、X2、L2、L3、R1和R2如对于第一类催化剂的定义而其余取代基如下;
X和Y是通常选自N、O、S或P的杂原子。由于O和S是二价的,则p在X为O或S时必需为0,q在Y为O或S时必定为0,而k为0或1。然而,当X为N或P时,则p为1,而在Y为N或P时,则q为1。在优选的实施方式中,X和Y都是N;
Q1、Q2、Q3和Q4是连接基,例如,亚烃基(包括取代的亚烃基、含杂原子的亚烃基、以及取代的含杂原子亚烃基,如取代的和/或含杂原子的亚烷基)或-(CO)-,而w、x、y和z独立地是0或1,是指每个连接基都是可选的。优选w、x、y和z都为0。另外,两个或多个Q1、Q2、Q3和Q4中毗邻原子上的取代基可以连接而形成其它环基团;和
R3、R3A、R4和R4A独立地选自氢、烃基、取代的烃基、含杂原子的烃基和取代的含杂原子烃基。另外,X和Y可以独立地选自碳和以上提及的杂原子之一。而且,L2和L3可以一起形成单个双齿供电子杂环配体。另外,R1和R2可以一起形成亚茚基部分。而且,X1、X2、L2、L3、X和Y可以进一步配位至硼或羧酸酯。
另外,任何两个或多个X1、X2、L1、L2、L3、R1、R2、R3、R3A、R4和R4A都能够一起形成环基团,任何一个或多个X1、X2、L2、L3、Q1、Q2、Q3、Q4、R1、R2、R3、R3A、R4和R4A都可以连接至载体。任何两个或多个X1、X2、L1、L2、L3、R1、R2、R3、R3A、R4和R4A也能一起成为-A-Fn,其中“A”是选自亚烷基和芳基亚烷基的二价烃部分,其中所述亚烷基和芳基亚烷基基团的烷基部分可以是直链或支链的、饱和的或不饱和的、环状的或非环状的、以及取代或未取代的,其中所述芳基亚烷基的芳基部分可以是取代或未取代的,其中杂原子和/或官能团可以存在于所述芳基或所述亚烷基和芳基亚烷基基团的烷基部分,Fn是官能团,或一起形成环基团,而X1、X2、L2、L3、Q1、Q2、Q3、Q4、R1、R2、R3、R3A、R4和R4A中任何一个或多个都可以连接至载体。另外,任何两个或多个X1、X2、L1、L2、L3、R1、R2、R3、R3A、R4、R4A、Q1、Q2、Q3和Q4都可以一起形成环基团。
优选R3A和R4A进行连接而形成环基团,使得所述碳烯配体具有如下式(IV)的结构:
其中R3和R4如以上对于第二类催化剂的定义,优选R3和R4中至少一个、更优选R3和R4二者,是脂族的或芳族的一至五个环,可选地含有一个或多个杂原子和/或取代基。Q是连接基,通常是亚烃基连接基,包括取代的亚烃基、含杂原子的亚烃基、以及取代的含杂原子亚烃基连接基,其中两个或多个Q中毗邻原子上的取代基也可以连接至一起而形成其它环结构,其可以类似进行取代以提供两个至约五个环的稠合多环结构。Q通常是,但并非一定是,双原子连接基或三原子连接基。
适合作为L1的N-杂环碳烯(NHC)配体和无环二氨基碳烯配体的实例因此包括,但不限于,以下这些,其中DIPP是二异丙基苯基且Mes是2,4,6-三甲基苯基:
适合作为L1的N-杂环碳烯(NHC)配体和无环二氨基碳烯配体的其它实例因此包括,但不限于以下这些:
其中RW1、RW2、RW3、RW4独立地是氢、未取代的烃基、取代的烃基或含杂原子烃基,并且其中RW3和RW4一个或两个都可以独立地选自卤素、硝基、酰胺基、羧基、烷氧基、芳氧基、磺酰基、羰基、硫基或亚硝基基团。
适合作为L1的N-杂环碳烯(NHC)配体的其它实例进一步描述于美国专利号US7,378,528;US7,652,145;US7,294,717;US6,787,620;US6,635,768;和US6,552,139中,其每一个的内容都结合于本文中作为参考。
另外,如美国专利号US6,838,489中公开的热活化N-杂环碳烯前体也适用于本发明,该专利的内容结合于本文中作为参考。
当M是钌时,则所述优选的配合物具有式(V)的结构:
在更优选的实施方式中,Q是具有结构-CR11R12-CR13R14-或-CR11=CR13-,优选-CR11R12-CR13R14-的双原子连接基,其中R11、R12、R13和R14独立地选自氢、烃基、取代的烃基、含杂原子的烃基、取代的含杂原子烃基和官能团。本文中官能团的实例包括但不限于羧基,C1-C20烷氧基,C5-C24芳氧基,C2-C20烷氧基羰基,C5-C24烷氧基羰基,C2-C24酰氧基,C1-C20烷硫基,C5-C24芳基硫基,C1-C20烷基磺酰基和C1-C20烷基亚磺酰基,可选地用一个或多个选自C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C5-C14芳基、羟基、巯基、甲酰基和卤化物的部分取代。R11、R12、R13和R14优选独立地选自氢、C1-C12烷基、取代的C1-C12烷基、C1-C12杂烷基、取代的C1-C12杂烷基、苯基和取代的苯基。另外,R11、R12、R13和R14中任两个可以连接至一起而形成取代或未取代的、饱和或不饱和环结构,例如,C4-C12脂环基团或C5或C6芳基基团,其自身可以,例如,用连接的或稠合的脂环或芳族基团、或用其它取代基取代。在一个进一步的方面中,任一个或多个R11、R12、R13和R14包含一个或多个这些连接基。另外,R3和R4可以是未取代的苯基或用一个或多个选自C1-C20烷基、取代的C1-C20烷基、C1-C20杂烷基、取代的C1-C20杂烷基、C5-C24芳基、取代的C5-C24芳基、C5-C24杂芳基、C6-C24芳烷基、C6-C24烷芳基或卤化物的取代基取代的苯基。另外,X1和X2可以是卤素。
当R3和R4是芳族时,它们尽管不必须但通常由一个或两个芳环构成,其可以是取代的或未取代的,例如,R3和R4可以是苯基、取代的苯基、联苯基、取代的联苯基,等等。在一个优选的实施方式中,R3和R4是相同的且每一个是未取代的苯基或用至多达三个选自C1-C20烷基、取代的C1-C20烷基、C1-C20杂烷基、取代的C1-C20杂烷基、C5-C24芳基、取代的C5-C24芳基、C5-C24杂芳基、C6-C24芳烷基、C6-C24烷芳基或卤化物的取代基取代的苯基。优选任何存在的取代基是氢、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C5-C14芳基、取代的C5-C14芳基或卤化物。作为一个实例,R3和R4是均三甲苯基(mesityl)(即如本文中所定义的Mes)。
在具有式(I)的结构的第三类催化剂中,M、m、n、X1、X2、R1和R2正如第一类催化剂的定义,L1是强配位中性电子供体配体,如任何对于第一和第二类催化剂进行描述的那些,而L2和L3是以可选取代的杂环基团形式的弱配位中性电子供体配体。而且,n是0或1,如此以使L3可以存在或不存在。通常而言,在第三类催化剂中,L2和L3是包含1-4、优选1-3、最优选1-2个杂原子的可选取代的5元或6元单环基团,或是由2-5个这种5元或6元单环基团构成的可选取代的双环或多环结构。如果所述杂环基团是取代的,则其不应在配位杂原子上进行取代,在杂环基团中的任一个环部分通常不可以用超过3个取代基进行取代。
对于第三类催化剂,L2和L3的实例包括但不限于,含氮、硫、氧或它们的混合物的杂环。
适合L2和L3的含氮杂环的实例包括吡啶、联吡啶、哒嗪、嘧啶、联吡啶胺(bipyridamine)、吡嗪、1,3,5-三嗪、1,2,4-三嗪、1,2,3-三嗪、吡咯、2H-吡咯、3H-吡咯、吡唑、2H-咪唑、1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、吲哚、3H-吲哚、1H-异吲哚、环戊(b)吡啶、吲唑、喹啉、双喹啉、异喹啉、双异喹啉、噌啉、喹唑啉、萘啶、哌啶、哌嗪、吡咯烷、吡唑烷、奎宁环、咪唑烷、吡啶甲基亚胺(picolylimine)、嘌呤、苯并咪唑、联咪唑、吩嗪、吖啶和咔唑。另外,所述含氮杂环可以在非配位杂原子上用非氢取代基可选取代。
适合于L2和L3的含氧杂环的实例包括2H-吡喃、4H-吡喃、2-吡喃酮、4-吡喃酮、1,2-二噁英、1,3-二噁英、噁庚英、呋喃、2H-1-苯并吡喃、香豆素、香豆酮、色烯、色满-4-酮、异色烯-1-酮、异色烯-3-酮、氧杂蒽、四氢呋喃、1,4-二噁烷和二苯并呋喃。
适合于L2和L3的混合杂环的实例包括异噁唑、噁唑、噻唑、异噻唑、1,2,3-噁二唑、1,2,4-噁二唑、1,3,4-噁二唑、1,2,3,4-噁三唑、1,2,3,5-噁三唑、3H-1,2,3-二噁唑、3H-1,2-氧硫杂环戊二烯(oxathiole)、1,3-氧硫杂环戊二烯、4H-1,2-噁嗪、2H-1,3-噁嗪、1,4-噁嗪、1,2,5-噁噻嗪、邻异噁嗪、吩噁嗪、吩噻嗪、吡喃[3,4-b]吡咯、吲哚噁嗪、苯并噁唑、氨茴内酐和吗啉。
优选的L2和L3配体是芳族的含氮和含氧杂环,而尤其优选L2和L3配体是可选地用1-3个、优选1或2个取代基取代的单环N-杂芳基配体。尤其优选的L2和L3配体的具体实例是吡啶和取代的吡啶,如3-溴吡啶、4-溴吡啶、3,5-二溴吡啶、2,4,6-三溴吡啶、2,6-二溴吡啶、3-氯吡啶、4-氯吡啶、3,5-二氯吡啶、2,4,6-三氯吡啶、2,6-二氯吡啶、4-碘吡啶、3,5-二碘吡啶、3,5-二溴-4-甲基吡啶、3,5-二氯-4-甲基吡啶、3,5-二甲基-4-溴吡啶、3,5-二甲基吡啶、4-甲基吡啶、3,5-二异丙基吡啶、2,4,6-三甲基吡啶、2,4,6-三异丙基吡啶、4-(叔丁基)吡啶、4-苯基吡啶、3,5-二苯基吡啶、3,5-二氯-4-苯基吡啶,等等。
通常而言,任何存在于L2和/或L3上的取代基选自卤素、C1-C20烷基、取代的C1-C20烷基、C1-C20杂烷基、取代的C1-C20杂烷基、C5-C24芳基、取代的C5-C24芳基、C5-C24杂芳基、取代的C5-C24杂芳基、C6-C24烷芳基、取代的C6-C24烷芳基、C6-C24杂烷芳基、取代的C6-C24杂烷芳基、C6-C24芳烷基、取代的C6-C24芳烷基、C6-C24杂芳烷基、取代的C6-C24杂芳烷基和官能团,而合适的官能团包括,但不限于,C1-C20烷氧基、C5-C24芳氧基、C2-C20烷基羰基、C6-C24芳基羰基、C2-C20烷基羧基、C6-C24芳基羧基、C2-C20烷氧基羰基、C6-C24芳氧基羰基、卤代羰基、C2-C20烷基碳酸根、C6-C24芳基碳酸根、羧基、羧酸根、氨基甲酰基、单-(C1-C20烷基)取代的氨基甲酰基、二-(C1-C20烷基)取代的氨基甲酰基、二-N-(C1-C20烷基),N-(C5-C24芳基)取代的氨基甲酰基、单-(C5-C24芳基)取代的氨基甲酰基、二-(C6-C24芳基)取代的氨基甲酰基、硫代氨基甲酰基、单-(C1-C20烷基)取代的硫代氨基甲酰基、二-(C1-C20烷基)取代的硫代氨基甲酰基、二-N-(C1-C20烷基)-N-(C6-C24芳基)取代的硫代氨基甲酰基、单-(C6-C24芳基)取代的硫代氨基甲酰基、二-(C6-C24芳基)取代的硫代氨基甲酰基、脲基、甲酰基、硫代甲酰基、氨基、单-(C1-C20烷基)取代的氨基、二-(C1-C20烷基)取代的氨基、单-(C5-C24芳基)取代的氨基、二-(C5-C24芳基)取代的氨基、二-N-(C1-C20烷基),N-(C5-C24芳基)取代的氨基、C2-C20烷基酰胺基、C6-C24芳基酰胺基、亚氨基、C1-C20烷基亚氨基、C5-C24芳基亚氨基、硝基和亚硝基。另外,两个毗邻取代基可以一起形成环,通常而言是5元或6元脂环或芳环,可选地包含1-3个杂原子和1-3个如上的取代基。
