DE102007061224A1 - Reducing adhesiveness of molded body from polymer, comprises contacting polar solvents on the surface of polymer, where the polar solvent is hydroxylgroup containing compound, and/or carbonylgroup containing compound; and gluing - Google Patents
Reducing adhesiveness of molded body from polymer, comprises contacting polar solvents on the surface of polymer, where the polar solvent is hydroxylgroup containing compound, and/or carbonylgroup containing compound; and gluing Download PDFInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verringerung der Klebrigkeit von Polymer-Formkörpern wie Filmen, Pellets oder ungleichmäßig strukturierten Partikeln, insbesondere von Formkörpern aus Polymeren, deren Polymerhauptketten Verzweigungen aufweisen, vor allem aus verzweigten Polyolefinen wie Isobutenhomo- oder -copolymeren mit einem gewichtsgemittelten Molekulargewicht Mw von 10.000 bis 10.000.000, durch Inkontaktbringen dieser Formkörper in Abwesenheit von unpolaren Lösungsmitteln mit bestimmten polaren Lösungsmitteln.The present invention relates to a process for reducing the stickiness of polymer moldings such as films, pellets or irregularly structured particles, in particular of moldings of polymers whose polymer main chains have branches, especially branched polyolefins such as Isobutenhomo- or copolymers having a weight average molecular weight M. w from 10,000 to 10,000,000, by contacting these shaped bodies in the absence of non-polar solvents with certain polar solvents.
Viele Formkörper aus Polymeren, vor allem solche aus stark verzweigten Polyolefinen, weisen – insbesondere wenn sie frisch hergestellt sind – eine hohe Klebrigkeit auf, die häufig zu Problemen in der Verarbeitung oder beim Abfüllprozeß führen.Lots Shaped bodies of polymers, especially those of highly branched Polyolefins, especially if they are freshly prepared are - a high stickiness, which is often too Problems in the processing or bottling process.
Der
Stand der Technik gibt für dieses Problem einige Lösungsvorschläge
an, die jedoch unbefriedigend sind. So (ehrt die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein effizientes Verfahren zur Verringerung der Klebrigkeit von Polymer-Formkörpern, insbesondere von solchen aus Polymeren, deren Polymerhauptketten Verzweigungen aufweisen, vor allem aus verzweigten Polyolefinen wie Isobutenhomo- oder -copoly-meren mit einem gewichtsgemittelten Molekulargewicht Mw von 10.000 bis 10.000.000, bereitzustellen, welches zudem gleichzeitig die Wiedereinstellung des ursprünglichen Klebrigkeitsverhaltens nach Durchlaufen der durch das Klebrigkeitsverhalten gestörten Prozeß- oder Verarbeitungsschritte ermöglicht.It was an object of the present invention to provide an efficient process for reducing the stickiness of polymer moldings, in particular those of polymers whose polymer main chains have branches, especially of branched polyolefins such as isobutene homo- or copoly mers having a weight-average molecular weight M w of 10,000 to 10,000,000, which also at the same time allows the reinstatement of the original sticking behavior after passing through the disordered by the sticky behavior process or processing steps.
Die
Aufgabe wurde gelöst durch ein Verfahren zur Verringerung
der Klebrigkeit von Formkörpern aus Polymeren, welches
dadurch gekennzeichnet ist, dass man die Oberfläche dieser
Formkörper in Abwesenheit von unpolaren Lösungsmittel
mit mindestens einem polaren Lösungsmittel, ausgewählt
aus hydroxylgruppenhaltigen Verbindung der allgemeinen Formel I
R1 Wasserstoff, einen C2-
bis C20-Alkyl- oder -Alkenylrest, einen
C5- bis C20-Cycloalkylrest
oder einen C6- bis C20-Aryl-,
-Alkylaryl- oder -Arylalkylrest bezeichnet,
A eine C2- bis C4-Alkylengruppe
bedeutet und
n für eine ganze Zahl von 0 bis 10 steht,
und
carbonylgruppenhaltigen Verbindungen der allgemeinen Formel II
R2 Wasserstoff, einen C2-
bis C20-Alkyl- oder -Alkenylrest, einen
C5- bis C20-Cycloalkylrest
oder einen C6- bis C20-Aryl-,
-Alkylaryl- oder -Arylalkylrest bezeichnet,
X für
Sauerstoff, Schwefel oder für den Fall, dass R2 ungleich
Wasserstoff ist, eine chemische Bindung steht und
R3 einen C1- bis C20-Alkyl- oder -Alkenylrest, einen C5- bis C20-Cycloalkylrest
oder einen C6- bis C20-Aryl-,
-Alkylaryl- oder -Arylalkylrest bedeutet,
oder einem Gemisch
der genannten polaren Lösungsmittel, wobei die polaren
Lösungsmittel bzw. deren Gemische keine nichtflüchtigen
Inhaltsstoffe salzartigen oder polymeren Charakters enthalten, in
Kontakt bringt und einen wesentlichen Teil der polaren Lösungsmittel
bzw. deren Gemische auf der Oberfläche der Formkörper
haften läßt.The object was achieved by a process for reducing the stickiness of shaped articles of polymers, which is characterized in that the surface of these moldings in the absence of non-polar solvent with at least one polar solvent selected from hydroxyl-containing compound of general formula I.
R 1 denotes hydrogen, a C 2 - to C 20 -alkyl or -alkenyl radical, a C 5 - to C 20 -cycloalkyl radical or a C 6 - to C 20 -aryl, -alkylaryl or -arylalkyl radical,
A is a C 2 - to C 4 -alkylene group and
n is an integer from 0 to 10,
and carbonyl-containing compounds of general formula II
R 2 denotes hydrogen, a C 2 - to C 20 -alkyl or -alkenyl radical, a C 5 - to C 20 -cycloalkyl radical or a C 6 - to C 20 -aryl, -alkylaryl or -arylalkyl radical,
X is oxygen, sulfur, or in the event that R 2 is other than hydrogen, a chemical bond is and
R 3 is a C 1 to C 20 alkyl or alkenyl radical, a C 5 to C 20 cycloalkyl radical or a C 6 to C 20 aryl, alkylaryl or arylalkyl radical,
or a mixture of said polar solvents, wherein the polar solvents or mixtures thereof contain no non-volatile ingredients salt-like or polymeric character, brings in contact and leaves a substantial part of the polar solvent or mixtures thereof adhere to the surface of the moldings.
Unter den hydroxylgruppenhaltigen Verbindungen I subsumieren sich insbesondere nieder- und mittelmolekulare Alkohole sowie Wasser, unter den carbonylgruppenhaltigen Verbindungen II insbesondere Carbonsäureester und Ketone. Die Verwendung von niedermolekularen Alkoholen und von Wasser bei Herstellungsprozessen von Isobuten oder isobutenhaltigen Monomergemischen durch Polymerisation ist bekannt.Under the hydroxyl-containing compounds I subsume in particular Low and medium molecular weight alcohols and water, among the carbonyl group-containing Compounds II, in particular carboxylic acid esters and ketones. The use of low molecular weight alcohols and water at Manufacturing processes of isobutene or isobutene-containing monomer mixtures by polymerization is known.
Zum
einen verwendet man solche Alkohole als Komplexbilder für
die Bortrifluorid-Polymerisationskatalysatoren, um die Reaktivität
der Katalysatoren zu steuern. Die verwendete molare Menge an Alkohol
liegt dabei in der Größenordnung der molaren Menge
an Bortrifluorid, beispielsweise gemäß
Zum
anderen verwendet man neben Acetonitril unter anderem auch Methanol
sowie Wasser oder wässrigen Laugen als Reagentien zum Abbruch
der Polymerisationsreaktion. So offenbart die
Aus Dokument (4) ist noch ein weiterer Zweck zur Verwendung von niedermolekularen Alkoholen bei der Isobuten-Polymerisation bekannt, nämlich die Zugabe von Methanol, Ethanol oder einem Gemisch aus Methanol und Ethanol zum Austrag aus dem Polymerisationsreaktor zur Abscheidung einer an Bortrifluorid reichen Alkohol-Phase, welche abgetrennt und in geeigneter Weise wieder in das Verfahren zurückgeführt werden kann. Gemäß Tabelle 2 von (4) beträgt die derart zugesetzte Menge an Alkohol maximal 20 g pro Liter Reaktionsaustrag.Out Document (4) is yet another purpose for using low molecular weight Alcohols in the isobutene polymerization, namely the addition of methanol, ethanol or a mixture of methanol and ethanol for discharge from the polymerization reactor for separation a boron trifluoride-rich alcohol phase which is separated and properly recycled back into the process can be. According to Table 2 of (4) the amount of alcohol so added a maximum of 20 g per liter of reaction.
Die
In keinem der genannten Dokumente des Standes der Technik wird jedoch erwähnt oder auch nur angedeutet, dass mittels Alkoholen oder anderer hydroxylgruppenhaltiger Verbindungen oder mittels carbonylgruppenhaltiger Verbindungen die Klebrigkeit von Formkörpern aus so hergestellten Polymeren verringert werden kann.In However, none of the cited prior art documents will mentioned or even hinted that by means of alcohols or other hydroxyl-containing compounds or by means of carbonyl group-containing Compounds the stickiness of moldings made from so Polymers can be reduced.
