DE1925114C3 - Process for the production of a sulfur-vulcanizable polymer from ethyl and at least one other α-alkylene and its use for the production of molded articles - Google Patents

Process for the production of a sulfur-vulcanizable polymer from ethyl and at least one other α-alkylene and its use for the production of molded articles

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DE1925114C3
DE1925114C3 DE19691925114 DE1925114A DE1925114C3 DE 1925114 C3 DE1925114 C3 DE 1925114C3 DE 19691925114 DE19691925114 DE 19691925114 DE 1925114 A DE1925114 A DE 1925114A DE 1925114 C3 DE1925114 C3 DE 1925114C3
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines schwcfclvulkanisicrbarcn Polymeren aus Äthylen, zumindest einem anderen «-Alkylcn und zumindest einer mehrfach ungesättigten Verbindung, wobei eine Mischung dieser Monomeren in einem flüssigen Vcrtcilungsmittel mit einem Katalysator zu sammcngebracht wird, der sich aus einer Aluminiumhalogc:)vcrbindung, einer Übergangsmctallverbindungund einer Organomagnesiumvcrhind'ing zusammensetzt. The invention relates to a method of manufacture of a slightly volcanic polymer made of ethylene, at least one other -alkyl and at least one polyunsaturated compound, a mixture of these monomers in one liquid excipient is brought together with a catalyst which is composed of an aluminum halogen compound, a transition metal compound and an organomagnesium compound.

Das genannte Verfahren ist bekannt aus der niederländischen Patentanmeldung An] 3606 wo als Organomagnesiumverbindung ein Diarylmagncsium, vorzugsweise Diphenylmagncsium, verwendet wird. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist, daß das Polymere sationsmittel keinen Sauerstoff, kein Wasser und auch keine anderen polaren Verbindungen enthalte« darf. Ein weiterer Nachteil ist, daß die Diarylmagnesiunv Verbindung leicht zu der Bildung gefärbter Pölymcri* sationsp'roduktc Anlaß gibt,The said method is known from the Dutch Patent application An] 3606 where the organomagnesium compound is a diaryl magnesium, preferably diphenyl magnesium is used. A disadvantage of this process is that the polymer Sationsmittel no oxygen, no water and also contain no other polar compounds. Another disadvantage is that the Diarylmagnesiunv Connection easily gives rise to the formation of colored polymerisation products,

ErfindUngsgcmäß wird HUn als OrgänömagfiCSiumverbindung ein Alkyl* oder Cycloaikylmagnesiumderivat benutzt* wobei eine der Kohlcnwasserstoffgrup^ pen durch eine Alkoxygruppe, ein Chlor-, Brom- oder Jodatom oder eine Hydroxylgruppe ersetzt werden kann und das Verhältnis von Magnesium zum Übergangsmetall zwischen 0,1 und 200 bzw. zwischen AIu-According to the invention, HUn is used as an organomagficium compound an alkyl * or cycloalkyl magnesium derivative used * where one of the hydrocarbon groups pen can be replaced by an alkoxy group, a chlorine, bromine or iodine atom or a hydroxyl group can and the ratio of magnesium to transition metal between 0.1 and 200 or between aluminum

minium-und Magnesium verbindung zwischen 0,5 und 30 liegt.The minium and magnesium compound is between 0.5 and 30.

Der verwendete Katalysator ist sehr wirksam und läßt sich ausgezeichnet im Polymerisationsmittel lösen. Die betreffenden Magnesiumverbindungen fallenThe catalyst used is very effective and has excellent solubility in the polymerization agent. The magnesium compounds in question fall

ίο nämlich als farblose, klare Lösungen an. Ein Vorteil der erfindungsgemäß anwendbaren Magnesiumverbindungen besteht darin, daß man relativ größere Mengen einer solchen polaren Verbindung, z. B. Diäthyläther, in das Polymerisationsmittel einbringenίο namely as colorless, clear solutions. An advantage of the magnesium compounds which can be used according to the invention consists in the fact that one relatively larger Amounts of such a polar compound, e.g. B. diethyl ether, introduce into the polymerization agent