L2和L3上的优选的取代基包括但不限于,卤素、C1-C12烷基、取代的C1-C12烷基、C1-C12杂烷基、取代的C1-C12杂烷基、C5-C14芳基、取代的C5-C14芳基、C5-C14杂芳基、取代的C5-C14杂芳基、C6-C16烷芳基、取代的C6-C16烷芳基、C6-C16杂烷芳基、取代的C6-C16杂烷芳基、C6-C16芳烷基、取代的C6-C16芳烷基、C6-C16杂芳烷基、取代的C6-C16杂芳烷基、C1-C12烷氧基、C5-C14芳氧基、C2-C12烷基羰基、C6-C14芳基羰基、C2-C12烷基羧基、C6-C14芳基羧基、C2-C12烷氧基羰基、C6-C14芳氧基羰基、卤代羰基、甲酰基、氨基、单-(C1-C12烷基)取代的氨基、二-(C1-C12烷基)取代的氨基、单-(C5-C14芳基)取代的氨基、二-(C5-C14芳基)取代的氨基和硝基。
在前述之中,最优选的取代基是卤素、C1-C6烷基、C1-C6卤代烷基、C1-C6烷氧基、苯基、取代的苯基、甲酰基、N,N-二(C1-C6烷基)氨基、硝基和如上所述的氮杂环(包括,例如,吡咯烷、哌啶、哌嗪、吡嗪、嘧啶、吡啶、哒嗪等)。
在某些实施方式中,L2和L3也可以一起形成含有两个或多个、通常是两个配位杂原子如N、O、S或P的双齿或多齿配体,优选的这种配体是布鲁克哈特(Brookhart)型的双亚胺配体。一种代表性的双齿配体具有如下式(VI)的结构:
其中R15、R16、R17和R18烃基(例如,C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C5-C24芳基、C6-C24烷芳基或C6-C24芳烷基)、取代的烃基(例如,取代的C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C5-C24芳基、C6-C24烷芳基或C6-C24芳烷基)、含杂原子的烃基(例如,C1-C20杂烷基、C5-C24杂芳基、含杂原子的C6-C24芳烷基或含杂原子的C6-C24烷芳基)或取代的含杂原子烃基(例如,取代的C1-C20杂烷基、C5-C24杂芳基、含杂原子的C6-C24芳烷基或含杂原子的C6-C24烷芳基),或者(1)R15和R16、(2)R17和R18、(3)R16和R17、或(4)R15和R16、以及R17和R18,可以一起形成环,即,N-杂环。在这种情况下优选的环基团是5元环和6元环,通常是芳环。
在具有式(I)的结构的第四类催化剂中,这些取代基中的两个一起形成双齿或三齿配体。双齿配体的实例包括,但不限于,双膦、二烷氧化物、烷基二酮酸酯和芳基二酮酸酯。具体实例包括-P(Ph)2CH2CH2P(Ph)2-、-As(Ph)2CH2CH2As(Ph2)-、-P(Ph)2CH2CH2C(CF3)2O-、联二萘酚双阴离子、频哪醇酸双阴离子、-P(CH3)2(CH2)2P(CH3)2-和-OC(CH3)2(CH3)2CO-。优选的双齿配体是-P(Ph)2CH2CH2P(Ph)2-和-P(CH3)2(CH2)2P(CH3)2-。三齿配体包括,但不限于,(CH3)2NCH2CH2P(Ph)CH2CH2N(CH3)2。其它优选的三齿配体是其中X1、X2、L1、L2、L3、R1和R2中的任三个(例如,X1、L1和L2)一起成为环戊二烯基、茚基或芴基的那些,每一个用C2-C20烯基、C2-C20炔基、C1-C20烷基、C5-C20芳基、C1-C20烷氧基、C2-C20烯氧基、C2-C20炔氧基、C5-C20芳氧基、C2-C20烷氧基羰基、C1-C20烷基硫基、C1-C20烷基磺酰基或C1-C20烷基亚磺酰基取代,其每一个可以进一步用C1-C6烷基、卤化物、C1-C6烷氧基或采用用卤化物、C1-C6烷基或C1-C6烷氧基可选取代的苯基基团取代。更优选,在这类化合物中,X、L1和L2一起成为环戊二烯基或茚基,每一个用乙烯基、C1-C10烷基、C5-C20芳基、C1-C10羧酸根、C2-C10烷氧基羰基、C1-C10烷氧基或C5-C20芳氧基可选取代,每一个用C1-C6烷基、卤化物、C1-C6烷氧基或采用用卤化物、C1-C6烷基或C1-C6烷氧基可选取代的苯基基团可选取代。最优选,X、L1和L2可以一起成为环戊二烯,用乙烯基、氢、甲基或苯基可选取代。四齿配体包括但不限于O2C(CH2)2P(Ph)(CH2)2P(Ph)(CH2)2CO2、酞菁类和卟啉类。
其中Y配位至金属的配合物是第五类催化剂的实例,通常称之为“格鲁布斯-霍维达”(Grubbs-Hoveyda)催化剂。格鲁布斯-霍维达复分解活性金属碳烯配合物可以通过以下式(VII)描述:
其中,
M是第8族过渡金属,尤其是Ru或Os,或更具体而言,是Ru;
X1、X2和L1如先前本文中对于第一代和第二类催化剂的定义;
Y是选自N、O、S和P的杂原子;优选Y为O或N;
R5、R6、R7和R8各自独立地选自由以下各项组成的组:氢、卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、杂烷基、含杂原子烯基、杂烯基、杂芳基、烷氧基、烯氧基、芳氧基、烷氧基羰基、羰基、烷基氨基、烷基硫基、氨基磺酰基、单烷基氨基磺酰基、二烷基氨基磺酰基、烷基磺酰基、腈、硝基、烷基亚磺酰基、三卤代烷基、全氟烷基、羧酸、酮、醛、硝酸酯、氰基、异氰酸酯、羟基、酯、醚、胺、亚胺、酰胺、卤素取代的酰胺、三氟酰胺、硫醚、二硫键、磺酸酯、氨基甲酸酯、硅烷、硅氧烷、膦、磷酸酯、硼酸酯或-A-Fn,其中“A”和Fn以上进行了定义;而Y、Z、R5、R6、R7和R8的任意组合可以进行连接而形成一个或多个环基团;
n为0、1或2,如此以使n对于二价杂原子O或S为1,而n对于三价杂原子N或P为2;和
Z是选自氢、烷基、芳基、官能化烷基、官能化芳基的基团,其中所述官能团可以独立地是以下各项中的一种或多种:烷氧基、芳氧基、卤素、羧酸、酮、醛、硝酸酯、氰基、异氰酸酯、羟基、酯、醚、胺、亚胺、酰胺、三氟酰胺、硫醚、二硫键、氨基甲酸酯、硅烷、硅氧烷、膦、磷酸酯或硼酸酯;甲基、异丙基、仲丁基、叔丁基、新戊基、苄基、苯基和三甲基硅烷基;而X1、X2、L1、Y、Z、R5、R6、R7和R8其中的任意一个组合或多个组合连接至载体。另外、R5、R6、R7、R8和Z可以独立地是硫代异氰酸酯、氰酰基或硫代氰酰基。
通常而言,适用于本发明的格鲁布斯-霍维达配合物包含螯合的式(VIII)的亚烷基部分:
其中Y、n、Z、R5、R6、R7和R8如本文先前对于第五类催化剂的定义;
Y、Z和R5可以可选地进行连接而形成环结构;和
R9和R10每一个独立地选自氢或者选自烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、C2-C20烷氧基羰基或C1-C20三烷基硅烷基的取代基基团,其中每个所述取代基都是取代或未取代的;而其中Z、Y、R5、R6、R7、R8、R9和R10的任意一个组合或多个组合可以连接至载体,另外,所述螯合的亚烷基部分可以衍生自具有以下式(VIIIa)的配体前体:
包含适用于本发明的格鲁布斯-霍维达配体的配合物实例包括:
其中,L1、X1、X2和M如对于任何其它催化剂基团的描述。合适的螯合的碳烯和碳烯前体进一步由文献Pederson et al.(美国专利号US7,026,495和US6,620,955,二者的公开内容结合于本文中作为参考)和Hoveyda et al.(美国专利号US6,921,735和WO0214376,二者的公开内容结合于本文中作为参考)。
其它有用的配合物包括这些结构,其中根据式(I)、(III)或(V)的L2和R2相连,如也包含用于连接至载体的官能团的苯乙烯类化合物。其中官能团是三烷氧基甲硅烷基官能化部分的实例包括但不限于以下这些:
具有连接配体的配合物的进一步实例包括中性NHC配体和阴离子之间、中性NHC配体和亚烷基配体之间、中性NHC配体和L2配体之间、中性NHC配体和L3配体之间、阴离子配体和亚烷基配体之间、及其任意组合之间具有连接的那些。尽管可能的结构在本文中不胜枚举,但基于式(III)的某些合适结构包括:
除了具有式(I)的结构的催化剂,如上所述,其它过渡金属碳烯配合物包括,但不限于:含形式上处于+2氧化态的金属中心的中性钌或锇金属碳烯配合物具有16的电子数,是五配位的,并且具有通式(IX);含在形式上处于+2氧化态的金属中心的中性钌或锇金属的碳烯配合物,具有18的电子数,是六配位的,并且具有通式(X);包含在形式上处于+2氧化态的金属中心的阳离子钌或锇金属碳烯配合物,具有14的电子数,是四配位的,并且具有通式(XI);和含在形式上处于+2氧化态的金属中心的阳离子钌或锇金属碳烯配合物,具有14或16的电子数,分别是四配位或五配位的,并具有通式(XII):
其中:
M、X1、X2、L1、L2、L3、R1和R2如对于任何先前定义的第四类催化剂的定义;
r和s独立地是0或1;
t是0-5范围内的整数;
k是0-1范围内的整数;
Y是任何非配位阴离子(例如,卤化物离子、BF4 -等);
Z1和Z2独立地选自-O-、-S-、-NR2-、-PR2-、-P(=O)R2-、-P(OR2)-、-P(=O)(OR2)-、-C(=O)-、-C(=O)O-、-OC(=O)-、-OC(=O)O-、-S(=O)-、-S(=O)2-、和可选取代的和/或可选地含杂原子的C1-C20亚烃基连接基;
Z3是任何阳离子部分如-P(R2)3 +或-N(R2)3 +;和
任何两个或多个X1、X2、L1、L2、L3、Z1、Z2、Z3、R1和R2可以一起形成环基团,例如,多齿配体,其中X1、X2、L1、L2、L3、Z1、Z2、Z3、R1和R2中任何一个或多个都可以连接至载体。
另外,本文中公开的本发明中可以使用的另一类烯烃复分解催化剂,是具有式(XIII)的结构的第8族过渡金属配合物:
其中M是第8族过渡金属,尤其是钌或锇,或更具体而言,是钌;
X1、X2、L1和L2如对于以上定义的第一和第二类催化剂的定义;而RG1、RG2、RG3、RG4、RG5和RG6每个独立地选自由以下各项组成的组:氢、卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、杂烷基、含杂原子烯基、杂烯基、杂芳基、烷氧基、烯氧基、芳氧基、烷氧基羰基、羰基、烷基氨基、烷基硫基、氨基磺酰基、单烷基氨基磺酰基、双烷基氨基磺酰基、烷基磺酰基、腈、硝基、烷基亚磺酰基、三卤代烷基、全氟烷基、羧酸、酮、醛、硝酸酯、氰基、异氰酸酯、硫代异氰酸酯、氰酰基、硫代氰酰基、羟基、酯、醚、硫醚、胺、烷基胺、亚胺、酰胺、卤素取代的酰胺、三氟酰胺、硫醚、二硫键、磺酸酯、氨基甲酸酯、硅烷、硅氧烷、膦、磷酸酯、硼酸酯或-A-Fn,其中“A”是选自亚烷基和芳基亚烷基的二价烃部分,其中所述亚烷基和芳基亚烷基基团的烷基部分可以是直链或支链的、饱和或不饱和的、环状或非环状的、以及取代或未取代的,其中所述芳基亚烷基的芳基部分可以是取代或未取代的,其中杂原子和/或官能团可以存在于所述亚烷基和芳基亚烷基基团的芳基或烷基部分中,Fn是官能团,或任何一个或多个RG1、RG2、RG3、RG4、RG5和RG6可以连接至一起而形成环基团,或任何一个或多个RG1、RG2、RG3、RG4、RG5和RG6都可以连接至载体。
另外,式XIII的第8族过渡金属配合物的一个优选实施方式是式(XIV)的第8族过渡金属配合物:
其中M、X1、X2、L1、L2如上对于式XIII的第8族过渡金属配合物的定义;和
RG7、RG8、RG9、RG10、RG11、RG12、RG13、RG14、RG15和RG16如上对于对式XIII的第8族过渡金属配合物的RG1、RG2、RG3、RG4、RG5和RG6的定义或任何一个或多RG7、RG8、RG9、RG10、RG11、RG12、RG13、RG14、RG15和RG16可以连接至一起而形成环基团,或任何一个或多个RG7、RG8、RG9、RG10、RG11、RG12、RG13、RG14、RG15和RG16都可以连接至载体。
另外,式XIII的第8族过渡金属配合物的另一优选实施方式是式(XV)的第8族过渡金属配合物:
其中M、X1、X2、L1、L2如上对于式XIII的第8族过渡金属配合物定义。
另外,本文中所公开的本发明中可以使用的另一类烯烃复分解催化剂,是具有式(XVI)的结构的第8族过渡金属配合物:
其中M是第8族过渡金属,尤其是钌或锇,或更具体而言,是钌;
X1和L1如对于以上定义的第一和第二类催化剂的定义;
Z选自由氧、硫、硒、NRJ11、PRJ11、AsRJ11和SbRJ11组成的组;和
RJ1、RJ2、RJ3、RJ4、RJ5、RJ6、RJ7、RJ8、RJ9、RJ10和RJ11各自独立地选自由以下各项组成的组:氢、卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、杂烷基、含杂原子烯基、杂烯基、杂芳基、烷氧基、烯氧基、芳氧基、烷氧基羰基、羰基、烷基氨基、烷基硫基、氨基磺酰基、单烷基氨基磺酰基、双烷基氨基磺酰基、烷基磺酰基、腈、硝基、烷基亚磺酰基、三卤代烷基、全氟烷基、羧酸、酮、醛、硝酸酯、氰基、异氰酸酯、硫代异氰酸酯、氰酰基、硫代氰酰基、羟基、酯、醚、硫醚、胺、烷基胺、亚胺、酰胺、卤素取代的酰胺、三氟酰胺、硫醚、二硫键、磺酸酯、氨基甲酸酯、硅烷、硅氧烷、膦、磷酸酯、硼酸酯或–A-Fn,其中“A”是选自亚烷基和芳基亚烷基的二价烃部分,其中所述亚烷基和芳基亚烷基基团的烷基部分可以是直链或支链的、饱和或不饱和的、环状或非环状的、以及取代或未取代的,其中所述芳基亚烷基的芳基部分可以是取代或未取代的,而其中杂原子和/或官能团可以存在于所述亚烷基和芳基亚烷基基团的芳基或烷基部分中,Fn是官能团,或任何一个或多个RJ1、RJ2、RJ3、RJ4、RJ5、RJ6、RJ7、RJ8、RJ9、RJ10和RJ11可以连接至一起而形成环基团,或任何一个或多个RJ1、RJ2、RJ3、RJ4、RJ5、RJ6、RJ7、RJ8、RJ9、RJ10和RJ11都可以连接至载体。
另外,式XVI的第8族过渡金属配合物的一个优选的实施方式是式(XVII)的第8族过渡金属配合物:
其中M、X1、L1、Z、RJ7、RJ8、RJ9、RJ10和RJ11如以上对于式XVI的第8族过渡金属配合物的定义;和
RJ12、RJ13、RJ14、RJ15、RJ16、RJ17、RJ18、RJ19、RJ20和RJ21如以上对于式XVI的第8族过渡金属配合物的RJ1、RJ2、RJ3、RJ4、RJ5和RJ6的定义,或任何一个或多个RJ7、RJ8、RJ9、RJ10、RJ11、RJ12、RJ13、RJ14、RJ15、RJ16、RJ17、RJ18、RJ19、RJ20和RJ21可以连接至一起而形成环基团,或任何一个或多个RJ7、RJ8、RJ9、RJ10、RJ11、RJ12、RJ13、RJ14、RJ15、RJ16、RJ17、RJ18、RJ19、RJ20和RJ21都可以连接至载体。
另外,式XVI的第8族过渡金属配合物的另一个优选实施方式是结构式(XVIII)的第8族过渡金属配合物:
其中M、X1、L1、Z、RJ7、RJ8、RJ9、RJ10和RJ11如以上对于式(XVI)的第8族过渡金属配合物的定义。
另外,本文中所公开的本发明中可以使用的另一类烯烃复分解催化剂是具有式(XIX)的结构的第8族过渡金属配合物:
其中M是第8族过渡金属,尤其是钌或锇,或更具体而言,是钌;
X1、L1、R1和R2如对于以上定义的第一和第二类催化剂的定义;
Z选自由氧、硫、硒、NRK5、PRK5、AsRK5和SbRK5组成的组;
m为0、1或2;和
RK1、RK2、RK3、RK4和RK5各自独立地选自由以下各项组成的组:氢、卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、杂烷基、含杂原子烯基、杂烯基、杂芳基、烷氧基、烯氧基、芳氧基、烷氧基羰基、羰基、烷基氨基、烷基硫基、氨基磺酰基、单烷基氨基磺酰基、双烷基氨基磺酰基、烷基磺酰基、腈、硝基、烷基亚磺酰基、三卤代烷基、全氟烷基、羧酸、酮、醛、硝酸酯、氰基、异氰酸酯、硫代异氰酸酯、氰酰基、硫代氰酰基、羟基、酯、醚、硫醚、胺、烷基胺、亚胺、酰胺、卤素取代的酰胺、三氟酰胺、硫醚、二硫键、磺酸酯、氨基甲酸酯、硅烷、硅氧烷、膦、磷酸酯、硼酸酯或-A-Fn,其中“A”是选自亚烷基和芳基亚烷基的二价烃部分,其中所述亚烷基和芳基亚烷基基团的烷基部分可以是直链或支链的、饱和或不饱和的、环状或非环状的、以及取代或未取代的,其中所述芳基亚烷基的芳基部分可以是取代或未取代的,其中杂原子和/或官能团可以存在于所述的亚烷基和芳基亚烷基基团的芳基或烷基部分中,Fn是官能团,或任何一个或多个RK1、RK2、RK3、RK4和RK5可以连接至一起而形成环基团,或任何一个或多个RK1、RK2、RK3、RK4和RK5都可以连接至载体。
另外,式(XVI)至(XIX)的催化剂可以可选地与一种活化化合物接触,其中第8族过渡金属和至少一种席夫(Schiff)碱配体之间的键出现至少部分断裂的情况下,其中所述活化化合物是金属或硅化合物,选自由卤化亚铜(I)组成的组;式Zn(RY1)2的锌化合物,其中RY1是卤素、C1-C7烷基或芳基;由式SnRY2RY3RY4RY5表示的锡化合物,其中每个RY2、RY3、RY4和RY5独立选自由卤素、C1-C20烷基、C3-C10环烷基、芳基、苄基和C2-C7烯基组成的组;和由式SiRY6RY7RY8RY9表示的硅化合物,其中每个RY6、RY7、RY8、RY9独立地选自由氢、卤素、C1-C20烷基、卤素、C1-C7烷基、芳基、杂芳基和乙烯基组成的组。另外,式(XVI)至(XIX)的催化剂可以在第8族过渡金属和至少一种席夫(Schiff)碱配体之间的键出现至少部分断裂的情况下可选地与一种活化化合物接触,其中所述活化化合物是无机酸如氢碘酸、氢溴酸、氢氯酸、氢氟酸、硫酸、硝酸、碘酸、高碘酸、高氯酸、HOClO、HOClO2和HOIO3。另外,式(XVI)至(XIX)的催化剂可以在第8族过渡金属和至少一种席夫(Schiff)碱配体之间的键出现至少部分断裂的情况下可选地与一种活化化合物接触,其中所述活化化合物是有机酸如磺酸,包括但不限于甲磺酸、氨基苯磺酸、苯磺酸、萘磺酸、对氨基苯磺酸和三氟甲磺酸;单羧酸,包括但不限于乙酰乙酸、巴比土酸、溴乙酸、溴苯甲酸、氯乙酸、氯苯甲酸、氯苯氧乙酸、氯丙酸、顺式-肉桂酸、氰基乙酸、氰基丁酸、氰基苯氧基乙酸、氰基丙酸、二氯乙酸、二氯乙酰乙酸、二羟基苯甲酸、二羟基苹果酸、二羟基酒石酸、烟碱二酸、二苯基乙酸、氟苯甲酸、甲酸、呋喃甲酸、糠酸、乙醇酸、马尿酸、碘乙酸、碘苯甲酸、乳酸、卢剔啶酸(lutidinic acid)、扁桃酸、α-萘甲酸、硝基苯甲酸、硝基苯基乙酸、邻-苯基苯甲酸、硫代乙酸、硫酚甲酸、三氯乙酸和三羟基苯甲酸;和其它酸性物质,如,但不限于,苦味酸和尿酸。
另外,其它可以适用于本发明的催化剂实例公开于以下这些公开内容中,其每一个结合于本文中作为参考,美国专利号US7,687,635;US7,671,224和US5,977,393;国际公开号WO2010/037550;和美国专利申请号US12/303,615;US10/590,380;US11/465,651(公开号:US2007/0043188);和US11/465,651(公开号:US2008/0293905更正公开)。另外,其它可以适用于本发明的催化剂实例公开于以下这些公开内容中,其每一个结合于本文中作为参考,美国专利号US6,284,852和US6,486,279;和欧洲专利号EP1757613B1和EP1577282B1。
可用于制备载体配合物和本文中公开的反应的催化剂的非限制性实例包括以下这些,其中一些为方便起见在整个公开内容中参照其分子量进行识别:
在前述分子结构和分子式中,Ph代表苯基,Cy代表环己基,Me代表甲基,Bu代表正丁基,iPr代表异丙基,py代表吡啶(通过N原子配位),Mes代表均三甲苯基(即,2,4,6-三甲基苯基),DiPP代表2,6-二异丙基苯基,MiPP代表2-异丙基苯基。另外,t-Bu代表叔丁基,Cp代表环戊基,DIPP也代表2,6-二异丙基苯基。
适用于制备载体配合物和本文中公开的反应中的催化剂的进一步实例包括或以下这些:钌(II)二氯(3-甲基--2-亚丁烯基)二(三环戊基-膦)(C716);钌(II)二氯(3-甲基-2-亚丁烯基)二(三环己基膦)(C801);钌(II)二氯(苯基亚甲基)二(三环己基膦)(C823);钌(II)(1,3-二-(2,4,6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基)二氯(苯基亚甲基)(三苯基膦)(C830),和钌(II)二氯(苯基亚乙烯基)二(三环己基膦)(C835);钌(II)二氯(三环己基膦)(邻异丙氧基苯基亚甲基)(C601);和钌(II)(1,3-二-(2,4,6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基)二氯(苯基亚甲基)二(3-溴吡啶)(C884))。
适用于ROMP反应和/或其它复分解反应(如闭环复分解、交叉复分解、开环交叉复分解、自复分解、乙烯醇分解、链烯醇分解、脂族二烯复分解聚合、及它们的组合)的更进一步的催化剂包括下列结构:
通常而言,用作本文中的催化剂的过渡金属配合物可以通过几种不同方法进行制备,如描述于文献Schwab et al.(1996)J.Am.Chem.Soc.118:100-110,Scholl et al.(1999)Org.Lett.6:953-956,Sanford et al.(2001)J.Am.Chem.Soc.123:749-750、美国专利号US5,312,940和美国专利号US5,342,909中的那些,这些文献每一个的公开内容都结合于本文中作为参考。也参见Grubbs等的美国专利公开号US2003/0055262、WO02/079208、和Grubbs等的美国专利号US6,613,910,其每一个的公开内容都结合于本文中作为参考。优选的合成方法描述于Grubbs等的WO03/11455A1中,其公开内容结合于本文中作为参考。
优选的烯烃复分解催化剂是具有通常称为“第一代格鲁布斯”催化剂的式(I),通常称为“第二代格鲁布斯”催化剂的式(III)或通常称为“格拉布-霍维达”催化剂的式(VII)的结构的第8族过渡金属配合物。
更优选的烯烃复分解催化剂具有如下式(I)的结构:
其中:
M是第8族过渡金属;
L1、L2和L3是中性电子供体配体;
n为0或1;
m为0、1或2;
k为0或1;
X1和X2是阴离子配体;
R1和R2独立地选自氢、烃基、取代的烃基、含杂原子的烃基、取代的含杂原子烃基和官能团,