Der Ausdruck "C2- bis C20-Alkyl" für R1, R2 und R3 umfasst geradkettige und verzweigte Alkylgruppen. Beispiele für derartige Alkylgruppen sind Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, 2-Butyl, sec.-Butyl, tert.-Butyl, n-Pentyl, 2-Pentyl, 2-Methylbutyl, 3-Methylbutyl, 1,2-Dimethylpropyl, 1,1-Dimethylpropyl, 2,2-Dimethylpropyl, 1-Ethylpropyl, n-Hexyl, 2-Hexyl, 2-Methylpentyl, 3-Methylpentyl, 4-Methylpentyl, 1,2-Dimethylbutyl, 1,3-Dimethylbutyl, 2,3-Dimethylbutyl, 1,1-Dimethyl-butyl, 2,2-Dimethylbutyl, 3,3-Dimethylbutyl, 1,1,2-Trimethylpropyl, 1,2,2-Trimethylpropyl, 1-Ethylbutyl, 2-Ethylbutyl, 1-Ethyl-2-methylpropyl, n-Heptyl, 2-Heptyl, 3-Heptyl, 2-Ethylpentyl, 1-Propylbutyl, n-Octyl, 2-Ethylhexyl, 2-Propylheptyl, n-Nonyl, n-Decyl, n-Dodecyl, n-Tridecyl, iso-Tridecyl, n-Tetradecyl (Myristyl), n-Hexadecyl (Palmityl), n-Octadecyl (Stearyl) und n-Eicosyl. Bevorzugt werden hiervon C2- bis C13-Alkyl, insbesondere C2- bis C10-Alkyl, vor allem C2- bis C6-Alkyl.The term "C 2 to C 20 alkyl" for R 1 , R 2 and R 3 includes straight-chain and branched alkyl groups. Examples of such alkyl groups are ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl, 2-butyl, sec-butyl, tert-butyl, n-pentyl, 2-pentyl, 2-methylbutyl, 3-methylbutyl, 1 , 2-dimethylpropyl, 1,1-dimethylpropyl, 2,2-dimethylpropyl, 1-ethylpropyl, n-hexyl, 2-hexyl, 2-methylpentyl, 3-methylpentyl, 4-methylpentyl, 1,2-dimethylbutyl, 1.3 Dimethylbutyl, 2,3-dimethylbutyl, 1,1-dimethylbutyl, 2,2-dimethylbutyl, 3,3-dimethylbutyl, 1,1,2-trimethylpropyl, 1,2,2-trimethylpropyl, 1-ethylbutyl, 2 Ethyl butyl, 1-ethyl-2-methylpropyl, n-heptyl, 2-heptyl, 3-heptyl, 2-ethylpentyl, 1-propylbutyl, n-octyl, 2-ethylhexyl, 2-propylheptyl, n-nonyl, n-decyl , n-dodecyl, n-tridecyl, iso-tridecyl, n-tetradecyl (myristyl), n-hexadecyl (palmityl), n-octadecyl (stearyl) and n-eicosyl. Of these, preferred are C 2 - to C 13 -alkyl, in particular C 2 - to C 10 -alkyl, especially C 2 - to C 6 -alkyl.
Beispiele für "C2- bis C20-Alkenyl" sind Vinyl, 1-Propenyl, 2-Propenyl, Oleyl, Linolyl und Linolenyl.Examples of "C 2 - to C 20 -alkenyl" are vinyl, 1-propenyl, 2-propenyl, oleyl, linolyl and linolenyl.
Beispiele für "C5- bis C20-Cylcoalkyl" sind C5- bis C7-Cycloalkylgruppen wie Cyclopentyl, Cyclohexyl und Cycloheptyl, welche noch durch Alkylgruppen, beispielsweise Methylreste, substituiert sein können.Examples of "C 5 - to C 20 -cycloalkyl" are C 5 - to C 7 -cycloalkyl groups, such as cyclopentyl, cyclohexyl and cycloheptyl, which may be substituted by alkyl groups, for example methyl radicals.
Der Ausdruck "C6- bis C20-Aryl, -Alkylaryl oder Arylalkyl" umfasst einkernige, zweikernige, dreikernige und höherkernige aromatische Kohlenwasserstoffreste. Die reinen Arylreste können im Falle einer Substitution durch die beispielsweise vorgenannten Alkyl- und/oder Alkenylreste zu Alkylaryl- bzw. Alkenylarylresten noch 1, 2, 3, 4 oder 5, vorzugsweise 1, 2 oder 3 Substituenten tragen. Typische Beispiele sind Phenyl, Tolyl, Xylyl, Mesityl, Naphthyl, Fluorenyl, Anthracenyl, Phenanthrenyl, Naphthacenyl und Styryl. Ein typisches Beispiel für einen Arylalkylrest ist Benzyl. Bevorzugt werden hiervon C6- bis C15-Aryl, -Alkylaryl oder Arylalkyl, vor allem C6- bis C8-Aryl, -Alkylaryl oder Arylalkyl.The term "C 6 to C 20 aryl, alkylaryl or arylalkyl" includes mononuclear, dinuclear, trinuclear and higher nuclear aromatic hydrocarbon radicals. The pure aryl radicals may, in the case of a substitution by the abovementioned alkyl and / or alkenyl radicals to alkylaryl or alkenylaryl radicals, carry 1, 2, 3, 4 or 5, preferably 1, 2 or 3 substituents. Typical examples are phenyl, tolyl, xylyl, mesityl, naphthyl, fluorenyl, anthracenyl, phenanthrenyl, naphthacenyl and styryl. A typical example of an arylalkyl radical is benzyl. Of these, C 6 - to C 15 -aryl, -alkylaryl or arylalkyl, especially C 6 - to C 8 -aryl, -alkylaryl or arylalkyl, are preferred.
Beispiele für C2- bis C4-Alkylengruppen sind 1,1-Ethylen, 1,2-Propylen, 1,3-Propylen, 1,2-Butylen, 1,3-Butylen, 1,4-Butylen und insbesondere 1,2-Ethylen.Examples of C 2 -C 4 -alkylene groups are 1,1-ethylene, 1,2-propylene, 1,3-propylene, 1,2-butylene, 1,3-butylene, 1,4-butylene and in particular 1, 2-ethylene.
Bezeichnet die Variable R1 Wasserstoff und steht n für die Zahl 0, ist die hydroxylgruppenhaltige Verbindung I Wasser.If the variable R 1 is hydrogen and n is the number 0, the hydroxyl-containing Ver binding I water.
Bezeichnet die Variable R1 einen Alkyl-, Alkenyl-, Cycloalkyl- oder Arylalkylrest und steht n für die Zahl 0, ist die hydroxylgruppenhaltige Verbindung I ein Alkohol. Typische Vertreter hierfür sind Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol, 2-Butanol, sec.-Butanol, tert.-Butanol, n-Pentanol, 2-Pentanol, 2-Methylbutanol, 3-Methylbutanol, n-Hexanol, 2-Hexanol, 2-Methylpentanol, 3-Methylpentanol, 4-Methylpentanol, 2,3-Dimethylbutanol, 2,2-Dimethylbutanol, 3,3-Dimethylbutanol, 2-Ethylbutanol, 1-Ethyl-2-methylpropanol, n-Heptanol, n-Octanol, 2-Ethylhexanol, Allylalkohol, Cyclopentanol, Cyclohexanol und Benzylalkohol.If the variable R 1 denotes an alkyl, alkenyl, cycloalkyl or arylalkyl radical and n is the number 0, the hydroxyl-containing compound I is an alcohol. Typical of these are ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, 2-butanol, sec-butanol, tert-butanol, n-pentanol, 2-pentanol, 2-methylbutanol, 3-methylbutanol, n-hexanol, 2-hexanol, 2-methylpentanol, 3-methylpentanol, 4-methylpentanol, 2,3-dimethylbutanol, 2,2-dimethylbutanol, 3,3-dimethylbutanol, 2-ethylbutanol, 1-ethyl-2-methylpropanol, n-heptanol, n-octanol, 2-ethylhexanol, allyl alcohol, cyclopentanol, cyclohexanol and benzyl alcohol.
Bezeichnet die Variable R1 einen Aryl- oder Alkylarylrest und steht n für die Zahl 0, ist die hydroxylgruppenhaltige Verbindung I ein Phenol. Typische Vertreter hierfür sind unsubstituiertes Phenol und o-, m- oder p-Kresol.If the variable R 1 denotes an aryl or alkylaryl radical and n is the number 0, the hydroxyl-containing compound I is a phenol. Typical representatives of these are unsubstituted phenol and o-, m- or p-cresol.
Bezeichnet die Variable R1 Wasserstoff und steht n für eine Zahl von 1 bis 10, ist die hydroxylgruppenhaltige Verbindung I ein Polyalkylenglykol. Vertreter hierfür sind 1,2-Ethylenglykol, 1,2-Propylenglykol, 1,3-Propylenglykol, 1,2-Butylenglykol, 1,3-Butylenglykol, 1,4-Butylenglykol, Diethylenglykol, Dipropylenglykol, Dibutylenglykol, Triethylenglykol, Tripropylenglykol und Tributylenglykol. Die Zahl n steht beim Vorliegen von Polyalkylenglykolen vorzugsweise für 1, 2 oder 3.If the variable R 1 denotes hydrogen and n is a number from 1 to 10, the hydroxyl-containing compound I is a polyalkylene glycol. Representatives thereof are 1,2-ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,2-butylene glycol, 1,3-butylene glycol, 1,4-butylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, dibutylene glycol, triethylene glycol, tripropylene glycol and tributylene glycol , The number n is preferably 1, 2 or 3 in the presence of polyalkylene glycols.
Bezeichnet die Variable R1 einen Alkyl-, Alkenyl-, Cycloalkyl- oder Arylalkylrest und steht n für eine Zahl von 1 bis 10, ist die hydroxylgruppenhaltige Verbindung I ein aliphatischer Ether oder ein alkoxylierter Alkohol. Typische Vertreter hierfür sind Diethylether, n-Propylethylether, iso-Propylethylether, Di-n-propylether, Di-iso-propylether, Ethoxyethylethanol, Ethoxyethylpropanol und Ethoxyethylbutanol. Die Zahl n steht beim Vorliegen von aliphatischen Ethern definitionsgemäß für 1 und von alkoxylierten Alkoholen vorzugsweise für 2 oder 3.If the variable R 1 denotes an alkyl, alkenyl, cycloalkyl or arylalkyl radical and n is a number from 1 to 10, the hydroxyl-containing compound I is an aliphatic ether or an alkoxylated alcohol. Typical of these are diethyl ether, n-propyl ethyl ether, iso-propyl ethyl ether, di-n-propyl ether, di-iso-propyl ether, ethoxyethyl ethanol, ethoxyethyl propanol and ethoxyethyl butanol. By definition, the number n is 1 in the presence of aliphatic ethers and preferably 2 or 3 in the case of alkoxylated alcohols.
Bezeichnet die Variable R1 einen Aryl- oder Alkylarylrest und steht n für eine Zahl von 1 bis 10, ist die hydroxylgruppenhaltige Verbindung I ein aromatischer Ether oder ein alkoxyliertes Phenol. Typische Vertreter hierfür sind Phenylethylether und Phenoxyethylethanol. Die Zahl n steht beim Vorliegen von aromatischen Ethern definitionsgemäß für 1 und von alkoxylierten Phenolen vorzugsweise für 2 oder 3.If the variable R 1 denotes an aryl or alkylaryl radical and n is a number from 1 to 10, the hydroxyl-containing compound I is an aromatic ether or an alkoxylated phenol. Typical representatives are phenylethyl ether and phenoxyethylethanol. By definition, the number n is 1 in the presence of aromatic ethers and preferably 2 or 3 in the case of alkoxylated phenols.