π kann. Mit Hilfe des erfindungsgemäß eingesetzten Katalysators lassen sich leicht homogene Polymerisate aus Äthylen, zumindest einem anderen a-A'itylen und zumindest einer mehrfach ungesättigten Verbindung herstellen, welche kein Gel enthalten und auf einfache Weise mit Schwefel zu Vulkanisaten mit ausgezeichneten Eigenschaften zu verarbeiten sind. Weiter ist die initiale Aktivität des erfindungsgemäßen Katalysators größer als bei Anwendung eines Diarylmagnesiums als Organomagnesiumverbindung, was bei ei-π can. With the help of the inventively used Catalyst can easily be homogeneous polymers of ethylene, at least one other a-A'itylene and Produce at least one polyunsaturated compound that does not contain a gel and in a simple manner Way to process with sulfur to vulcanizates with excellent properties. Next is the initial activity of the catalyst according to the invention is greater than when using a diaryl magnesium as an organomagnesium compound, which is

2> nem Dauerverfahren mit kurzer Verweilzeit von Vorteil ist. Weitere Vorteile der Erfindung werden später erörtert.2> nem continuous process with a short dwell time of Advantage is. Further advantages of the invention are discussed later.

Beispiele der erfindungsgemäß anwendbaren Magnesiumverbindung sind Dialkylmagnesium mit den-Examples of the magnesium compound which can be used according to the invention are dialkyl magnesium with the

in selben oder unterschiedlichen Alkylgruppen mit 1 bis 12 C-Atomen und vorzugsweise 2 bis 4 C-Atomen, z. B. Diäthylmagnesium, Dipropylmagnesium, Dibutylmagnesium, Didecylmagnesium und Didodecylmagnesium; Dicycloalkylmagnesium mit denselben oderin the same or different alkyl groups with 1 to 12 carbon atoms and preferably 2 to 4 carbon atoms, e.g. B. Diethylmagnesium, Dipropylmagnesium, Dibutylmagnesium, Didecyl magnesium and didodecyl magnesium; Dicycloalkylmagnesium with the same or

j> unterschiedlichen Cycloalkylgruppen mit 3 bis 12 C-Atomen, und vorzugsweise 5 bis 6 C-Atomen. Ferner kann die Magnesiumverbindung sowohl eine Alkylwie eine Cycloalkylgnippe enthalten. In den vorhin erwähnten Verbindungen kann eine der Kohlenwasserstoffgruppen durch eine Alkoxygruppe, z. B. eine Äthoxy-, Isopropoxy-, Butcxy- oder Decoxygruppc, ferner durch ein Halogenatom, z. B. ein Chlor-, Brom- oder Jodatom oder durch eine Hydroxylgruppe ersetzt werden. Dafür kommen in Betracht Verbin-j> different cycloalkyl groups with 3 to 12 carbon atoms, and preferably 5 to 6 carbon atoms. Furthermore, the magnesium compound can be both an alkyl and contain a cycloalkyl group. In the earlier compounds mentioned can be one of the hydrocarbon groups by an alkoxy group, e.g. B. an ethoxy, isopropoxy, butoxy or decoxy group, also by a halogen atom, e.g. B. a chlorine, bromine or iodine atom or by a hydroxyl group be replaced. For this purpose, connections come into

4-, düngen wie Äthylmagnesiumchlorid, Äthylmagnesiumbromid, Propylmagnesiumhydroxyd, Butyldecoxymagncsium, Dodecylbutoxymagnesium, Butylisopropoxymagncsium, Isobutylbutoxymagnesium und Cyclohexylbutoxymagnesium. Besonders bei der letz-4-, fertilize like ethylmagnesium chloride, ethylmagnesium bromide, Propylmagnesium hydroxide, Butyldecoxymagncsium, Dodecylbutoxymagnesium, Butylisopropoxymagncsium, Isobutylbutoxymagnesium and cyclohexylbutoxymagnesium. Especially with the last