其中任何两个或多个X1、X2、L1、L2、L3、R1和R2都可以一起形成一个或多个环基团,另外其中任何一个或多个X1、X2、L1、L2、L3、R1和R2都可以连接至载体。
最优选的烯烃复分解催化剂具有如下式(I)结构:
其中:
M是钌;
n为0;
m为0;
k为1;
L1和L2是独立地选自由以下各项组成的组中的三取代膦:三正丁基膦(Pn-Bu3)、三环戊基膦(PCp3)、三环己基膦(PCy3)、三异丙基膦(P-i-Pr3)、三苯基膦(PPh3)、甲基二苯基膦(PMePh2)、二甲基苯基膦(PMe2Ph)和二乙基苯基膦(PEt2Ph);或L1是选自由以下各项组成的组中的N-杂环碳烯:1,3-二(2,4,6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基、1,3-二(2,4,6-三甲基苯基)咪唑-2-亚基、1,3-二(2,6-二-异丙基苯基)-2-咪唑烷亚基和1,3-二(2,6-二-异丙基苯基)咪唑-2-亚基,L2是选自由以下各项组成的组中的三取代膦:三正丁基膦(Pn-Bu3)、三环戊基膦(PCp3)、三环己基膦(PCy3)、三异丙基膦(P-i-Pr3)、三苯基膦(PPh3)、甲基二苯基膦(PMePh2)、二甲基苯基膦(PMe2Ph)和二乙基苯基膦(PEt2Ph);
X1和X2是氯离子;
R1是氢且R2是苯基或-CH=C(CH3)2或噻吩基;或R1和R2一起形成3-苯基-1H-茚。对于本文中所述的任何催化剂的合适载体可以是合成的、半合成的或天然的物质,其可以是有机或无机的,例如,聚合物、陶瓷或金属的。附着到载体通常,虽然并非必要,是共价的,所述共价连接可以是直接的或间接的。间接共价连接通常,但不一定,是通过载体表面上的官能团。离子性连接也是合适的,包括金属配合物上偶联于含阳离子基团的载体的一个或多个阴离子基团的组合,或金属配合物上偶联于含阴离子基团的载体的一个或多个阳离子基团的组合。
当利用载体时,适合的载体可以选自二氧化硅、硅酸盐、氧化铝、铝氧化物、二氧化硅-氧化铝、铝硅酸盐、沸石、氧化钛、二氧化钛、磁铁矿、镁氧化物、硼氧化物、粘土、氧化锆、二氧化锆、碳、聚合物、纤维素、纤维素聚合物、直链淀粉、直链淀粉聚合物、或它们的组合。所述载体优选包括二氧化硅、硅酸盐、或它们的组合。
在某些实施方式中,也可以使用已经过处理而包含官能团、惰性部分和/或过量配体的载体。本文描述的任何官能团都适于并入到载体上,并可以通常通过本领域中已知的技术完成。惰性部分也可以并入到载体上而通常减少载体上的可用连接位点,例如,以便控制连接至载体的配合物的位置或数量。
本文下文中所描述的复分解催化剂可以根据本领域已知的技术用于烯烃复分解反应中。所述催化剂通常作为固体、溶液或作为悬浮液加入到树脂组合物中。当所述催化剂作为悬浮液加入到树脂组合物时,所述催化剂悬浮于分散载体,如矿物油、石蜡油、大豆油、三异丙基苯、或任何具有足够高的粘度而使催化剂有效分散并具有足够的惰性和具有足够高的沸点以使其不会起到所述烯烃复分解反应中低沸点杂质作用的疏水液体。应该理解的是,催化剂在所述反应中使用的用量(即,所述“催化剂负载量”)取决于多种因素,如反应物的种类和所采用的反应条件。因此,可以理解的是,催化剂负载量可以针对每个反应进行优化和独立进行选择。通常而言,然而,所述催化剂将按照相对于烯烃底物的量以约0.1ppm、1ppm或5ppm的低值至约10ppm、15ppm、25ppm、50ppm、100ppm、200ppm、500ppm、或1000ppm的高值的范围存在。
所述催化剂通常将按照相对于烯烃底物的量以约0.00001mol%、0.0001mol%、或0.0005mol%的低值至约0.001mol%、0.0015mol%、0.0025mol%、0.005mol%、0.01mol%、0.02mol%、0.05mol%或0.1mol%的高值的范围存在。
当表示为单体与催化剂的摩尔比时,催化剂(“单体与催化剂之比”)负载量将通常以约10,000,000:1、1,000,000:1或200,00:1的低值至约100,000:1、66,667:1、40,000:1、20,000:1、10,000:1、5,000:1或1,000:1高值的范围的用量存在。
树脂组合物
本文中所公开的本发明中可以使用的树脂组合物通常而言包含一种或多种环烯烃。本文以上所述的环烯烃都适合使用且可以是官能化或未官能化的,并可以是取代的或未取代的。另外,根据本发明的树脂组合物可以包含一种或多种环烯烃和烯烃复分解催化剂。另外,根据本发明的树脂组合物也可以包含一种或多种环烯烃,其中所述树脂组合物与烯烃复分解催化剂组合。
本发明的树脂组合物可以可选地用添加剂进行配制。合适的添加剂包括,但不限于,凝胶改性剂、硬度调节剂、抗氧化剂、抗臭氧剂、稳定剂、填充剂、粘合剂、偶联剂、触变剂、冲击改性剂、弹性体、润湿剂、杀生物剂、增塑剂、颜料、阻燃剂、染料、纤维和增强材料(包括上浆强化材料和基材,如用抛光剂、涂料、偶联剂、成膜剂和/或润滑剂处理的那些)。此外,所述树脂组合物中存在的添加剂量可以根据所使用的具体添加剂类型而不同。所述树脂组合物中的添加剂浓度通常范围为,例如,0.001wt%-85wt%,尤其是0.1wt%-75wt%,或更具体而言,为2wt%-60wt%。
合适的冲击改性剂或弹性体包括但不限于天然橡胶、丁基橡胶、聚异戊二烯、聚丁二烯、聚异丁烯、乙烯-丙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段橡胶、无规苯乙烯-丁二烯橡胶、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯三嵌段橡胶、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯/丙烯-苯乙烯共聚物、乙烯-丙烯-二烯三聚物、乙烯-醋酸乙烯酯和腈橡胶。优选的冲击改性剂或弹性体是聚丁二烯二烯55AC10(Firestone)、丁二烯二烯55AM5(Firestone)、EPDM Royalene301T、EPDM Buna T9650(Bayer)、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯共聚物Kraton G1651H、宝兰山(Polysar)丁基301(Bayer)、聚丁二烯TAKTENE710(Bayer)、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯Kraton G1726M、乙烯-辛烯Engage8150(DuPont-Dow)、苯乙烯-丁二烯Kraton D1184、EPDM Nordel1070(DuPont-Dow)和聚异丁烯VistanexMML-140(Exxon)。这类物质通常以约0.10-10phr的水平、但更优选约0.1-5phr的水平用于所述树脂组合物中。也可以使用各种极性冲击改性剂或弹性体。
抗氧化剂和抗臭氧剂包括任何适用于橡胶或塑料工业的抗氧化剂或抗臭氧剂。“Index of Commercial Antioxidants and Antiozonants,FourthEdition”可以获自Goodyear Chemicals、The Goodyear Tire和RubberCompany,Akron,Ohio44316。合适的稳定剂(即,抗氧化剂或抗臭氧剂)包括但不限于:2,6-二-叔丁基-4-甲酚(BHT);苯乙烯化苯酚,如WingstayS(Goodyear);2-和3-叔丁基-4-甲氧基苯酚;烷基化受阻酚,如WingstayC(Goodyear);4-羟甲基-2,6-二-叔丁基苯酚;2,6-二-叔丁基-4-仲丁基苯酚;2,2′-亚甲基二(4-甲基-6-叔丁基苯酚);2,2′-亚甲基二(4-乙基-6-叔丁基苯酚);4,4′-亚甲基二(2,6-二-叔丁基苯酚);混杂双酚,如Cyanox53和Permanax WSO;2,2′-亚乙基二(4,6-二-叔丁基苯酚);2,2′-亚甲基二(4-甲基-6-(1-甲基环己基)苯酚);4,4′-亚丁基二(6-叔丁基-3-甲基苯酚);聚丁基化双酚A;4,4′-硫代二(6-叔丁基-3-甲基苯酚);4,4′-亚甲基二(2,6-二甲基苯酚);1,1′-硫代二(2-萘酚);亚甲基桥接聚烷基苯酚,如乙基抗氧化剂738;2,2′-硫代二(4-甲基-6-叔丁基苯酚);2,2′-亚异丁基二(4,6-二甲基苯酚);2,2′-亚甲基二(4-甲基-6-环己基苯酚);对甲酚和二环戊二烯的丁基化反应产物,如Wingstay L;四(亚甲基-3,5-二-叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯)甲烷,即,Irganox1010;1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)苯,例如,Ethanox330;4,4-亚甲基二(2,6-二-叔丁基苯酚),例如Ethanox4702或Ethanox4710;1,3,5-三(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)异氰脲酸酯(即,Good-rite3114)、2,5-二-叔戊基氢醌、叔丁基氢醌、三(壬基苯基膦)、二(2,4-二叔丁基)季戊四醇)双膦、二硬脂基季戊四醇双膦、膦化苯酚和双酚(如Naugard492)、膦/苯酚抗氧化剂掺混物(如Irganox B215);二-正十八烷基(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)磷酸酯,如Irganox1093;1,6-六亚甲基二(3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酸酯)(如Irganox259)、和十八烷基-3,5-二-叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸酯(即,Irganox1076)、四(2,4-二叔丁基苯基)4,4′-亚联苯基双膦、二苯胺、和4,4′-二甲氧基二苯胺。这些物质通常以约0.10-10phr、但更优选约0.1-5phr的水平用于所述树脂组合物。
合适的强化材料包括引入到所述聚合物中时增加聚合物复合物的强度和硬度的那些。强化材料可以是以丝、纤维、粗纱、毡、纺品、织物、针织材料、布、或其它已知的结构。合适的强化材料包括玻璃纤维和织物、碳纤维和织物、芳族聚酰胺纤维和织物、聚烯烃纤维或织物(包括超高分子量聚乙烯织物,如由霍尼韦尔(Honeywell)以Zylon为商品名生产的那些)和聚噁唑纤维或织物(如,由Toyobo Corporation以Zylon为商标名的生产的那些)。
其它合适的填料包括,例如,金属密度调节剂、微粒密度调节剂(如,例如,微球体)、和大颗粒密度调节剂(如,例如,玻璃或陶瓷珠)。金属密度调节剂包括,但不限于,粉末化的、烧结的、削刮的(shaved)、片层化的、用锉锉的、颗粒化的或粒子化的金属、金属氧化物、金属氮化物和/或金属碳化物等。优选的金属密度调节剂除了别的以外还包括钨、碳化钨、铝、钛、铁、铅、氧化硅、氧化铝、碳化硼和碳化硅。微粒密度调节剂包括,但不限于,玻璃、金属、热塑性塑料(可膨胀的或预膨胀的)或热固性塑料、和/或陶瓷/硅酸盐微球。大颗粒密度调节剂包括,但不限于,玻璃、塑料或陶瓷珠;金属条、块、片、或喷丸;中空玻璃、陶瓷、塑料、或金属球、小球、或管;等。