Bezeichnet die Variable R2 Wasserstoff und steht X für Sauerstoff oder Schwefel, ist die carbonylgruppenhaltige Verbindung II ein Ameisensäureester bzw. ein Ameisensäurethioester. Typische Vertreter hierfür sind Methylformiat, Ethylformiat, n-Propylformiat, iso-Propylformiat, n-Butylformiat, Allylformiat, Cyclohexylformiat und Phenylformiat.If the variable R 2 is hydrogen and X is oxygen or sulfur, the carbonyl-containing compound II is a formic ester or an ester thioester. Typical examples of these are methyl formate, ethyl formate, n-propyl formate, isopropyl formate, n-butyl formate, allyl formate, cyclohexyl formate and phenyl formate.
Bezeichnet die Variable R2 einen Alkyl-, Alkenyl-, Cycloalkyl-, Aryl-, Alkylaryl- oder Arylalkylrest und steht X für Sauerstoff oder Schwefel, ist die carbonylgruppenhaltige Verbindung II ein Carbonsäureester bzw. Carbonsäurethioester. Typische Vertreter hierfür sind Methylacetat, Methylpropionat, Methylbutyrat, Ethylacetat, Ethylpropionat, Ethylbutyrat, n-Propylacetat, iso-Propylacetat, n-Butylacetat, Allylacetat, Cyclohexylacetat, Phenylacetat, Methylbenzoat, Ethylbenzoat, n-Propylbenzoat, iso-Propylbenzoat und n-Butylbenzoat.If the variable R 2 denotes an alkyl, alkenyl, cycloalkyl, aryl, alkylaryl or arylalkyl radical and X is oxygen or sulfur, the carbonyl-containing compound II is a carboxylic acid ester or carboxylic acid thioester. Typical of these are methyl acetate, methyl propionate, methyl butyrate, ethyl acetate, ethyl propionate, ethyl butyrate, n-propyl acetate, iso-propyl acetate, n-butyl acetate, allyl acetate, cyclohexyl acetate, phenyl acetate, methyl benzoate, ethyl benzoate, n-propyl benzoate, iso-propyl benzoate and n-butyl benzoate.
Bezeichnet die Variable R2 einen Alkyl-, Alkenyl-, Cycloalkyl-, Aryl-, Alkylaryl- oder Arylalkylrest und steht X für eine chemische Bindung, ist die carbonylgruppenhaltige Verbindung II ein Keton. Typische Vertreter hierfür sind Aceton, Butanon (Methylethylketon), Diethylketon und Acetophenon.When the variable R 2 is an alkyl, alkenyl, cycloalkyl, aryl, alkylaryl or arylalkyl radical and X is a chemical bond, the carbonyl group-containing compound II is a ketone. Typical of these are acetone, butanone (methyl ethyl ketone), diethyl ketone and acetophenone.
In einer bevorzugten Ausführungsform führt man das erfindungsgemäße Verfahren derart durch, dass man als polare Lösungsmittel hydroxylgruppenhaltige Verbindungen I einsetzt, in denen die Variable R1 einen C2- bis C6-Alkylrest bezeichnet und n für die Zahl 0 steht. Ganz besonders bevorzugt wird hierbei die hydroxylgruppenhaltige Verbindung Isopropanol.In a preferred embodiment, the process according to the invention is carried out in such a way that hydroxyl-containing compounds I are used as the polar solvent, in which the variable R 1 denotes a C 2 - to C 6 -alkyl radical and n is the number 0. Very particular preference is given to the hydroxyl-containing compound isopropanol.
Man kann als polare Lösungsmittel einzelne Vertreter aus den genannten Verbindungsgruppen I und II einsetzen. Man kann aber auch Gemische aus zwei oder mehreren derartigen polaren Lösungsmitteln einsetzen, wobei Vertreter der Verbindungs gruppen I untereinander oder Vertreter der Verbindungsgruppen II untereinander oder Vertreter der Verbindungsgruppen I mit Vertretern der Verbindungsgruppen II gemischt werden können.you can be used as a polar solvent individual representatives from the use connection groups I and II. But you can also Mixtures of two or more such polar solvents use, with representatives of the connection groups I among themselves or representatives of Liaison Groups II with each other or with representatives of compound groups I with representatives of compound groups II can be mixed.
Es ist wesentlich, dass genannten polaren Lösungsmittel oder deren Gemische keine nichtflüchtigen Inhaltsstoffe enthalten, weil diese die gewünschte gegebenenfalls reversible Steuerung des Klebrigkeitsverhaltens beeinträchtigen könnten. Solche nichtflüchtigen Inhaltsstoffe sind entweder Salze, d. h. Verbindungen mit überwiegend ionischem Charakter, beispielsweise Alkalimetall-, Erdalkalimetall- oder Schwermetallsalze, oder polymere Verbindungen. Solche salzartigen und polymeren Verbindungen weisen praktisch keinen Dampfdruck auf und blieben somit zeitlich unbegrenzt auf der Oberfläche der Polymer-Formkörper haften.It is essential that said polar solvents or mixtures thereof do not contain non-volatile ingredients because they could interfere with the desired, optionally reversible, control of tackiness. Such non-volatile ingredients are either salts, ie compounds having predominantly ionic character, for example alkali metal, alkaline earth metal or heavy metal salts, or polymeric compounds. Such salt-like and polymeric compounds have virtually no vapor pressure and thus remain indefinitely adhere to the surface of the polymer moldings.
Als Formkörper im Sinne der vorliegenden Erfindung sollen insbesondere als Werkstoffe geeignete Körper mit geometrisch exakt definierbaren Maßen wie Stränge, Rohre, Bänder oder insbesondere Folien verstanden werden, welche beispielsweise als Konstruktionselemente oder Verpackungsmaterialien dienen können. Weiterhin sollen als Formkörper im Sinne der vorliegenden Erfindung für den Transport und die Weiterverarbeitung entsprechend konfektionierte Polymer-Formkörper in geeigneter Stückelung, beispielsweise Tabletten, Kompaktate und insbesondere Pellets und ungleichmäßig strukturierte Partikel (Granulate), verstanden werden. Die Herstellungweisen der genannten Formkörper aus den zugrundeliegenden Polymeren sind dem Fachmann bekannt, so können beispielsweise Filme aus Polyolefinen, z. B. aus Polyisobutenen, durch Erwärmen des ausgefällten Polymerpulvers oder des Polymergranulates auf Temperaturen im Bereich des Erweichungspunktes der Polymeren erzeugt werden.When Shaped bodies in the sense of the present invention are intended in particular Materials suitable as materials with geometrically exactly definable Measures like strands, pipes, bands or In particular, films are understood which, for example, as Design elements or packaging materials can serve. Furthermore, as a shaped body in the sense of the present Invention for transport and further processing appropriately formulated polymer moldings in a suitable Denomination, for example, tablets, compacts and in particular Pellets and irregularly structured particles (Granules) to be understood. The ways of producing said Moldings of the underlying polymers are the Skilled in the art, for example films made of polyolefins, z. B. from polyisobutenes, by heating the precipitated Polymer powder or polymer granules to temperatures in the range the softening point of the polymers are produced.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst das Inkontaktbringen der Oberfläche der Polymer-Formkörper mit den genannten polaren Lösungsmitteln und Haftenlassen eines wesentlichen Teiles dieser Lösungsmittel auf dieser Oberfläche. Unter dem Inkontaktbringen ist im wesentlichen ein Benetzen mit den polaren Lösungsmittel, welche im Überschuß eingesetzt werden können, zu verstehen. Dieser Arbeitsschritt erfolgt vorzugsweise durch Bestreichen, beispielsweise mittels eines Pinsels oder einer Rakel, durch Tränken, beispielsweise in einem geeignetem Badgefäß, oder durch Besprühen, beispielsweise mittels einer oder mehreren Sprühdüsen. Überschüssiges polares Lösungsmittel lässt man ablaufen, abtropfen und/oder bei milden Bedingungen, beispielsweise bei Raumtemperatur und Normaldruck, verdunsten, so dass gewährleistet ist, dass ein Film des polaren Lösungsmittels auf der Oberfläche der Polymer-Formkörper für die Zeit des Durchlaufens der durch das Klebrigkeitsverhalten gestörten Prozeß- oder Verarbeitungsschritte haften bleibt und die gewünschte verringerte Klebrigkeit bewirkt.The The method according to the invention comprises contacting the surface of the polymer molding with the mentioned polar solvents and adhering a essential part of these solvents on this surface. Under the contacting is essentially a wetting with the polar solvent used in excess can be understood. This step is done preferably by brushing, for example by means of a brush or a squeegee, by watering, for example, in one suitable bathing vessel, or by spraying, for example by means of one or more spray nozzles. excess Polar solvent is allowed to drain, drain and / or in mild conditions, for example at room temperature and normal pressure, evaporate, so that is guaranteed that a film of the polar solvent on the surface the polymer molding for the time of running the process of stickiness due to stickiness or processing steps sticks and the desired reduced stickiness causes.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann reversibel gestaltet werden, d. h. es ermöglicht die Wiedereinstellung des ursprünglichen Klebrigkeitsverhaltens nach Durchlaufen der durch das Klebrigkeitsverhalten gestörten Prozeß- oder Verarbeitungsschritte. Hierzu muß der auf der Oberfläche der Polymer-Formkörper haftende Film der polaren Lösungsmittel wieder entfernt werden, was normalerweise durch Wärmezufuhr oder Waschprozesse mit unpolaren Lösungsmittel wie aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffen, z. B. Butan, Pentan, Hexan, Heptan, Octan, Isooctan, Cyclopentan, Cyclohexan, Benzol, Toluol oder Xylolen, erfolgen kann.The inventive method can be designed reversible be, d. H. It allows the reinstatement of the original Stickiness behavior after passing through the sticky behavior disturbed process or processing steps. For this purpose, the must on the surface of the polymer molding adhesive film of the polar solvent removed again which is usually due to heat input or washing processes with nonpolar solvents such as aliphatic, cycloaliphatic or aromatic hydrocarbons, e.g. Butane, pentane, hexane, Heptane, octane, isooctane, cyclopentane, cyclohexane, benzene, toluene or Xylenes, can be done.