><· ten Kategorie von Magnesiumverbindungen lassen siel· vorteilhaft polare Verbindungen, wie Äther, z. B. Diäthyläthcr, IXbutyläther oder Tetrahydrofuran im Oberschuß einsetzen, so daß die Magnesiumverbindung auf sehr einfache Weise und ohne die Notwen-> <· Th category of magnesium compounds It was advantageous to use polar compounds such as ethers, e.g. B. Diethyläthcr, IXbutyläther or tetrahydrofuran im Use excess, so that the magnesium compound is very simple and without the necessary

vi digkeit von ätherfreien Bedingungen hergestellt werden kann. Bevorzugte Anwendung finden Diäthylmagnesium, Dibulylmagnesium, Butylisopropoxymagncsium und Butyldecoxymagnesium. Es können auch Gemische von Magnesiumverbindungen eingesetztviability can be established under ether-free conditions can. Diethylmagnesium, dibulylmagnesium, butylisopropoxymagnesium are preferred and butyl decoxymagnesium. Mixtures of magnesium compounds can also be used

«ι werden.«Ι be.

Ferner körinen gegebenenfalls noch Aktivatoren für das kätälysatorsystem angewandt werden, z. B, ein Aikanol, ein Alkenol, ein Alkanoiat, ein Älkeno-' tat« eine Carbonsäure, ein Ester oder ein Salz dersel-Furthermore, körinen optionally activators for the kätälysatorsystem are used, z. B, an Aikanol, an Alkenol, an Alkanoiat, an Älkeno- ' did «a carboxylic acid, an ester or a salt of the same

i,-, ben, ein Aldehyd, ein Keton, Ozon, Sauerstoff und/ oder Wasser.i, -, ben, an aldehyde, a ketone, ozone, oxygen and / or water.

Als Aiuminiumhaiögenverbindung kann ein AIu^ minuimtrihaiogenid, ζ, B. Äluminiumtrichlorid oderAs an aluminum halide compound, an AIu ^ minuimtrihalogenid, ζ, B. aluminum trichloride or

Aluminiumtribromid, oder ein Organoaluminiumha-Iogenid Anwendung finden. Gemische von Aluminiumverbindungen sind gleichfalls verwendbar. Geeignete Organoaluminiumhalogenide enthalten im Durchschnitt je Aluminiumatom minimal 1, jedoch maximal 2 Halogenatome und zumindest ein unmittelbar mit einem C-Atom an Aluminium gebundenes Kohlenwasserstoffradikal. Dieses Kohlenwasserstoffradikal kann eine Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkaryl, Aryl- oder Aralkylgruppe sein. Beispiele sind Diäthylaluminiumchlorid, Monoäthylaluminiumchlorid, Diisobutylaluminiumchlorid, Diisobutylaluminiumbromid, AJuminiumäthylsesquichlorid, und Monohexylaluminiumdichlorid. Aluminum tribromide, or an organoaluminum halide Find application. Mixtures of aluminum compounds can also be used. Suitable Organoaluminum halides contain, on average, a minimum of 1 per aluminum atom, however a maximum of 2 halogen atoms and at least one directly bonded to aluminum with a carbon atom Hydrocarbon radical. This hydrocarbon radical can be an alkyl, cycloalkyl, alkaryl, aryl or be an aralkyl group. Examples are diethyl aluminum chloride, Monoethyl aluminum chloride, diisobutyl aluminum chloride, Diisobutyl aluminum bromide, aluminum ethyl sesquichloride, and monohexyl aluminum dichloride.

Als Verbindung eines Übergangsmetalls bedient man sich vorzugsweise einer Verbindung, insbesondere eines Chlorids eines Metalls der 4. bis einschließlich 6. Gruppe des Periodensystems gemäß Mende-Iejeff, insbesondere einer im Polymerisationsmittel löslichen Verbindung von 3- oder 4wertigem Titan oder Vanadin. Beispiele solcher Verbindungen sind TiBr4, TiJ4, Va4, VBr,, VOCl, und VQ5, ZiCl4, MoCl5, MoO4, MoCI3, WQ6 und insbesondere TiCl4 und/oder TiCI3. Gegebenenfalls können ein oder mehrere Halogenatome durch eine Alkoxygruppe oder einen Chelatrest ersetzt werden, so daß z. B. Tetrabutoxytitan oder Vanadmacetylacetonat in Betracht kommen.A compound of a transition metal is preferably used, in particular a chloride of a metal from groups 4 to 6 inclusive of the periodic table according to Mende-Iejeff, in particular a compound of trivalent or tetravalent titanium or vanadium which is soluble in the polymerization agent. Examples of such compounds are TiBr 4 , TiJ 4 , Va 4 , VBr ,, VOCl, and VQ 5 , ZiCl 4 , MoCl 5 , MoO 4 , MoCl 3 , WQ 6 and in particular TiCl 4 and / or TiCl 3 . Optionally, one or more halogen atoms can be replaced by an alkoxy group or a chelate radical, so that, for. B. Tetrabutoxytitan or Vanadmacetylacetonat come into consideration.