本发明还涉及采用本发明的方法由含环烯烃的树脂组合物和含第8族烯烃复分解催化剂的催化剂、如ROMP催化剂生产的电解池盖和其它制品。另外,本发明的生产电解池盖和其它制品并不限于单一聚合物-表面界面,还包括含多个聚合物-表面界面的多层和层压板。本发明也适合通过将树脂组合物或可聚合组合物灌注到多孔材料中而生产电解池盖和其它制品。这样的多孔材料包括但不限于木材、水泥、混凝土、开孔和网状泡沫和海绵、纸、纸板、毡、天然或合成纤维的绳或编结带,以及各种烧结材料。
在优选的实施方式中,本文公开的复分解反应在干燥、惰性气氛下进行。这样的气氛可以使用任何惰性气体,包括诸如氮气和氩气的这些气体创建。采用惰性气氛在促进催化剂活性方面是最佳的,而在惰性气氛下进行的反应通常采用相对较低的催化剂负载量就能实施。本文公开的反应也可以在含氧和/或含水的气氛中进行,在一个实施方式中,所述反应在环境条件下进行。在这些反应中氧或水的存在,然而,相比于在惰性气氛下实施的反应,需要使用更高的催化剂负载量。在所述反应物蒸气压允许的情况下,本文公开的反应也可以在减压下进行。
本文所公开的反应可以在溶剂中进行,并可以采用任何对交叉复分解反应呈惰性的溶剂。通常而言,所述复分解反应中可以使用的溶剂包括有机的、质子的、或水性溶剂,如芳烃、氯代烃、醚、脂族烃类、醇类、水、或它们的混合物。溶剂实例包括苯、甲苯、对二甲苯、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、二氯苯、氯苯、四氢呋喃、乙醚、戊烷、甲醇、乙醇、水、或它们的混合物。在优选的实施方式中,本文所公开的反应纯净,即,不使用溶剂进行。
应当理解的是,根据本文所公开的方法的复分解反应进行的温度可以根据需要进行调节,可以为至少约-78℃、-40℃、-10℃、0℃、10℃、20℃、25℃、35℃、50℃、70℃、100℃、或150℃,或温度可以在具有任何这些值作为上限或下限的范围内。在优选的实施方式中,反应在至少约35℃的温度下进行,在另一个优选的实施方式中,反应在至少约50℃的温度下进行。
应当理解的是,虽然本发明已结合其具体实施方式进行了描述,但是以上描述及以下的实施例预想用于举例说明而不是限制本发明的范围。本发明范围内的其它方面、优点和修改对于本发明所属技术领域的那些技术人员而言是显而易见的。
实验
实施例1
本实施例例证了本发明范围内的制品、尤其是电解池盖的生产。具有重量约550lbs的电解池盖由用第8族烯烃复分解催化剂聚合的树脂组合物模制而成。所述树脂组合物是(i)99聚合物级DCPD(含有6%三环戊二烯),(ii)2phr的4702;和(iii)4phr的G1651H。所述第8族烯烃复分解催化剂是悬浮于含有2phr的Cab-osil TS610的矿物油(Crystal Plus500FG)中的钌催化剂[1,3-二-(2,4,6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基]二氯(3-甲基-2-亚丁基)(三环己基膦)钌(II)(C827,获自Materia,Inc.)(单聚体与催化剂之比为60,000:1)。所述电解池盖在铝模具中进行模制。所述模具由两个铝制部分构成,一个阳模部分(male section)定义所述电解池盖的内部(内模)而一个阴模部分(female section)定义电解池盖的外部(型腔)。所述模具的阳模和阴模部分都包含循环液体(水/丙二醇混合物)的加热/冷却通道以控制模具的温度。所述模具的宽度为约5英尺,长度为约5英尺,高度为约3英尺6英寸。这两个模具部分(阳模和阴模)通过一系列碰锁行为(latch action)的手动夹具固定至一起。所述模具在底部入水(gated),其中定义了所述电解池盖的顶部且多个通孔(4)分布在所述模具的顶部上,其中定义了所述电解池盖的法兰基座。所述树脂组合物在单一混合头中与催化剂悬浮液按照100:2的体积比(树脂组合物:催化剂悬浮液)进行混合,并通过使用由Gusmer提供的三组分反应注塑成型(RIM)机而注射到模具内。所述树脂组合物按照约131.3lb/min的连续速率在800-1200psig的注射压力下从反应注塑成型(RIM)机注入。所述催化剂悬浮液从反应注塑成型(RIM)按照约2.7lb/min的连续速率在800-1200psig的注射压力下注入。所述模具按照小于10度的复角倾斜。所述模具的阴模部分(型腔)为120°F而模具的阳模部分(内模)为80.8°F。所述树脂组合物在紧接注入之前在日常供应罐中是70°F。所述催化剂悬浮液在紧接注入前在所述催化剂分配罐中是88°F。所述模具在3分59秒(短时间)内填充满。对于反应配制品的放热时间(烟时间)据观察为26分10秒。在56分钟之后,所述模制的电解池盖脱模,并使其冷却到环境温度。使用手持式便携光源,对所述半透明模制的电解池盖的以下各项进行目视检查:结构缺陷和瑕疵;表面(外部)瑕疵(例如,气泡或有害空隙);和表面下(内部)的瑕疵(例如,气泡或有害空隙)。没有观察到结构缺陷、表面(外部)缺陷、或表面下(内部)的瑕疵。
实施例2
本实施例例证了本发明范围内的制品、尤其是电解池盖的生产。具有重量约550lbs的电解池盖由用第8族烯烃复分解催化剂聚合的树脂组合物模制而成。所述树脂组合物包含(i)99聚合物级DCPD(包含6%三环戊二烯);(ii)2phr4702;和(iii)4phrG1651HH。所述第8族烯烃复分解催化剂是悬浮于含有2phr的Cab-osilTS610的矿物油(Crystal Plus500FG)中的钌催化剂[1,3-二-(2,4,6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基]二氯(3-甲基-2-亚丁基)(三环己基膦)钌(II)(C827,获自Materia,Inc.)(单聚体与催化剂之比为60,000:1)。所述电解池盖在铝模具中进行模制。所述模具由两个铝制部分构成,一个阳模部分定义所述电解池盖的内部(内模)而一个阴模部分定义电解池盖的外部(型腔)。所述模具的阳模和阴模部分都包含循环液体(水/丙二醇混合物)的加热/冷却通道以控制模具的温度。所述模具的宽度为约5英尺,长度为约5英尺,高度为约3英尺6英寸。这两个模具部分(阳模和阴模)通过一系列碰锁行为的手动夹具固定至一起。所述模具在底部入水,其中定义了所述电解池盖的顶部且多个通孔(4)分布在所述模具的顶部上,其中定义了所述电解池盖的法兰基座。所述树脂组合物在单一混合头中与催化剂悬浮液按照100:2的体积比(树脂组合物:催化剂悬浮液)进行混合,并通过使用由Gusmer提供的三组分反应注塑成型(RIM)机而注射到模具内。所述树脂组合物按照约130.5lb/min的连续速率在800-1200psig的注射压力下从反应注塑成型(RIM)机注入。所述催化剂悬浮液从反应注塑成型(RIM)按照约2.7lb/min的连续速率在800-1200psig的注射压力下注入。所述模具按照小于10度的复角倾斜。所述模具的阴模部分(型腔)为118°F且模具的阳模部分(内模)为86.8°F。所述树脂组合物在紧接注入之前在日常供应罐中是66°F。所述催化剂悬浮液在紧接注入前在所述催化剂分配罐中是94°F。所述模具在4分2秒(短时间)内填充满。对于反应配制品的放热时间(烟时间)据观察为12分10秒。在30分钟0秒之后,所述模制的电解池盖脱模,并使其冷却到环境温度。使用手持式便携光源,对所述半透明模制的电解池盖的以下各项进行目视检查:结构缺陷和瑕疵;表面(外部)瑕疵(例如,气泡或有害空隙);和表面下(内部)的瑕疵(例如,气泡或有害空隙)。没有观察到结构缺陷、表面(外部)缺陷、或表面下(内部)的瑕疵。
实施例3
本实施例例证了本发明范围内的制品的生产。具有重量约880lb的电解池盖由用第8族烯烃复分解催化剂聚合的树脂组合物模制而成。所述树脂组合物包含(i)99聚合物级DCPD(包含6%三环戊二烯);(ii)2phr4702;和(iii)4phrG1651HH。所述第8族烯烃复分解催化剂是悬浮于含有2phr的Cab-osil TS610的矿物油(Crystal Plus500FG)中的钌催化剂[1,3-二-(2,4,6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基]二氯(3-甲基-2-亚丁基)(三环己基膦)钌(II)(C827,获自Materia,Inc.)(单聚体与催化剂之比为60,000:1)。所述电解池盖在铝模具中进行模制。所述模具由两个铝制部分构成,一个阳模部分定义所述电解池盖的内部(内模)而一个阴模部分定义电解池盖的外部(型腔)。所述模具的阳模和阴模部分都包含循环液体(水/丙二醇混合物)的加热/冷却通道以控制模具的温度。所述模具的宽度为约5英尺,长度为约8英尺,高度为约4英尺。这两个模具部分(阳模和阴模)通过一系列碰锁行为的手动夹具固定至一起。所述模具在底部入水,其中定义了所述电解池盖的顶部且多个通孔(4)分布在所述模具的顶部上,其中定义了所述电解池盖的法兰基座。所述树脂组合物在单一混合头中与催化剂悬浮液按照100:2的体积比(树脂组合物:催化剂悬浮液)进行混合,并通过使用由Gusmer提供的三组分反应注塑成型(RIM)机而注射到模具内。所述树脂组合物按照约131.6lb/min的连续速率在800-1200psig的注射压力下从反应注塑成型(RIM)机注入。所述催化剂悬浮液从反应注塑成型(RIM)机按照约2.7lb/min的连续速率在800-1200psig的注射压力下注入。所述模具按照小于10度的复角倾斜。所述模具的阴模部分(型腔)为93°F且模具的阳模部分(内模)为73°F。所述树脂组合物在紧接注入之前在日常供应罐中是70°F。所述催化剂悬浮液在紧接注入前在所述催化剂分配罐中是90°F。所述模具在6分30秒(短时间)内填充满。对于反应配制品的放热时间(烟时间)据观察为42分34秒。在57分钟0秒之后,所述模制的电解池盖脱模,并使其冷却到环境温度。使用手持式便携光源,对所述半透明模制的电解池盖的以下各项进行目视检查:结构缺陷和瑕疵;表面(外部)瑕疵(例如,气泡或有害空隙);和表面下(内部)的瑕疵(例如,气泡或有害空隙)。没有观察到结构缺陷、表面(外部)缺陷、或表面下(内部)的瑕疵。
实施例4
根据表2在铝模具(10''×10''×1'')中浇铸了8个(10''×10''×1'')块(样品B-I)。表2中的每种树脂组合物(B-I)另外包含2phr4702和4phrG1651H并用悬浮于矿物油(Crystal Plus70FG)中的第8族烯烃复分解催化剂[1,3-二-(2,4,6-三甲基苯基)-2-咪唑烷亚基]二氯(3-甲基-2-亚丁基)(三环己基膦)钌(II)(C827,获自Materia,Inc.)进行聚合。树脂组合物(B-E)和(F-I)分别采用单体与催化剂之比60,000:1和30,000:1进行聚合。样品B-I并不进行后固化。NR是指没有报告。
表2