Das erfindungsgemäße Verfahren findet im Prinzip Anwendung bei jeglichen Polymer-Formkörpern, die klebrig sind. Insbesondere kommt eine Anwendung bei Formkörpern aus Polymeren, deren Polymerhauptketten Verzweigungen aufweisen, vor allem aus verzweigten Polyolefinen wie Isobutenhomo- oder -copolymeren, Polypropylen oder Polystyrol, in Betracht. Man kann es jedoch auch auf Formkörper beispielsweise aus Polyethylen oder Polyoxymethylen anwenden, wenn diese herstellungsbedingt Klebrigkeitseigenschaften aufweisen. Die genannten Polymere können vernetzt sein, sie sind vorzugsweise jedoch nicht vernetzt.The inventive method is used in principle for any polymer moldings that are sticky. Especially is an application in moldings of polymers whose Polymer main branches have branching, mainly branched Polyolefins such as isobutene homo- or copolymers, polypropylene or Polystyrene, into consideration. But you can also do it on moldings For example, apply polyethylene or polyoxymethylene, if these have adhesive properties due to their production. The mentioned polymers can be crosslinked, they are preferably but not networked.
In einer bevorzugten Ausführungsform wendet man das erfindungsgemäße Verfahren auf Formkörper aus Polymeren, deren Polymerhauptketten Verzweigungen in Form von Hydrocarbyl-Seitenketten aufweisen, insbesondere verzweigten Polyolefinen, mit einem Verzweigungsgrad von im Mittel 0,1 bis 1,5, insbesondere 0,3 bis 1,2, vor allem 0,5 bis 1,0 Hydrocarbyl-Seitenketten pro Kohlenstoffatom in der Polymerhauptkette an. Als Hydrocarbyl-Seitenketten kommen hauptsächlich kurzkettige Alkylreste wie Methyl, Ethyl, n-Propyl oder n-Butyl sowie Arylreste wie Phenyl, Tolyl oder Xylyl in Betracht. Derartige Hydrocarbyl-Seitenketten weisen in der Regel 1 bis 12, vorzugsweise 1 bis 6 Kohlenstoffatome auf. Beispielsweise hat ein Polyisobuten-homopolymer einen Verzweigungsgrad von 1,0, da jedes zweite Kohlenstoffatom in der Polymerhauptkette zwei Methylgruppen trägt, wobei für diese Berechnung die Kohlenstoffatome an den Enden der Polymerhauptkette vernachlässigt werden sollen.In In a preferred embodiment, the invention is used Process on shaped bodies of polymers whose main polymer chains Have branching in the form of hydrocarbyl side chains, in particular branched polyolefins, with a degree of branching on average 0.1 to 1.5, especially 0.3 to 1.2, especially 0.5 to 1.0 hydrocarbyl side chains per carbon atom in the polymer main chain. As hydrocarbyl side chains are mainly short-chain alkyl radicals such as methyl, Ethyl, n-propyl or n-butyl and aryl radicals such as phenyl, tolyl or Xylyl into consideration. Such hydrocarbyl side chains have in the Rule 1 to 12, preferably 1 to 6 carbon atoms. For example a polyisobutene homopolymer has a degree of branching of 1.0, since every other carbon atom in the polymer backbone has two methyl groups carries, for which calculation the carbon atoms neglected at the ends of the polymer backbone should.
Insbesondere ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Verringerung der Klebrigkeit zur Anwendung auf Formkörper aus Isobutenhomo- oder -copolymeren mit einem gewichtsgemittelten Molekulargewicht Mw von 10.000 bis 10.000.000, vorzugsweise von 25.000 bis 5.000.000, insbesondere von 75.000 bis 4.000.000 und vor allem von 150.000 bis 3.000.000, geeignet. Typische Isobutenhomopolymere haben ein gewichtsgemittelten Molekulargewicht Mw von 200.000 oder 2.600.000.In particular, the tack reducing method of the present invention is applicable to molded articles of isobutene homo- or copolymers having a weight-average molecular weight M w of 10,000 to 10,000,000, preferably 25,000 to 5,000,000, more preferably 75,000 to 4,000,000, and above all from 150,000 to 3,000,000, suitable. Typical isobutene homopolymers have a weight average molecular weight M w of 200,000 or 2,600,000.
Unter Isobutenhomopolymeren versteht man im Rahmen der vorliegenden Erfindung solche Polymere, die bezogen auf das Polymer zu wenigstens 98 Mol-%, vorzugsweise zu wenigstens 99 Mol-% aus Isobuten aufgebaut sind. Dementsprechend versteht man unter Isobutencopolymeren solche Polymere, die mehr als 2 Mol-% Monomere einpolymerisiert enthalten, die von Isobuten verschieden sind.Isobutene homopolymers are understood in the context of the present invention to be such polymers which are based on the polymer at least 98 mol%, preferably at least 99 mol% of isobutene. Accordingly, isobutene copolymers are understood to mean those polymers which contain more than 2 mol% of monomers in copolymerized form, which are different from isobutene.
Im Falle von Isobutencopolymeren sind bevorzugte Comonomere Styrol, Styrolderivate wie insbesondere α-Methylstyrol und 4-Methylstyrol, Styrol- und Styrolderivate-haltige Monomerengemische, Alkadiene wie Butadien und Isopren sowie Gemische davon.in the Case of isobutene copolymers are preferred comonomers styrene, Styrene derivatives, in particular α-methylstyrene and 4-methylstyrene, Styrene and styrene derivatives-containing monomer mixtures, alkadienes such as butadiene and isoprene, as well as mixtures thereof.
Für den Einsatz von Isobuten oder einem Isobuten-haltigen Monomerengemisch als zu polymerisierendem Monomer eignet sich als Isobuten-Quelle sowohl Isobuten selbst als auch Isobuten-haltige C4-Kohlenwasserstoffströme, beispielsweise C4-Raffinate, C4-Schnitte aus der Isobutan-Dehydrierung, C4-Schnitte aus Steamcrackern und aus FCC-Crackern (fluid catalytic cracking), sofern sie weitgehend von darin enthaltenem 1,3-Butadien befreit sind. Geeignete C4-Kohlenwasserstoffströme enthalten in der Regel weniger als 500 ppm, vorzugsweise weniger als 200 ppm, Butadien. Die Anwesenheit von 1-Buten sowie von cis- und trans-2-Buten ist – bei gezielter Reaktionsführung – bei der Herstellung von Isobutenhomopolymeren weitgehend unkritisch. Typischerweise liegt die Isobutenkonzentration in den C4-Kohlenwasserstoffströmen im Bereich von 40 bis 60 Gew.-%. Das Isobuten-haltige Monomerengemisch kann geringe Mengen an Kontaminanten wie Wasser, Carbonsäuren oder Mineralsäuren enthalten, ohne dass es zu kritischen Ausbeute- oder Selektivitätseinbußen kommt. Es ist zweckdienlich, eine Anreicherung dieser Verunreinigungen zu vermeiden, indem man solche Schadstoffe beispielsweise durch Adsorption an feste Adsorbentien wie Aktivkohle, Molekularsiebe oder Ionenaustauscher, aus dem Isobuten-haltigen Monomerengemisch entfernt.For the use of isobutene or an isobutene-containing monomer mixture as the monomer to be polymerized isobutene source is both isobutene itself and also isobutene-containing C 4 hydrocarbon streams, for example C 4 raffinates, C 4 cuts from the isobutane dehydrogenation, C 4 cuts from steam crackers and FCC crackers (fluid catalytic cracking), provided that they are largely exempt from 1,3-butadiene contained therein. Suitable C 4 hydrocarbon streams generally contain less than 500 ppm, preferably less than 200 ppm, butadiene. The presence of 1-butene and of cis- and trans-2-butene is largely uncritical in the preparation of isobutene homopolymers - with controlled reaction. Typically, the isobutene concentration in the C 4 hydrocarbon streams is in the range of 40 to 60 weight percent. The isobutene-containing monomer mixture may contain small amounts of contaminants such as water, carboxylic acids or mineral acids, without resulting in critical yield or selectivity losses. It is expedient to avoid an accumulation of these impurities by removing such pollutants from the isobutene-containing monomer mixture, for example by adsorption on solid adsorbents such as activated carbon, molecular sieves or ion exchangers.
Es können Monomermischungen von Isobuten beziehungsweise des Isobuten-haltigen Kohlenwasserstoffgemischs mit olefinisch ungesättigten Monomeren, welche mit Isobuten copolymerisierbar sind, umgesetzt werden. Sofern Monomermischungen des Isobutens mit geeigneten Comonomeren copolymerisiert werden soll, enthält die Monomermischung vorzugsweise wenigstens 5 Gew.-%, besonders bevorzugt wenigstens 10 Gew.-% und insbesondere wenigstens 20 Gew.-% Isobuten, und vorzugsweise höchstens 95 Gew.-%, besonders bevorzugt höchstens 90 Gew.-% und insbesondere höchstens 80 Gew.-% Comonomere.It can monomer mixtures of isobutene or the Isobutene-containing hydrocarbon mixture with olefinically unsaturated Monomers which are copolymerizable with isobutene reacted become. If monomer mixtures of isobutene with suitable comonomers is to be copolymerized, contains the monomer mixture preferably at least 5% by weight, more preferably at least 10 Wt .-% and in particular at least 20 wt .-% isobutene, and preferably at most 95% by weight, more preferably at most 90 wt .-% and in particular at most 80 wt .-% comonomers.
Als copolymerisierbare Monomere für das Isobuten kommen insbesondere in Betracht Vinylaromaten wie Styrol und α-Methylstyrol, C1-C4-Alkylstyrole wie 2-, 3- und 4-Methylstyrol sowie 4-tert.-Butylstyrol, Alkadiene wie Butadien und Isopren sowie Isoolefine mit 5 bis 10 C-Atomen wie 2-Methylbuten-1, 2-Methylpenten-1, 2-Methylhexen-1, 2-Ethylpenten-1, 2-Ethylhexen-1 und 2-Propylhepten-1. Als Comonomere kommen weiterhin Olefine in Betracht, die eine Silylgruppe aufweisen, wie 1-Trimethoxysilyl-ethen, 1-(Trimethoxysilyl)propen, 1-(Trimethoxysilyl)-2-methylpropen-2, 1-[Tri(methoxy ethoxy)silyl]ethen, 1-[Tri(methoxyethoxy)silyl]propen, und 1-[Tri(meth-oxyethoxy)silyl]-2-methylpropen-2, sowie Vinylether wie tert.-Butylvinylether.Suitable copolymerizable monomers for isobutene are, in particular, vinylaromatics such as styrene and α-methylstyrene, C 1 -C 4 -alkylstyrenes such as 2-, 3- and 4-methylstyrene and 4-tert-butylstyrene, alkadienes such as butadiene and isoprene and also isoolefins with 5 to 10 carbon atoms, such as 2-methylbutene-1, 2-methylpentene-1, 2-methylhexene-1, 2-ethylpentene-1, 2-ethylhexene-1 and 2-propylheptene-1. Suitable comonomers are furthermore olefins which have a silyl group, such as 1-trimethoxysilyl ethene, 1- (trimethoxysilyl) propene, 1- (trimethoxysilyl) -2-methylpropene-2, 1- [tri (methoxyethoxy) silyl] ethene , 1- [tri (methoxyethoxy) silyl] propene, and 1- [tri (methoxyethoxy) silyl] -2-methylpropene-2, as well as vinyl ethers such as tert-butyl vinyl ether.