Das Verhältnis zwischen der Aluminiumverbindung und der Verbindung eines Übergangsmetalls kann innerhalb eiiwis weiten Bereichs schwanken, z. B. zwischen 2:1 und 100: * und \ raigsweise zwischen 5:1 und 45:1. Die Reihenfolge des Zusatzes der Katalysatorkomponenten kann b Hebig gewählt werden. Vorzugsweise läßt man nicht zuerst die Übergangsmetallverbindung mit der Aluminiumhalogenverbindung reagieren. Die Katalysatorkomponenten werden - nach Lösung in einem Verteilungsmittel bei kontinuierlicher Durchführung des Verfahrens vorzugsweise direkt der Reaktionszone zugeführt. Man läßt vorzugsweise den Katalysator nach Vermischung der Katalysatorkomponenten einige Zeit, z. B. einige Sekunden bis weniger als 10 Minuten, vorzugsweise unter 0° C, z. B. bei -40" C, reifen.The ratio between the aluminum compound and the compound of a transition metal can vary within a wide range, z. B. between 2: 1 and 100: * and \ raigweise between 5: 1 and 45: 1. The order of addition the catalyst components can be selected from Hebig. It is preferred not to leave the transition metal compound first react with the aluminum halogen compound. The catalyst components are - after dissolving in a distribution agent continuous implementation of the process is preferably fed directly to the reaction zone. Man preferably leaves the catalyst for some time after mixing the catalyst components, e.g. B. some Seconds to less than 10 minutes, preferably below 0 ° C, e.g. B. at -40 "C, mature.

Das Molverhältnis zwischen der Magnesiumverbindung und der Übergangsmetallverbindung kann in dem angegebenen Bereich schwanken. Im allgemeinen steigt die Katalysatoraktivität bei Zunahme dieses Verhältnisses anfangs an, erreicht anschließend einen Maximalwert, um danach wieder abzufallen. Das Verhältnis, bei dem die Aktivität ihren Höchstwert erreicht, verringert sich im allgemeinen je nachdem auch das Verhältnis Aluminium: Übergangsmetall kleiner wird. Das Magnesium/Übergangsmetallvcrhältnis liegt vorzugsweise zwischen 03 und 50, insbesondere zwischen V2 und 10.The molar ratio between the magnesium compound and the transition metal compound can vary within the specified range. In general, as this ratio increases, the catalyst activity initially increases, then reaches a maximum value and then decreases again. The ratio at which the activity reaches its maximum value is generally reduced as the aluminum: transition metal ratio also becomes smaller. The magnesium / transition metal ratio is preferably between 3 and 50, in particular between V 2 and 10.

Geeignete a-Alkylene, weiche neben Äthylen als Monomercm verwendet werden können, sind die n-Alkylene mit maximal 9 C-Atomen, z. B. Propylen, Buten-1, Penten-1, Hexerei, Octen-1, die verzweigten Isomeren derselben, z. B. 4-Methylpenten-l, Styrol, a-Methylstyrol, Vinylchlorid oder Acrylsäure, sowie Mischungen der obengenannten Verbindungen. Überaus geeignet ist Propylen und/oder Buten-LSuitable a-alkylenes which can be used as monomers in addition to ethylene are the n- alkylenes with a maximum of 9 carbon atoms, e.g. B. propylene, butene-1, pentene-1, witchcraft, octene-1, the branched isomers thereof, e.g. B. 4-methylpentene-1, styrene, α-methylstyrene, vinyl chloride or acrylic acid, and mixtures of the above compounds. Propylene and / or butene-L are extremely suitable

Als mehrfach ungesättigte Verbindung kann jede gebräuchliche Verbindungdienen; sie enthalt minimal zwei C=C-Bindungcn und kann sowohl aliphatisch wie alicyclisch sein. Die aliphatischen, mehrfach unAny conventional compound can serve as the polyunsaturated compound; it contains minimal two C = C bonds and can be both aliphatic and alicyclic. The aliphatic, multiple un