具有尺寸(5.5''×2.5''×1'')的四个试样由每一个前述(10''×10''×1'')的块切成。作为实验对照,具有尺寸(5.5''×2.5''×1'')的4个试样使用市售(等级1650)由新模制的电解池盖切成。使用设计为模拟工业或商业规模的用于盐水电解的电解池的实验室规模装置,根据标准测试方法,使1650对照试样和从每种树脂组合物(B-I)的试样经受水性阳极液和氯气作用。所述四个1650对照试样之一和每种树脂组合物(B-I)的四个测试试样之一都浸没于水性阳极液溶液中。另外,为了测量氯气对测试试样的影响,使四个1650对照试样之一和每种树脂组合物(B-I)的四个试样之一悬浮于所述水性阳极液之上。一旦所述暴露时间结束,所述1650对照样品和每种树脂组合物(B-I)的测试样品用目测进行缺陷检查。缺陷包括试样表面开裂或缩孔(catering)。在暴露之后,所述1650对照样品具有白色粉笔状表面,而每种树脂组合物(B-I)的测试样品发生了褪色,但是并不具有相同的白色粉笔状表面。目视检查的结果如下表3中所示。
表3
所述1650对照样品和三个前述暴露接触测试的测试样品(B-D),实施例4,选出进行经由光学显微镜的进一步分析。所述1650对照样品和测试样品(B-D)的横截面样品进行抛光和分析而确定所述试样暴露表面的褪色层厚度。所述1650对照样品和测试样品(B-D)通过在50倍的放大倍率下经由暗场照射进行分析。对于所述1650对照样品和测试样品(B-D)的光学显微镜检查的结果表明对于每种测试环境(水性阳极液或氯气)褪色层厚度大约以微米(μm)计,如下表4中所示。根据表4中的数据,所述1650对照样品对每种测试环境(阳极液和气体)具有比三种测试样品(B-D)更厚的褪色层。对于测试样品(B-D)的这种可量化的腐蚀相关降解的降低使之能够生产本发明的电解池盖和其它模制品,其(i)在氯碱条件下具有更长的使用寿命;(ii)可以设计为具有更薄的部分、槽壁、或横截面;和(iii)重量更轻。
表4
所述1650对照样品和3三个前述暴露接触测试的测试样品(B-D),实施例4,选出进行经由电子分散光谱进行进一步分析而确定所述暴露接触样品中氯渗透的深度。所述1650对照样品和测试样品(B-D)的电子分散光谱结果表明,距离暴露表面100um处对于每种测试环境(阳极液或气体)的氯浓度以每百万的份数(ppm)计,如下表5中所示。根据表5中的数据,所述1650对照样品对每种测试环境(阳极液和气体)具有比三种测试样品(B-D)更高的氯浓度。对于测试样品(B-D)的这种可量化的氯浓度降低使之能够生产本发明的电解池盖和其它模制品,其(i)在氯碱条件下具有更长的使用寿命;(ii)可以设计为具有更薄的部分、槽壁、或横截面;和(iii)重量更轻。
表5
实施例5
模制的十二块板(5A1-5A20)具有以下表6-11中所示的配方。所有板(5A1-5A20)都在200℃后固化90分钟。从每个板上切下多个测试样品,每个都具有尺寸(2''×5''×0.125''),进行腐蚀测试。这些测试样品根据ASTM C851在以下条件下进行测试:表6:220°F下盐酸(37%)30天;表7:220°F下盐酸(37%)90天;表8:200°F下氢氧化钠(10%)30天;表9:在200°F下氢氧化钠(10%)90天;表10:120°F下次氯酸钠(12.5%)30天;表11:120°F下次氯酸钠(12.5%)90天。在表6-11中,三聚体是指三环戊二烯(包括所有结构异构体、立体异构体、及它们的混合物),DCPD是指二环戊二烯(包括内和外立体异构体及它们的混合物)。NR表示未报道。
表6:在220°F盐酸(37%)30天
表7:在220°F盐酸(37%)90天
表8:在200°F氢氧化钠(10%)30天
表9:在200°F氢氧化钠(10%)90天
表10:在120°F次氯酸钠(12.5%)30天
表11:在120°F次氯酸钠(12.5%)90天
实施例6
50克DCPD块(含8wt%三环戊二烯)使用C716=0.0361g按照DCPD:C716比(7,500:1)通过将混合物加热至48.0℃的起始温度进行聚合。聚合的样品不进行后固化。结果:达到最大温度(Tmax)的时间=42.5s。Tmax=192℃。通过在氮气氛中于400℃下的热重分析(TGA)测定的转化率=82.42%。通过热机械分析(TMA)测定的玻璃化转变温度=68℃。%单体残余率(室温下甲苯萃取)=15.51%。
实施例7
50克DCPD块(含24wt%三环戊二烯)使用C801=0.0372g按照DCPD:C801比(7,500:1)通过将混合物加热至30.2℃的起始温度进行聚合。聚合的样品不进行后固化。DCPD单体用氩气喷射约30min,但是在聚合之前并未过滤。结果:达到最大温度(Tmax)的时间=280s。Tmax=200.1℃。%单体残余率(室温下甲苯萃取)=3.03%。通过在300℃和400℃下的热重分析(TGA)测定的%重量损失率=2.85%和4.51%。通过热机械分析(TMA)测定的玻璃化转变温度=153℃。
实施例8
50克DCPD块(含24wt%三环戊二烯)使用C801=0.0093g按照DCPD:C801比(30,000:1)通过将混合物加热至30.4℃的起始温度进行聚合。聚合的样品不进行后固化。DCPD单体用氩气喷射约30min,并在聚合之前用活化的Al2O3过滤。结果:达到最大温度(Tmax)的时间=593s。Tmax=164.2℃。%单体残余率(室温下甲苯萃取)=16.29%。在300℃和400℃下通过热重分析(TGA)测定的%重量损失率=17.9%和21.6%。通过热机械分析(TMA)测定的玻璃化转变温度=86℃。
实施例9
50克DCPD块(含24wt%三环戊二烯)使用C823=0.0048g按照DCPD:C823比(60,000:1)通过将混合物加热至33.2℃的起始温度进行聚合。聚合的样品不进行后固化。DCPD单体用氩气喷射约30min,并在聚合之前用活化的Al2O3过滤。结果:达到最大温度(Tmax)的时间=182s。Tmax=158.1℃。%单体残余率(室温下甲苯萃取)=20.35%。在300℃和400℃下通过热重分析(TGA)测定的%重量损失率=20.70%和24.71%。通过热机械分析(TMA)测定的玻璃化转变温度=72℃。
实施例10
50克DCPD块(含24wt%三环戊二烯)使用C848=0.0049g按照DCPD:C848比(60,000:1)通过将混合物加热至30.5℃的起始温度进行聚合。聚合的样品不进行后固化。DCPD单体用氩气喷射约30min,并在聚合之前用活化的Al2O3过滤。结果:达到最大温度(Tmax)的时间=293s。Tmax=186.7℃。%单体残余率(溶剂萃取)=1.48%。通过热机械分析(TMA)测定的玻璃化转变温度=170.8℃。
实施例11
表12公开了通过使用C716、C848或C827催化剂聚合DCPD(含有或不含三环戊二烯)而制备的聚合物样品的热变形温度、挠曲强度、挠曲模量和压缩模量的值。在所有样品(11A-11E)中DCPD(含有或不含三聚体)未脱气,但聚合之前要进行过滤。典型的单体与催化剂之比(DCPD:C716)为5,000:1至7,500:1。典型的单体与催化剂之比(DCPD:C848)为30,000:1至60,000:1。典型的单体与催化剂之比(DCPD:C827)为30,000:1至60,000:1。在表12中,三聚体是指三环戊二烯(包括所有结构异构体、立体异构体、及它们的混合物)且DCPD是指二环戊二烯(包括内立体异构体和外立体异构体及它们的混合物)。
表12
实施例12
表13公开了通过使用C716、C848或C827催化剂聚合DCPD(含有或不含三环戊二烯)而制备的聚合物样品的热变形温度、挠曲强度、挠曲模量和压缩模量的值。在所有样品(12A-12E)中DCPD(含有或不含三聚体)两种情况都未脱气,但聚合之前要进行过滤。典型的单体与催化剂之比(DCPD:C716)为5,000:1至7,500:1。典型的单体与催化剂之比(DCPD:C848)为30,000:1至60,000:1。典型的单体与催化剂之比(DCPD:C827)为30,000:1至60,000:1。在表13中,三聚体是指三环戊二烯(包括所有结构异构体、立体异构体、及它们的混合物)且DCPD是指二环戊二烯(包括内立体异构体和外立体异构体及它们的混合物)。
表13
实施例13
表14公开了通过使用C716或C848催化剂聚合含不同含量的三聚体的DCPD而制备的聚合物样品的热变形温度、悬臂梁缺口、挠曲强度、挠曲模量、压缩模量和压缩强度的值。典型的单体与催化剂之比(DCPD:C716)为5,000:1至7,500:1。典型的单体与催化剂之比(DCPD:C848)为30,000:1至60,000:1。在表14中,三聚体是指三环戊二烯(包括所有结构异构体、立体异构体、及它们的混合物)且DCPD是指二环戊二烯(包括内立体异构体和外立体异构体及它们的混合物)。
表14
Claims (66)
1.一种电解池盖,包括:
(a)法兰基座;
(b)整体连接至所述法兰基座的多个侧壁;以及
(c)整体连接至所述多个侧壁的顶部部分,其中所述法兰基座、所述多个侧壁、和所述顶部部分都由含环烯烃的树脂组合物模制,其中所述树脂组合物用第8族烯烃复分解催化剂聚合。
2.根据权利要求1所述的电解池盖,进一步包括位于所述顶部部分之中或附近的至少一个孔口。
3.根据权利要求1所述的电解池盖,其中所述环烯烃选自有张力环烯烃、无张力环烯烃、无环烯烃、二烯、和不饱和聚合物、或它们的组合,其中所述环烯烃可以包含官能团,或者可以用选自以下各项的官能团取代:卤素、羟基、烃基、烷氧基、烯氧基、炔氧基、芳氧基、芳烷氧基、烷芳氧基、酰基、酰氧基、烷氧基羰基、烷基碳酸根、芳基碳酸根、羧基、羧酸根、氨基甲酰基、烷基取代的氨基甲酰基、卤代烷基取代的氨基甲酰基、芳基取代的氨基甲酰基、硫代氨基甲酰基、烷基取代的硫代氨基甲酰基、芳基取代的硫代氨基甲酰基、脲基、氰基、氰酰基、硫代氰酰基、异氰酸酯、硫代异氰酸酯、甲酰基、硫代甲酰基、氨基、烷基取代的氨基、芳基取代的氨基、烷基酰胺基、芳基酰胺基、亚氨基、烷基亚氨基、芳基亚氨基、硝基、亚硝基、磺基、磺酸根、烷基硫基、芳基硫基、烷基亚磺酰基、芳基亚磺酰基、烷基磺酰基、烷基氨基磺酰基、芳基磺酰基、硼烷基、硼基、硼酸根、磷酰基、膦酸根、亚膦酸根、磷基、膦基、或它们的组合。
4.根据权利要求3所述的电解池盖,其中所述环烯烃选自由以下各项组成的组:环丁烯、环庚烯、环辛烯、环壬烯、环癸烯、环辛二烯、环壬二烯、环十二碳三烯、降冰片烯、二环戊二烯、三环戊二烯、四环十二碳烯、四环十二碳二烯、取代的降冰片烯、取代的二环戊二烯、或它们的组合。
5.根据权利要求3所述的电解池盖,其中所述环烯烃选自由以下各项组成的组:环丁烯、环庚烯、环辛烯、环壬烯、环癸烯、环辛二烯、环壬二烯、降冰片烯、三环戊二烯、二环戊二烯、或它们的组合。
6.根据权利要求1所述的电解池盖,其中所述第8族烯烃复分解催化剂具有如下结构:
其中,
M是第8族过渡金属;
L1、L2和L3独立地选自中性电子供体配体;
n为0或1,以使L3可以存在或不存在;
m为0、1或2;
k为0或1;
X1和X2独立地是阴离子配体;以及
R1和R2独立地选自氢、烃基、取代的烃基、含杂原子的烃基、取代的含杂原子烃基、和官能团;其中R1和R2中的一个或两个可以具有结构-(W)n-U+V-,其中W选自亚烃基、取代的亚烃基、含杂原子的亚烃基、或取代的含杂原子亚烃基;U是用氢、烃基、取代的烃基、含杂原子的烃基、或取代的含杂原子烃基取代的带正电荷的第15族或第16族元素;V是带负电荷的反离子;且n是0或1,
其中X1、X2、L1、L2、L3、R1和R2中的任两个或多个可以一起形成一个或多个环基团,另外其中X1、X2、L1、L2、L3、R1和R2中的任一个或多个可以连接至载体。