Sollen Isobutencopolymere hergestellt werden, so kann das Verfahren so ausgestaltet werden, dass bevorzugt statistische Polymere oder bevorzugt Blockcoplymere entstehen. Zur Herstellung von Blockcopolymeren kann man beispielsweise die verschiedenen Monomere nacheinander der Polymerisationsreaktion zuführen, wobei die Zugabe des zweiten Comonomers insbesondere erst dann erfolgt, wenn das erste Comonomer zumindest teilweise schon polymerisiert ist. Auf diese Weise sind sowohl Diblock-, Triblock- als auch höhere Blockcopolymere zugänglich, die je nach Reihenfolge der Monomerzugabe einen Block des einen oder anderen Comonomers als terminalen Block aufweisen. Blockcopolymere entstehen in einigen Fällen aber auch dann, wenn alle Comonomere zwar gleichzeitig der Polymerisationsreaktion zugeführt werden, eines davon aber signifikant schneller polymerisiert als das oder die anderen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn Isobuten und eine vinylaromatische Verbindung, insbesondere Styrol, im erfindungsgemäßen Verfahren copolymerisiert werden. Dabei entstehen vorzugsweise Blockcopolymere mit einem terminalen Polyisobutenblock. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die vinylaromatische Verbindung, speziell Styrol, signifikant schneller polymerisiert als Isobuten.Should Isobutene copolymers are prepared, the process can be so be configured that preferably random polymers or preferred Block copolymers are formed. For the preparation of block copolymers can For example, the different monomers in succession to the polymerization reaction feeding, with the addition of the second comonomer in particular takes place only when the first comonomer at least partially already polymerized. In this way, both diblock, triblock as well as higher block copolymers accessible depending on the order of monomer addition a block of one or the other Comonomers have as a terminal block. Block copolymers arise in some cases, even if all comonomers Although simultaneously fed to the polymerization reaction but one polymerizes significantly faster than that or the others. This is especially the case when isobutene and a vinyl aromatic compound, especially styrene, in the invention Process be copolymerized. In this case, preferably block copolymers are formed with a terminal polyisobutene block. This is due to, that the vinyl aromatic compound, especially styrene, significantly polymerized faster than isobutene.
Die Polymerisation kann sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich erfolgen. Kontinuierliche Verfahren können in Analogie zu bekannten Verfahren des Standes der Technik zur kontinuierlichen Polymerisation von Isobuten in Gegenwart von Lewissäure-Katalysatoren in flüssiger Phase durchgeführt werden.The Polymerization can be both continuous and batch respectively. Continuous processes can be analogously to known methods of the prior art for continuous Polymerization of isobutene in the presence of Lewis acid catalysts be carried out in the liquid phase.
Als Polymersationskatalysatoren für Isobuten oder Isobuten-haltige Monomerengemische werden heterogene oder insbesondere homogene Katalysatoren aus der Klasse der Lewis-Säuren eingesetzt. Lewis-Säuren sind an ihrem Zentralatom elektronendefiziente Verbindungen und leiten daraus ihre katalytische Aktivität her. Insbesondere handelt es sich bei diesen Lewis-Säuren um Verbindungen von Elementen der 3. Hauptgruppe des Periodensystems, also von Bor, Aluminum, Indium, Gallium und Thallium. Jedoch können auch Halogenide, insbesondere Chloride, des Zinns, des Titans, des Antimons oder des Eisens eingesetzt werden. Derartige Lewis-Säuren werden oft auch als Friedel-Crafts-Katalysatoren bezeichnet.As polymerization catalysts for isobutene or isobutene-containing monomer mixtures, heterogeneous or, in particular, homogeneous catalysts from the class of Lewis acids are used. Lewis acids are electron-deficient compounds at their central atom and derive their catalytic activity from them. In particular, these Lewis acids are compounds of elements of the 3rd main group of the Periodic Table, that is, boron, aluminum, indium, gallium and thallium. However, you can It is also possible to use halides, in particular chlorides, of tin, of titanium, of antimony or of iron. Such Lewis acids are often referred to as Friedel-Crafts catalysts.
Besonders bevorzugt als Polymerisationskatalysatoren werden Bor- und Aluminium-Verbindungen, insbesondere Bor- und Aluminiumhalogenide, beispielsweise wasserfreies Aluminiumchlorid, Bortrichlorid, Bortrifluorid, Bortribromid, Bortrijodid und insbesondere Bortrihalogenid-Komplexe mit Aktivatoren wie Bortrifluorid-Etherate, z. B. Bortrifluorid-Diethyletherat, oder Bortrifluorid-Alkohol-Komplexe. Verwendet man Borhalogenide, insbesondere Bortrifluorid, ist die Verwendung der zusätzlichen Aktivatoren in den genannten Komplexen empfehlenswert. Ein besonders bevorzugter Akti vator für Bortrifluorid ist hierbei ein Alkohol, insbesondere ein C1- bis C4-Alkanol, z. B. Methanol, Ethanol, Isopropanol, Isobutanol oder sec.-Butanol.Boron and aluminum compounds, in particular boron and aluminum halides, for example anhydrous aluminum chloride, boron trichloride, boron trifluoride, boron tribromide, boron triiodide and in particular boron trihalide complexes with activators such as boron trifluoride etherates, eg. As boron trifluoride diethyl etherate, or boron trifluoride-alcohol complexes. If boron halides, in particular boron trifluoride, are used, it is advisable to use the additional activators in the complexes mentioned. A particularly preferred Akti vator for boron trifluoride is in this case an alcohol, in particular a C 1 - to C 4 -alkanol, z. As methanol, ethanol, isopropanol, isobutanol or sec-butanol.
Neben
den genannten heterogenen und homogenen Katalysatoren aus der Klasse
der Lewis-Säuren eignen sich als Polymerisationskatalysatoren
für Isobuten oder Isobutenhaltige Monomerengemische weiterhin
ionische Flüssigkeiten, wie sie beispielsweise in der
- • Imidazoliumsalze, die eine positive Ladung im Imidazolring tragen, welche durch ein geeignetes Anion kompensiert wird, und an den Imidazolring-Stickstoffatomen und/oder den Imidazolring-Kohlenstoffatomen durch Alkyl-, substituierte Alkyl-, Cycloalkyl-, substituierte Cycloalkyl-, Heteroalkyl-, Heterocycloalkyl-, substituierte Heterocycloalkyl-, Aryl-, substituierte Aryl-, Heteroaryl-, substituierte Heteroaryl-, Alkoxy-, Aryloxy-, Acyl-, Silyl-, Boryl-, Phosphino-, Amino-, Thio- und/oder Seleno-Gruppen substituiert sein können, wobei als derartige Substituenten C1- bis C4-Alkylgruppen wie Methyl, Ethyl, Propyl oder Butyl bevorzugt werden und wobei vorzugsweise zumindest die beiden Imidazolring-Stickstoffatome solche C1- bis C4-Alkylgruppen tragen; typische Vertreter hierfür sind 1-Ethyl-3-methylimidazolium-salze;
- • Verbrückte Imidazoliumsalze aus zwei Imidazoliumringen und einer gegebenenfalls substituierten Kohlenwasserstoffbrücke zwischen entsprechenden Imidazolring-Stickstoffatomen, die eine positive Ladung im jedem Imidazolring tragen, welche durch geeignete Anionen kompensiert wird, und an den Imidazolring-Stickstoffatomen und/oder den Imidazolring-Kohlenstoffatomen jeweils durch Alkyl-, substituierte Alkyl-, Cycloalkyl-, substituierte Cycloalkyl-, Heteroalkyl-, Heterocycloalkyl-, substituierte Heterocycloalkyl-, Aryl-, substituierte Aryl-, Heteroaryl-, substituierte Heteroaryl-, Alkoxy-, Aryloxy-, Acyl-, Silyl-, Boryl-, Phosphino-, Amino-, Thio- und/oder Seleno-Gruppen substituiert sein können, wobei als derartige Substituenten C1- bis C4-Alkylgruppen wie Methyl, Ethyl, Propyl oder Butyl bevorzugt werden und wobei vorzugsweise zumindest jeweils die unverbrückten Imidazolring-Stickstoffatome solche C1- bis C4-Alkylgruppen tragen; typische Vertreter hierfür sind 1,4-Bis-(3-Methylimidazolium)butan-Salze;
- • Pyridinumsalze, die eine positive Ladung im Pyridinring tragen, welche durch ein geeignetes Anion kompensiert wird, und am Pyridinring-Stickstoffatom und/oder den Pyridinring-Kohlenstoffatomen durch Alkyl-, substituierte Alkyl-, Cycloalkyl-, substituierte Cycloalkyl-, Heteroalkyl-, Heterocycloalkyl-, substituierte Heterocycloalkyl-, Aryl-, substituierte Aryl-, Heteroaryl-, substituierte Heteroaryl-, Alkoxy-, Aryloxy-, Acyl-, Silyl-, Boryl-, Phosphino-, Amino-, Thio- und/oder Seleno-Gruppen substituiert sein können, wobei als derartige Substituenten C1- bis C4-Alkylgruppen wie Methyl, Ethyl, Propyl oder Butyl bevorzugt werden und wobei vorzugsweise zumindest das Pyridinring-Stickstoffatom eine solche C1- bis C4-Alkylgruppe trägt; typische Vertreter hierfür sind 1-Ethyl-3-methylpyridiniumsalze;
- • Pyrazoliumsalze, die eine positive Ladung im Pyrazolring tragen, welche durch ein geeignetes Anion kompensiert wird, und an den Pyrazolring-Stickstoffatomen und/oder den Pyrazolring-Kohlenstoffatomen durch Alkyl-, substituierte Alkyl-, Cycloalkyl-, substituierte Cycloalkyl-, Heteroalkyl-, Heterocycloalkyl-, substituierte Heterocycloalkyl-, Aryl-, substituierte Aryl-, Heteroaryl-, substituierte Heteroaryl-, Alkoxy-, Aryloxy-, Acyl-, Silyl-, Boryl-, Phosphino-, Amino-, Thio- und/oder Seleno-Gruppen substituiert sein können, wobei als derartige Substituenten C1- bis C4-Alkylgruppen wie Methyl, Ethyl, Propyl oder Butyl bevorzugt werden und wobei vorzugsweise zumindest die beiden Pyrazolring-Stickstoffatome solche C1- bis C4-Alkylgruppen tragen; typische Vertreter hierfür sind 1,2,4-Trimethylpyrazoliumsalze und 1,2,4-Triethylpyrazoliumsalze;
- • Ammoniumsalze, die eine positive Ladung tragen, welche durch ein geeignetes Anion kompensiert wird, und am Ammonium-Stickstoffatom durch Alkyl-, substituierte Alkyl-, Cycloalkyl-, substituierte Cycloalkyl-, Heteroalkyl-, Heterocycloalkyl-, substituierte Heterocycloalkyl-, Aryl-, substituierte Aryl-, Heteroaryl-, substituierte Heteroaryl-, Alkoxy-, Aryloxy-, Acyl-, Silyl-, Boryl-, Phosphino-, Amino-, Thio- und/oder Seleno-Gruppen substituiert sein können, wobei als derartige Substituenten C1- bis C20-Alkylgruppen, insbesondere C1- bis C4-Alkylgruppen wie Methyl, Ethyl, Propyl oder Butyl, bevorzugt werden und wobei vorzugsweise das Ammonium-Stickstoffatom drei oder vier derartiger C1- bis C20-Alkylgruppen trägt; typische Vertreter hierfür sind Tetrabutylammoniumsalze.