■ίο■ ίο

gesättigten Verbindungen enthalten im allgemeinen 3 bis 20 C-Atome, wobei es sowohl konjugierte wie nicht-konjugierte Doppelbindungen geben kann. Beispiele sind: 1,3-Butadien, Isopren, 2,3-Dimethylbutadien-1,3, 2-Äthylbutadien-l,3, Piperylen, Myrcen, Allen, 1,2-Butadien, 1,4,9-Decatriene, 1,4-Hexadien, I,i-He.xadienund4-Methylhexadien-.1,4. Die alicyclischen mehrfach ungesättigten Verbindungen, welche gegebenenfalls eine Brückengruppe enthalten, können sowohl mono- wie polycyclisch sein und auf Wunsch ein oder mehrere Halogenatome enthalten. Es können im allgemeinen z. B. die Alkylnorbornadiene verwendet werden; fe/ner die Alkylidennorborneuf;, insbesondere die 5-Alkylidennorbornene-2, in denen die Alkylidengruppe 1 bis 20 und vorzugsweise 1 bis 8 C-Atome enthält; die Alkenylnorbornene, insbesondere die 5-Alkenylnorbomene-2, deren Alkenylgruppe 3 bis 20 und vorzugsweise 3 bis 10 C-Atome enthält, z. B. 5-(2'-Methyl-2'-butenyl)-norbornen-2 und 5-(3'-Methyl-2'-butenyl)-norbornen-2; Dicyclopentadien und die mehrfach ungesättigten Verbindungen von Bicyclo-(2,2,l)-heptan, Bicyclo-(2,2,2)-octan, Bicyclo-{3,2,l)-octan und Dicyclo-(3,2,2)-nonan, wobei zumindest einer der Ringe ungesättigt ist. Ferner kommen Verbindungen, wie 4,7,8,9-Tetrahydroinden und LsopTOpyliden-tetrahyuroinden in Betracht. Es werden insbesondere Dicyclopentadien, 5-MethyIen- oder 5-Äthylidennorbornen-2 oder Hexadien-1,4 verwendet. Auch Gemisch der obengenannten Verbindungen können benutzt werden.Saturated compounds generally contain 3 to 20 carbon atoms, both conjugated and can give non-conjugated double bonds. Examples are: 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethylbutadiene-1,3, 2-ethylbutadiene-1,3, piperylene, myrcene, allene, 1,2-butadiene, 1,4,9-decatrienes, 1,4-hexadiene, I, i-He.xadiene and 4-methylhexadiene-.1,4. the alicyclic polyunsaturated compounds, which may contain a bridging group, can be both monocyclic and polycyclic and, if desired, contain one or more halogen atoms. It can in general, for. B. the alkylnorbornadienes be used; fe / ner the alkylidene norborneuf ;, especially the 5-alkylidene norbornene-2, in which the alkylidene group is 1 to 20 and preferably Contains 1 to 8 carbon atoms; the alkenylnorbornenes, in particular the 5-alkenylnorbomene-2, the alkenyl group of which has 3 to 20 and preferably 3 to 10 carbon atoms contains, e.g. B. 5- (2'-methyl-2'-butenyl) -norbornen-2 and 5- (3'-methyl-2'-butenyl) -norbornen-2; Dicyclopentadiene and the polyunsaturated compounds of bicyclo- (2.2, l) -heptane, bicyclo- (2.2.2) -octane, Bicyclo- {3,2,1) -octane and dicyclo- (3,2,2) -nonane, wherein at least one of the rings is unsaturated. There are also compounds such as 4,7,8,9-tetrahydroindene and lsopTOpylidene-tetrahyuroindene are possible. In particular, dicyclopentadiene, 5-methylene-or 5-ethylidene-norbornene-2 or hexadiene-1,4 used. Mixtures of the abovementioned compounds can also be used.