7.根据权利要求6所述的电解池盖,其中L1、L2和L3中的至少一个是N-杂环碳烯配体。
8.根据权利要求1所述的电解池盖,其中所述第8族烯烃复分解催化剂具有如下结构:
其中,
M是第8族过渡金属;
n是0或1;
m为0、1或2;
k为0或1;
X1和X2独立地选自阴离子配体;
L2和L3独立地选自供电子杂环配体,或者可以一起形成单个双齿供电子杂环配体;
R1和R2独立地选自氢、烃基、取代的烃基、含杂原子的烃基、取代的含杂原子烃基、和官能团,或者可以一起形成亚乙烯基、累积多烯、或亚茚基部分;
X和Y独立地选自C、N、O、S、和P;
当X为O或S时,p为0,当X为N或P时,p为1;
当Y为O或S时,q为0,当Y为N或P时,q为1;
Q1、Q2、Q3和Q4独立地选自亚烃基、取代的亚烃基、含杂原子的亚烃基、取代的含杂原子亚烃基、和-(CO)-,另外其中在Q中毗邻原子上的两个或多个取代基可以连接而形成另外的环基团;
w、x、y和z独立地是0或1;以及
R3、R3A、R4和R4A独立地选自氢、烃基、取代的烃基、含杂原子的烃基、和取代的含杂原子烃基,
其中X1、X2、L2、L3、R1、R2、Q1、Q2、Q3、Q4、R3、R3A、R4、和R4A中的任两个或多个可以一起形成环基团,另外其中X1、X2、L2、L3、Q1、Q2、Q3、Q4、R1、R2、R3、R3A、R4和R4A中的任一个或多个可以连接至载体。
10.根据权利要求9所述的电解池盖,其中:
X1和X2是卤素;
Q是-CR11R12-CR13R14-或-CR11=CR13-,其中R11、R12、R13和R14独立地选自氢、烃基、取代的烃基、含杂原子的烃基、取代的含杂原子烃基、和官能团,或者其中R11、R12、R13和R14中的任两个可以连接在一起以形成取代或未取代的、饱和或不饱和环;以及
R3和R4是芳族的。
11.根据权利要求9或10所述的电解池盖,其中:
Q是-CR11R12-CR13R14-,其中R11、R12、R13和R14独立地选自氢、C1-C12烷基、取代的C1-C12烷基、C1-C12杂烷基、取代的C1-C12杂烷基、苯基、和取代的苯基;以及
R3和R4是未取代的苯基或用一个或多个选自以下各项的取代基取代的苯基:C1-C20烷基、取代的C1-C20烷基、C1-C20杂烷基、取代的C1-C20杂烷基、C5-C24芳基、取代的C5-C24芳基、C5-C24杂芳基、C6-C24芳烷基、C6-C24烷芳基、或卤化物。
12.根据权利要求8所述的电解池盖,其中X1、X2、L2、L3、R1、R2、Q1、Q2、Q3、Q4、R3、R3A、R4和R4A中的两个或多个一起形成环基团。
13.根据权利要求12所述的电解池盖,其中R1和/或R2与X1、X2、L2、L3、Q1、Q2、Q3、Q4、R3、R3A、R4和R4A中的一个或多个一起形成所述环基团。
14.根据权利要求12所述的电解池盖,其中R1和/或R2与L2、L3、R3、R3A、R4和R4A中的一个或多个一起形成所述环基团。
15.根据权利要求7所述的电解池盖,其中所述N-杂环碳烯配体具有如下结构:
其中,
Q是-CR11R12-CR13R14-或-CR11=CR13-,其中R11、R12、R13和R14独立地选自氢、烃基、取代的烃基、含杂原子的烃基、取代的含杂原子烃基、和官能团,或者其中R11、R12、R13和R14中的任两个可以连接在一起以形成取代或未取代的、饱和或不饱和环;以及
R3和R4是未取代的苯基或用一个或多个选自以下各项的取代基取代的苯基:C1-C20烷基、取代的C1-C20烷基、C1-C20杂烷基、取代的C1-C20杂烷基、C5-C24芳基、取代的C5-C24芳基、C5-C24杂芳
基、C6-C24芳烷基、C6-C24烷芳基、或卤化物。
16.根据权利要求6所述的电解池盖,其中L1、L2和L3中的一个或多个选自含氮杂环、含硫杂环、和含氧杂环。
17.根据权利要求6所述的电解池盖,其中L2和L3选自含氮杂环。
18.根据权利要求17所述的电解池盖,其中L2和L3选自吡啶、联吡啶、哒嗪、嘧啶、联吡啶胺、吡嗪、1,3,5-三嗪、1,2,4-三嗪、1,2,3-三嗪、吡咯、2H-吡咯、3H-吡咯、吡唑、2H-咪唑、1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、吲哚、3H-吲哚、1H-异吲哚、环戊(b)吡啶、吲唑、喹啉、双喹啉、异喹啉、双异喹啉、噌啉、喹唑啉、萘啶、哌啶、哌嗪、吡咯烷、吡唑烷、奎宁环、咪唑烷、吡啶甲基亚胺、嘌呤、苯并咪唑、联咪唑、吩嗪、吖啶、咔唑,其中任一个都可选地在非配位杂原子上用非氢取代基取代。
19.根据权利要求18所述的电解池盖,其中L2和L3选自吡啶和取代的吡啶。
20.根据权利要求1所述的电解池盖,其中所述第8族烯烃复分解催化剂包含螯合的亚烷基配体。
21.根据权利要求20所述的电解池盖,其中所述螯合的配体衍生自具有以下式的配体前体:
其中,
Y是选自N、O、S和P的杂原子;
n为1或2,以使对于二价杂原子O或S,n为1,而对于三价杂原子N或P,n为2;
Z是选自氢、烷基、芳基、官能化烷基、官能化芳基的基团,其中官能团可以独立地是以下各项中的一种或多种:烷氧基、芳氧基、卤素、羧酸、酮、醛、硝酸酯、氰基、异氰酸酯、羟基、酯、醚、胺、亚胺、酰胺、三氟酰胺、硫醚键、二硫键、氨基甲酸酯、硅烷、硅氧烷、膦、磷酸酯、或硼酸酯;甲基、异丙基、仲丁基、叔丁基、新戊基、苄基、苯基和三甲基甲硅烷基;以及
R5、R6、R7和R8各自独立地选自由以下各项组成的组:氢、卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、杂烷基、含杂原子烯基、杂烯基、杂芳基、烷氧基、烯氧基、芳氧基、烷氧基羰基、羰基、烷基氨基、烷基硫基、氨基磺酰基、单烷基氨基磺酰基、双烷基氨基磺酰基、烷基磺酰基、腈、硝基、烷基亚磺酰基、三卤代烷基、全氟烷基、羧酸、酮、醛、硝酸酯、氰基、异氰酸酯、羟基、酯、醚、胺、亚胺、酰胺、卤素取代的酰胺、三氟酰胺、硫醚、二硫键、磺酸酯、氨基甲酸酯、硅烷、硅氧烷、膦、磷酸酯、硼酸酯、或-A-Fn,其中A是选自亚烷基和芳基亚烷基的二价烃部分,其中所述亚烷基和芳基亚烷基基团的烷基部分可以是直链或支链的、饱和或不饱和的、环状或非环状的、以及取代或未取代的,其中所述芳基亚烷基的芳基部分可以是取代或未取代的,以及其中杂原子和/或官能团可以存在于所述亚烷基和芳基亚烷基基团的芳基或烷基部分中,并且Fn是官能团;R5、R6、R7和R8的任何组合可以连接以形成一个或多个环基团;
R9和R10各自独立地选自氢或者选自烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、C2-C20烷氧基羰基或C1-C20三烷基甲硅烷基中的取代基,其中每一个所述取代基都是取代或未取代的;和
其中Z、Y、R5、R6、R7、R8、R9、和R10的任一个组合或多个组合可以连接至载体;以及
其中Y、Z、和R5可以可选地连接以形成环结构。
22.根据权利要求21所述的电解池盖,其中所述第8族烯烃复分解催化剂具有如下结构:
其中,
M是第8族过渡金属;
X1和X2独立地是阴离子配体;
L1选自中性电子供体配体;
Y是选自N、O、S、和P的杂原子;
R5、R6、R7、和R8各自独立地选自由以下各项组成的组:氢、卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、杂烷基、含杂原子烯基、杂烯基、杂芳基、烷氧基、烯氧基、芳氧基、烷氧基羰基、羰基、烷基氨基、烷基硫基、氨基磺酰基、单烷基氨基磺酰基、双烷基氨基磺酰基、烷基磺酰基、腈、硝基、烷基亚磺酰基、三卤代烷基、全氟烷基、羧酸、酮、醛、硝酸酯、氰基、异氰酸酯、羟基、酯、醚、胺、亚胺、酰胺、卤素取代的酰胺、三氟酰胺、硫醚、二硫键、磺酸酯、氨基甲酸酯、硅烷、硅氧烷、膦、磷酸酯、或硼酸酯;R5、R6、R7、和R8的任何组合可以连接以形成一个或多个环基团;
n为1或2,以使对于二价杂原子O或S,n为1,而对于三价杂原子N或P,n为2;以及
Z是选自氢、烷基、芳基、官能化烷基、官能化芳基的基团,其中官能团可以独立地是以下各项中的一种或多种:烷氧基、芳氧基、卤素、羧酸、酮、醛、硝酸酯、氰基、异氰酸酯、羟基、酯、醚、胺、亚胺、酰胺、三氟酰胺、硫醚、二硫键、氨基甲酸酯、硅烷、硅氧烷、膦、磷酸酯、或硼酸酯;甲基、异丙基、仲丁基、叔丁基、新戊基、苄基、苯基和三甲基甲硅烷基;以及其中X1、X2、L1、Y、Z、R5、R6、R7和R8中的任一个组合或多个组合可以连接至载体。
23.根据权利要求1所述的电解池盖,其中所述第8族烯烃复分解催化剂悬浮于分散载体中。
24.根据权利要求23所述的电解池盖,其中所述分散载体是矿物油。
25.根据权利要求1所述的电解池盖,其中所述树脂组合物进一步包含冲击改性剂。
26.根据权利要求1所述的电解池盖,其中所述树脂组合物进一步包含抗氧化剂。
27.根据权利要求1所述的电解池盖,重量超过100lbs。
28.根据权利要求1所述的电解池盖,重量超过500lbs。
29.一种模制电解池盖的方法,包括:
(a)提供含环烯烃的树脂组合物;
(b)提供第8族烯烃复分解催化剂;
(c)将所述树脂组合物和所述第8族烯烃复分解催化剂混合以形成可聚合组合物;
(d)向模具中加入所述可聚合组合物;以及
(e)使得所述可聚合组合物在所述模具中固化。
30.根据权利要求29所述的模制电解池盖的方法,其中所述环烯烃选自有张力环烯烃、无张力环烯烃、无环烯烃、二烯、和不饱和聚合物、或它们的组合,其中所述环烯烃可以包含官能团,或者可以用选自以下各项的官能团取代:卤素、羟基、烃基、烷氧基、烯氧基、炔氧基、芳氧基、芳烷氧基、烷芳氧基、酰基、酰氧基、烷氧基羰基、烷基碳酸根、芳基碳酸根、羧基、羧酸根、氨基甲酰基、烷基取代的氨基甲酰基、卤代烷基取代的氨基甲酰基、芳基取代的氨基甲酰基、硫代氨基甲酰基、烷基取代的硫代氨基甲酰基、芳基取代的硫代氨基甲酰基、脲基、氰基、氰酰基、硫代氰酰基、异氰酸酯、硫代异氰酸酯、甲酰基、硫代甲酰基、氨基、烷基取代的氨基、芳基取代的氨基、烷基酰胺基、芳基酰胺基、亚氨基、烷基亚氨基、芳基亚氨基、硝基、亚硝基、磺基、磺酸根、烷基硫基、芳基硫基、烷基亚磺酰基、芳基亚磺酰基、烷基磺酰基、烷基氨基磺酰基、芳基磺酰基、硼烷基、硼基、硼酸根、磷酰基、膦酸根、亚膦酸根、磷基、膦基、或它们的组合。
31.根据权利要求30所述的模制电解池盖的方法,其中所述环烯烃选自由以下各项组成的组:环丁烯、环庚烯、环辛烯、环壬烯、环癸烯、环辛二烯、环壬二烯、环十二碳三烯、降冰片烯、二环戊二烯、三环戊二烯、四环十二碳烯、四环十二碳二烯、取代的降冰片烯、取代的二环戊二烯、或它们的组合。
32.根据权利要求30所述的模制电解池盖的方法,其中所述环烯烃选自由以下各项组成的组:环丁烯、环庚烯、环辛烯、环壬烯、环癸烯、环辛二烯、环壬二烯、降冰片烯、三环戊二烯、二环戊二烯、或它们的组合。
33.根据权利要求29所述的模制电解池盖的方法,其中所述第8族烯烃复分解催化剂具有如下结构:
其中,
M是第8族过渡金属;
L1、L2和L3独立地选自中性电子供体配体;
n为0或1,以使L3可以存在或不存在;
m为0、1或2;
k为0或1;
X1和X2独立地是阴离子配体;以及