- Imidazolium salts carrying a positive charge in the imidazole ring which is compensated by a suitable anion and at the imidazole ring nitrogen atoms and / or the imidazole ring carbon atoms by alkyl, substituted alkyl, cycloalkyl, substituted cycloalkyl, heteroalkyl, Heterocycloalkyl, substituted heterocycloalkyl, aryl, substituted aryl, heteroaryl, substituted heteroaryl, alkoxy, aryloxy, acyl, silyl, boryl, phosphino, amino, thio and / or seleno groups C 1 to C 4 alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl or butyl are preferred as such substituents and wherein preferably at least the two imidazole ring nitrogen atoms carry such C 1 to C 4 alkyl groups; typical representatives are 1-ethyl-3-methylimidazolium salts;
- Bridged imidazolium salts of two imidazolium rings and an optionally substituted hydrocarbon bridge between corresponding imidazole ring nitrogen atoms which carry a positive charge in each imidazole ring which is compensated by suitable anions and at the imidazole ring nitrogen atoms and / or the imidazole ring carbon atoms by alkyl , substituted alkyl, cycloalkyl, substituted cycloalkyl, heteroalkyl, heterocycloalkyl, substituted heterocycloalkyl, aryl, substituted aryl, heteroaryl, substituted heteroaryl, alkoxy, aryloxy, acyl, silyl, boryl , Phosphino, amino, thio and / or seleno groups, preference being given to such substituents C 1 - to C 4 -alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl or butyl and wherein preferably at least in each case the unbridged imidazole ring Nitrogen atoms carry such C 1 to C 4 alkyl groups; typical representatives thereof are 1,4-bis (3-methylimidazolium) butane salts;
- Pyridinium salts carrying a positive charge in the pyridine ring which is compensated by a suitable anion and at the pyridine ring nitrogen atom and / or the pyridine ring carbon atoms by alkyl, substituted alkyl, cycloalkyl, substituted cycloalkyl, heteroalkyl, heterocycloalkyl , substituted heterocycloalkyl, aryl, substituted aryl, heteroaryl, substituted heteroaryl, alkoxy, aryloxy, acyl, silyl, boryl, phosphino, amino, thio and / or seleno groups substituted C 1 to C 4 alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl or butyl are preferred as such substituents, and preferably at least the pyridine ring nitrogen carries such a C 1 to C 4 alkyl group; typical representatives thereof are 1-ethyl-3-methylpyridinium salts;
- Pyrazolium salts carrying a positive charge in the pyrazole ring which is compensated by a suitable anion, and at the pyrazole ring nitrogen atoms and / or the pyrazole ring carbon atoms by alkyl, substituted alkyl, cycloalkyl, substituted cycloalkyl, heteroalkyl, Heterocycloalkyl, substituted heterocycloalkyl, aryl, substituted aryl, heteroaryl, substituted heteroaryl, alkoxy, aryloxy, acyl, silyl, boryl, phosphino, amino, thio and / or seleno groups C 1 to C 4 alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl or butyl are preferred as such substituents and wherein preferably at least the two pyrazole ring nitrogen atoms carry such C 1 to C 4 alkyl groups; typical representatives thereof are 1,2,4-trimethylpyrazolium salts and 1,2,4-triethylpyrazolium salts;
- Ammonium salts carrying a positive charge which is compensated by a suitable anion and at the ammonium nitrogen atom by alkyl, substituted alkyl, cycloalkyl, substituted cycloalkyl, heteroalkyl, heterocycloalkyl, substituted heterocycloalkyl, aryl, substituted aryl, heteroaryl, substituted heteroaryl, alkoxy, aryloxy, acyl, silyl, boryl, phosphino, amino, thio and / or seleno groups may be substituted, wherein as such substituents C 1 - are preferred to C 20 -alkyl groups, in particular C 1 - to C 4 -alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl or butyl, and wherein preferably the ammonium-nitrogen atom carries three or four such C 1 - to C 20 -alkyl groups; typical representatives for this are tetrabutylammonium salts.
Daneben können aber auch ionische Flüssigkeiten auf Basis von Phosphinen, Arsinen, Stibinen, Ethern, Thioethern oder Selenoethern Verwendung finden.In addition, ionic liquids based on phosphines, arsines, stibines, Ethern, thioethers or selenoethers find use.
Als geeignete Anionen zur Kompensierung der positiven Ladungen in den genannten ionischen Flüssigkeiten eignen sich beispielsweise F–, Cl–, Br–, I–, BF4 –, BCl4 –, BBr4 –, Bl4 –, PF6 –, AsF6 –, SbF6 –, FeF4 –, FeCl4 –, FeBr4 –, NO2 –, NO3 –, SO4 2–, ein unsubstituiertes oder substituiertes Carboran, ein unsubstituiertes oder substituiertes Metallocarboran, ein Phosphat, ein Phosphit, ein Polyoxymetallat, ein unsubstituiertes oder substituiertes Carboxylat, ein Triflat, ein Borat mit einem oder mehreren organischen Resten oder ein Aluminat der Formel [AlY4-zZz]– oder der Formel [AlZ4·m AlZ3]–, in denen Y Wasserstoff, einen organischen Rest, einen Silylrest, einen Borylrest, einen Phosphinorest, einen Aminorest, einen Thiorest oder einen Selenorest bezeichnet, Z ein Halogenatom bedeutet, z für die ganze Zahl 0, 1, 2, 3 oder 4 und m für eine Zahl von 0 bis 5, insbesondere 0 bis 3, steht.Examples of suitable anions for compensating the positive charges in said ionic liquids are F - , Cl - , Br - , I - , BF 4 - , BCl 4 - , BBr 4 - , Bl 4 - , PF 6 - , AsF 6 -, SbF 6 -, FeF 4 -, FeCl 4 -, FeBr 4 -, NO 2 -, NO 3 -, SO 4 2-, an unsubstituted or substituted carborane, an unsubstituted or substituted Metallocarboran, a phosphate, a phosphite, a Polyoxymetalate, an unsubstituted or substituted carboxylate, a triflate, a borate having one or more organic radicals or an aluminate of the formula [AlY 4-z Z z ] - or the formula [AlZ 4 · m AlZ 3 ] - , in which Y is hydrogen , an organic group, a silyl group, a boryl group, a phosphino group, an amino group, a thioro group or a seleno group, Z represents a halogen atom, z represents the integer 0, 1, 2, 3 or 4 and m represents a number of 0 to 5, in particular 0 to 3, stands.
In einer bevorzugten Ausführungsform bezeichnet das genannte Anion ein Aluminat der Formel [AlZ4·m AlZ3]–, in der Z ein Halogenatom bedeutet und m für eine Zahl von 0 bis 1,5 steht, insbesondere 0 bis 1,2, bezeichnet. Typische derartige Anionen sind beispielsweise das Tetrachloroaluminat-Anion [AlCl4]– = [AlCl4·m AlCl3]– mit m = 0 und das Heptachlorodialuminat-Anion [Al2Cl7]– = [AlCl4·m AlCl3]– mit m = 1,0.In a preferred embodiment, said anion denotes an aluminate of the formula [AlZ 4 .m AlZ 3 ] - in which Z is a halogen atom and m is a number from 0 to 1.5, in particular 0 to 1.2. Typical such anions are, for example, the tetrachloroaluminate anion [AlCl 4 ] - = [AlCl 4 .m AlCl 3 ] - where m = 0 and the heptachlorodialuminate anion [Al 2 Cl 7 ] - = [AlCl 4 .m AlCl 3 ] - with m = 1.0.
Typische ionische Flüssigkeiten für den Einsatz als Polymerisationskatalysatoren für Isobuten oder Isobuten-haltige Monomerengemische sind beispielsweise 1,2,4-Trimethylpyrazolium- oder 1,2,4-Triethylpyrazolium-tetrachloroaluminat, 1,2,4-Trimethylpyrazolium- oder 1,2,4-Triethylpyrazolium-heptachlorodialuminat sowie 1-Ethyl-3-methylimidazolium-tetrachloroaluminat oder 1-Ethyl-3-methylimidazoliumheptachlorodialuminat.typical ionic liquids for use as polymerization catalysts for isobutene or isobutene-containing monomer mixtures for example, 1,2,4-trimethylpyrazolium or 1,2,4-triethylpyrazolium tetrachloroaluminate, 1,2,4-trimethylpyrazolium or 1,2,4-triethylpyrazolium heptachlorodialuminate and 1-ethyl-3-methylimidazolium tetrachloroaluminate or 1-ethyl-3-methylimidazolium heptachlorodialuminate.