R1和R2独立地选自氢、烃基、取代的烃基、含杂原子的烃基、取代的含杂原子烃基、和官能团;其中R1和R2中的一个或两个可以具有结构-(W)n-U+V-,其中W选自亚烃基、取代的亚烃基、含杂原子的亚烃基、或取代的含杂原子亚烃基;U是用氢、烃基、取代的烃基、含杂原子的烃基、或取代的含杂原子烃基取代的带正电荷的第15族或第16族元素;V是带负电荷的反离子;且n是0或1,
其中X1、X2、L1、L2、L3、R1和R2中的任两个或多个可以一起形成一个或多个环基团,另外其中X1、X2、L1、L2、L3、R1和R2中的任一个或多个可以连接至载体。
34.根据权利要求33所述的模制电解池盖的方法,其中L1、L2和L3中的至少一个是N-杂环碳烯配体。
35.根据权利要求29所述的模制电解池盖的方法,其中所述第8族烯烃复分解催化剂具有如下结构:
其中,
M是第8族过渡金属;
n是0或1;
m为0、1或2;
k为0或1;
X1和X2独立地选自阴离子配体;
L2和L3独立地选自供电子杂环配体,或者可以一起形成单个双齿供电子杂环配体;
R1和R2独立地选自氢、烃基、取代的烃基、含杂原子的烃基、取代的含杂原子烃基、和官能团,或者可以一起形成亚乙烯基、累积多烯、或亚茚基部分;
X和Y独立地选自C、N、O、S、和P;
当X为O或S时,p为0,当X为N或P时,p为1;
当Y为O或S时,q为0,当Y为N或P时,q为1;
Q1、Q2、Q3和Q4独立地选自亚烃基、取代的亚烃基、含杂原子的亚烃基、取代的含杂原子亚烃基、和-(CO)-,另外其中在Q中毗邻原子上的两个或多个取代基可以连接而形成另外的环基团;
w、x、y和z独立地是0或1;以及
R3、R3A、R4和R4A独立地选自氢、烃基、取代的烃基、含杂原子的烃基、和取代的含杂原子烃基,
其中X1、X2、L2、L3、R1、R2、Q1、Q2、Q3、Q4、R3、R3A、R4、和R4A中的任两个或多个可以一起形成环基团,另外其中X1、X2、L2、L3、Q1、Q2、Q3、Q4、R1、R2、R3、R3A、R4和R4A中的任一个或多个可以连接至载体。
37.根据权利要求36所述的模制电解池盖的方法,其中:
X1和X2是卤素;
Q是-CR11R12-CR13R14-或-CR11=CR13-,其中R11、R12、R13和R14独立地选自氢、烃基、取代的烃基、含杂原子的烃基、取代的含杂原子烃基、和官能团,或者其中R11、R12、R13和R14中的任两个可以连接在一起以形成取代或未取代的、饱和或不饱和环;以及
R3和R4是芳族的。
38.根据权利要求36或37所述的模制电解池盖的方法,其中:
Q是-CR11R12-CR13R14-,其中R11、R12、R13和R14独立地选自氢、C1-C12烷基、取代的C1-C12烷基、C1-C12杂烷基、取代的C1-C12杂烷基、苯基、和取代的苯基;以及
R3和R4是未取代的苯基或用一个或多个选自以下各项的取代基取代的苯基:C1-C20烷基、取代的C1-C20烷基、C1-C20杂烷基、取代的C1-C20杂烷基、C5-C24芳基、取代的C5-C24芳基、C5-C24杂芳基、C6-C24芳烷基、C6-C24烷芳基、或卤化物。
39.根据权利要求35所述的模制电解池盖的方法,其中X1、X2、L2、L3、R1、R2、Q1、Q2、Q3、Q4、R3、R3A、R4和R4A中的两个或多个一起形成环基团。
40.根据权利要求39所述的模制电解池盖的方法,其中R1和/或R2与X1、X2、L2、L3、Q1、Q2、Q3、Q4、R3、R3A、R4和R4A中的一个或多个一起形成所述环基团。
41.根据权利要求39所述的模制电解池盖的方法,其中R1和/或R2与L2、L3、R3、R3A、R4和R4A中的一个或多个一起形成所述环基团。
42.根据权利要求34所述的模制电解池盖的方法,其中所述N-杂环碳烯配体具有如下结构:
其中,
Q是-CR11R12-CR13R14-或-CR11=CR13-,其中R11、R12、R13和R14独立地选自氢、烃基、取代的烃基、含杂原子的烃基、取代的含杂原子烃基、和官能团,或者其中R11、R12、R13和R14中的任两个可以连接在一起以形成取代或未取代的、饱和或不饱和环;以及
R3和R4是未取代的苯基或用一个或多个选自以下各项的取代基取代的苯基:C1-C20烷基、取代的C1-C20烷基、C1-C20杂烷基、取代的C1-C20杂烷基、C5-C24芳基、取代的C5-C24芳基、C5-C24杂芳基、C6-C24芳烷基、C6-C24烷芳基、或卤化物。
43.根据权利要求33所述的模制电解池盖的方法,其中L1、L2和L3中的一个或多个选自含氮杂环、含硫杂环、和含氧杂环。
44.根据权利要求33所述的模制电解池盖的方法,其中L2和L3选自含氮杂环。
45.根据权利要求44所述的模制电解池盖的方法,其中L2和L3选自吡啶、联吡啶、哒嗪、嘧啶、联吡啶胺、吡嗪、1,3,5-三嗪、1,2,4-三嗪、1,2,3-三嗪、吡咯、2H-吡咯、3H-吡咯、吡唑、2H-咪唑、1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、吲哚、3H-吲哚、1H-异吲哚、环戊(b)吡啶、吲唑、喹啉、双喹啉、异喹啉、双异喹啉、噌啉、喹唑啉、萘啶、哌啶、哌嗪、吡咯烷、吡唑烷、奎宁环、咪唑烷、吡啶甲基亚胺、嘌呤、苯并咪唑、联咪唑、吩嗪、吖啶、咔唑,其中任一个都可选地在非配位杂原子上用非氢取代基取代。
46.根据权利要求45所述的模制电解池盖的方法,其中L2和L3选自吡啶和取代的吡啶。
47.根据权利要求29所述的模制电解池盖的方法,其中所述第8族烯烃复分解催化剂包含螯合的亚烷基配体。
48.根据权利要求47所述的模制电解池盖的方法,其中所述螯合的配体衍生于具有以下式的配体前体:
其中,
Y是选自N、O、S和P的杂原子;
n为1或2,以使对于二价杂原子O或S,n为1,而对于三价杂原子N或P,n为2;
Z是选自氢、烷基、芳基、官能化烷基、官能化芳基的基团,其中官能团可以独立地是以下各项中的一种或多种:烷氧基、芳氧基、卤素、羧酸、酮、醛、硝酸酯、氰基、异氰酸酯、羟基、酯、醚、胺、亚胺、酰胺、三氟酰胺、硫醚键、二硫键、氨基甲酸酯、硅烷、硅氧烷、膦、磷酸酯、或硼酸酯;甲基、异丙基、仲丁基、叔丁基、新戊基、苄基、苯基和三甲基甲硅烷基;以及
R5、R6、R7和R8各自独立地选自由以下各项组成的组:氢、卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、杂烷基、含杂原子烯基、杂烯基、杂芳基、烷氧基、烯氧基、芳氧基、烷氧基羰基、羰基、烷基氨基、烷基硫基、氨基磺酰基、单烷基氨基磺酰基、双烷基氨基磺酰基、烷基磺酰基、腈、硝基、烷基亚磺酰基、三卤代烷基、全氟烷基、羧酸、酮、醛、硝酸酯、氰基、异氰酸酯、羟基、酯、醚、胺、亚胺、酰胺、卤素取代的酰胺、三氟酰胺、硫醚、二硫键、磺酸酯、氨基甲酸酯、硅烷、硅氧烷、膦、磷酸酯、硼酸酯、或-A-Fn,其中A是选自亚烷基和芳基亚烷基的二价烃部分,其中所述亚烷基和芳基亚烷基基团的烷基部分可以是直链或支链的、饱和或不饱和的、环状或非环状的、以及取代或未取代的,其中所述芳基亚烷基的芳基部分可以是取代或未取代的,以及其中杂原子和/或官能团可以存在于所述亚烷基和芳基亚烷基基团的芳基或烷基部分中,并且Fn是官能团;R5、R6、R7和R8的任何组合可以连接以形成一个或多个环基团;
R9和R10各自独立地选自氢或者选自烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、C2-C20烷氧基羰基或C1-C20三烷基甲硅烷基中的取代基,其中每一个所述取代基都是取代或未取代的;和
其中Z、Y、R5、R6、R7、R8、R9、和R10的任一个组合或多个组合可以连接至载体;以及
其中Y、Z、和R5可以可选地连接以形成环结构。
49.根据权利要求48所述的模制电解池盖的方法,其中所述第8族烯烃复分解催化剂具有如下结构:
其中,
M是第8族过渡金属;
X1和X2独立地是阴离子配体;
L1选自中性电子供体配体;
Y是选自N、O、S、和P的杂原子;
R5、R6、R7、和R8各自独立地选自由以下各项组成的组:氢、卤素、烷基、烯基、炔基、芳基、杂烷基、含杂原子烯基、杂烯基、杂芳基、烷氧基、烯氧基、芳氧基、烷氧基羰基、羰基、烷基氨基、烷基硫基、氨基磺酰基、单烷基氨基磺酰基、双烷基氨基磺酰基、烷基磺酰基、腈、硝基、烷基亚磺酰基、三卤代烷基、全氟烷基、羧酸、酮、醛、硝酸酯、氰基、异氰酸酯、羟基、酯、醚、胺、亚胺、酰胺、卤素取代的酰胺、三氟酰胺、硫醚、二硫键、磺酸酯、氨基甲酸酯、硅烷、硅氧烷、膦、磷酸酯、或硼酸酯;R5、R6、R7、和R8的任何组合可以连接以形成一个或多个环基团;
n为1或2,以使对于二价杂原子O或S,n为1,而对于三价杂原子N或P,n为2;以及
Z是选自氢、烷基、芳基、官能化烷基、官能化芳基的基团,其中官能团可以独立地是以下各项中的一种或多种:烷氧基、芳氧基、卤素、羧酸、酮、醛、硝酸酯、氰基、异氰酸酯、羟基、酯、醚、胺、亚胺、酰胺、三氟酰胺、硫醚、二硫键、氨基甲酸酯、硅烷、硅氧烷、膦、磷酸酯、或硼酸酯;甲基、异丙基、仲丁基、叔丁基、新戊基、苄基、苯基和三甲基甲硅烷基;以及其中X1、X2、L1、Y、Z、R5、R6、R7和R8中的任一个组合或多个组合可以连接至载体。
50.根据权利要求29所述的模制电解池盖的方法,其中所述第8族烯烃复分解催化剂悬浮于分散载体中。
51.根据权利要求50所述的模制电解池盖的方法,其中所述分散载体是矿物油。
52.根据权利要求29所述的模制电解池盖的方法,其中所述树脂组合物进一步包含冲击改性剂。
53.根据权利要求29所述的模制电解池盖的方法,其中所述树脂组合物进一步包含抗氧化剂。
54.根据权利要求29所述的模制电解池盖的方法,其中所述电解池盖重量超过100lbs。
55.根据权利要求29所述的模制电解池盖的方法,其中所述电解池盖重量超过500lbs。
56.一种模制具有耐腐蚀性的制品的方法,所述方法包括:
(a)提供含环烯烃的树脂组合物;
(b)提供第8族烯烃复分解催化剂;
(c)将所述树脂组合物和所述第8族烯烃复分解催化剂混合以形成可聚合组合物;
(d)向模具中加入所述可聚合组合物;以及
(e)使所述可聚合组合物在所述模具中固化。
57.根据权利要求29所述的模制电解池盖的方法,其中所述电解池盖是半透明的。
58.根据权利要求29所述的模制电解池盖的方法,其中所述电解池盖每平方英寸聚合物具有少于一个可见空隙。
59.根据权利要求1所述的电解池盖,其是半透明的。
60.根据权利要求1所述的电解池盖,每平方英寸聚合物具有少于一个可见空隙。
61.根据权利要求56所述的模制所述制品的方法,其中所述制品每平方英寸聚合物具有少于一个可见空隙。
62.根据权利要求56所述的模制所述制品的方法,其中所述制品是半透明的。
63.一种电解池盖,包含:含有至少一种环烯烃的树脂组合物和至少一种第8族烯烃复分解催化剂。
64.一种耐腐蚀性制品,包含:含有至少一种环烯烃的树脂组合物和至少一种第8族烯烃复分解催化剂。
65.一种制作电解池盖的方法,包括:将至少一种第8族烯烃复分解催化剂和包含至少一种环烯烃的树脂组合物组合以形成ROMP组合物,以及聚合所述ROMP组合物。
66.一种制作耐腐蚀性制品的方法,包括:将至少一种第8族烯烃复分解催化剂和包含至少一种环烯烃的树脂组合物组合以形成ROMP组合物,以及聚合所述ROMP组合物。
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