Die zu verwendende Menge an Polymerisationskatalysator richtet sich im Wesentlichen nach der Art des Katalysators und nach den Reaktionsbedingungen, insbesondere der Reaktionstemperatur und dem angestrebten Molekulargewicht des Polymeren. Sie kann anhand weniger Stichversuche für das jeweilige Reaktionssystem ermittelt werden. Im Allgemeinen wird der Polymerisationskatalysator in Mengen von 0,0001 bis 1 Gew.-%, insbesondere 0,0005 bis 0,1 Gew.-%, vor allem 0,001 bis 0,01 Gew.-%, jeweils bezogen auf eingesetztes Isobuten, verwendet.The The amount of polymerization catalyst to be used depends essentially according to the type of catalyst and the reaction conditions, in particular the reaction temperature and the desired molecular weight of the polymer. It can be based on fewer attempts at stabbing the respective reaction system can be determined. In general, will the polymerization catalyst in amounts of 0.0001 to 1 wt .-%, in particular from 0.0005 to 0.1% by weight, in particular from 0.001 to 0.01% by weight, in each case based on isobutene used.
Die Polymerisation des Isobutens bzw. der Isobuten-haltigen Monomerenmischung wird in der Regel bei einer Polymerisationstemperatur von –80 bis +100°C durchgeführt. Es ist prinzipiell sowohl für eine Durchführung bei niedrigen Temperaturen, z. B. bei –70 bis 0°C, als auch bei höheren Temperaturen, d. h. bei wenigstens 0°C, z. B. bei 0 bis 100°C, geeignet. Die Polymerisation wird aus wirtschaftlichen Gründen bei wenigstens 0°C, z. B. bei 0 bis 100°C, insbesondere bei 10 bis 60°C, angestrebt, um den Energie- und Materialverbrauch, der für eine Kühlung erforderlich ist, möglichst gering zu halten. Sie kann jedoch mit gleich gutem technischen Resultat auch bei niedrigeren Temperaturen, z. B. bei –50 bis < 0°C, vorzugsweise bei –40 bis –10°C, durchgeführt werden.The Polymerization of the isobutene or of the isobutene-containing monomer mixture is usually at a polymerization temperature of -80 carried out to + 100 ° C. It is in principle both for a low temperature implementation, z. B. at -70 to 0 ° C, as well as at higher Temperatures, d. H. at least 0 ° C, z. At 0 to 100 ° C, suitable. The polymerization is economical Reasons at least 0 ° C, z. At 0 to 100 ° C, especially at 10 to 60 ° C, aimed at achieving the energy and material consumption required for cooling is to keep as low as possible. It can be the same, however good technical result even at lower temperatures, eg. At -50 to <0 ° C, preferably at -40 to -10 ° C, performed become.
Erfolgt die Polymerisation bei oder oberhalb der Siedetemperatur des zu polymerisierende Monomers oder Monomerengemischs, so wird sie vorzugsweise in Druckgefäßen, beispielsweise in Autoklaven oder in Druckreaktoren, durchgeführt.He follows the polymerization at or above the boiling point of polymerizing monomer or mixture of monomers, it is preferred in pressure vessels, for example in autoclaves or in pressure reactors.
Zweckmäßigerweise wird die Polymerisation in Gegenwart eines inerten unpolaren Lösungsmittels oder Lösungsmittelgemisches durchgeführt. Das verwendete Lösungsmittel sollte geeignet sein, die während der Polymerisationsreaktion in der Regel auftretende Erhöhung der Viskosität der Reaktionslösung soweit zu verringern, dass die Abführung der entstehenden Reaktionswärme gewährleistet werden kann. Es sind solche Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemische geeignet, die gegenüber den eingesetzten Ausgangsstoffen und Reagenzien inert sind. Geeignete unpolare Lösungsmittel sind vorzugsweise Kohlenwasserstoffe, beispielsweise aliphatische Kohlenwasserstoffe wie Butan, Pentan, Hexan, Heptan, Octan und Isooctan, cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Cyclopentan und Cyclohexan, oder aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol und die Xylole. Vorzugsweise werden Lösungsmittel vor ihrem Einsatz von Verunreinigungen wie Wasser, Carbonsäuren oder Mineralsäuren befreit, beispielsweise durch Adsorption an feste Adsorbentien wie Aktivkohle, Molekularsiebe oder Ionenaustauscher.Conveniently, the polymerization is carried out in the presence of an inert nonpolar solvent or Solvent mixture performed. The used Solvent should be suitable during the Polymerization reaction usually occurring increase to reduce the viscosity of the reaction solution to such an extent that the removal of the resulting heat of reaction can be guaranteed. They are such solvents or solvent mixtures which are opposite the starting materials and reagents used are inert. suitable non-polar solvents are preferably hydrocarbons, For example, aliphatic hydrocarbons such as butane, pentane, Hexane, heptane, octane and isooctane, cycloaliphatic hydrocarbons, such as cyclopentane and cyclohexane, or aromatic hydrocarbons, such as benzene, toluene and the xylenes. Preferably, solvents before using impurities like water, carboxylic acids or mineral acids, for example by adsorption to solid adsorbents such as activated carbon, molecular sieves or ion exchangers.
Vorzugsweise wird die Polymerisation unter weitgehend aprotischen, insbesondere unter wasserfreien Reaktionsbedingungen durchgeführt. Unter aprotischen beziehungsweise wasserfreien Reaktionsbedingungen versteht man, dass der Wassergehalt (bzw. der Gehalt an protischen Verunreinigungen) im Reaktionsgemisch weniger als 50 ppm und insbesondere weniger als 5 ppm beträgt. In der Regel wird man daher die Einsatzstoffe vor ihrer Verwendung durch physikalische und/oder durch chemische Maßnahmen trocknen. Insbesondere hat es sich bewährt, die als Lösungsmittel eingesetzten inerten Kohlenwasserstoffe nach üblicher Vorreinigung und Vortrocknung mit einer metallorganischen Verbindung, beispielsweise einer Organolithium-, Organomagnesium- oder Organoaluminium-Verbindung, in einer Menge zu versetzen, die ausreicht, um die Wasserspuren aus dem Lösungsmittel zu entfernen. Das so behandelte Lösungsmittel wird dann vorzugsweise direkt in das Reaktionsgefäß einkondensiert. In ähnlicher Weise kann man auch mit den zu polymerisierenden Monomeren, insbesondere mit Isobuten oder mit den Isobuten-haltigen Mischungen, verfahren. Auch die Trocknung mit anderen üblichen Trockenmitteln wie Molekularsieben oder vorgetrockneten Oxiden wie Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Calciumoxid oder Bariumoxid, ist geeignet. Vinylaromatische Verbindungen und andere Einsatzstoffe, für die eine Trocknung mit Metallen wie Natrium oder Kalium oder eine Behandlung mit Metallalkylen nicht in Betracht kommt, werden mit dafür geeigneten Trocknungsmitteln, beispielsweise mit Calciumchlorid, Phosphorpentoxid oder Molekularsieb, von Wasser(spuren) befreit.The polymerization is preferably carried out under largely aprotic conditions, in particular under anhydrous reaction conditions. Aprotic or anhydrous reaction conditions are understood to mean that the water content (or the content of protic impurities) in the reaction mixture is less than 50 ppm and in particular less than 5 ppm. As a rule, therefore, the feedstocks will be dried before use by physical and / or chemical means. in particular In particular, it has proven useful to use the inert hydrocarbons used as a solvent after conventional pre-cleaning and predrying with an organometallic compound, such as an organolithium, organomagnesium or organoaluminum compound, in an amount sufficient to remove the traces of water from the solvent remove. The solvent thus treated is then preferably condensed directly into the reaction vessel. Similarly, one can also with the monomers to be polymerized, in particular with isobutene or with the isobutene-containing mixtures, proceed. The drying with other conventional drying agents such as molecular sieves or predried oxides such as alumina, silica, calcium oxide or barium oxide is suitable. Vinylaromatic compounds and other starting materials which are not suitable for drying with metals such as sodium or potassium or a treatment with metal alkyls are freed from water (traces) with suitable drying agents, for example with calcium chloride, phosphorus pentoxide or molecular sieve.
Die Polymerisation des Isobutens bzw. des isobutenhaltigen Einsatzmaterials erfolgt in der Regel spontan beim Inkontaktbringen des Polymerisationskatalysators mit dem Monomer bzw. dem Monomerengemisch bei der gewünschten Reaktionstemperatur. Hierbei kann man so vorgehen, dass man das Monomer bzw. das Monomerengemisch im Lösungsmittel vorlegt, auf Reaktionstemperatur bringt und anschließend den Polymerisationskatalysator zugibt. Man kann auch so vorgehen, dass man den Polymerisationskatalysator im Lösungsmittel vorlegt und anschließend das Monomer bzw. das Monomerengemisch zugibt. Als Polymerisationsbeginn gilt dann derjenige Zeitpunkt, zu dem alle Reaktanden im Reaktionsgefäß enthalten sind. Der Polymerisationskatalysator kann sich teilweise oder vollständig im Reaktionsmedium lösen, als Suspension oder als weitere flüssige Phase vorliegen.The Polymerization of the isobutene or the isobutene-containing feedstock usually occurs spontaneously when contacting the polymerization catalyst with the monomer or the monomer mixture in the desired Reaction temperature. Here one can proceed in such a way that one that the Presents monomer or the monomer mixture in the solvent, brings to reaction temperature and then the polymerization catalyst admits. It is also possible to proceed in such a way that the polymerization catalyst presented in the solvent and then the Add monomer or the monomer mixture. As the beginning of polymerization then the time is at which all reactants in the reaction vessel are. The polymerization catalyst may be partially or completely dissolve in the reaction medium, as a suspension or as another liquid phase present.
Geeignete Reaktortypen für das beschriebene Polymerisationsverfahren des Isobutens bzw. des isobutenhaltigen Einsatzmaterials sind üblicherweise neben Rührkesselreaktoren, Knetern, Extrudern, Dünnschichtverdampfern, Fallfilmverdampfern und Wendelrohrverdampfern Schlaufenreaktoren, Rohrreaktoren, Wirbelbettreaktoren, Wirbelschichtreaktoren, Rührtankreaktoren mit und ohne Lösungsmittel und Flüssigbettreaktoren.suitable Reactor types for the described polymerization process of the isobutene or of the isobutene-containing starting material are customary in addition to stirred tank reactors, kneaders, extruders, thin-film evaporators, Falling film evaporators and helical tube evaporators loop reactors, Tubular reactors, fluidized bed reactors, fluidized bed reactors, stirred tank reactors with and without solvents and liquid bed reactors.
Zur Herstellung von Copolymeren kann man so vorgehen, dass man die Monomere, gegebenenfalls im Lösungsmittel, vorlegt und anschließend den Polymerisationskatalysator zugibt. Die Einstellung der Reaktionstemperatur kann vor oder nach der Zugabe des Polymerisationskatalysators erfolgen. Man kann auch so vorgehen, dass man zunächst nur eines der Monomere, gegebenenfalls im Lösungsmittel, vorlegt, an schließend den Polymerisationskatalysator zugibt und erst nach einer gewissen Zeit, beispielsweise wenn wenigstens 60%, wenigstens 80% oder wenigstens 90% des Monomers umgesetzt sind, das oder die weiteren Monomere zugibt. Alternativ kann man den Polymerisationskatalysator, gegebenenfalls im Lösungsmittel, vorlegen, anschließend die Monomere gleichzeitig oder nacheinander zugeben und dann die gewünschte Reaktionstemperatur einstellen. Als Polymerisationsbeginn gilt dann derjenige Zeitpunkt, zu dem der Polymerisationskatalysator und wenigstens eines der Monomere im Reaktionsgefäß enthalten sind.to The preparation of copolymers can be carried out in such a way that the monomers, optionally in solvent, and then submitted adding the polymerization catalyst. The setting of the reaction temperature can be done before or after the addition of the polymerization catalyst. It is also possible to proceed in such a way that one initially only one the monomers, optionally in solvent, presents, at closing the polymerization catalyst and admits only after a certain time, for example if at least 60%, at least 80% or at least 90% of the monomer are reacted, the one or more monomers added. Alternatively, the polymerization catalyst, optionally in solvent, submit, then add the monomers simultaneously or sequentially and then the set the desired reaction temperature. As the beginning of polymerization then the time at which the polymerization catalyst and at least one of the monomers in the reaction vessel are.
Neben der hier beschriebenen diskontinuierlichen Vorgehensweise kann man die Polymerisation auch als kontinuierliches Verfahren ausgestalten. Hierbei führt man die Einsatzstoffe, d. h. das oder die zu polymerisierenden Monomere, gegebenenfalls das Lösungsmittel sowie gegebenenfalls den Polymerisationskatalysator der Polymerisationsreaktion kontinuierlich zu und entnimmt kontinuierlich Reaktionsprodukt, so dass sich im Reaktor mehr oder weniger stationäre Polymerisationsbedingungen einstellen. Das oder die zu polymerisierenden Monomere können als solche, verdünnt mit einem Lösungsmittel oder als monomerhaltiger Kohlenwasserstoffstrom, zugeführt werden.Next The discontinuous procedure described here can be make the polymerization as a continuous process. This leads to the starting materials, d. H. that or the to be polymerized monomers, optionally the solvent and optionally the polymerization catalyst of the polymerization reaction continuously and continuously withdraws reaction product, so that in the reactor more or less stationary polymerization conditions to adjust. The one or more monomers to be polymerized as such, diluted with a solvent or as a monomer-containing hydrocarbon stream, are supplied.
Zum Reaktionsabbruch wird das Reaktionsgemisch vorzugsweise desaktiviert, beispielsweise durch Zugabe einer protischen Verbindung, insbesondere durch Zugabe geringer Mengen von Wasser, Methanol oder wässriger Base, z. B. einer wässrigen Lösung eines Alkali- oder Erdalkalihydroxids wie Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Magnesiumhydroxid oder Calciumhydroxid, eines Alkali- oder Erdalkalicarbonats wie Natrium-, Kalium-, Magnesium- oder Calciumcarbonat, oder eines Alkali- oder Erdalkalihydrogencarbonats wie Natrium-, Kalium-, Magnesium- oder Calciumhydrogencarbonat.To the Reaction termination, the reaction mixture is preferably deactivated, for example, by adding a protic compound, in particular by adding small amounts of water, methanol or aqueous Base, e.g. As an aqueous solution of an alkali or alkaline earth metal hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, magnesium hydroxide or calcium hydroxide, an alkali or alkaline earth carbonate such as Sodium, potassium, magnesium or calcium carbonate, or an alkali metal or alkaline earth hydrogen carbonate such as sodium, potassium, magnesium or calcium hydrogencarbonate.
Bei der Copolymerisation von Isobuten oder Isobuten-haltigen Kohlenwasserstoffschnitten mit wenigstens einer vinylaromatischen Verbindung entstehen auch bei gleichzeitiger Zugabe der Comonomere vorzugsweise Blockcopolymere, wobei der Isobutenblock in der Regel den terminalen, d. h. den zuletzt gebildeten Block darstellt.at the copolymerization of isobutene or isobutene-containing hydrocarbon cuts with at least one vinyl aromatic compound also arise with the simultaneous addition of the comonomers, preferably block copolymers, wherein the isobutene block is usually the terminal, d. H. the last one represents formed block.
Zur Herstellung solcher Copolymere wird Isobuten oder ein Isobuten-haltiger Kohlenwasserstoffschnitt mit wenigstens einer vinylaromatischen Verbindung, insbesondere Styrol, copolymerisiert. Besonders bevorzugt enthält ein solches Monomerengemisch 5 bis 95 Gew.-%, besonders bevorzugt 30 bis 70 Gew.-% Styrol.For the preparation of such copolymers is isobutene or an isobutene-containing hydrocarbon cut copolymerized with at least one vinyl aromatic compound, especially styrene. Such a monomer mixture particularly preferably contains from 5 to 95% by weight, particularly preferably from 30 to 70% by weight, of styrene.
Vorzugsweise weisen die wie oben beschrieben hergestellten Isobutenhomo- oder -copolymere, speziell die Isobutenhomopolymere, eine Polydispersität (PDI = Mw/Mn) von 1,0 bis 3,0, vor allem von höchstens 2,0, vorzugsweise von 1,0 bis 2,0, besonders bevorzugt von 1,0 bis 1,8 und insbesondere von 1,0 bis 1,5 auf. Bei einigen Varianten der genannten Herstellmethoden können höhere Polydispersitäten auftreten, dann weisen die hergestellten Isobutenhomo- oder -copolymere, speziell die Isobutenhomopolymere, vorzugsweise eine Polydispersität PDI von 1,0 bis 30, vor allem von höchstens 20, vorzugsweise von 1,0 bis 10, besonders bevorzugt von 1,0 bis 5 und insbesondere von 1,0 bis 3 auf.Preferably, the isobutene homo- or copolymers prepared as described above, especially the isobutene homopolymers, have a polydispersity (PDI = M w / M n ) of 1.0 to 3.0, especially of at most 2.0, preferably of 1.0 to 2.0, more preferably from 1.0 to 1.8 and especially from 1.0 to 1.5. In some variants of said preparation methods higher polydispersities may occur, then the Isobutenhomo- or copolymers produced, especially the Isobutenhomopolymere, preferably a polydispersity PDI of 1.0 to 30, especially of at most 20, preferably from 1.0 to 10, more preferably from 1.0 to 5 and especially from 1.0 to 3.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich auch dadurch aus, dass die erfindungsgemäß mit den genannten polaren Lösungsmitteln behandelten Polymer-Formkörper in Form von Filmen üblicherweise einen Klebrigkeitswert (Tack-Wert) aufweisen, der 30% oder weniger, insbesondere 20% oder weniger, vor allem 10% oder weniger, des entsprechenden Klebrigkeitswert (Tack-Wert) des gleichen Polymer-Filmes, der nicht mit den polaren Lösungsmitteln behandelt wurde, beträgt.The inventive method is also distinguished characterized in that the invention with said polar solvents treated polymer molding in the form of films usually a stickiness value (Tack value), the 30% or less, especially 20% or less, especially 10% or less, of the corresponding stickiness value (Tack value) of the same polymer film that is not polar Solvents is treated.
Bei der Bestimmung des Klebrigkeitswertes (Tack-Wertes) wird die Trennenergie bestimmt, die notwendig ist, um einen genormten Edelstahlstempel, welcher mit einer definierten Anpressgeschwindigkeit und einer definierten Anpresskraft auf einen Formkörper, insbesondere einen Film, der zu bestimmenden Probe gefahren wird, nach einer definierten Kontaktzeit bei einer definierten Abzugsgeschwindigkeit wieder von dem Formkörper bzw. dem Film zu lösen. Ein Film der zu bestimmenden Probe wird üblicherweise vorher durch Erwärmen der Probe des Formkörpers und Aufziehen der so fließfähig gemachten Substanz in einer definierten Dicke auf eine Glasplatte hergestellt.at the determination of the tack value (tack value) becomes the separation energy which is necessary to produce a standardized stainless steel stamp, which with a defined contact pressure and a defined Contact pressure on a shaped body, in particular a film, the sample to be determined is driven according to a defined Contact time at a defined withdrawal speed back from to solve the molding or the film. A film The sample to be determined is usually previously by heating the sample of the molding and drawing the so flowable made substance in a defined thickness on a glass plate produced.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Polymer-Formkörper zeichnen sich durch eine deutlich verringerte Klebrigkeit aus und sind damit für zu durchlaufende Prozeß- oder Verarbeitungsschritte, beispielsweise für Abfüllprozesse von hergestellten Polymer-Granulaten oder Polymer-Pellets, besser handhabbar. Das erfindungsgemäße Verfahren ist zudem reversibel, d. h. es ermöglicht die Wiedereinstellung des ursprünglichen Klebrigkeitsverhaltens nach Durchlaufen der durch das Klebrigkeitsverhalten gestörten Prozeß- oder Verarbeitungsschritte.The obtained by the process according to the invention Polymer moldings are characterized by a significantly reduced Stickiness and are therefore suitable for process or processing steps, for example for filling processes manufactured polymer granules or polymer pellets, better manageable. The inventive method is also reversible, d. H. It allows the reinstatement of the original Stickiness behavior after passing through the sticky behavior disturbed process or processing steps.
Die nachfolgenden Beispiele sollen die vorliegende Erfindung erläutern, ohne sie zu beschränken.The The following examples are intended to explain the present invention, without restricting it.
BeispieleExamples
Aus
Polyisobuten mit einem gewichtsgemittelten Molekulargewicht Mw von 2.600.000 wurden durch Erwärmen
auf 120°C mittels einer entsprechenden Rakel Filme mit
einer Dicke von 150 μm auf Glasplatten erzeugt. Für
diese wurde im Tackmeßgerät TA XT plus (stable
micro systems) die Trennenergien (Tack-Werte) unter den folgenden
Parametern bestimmt:
Verschiedene polare Lösungsmittel wurden mittels eines hiermit getränkten Pinsels dünn auf die Filme aufgetragen. Nach dieser Behandlung wurden direkt ohne separaten Trocknungsschritt die Tack-Werte bestimmt.Various polar solvents were soaked by means of a hereby Brushes thinly applied to the films. After this treatment The Tack values were determined directly without a separate drying step.
Die
nachfolgende Tabelle zeigt die Ergebnisse der Bestimmungen:
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