Im allgemeinen brauchen nur geringe Mengen dieser mehrfach ungesättigten Verbindungen, z. B. 0,5 bis 10 Gew.-%, in das amorphe Polymere eingebaut zu werden, um dennoch eine gute Vulkanisation zu erreichen; es können aber auch größere Mengen verarbeitet werden.In general, only small amounts of these polyunsaturated compounds, e.g. B. 0.5 up to 10% by weight, to be incorporated into the amorphous polymer in order to nevertheless achieve good vulcanization reach; but larger quantities can also be processed.

Die Polymerisationsreaktion findet gewöhnlich bei einer Temperatur zwischen —40 und 80° C, vorzugsweise bei 10 bis 50° C, statt. Der Druck wird meistens 1 bis 50 at betragen, es kann aber auch bei höheren oder niedrigeren Drücken gearbeitet werden. Den Vorzug hat ein kontinuierliches Verfahren, es ist allerdings auch ein halbkontinuierliches oder absatzweise durchgeführtes Verfahren möglich, gegebenenfalls in einer oder mehreren Stufen.The polymerization reaction usually takes place at a temperature between -40 and 80 ° C, preferably at 10 to 50 ° C instead. The pressure will usually be 1 to 50 at, but it can also be higher or lower pressures. A continuous process has the advantage, but it is a semi-continuous or batch process is also possible, if appropriate in one or more stages.

Als Verteilungsmittel kann jede Flüssigkeit benutzt werden, weiche sich in bezug auf den Katalysator inert verhält, z. B. ein oder nrehrere gesättigte, aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Butan, Pentan, Hexan, Heptan, Pentamethylheptan oder Petroleumfraktionen; weiter aromatische Kohlenwasserstoffe, z. B. Benzol oder Toluol, oder halogeirierte aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe, z. B. Tetrachloräthylen. Es kann vorzugsweise bei solchen Temperatur- und Druckbedingungen gearbeitet werden, daß ein oder mehrere Monomeren, insbesondere das or-Alkylen, z. B. Propylen, flüssig ist und in solcher Menge beigegeben werden kann, daß es als Verteilungsmittel dient. Ein werteres Verteilungsmittel ist dann überflüssig. Das erfindungsgemäße Verfahren kann in ei· ncm gas- und flüssigkeitsgefiillten Polymerisationsreaktor stattfinden; bevorzugt wird hier ein ganz mit Flüssigkeit gefüllter Reaktor.Any liquid which is inert with respect to the catalyst can be used as the distribution medium behaves, e.g. B. one or more saturated, aliphatic Hydrocarbons such as butane, pentane, hexane, heptane, Pentamethylheptane or petroleum fractions; further aromatic hydrocarbons, e.g. B. benzene or toluene, or halogenated aliphatic or aromatic Hydrocarbons, e.g. B. tetrachlorethylene. It can preferably be used at such temperature and pressure conditions are used that one or more monomers, especially the or-alkylene, z. B. propylene, is liquid and can be added in such an amount that it is used as a distribution agent serves. A further means of distribution is then superfluous. The method according to the invention can be carried out in a ncm gas- and liquid-filled polymerization reactor occur; A reactor completely filled with liquid is preferred here.

Das Molekulargewicht der Polymeren wird durch die spezifische Viskosität bezeichnet; diese Viskosität wird gemessen ah einer Lösung von 0,1 g Polymeren! in 100 cm3 Dekalin bei 135° C Das Molekulargewicht kann meistens durch Einsatz von sogenanntenThe molecular weight of the polymers is indicated by the specific viscosity; this viscosity is measured as a solution of 0.1 g of polymer! in 100 cm 3 of decalin at 135 ° C. The molecular weight can usually be determined by using so-called

Kettenreglern, ζ. B. Acetylen, Zinkalkylen und AI-kylhalogeniden und vorzugsweise durch Anwendung von Wasserstoff beeinflußt werden. Schon sehr geringe Mengen Wasserstoff haben einen ausreichenden Einfluß auf das Molekulargewicht und sind noch löslich im Polymerisationsmittel.Chain regulators, ζ. B. acetylene, zinc alkylene and alkyl halides and are preferably influenced by the use of hydrogen. Very little Amounts of hydrogen have sufficient influence on the molecular weight and are still soluble in the polymerization agent.

Aus der bei der Polymerisation gebildeten Reaktionsmischung kann, gegebenenfalls nach Entaktivierung des Kacalysators mit z. B. Wasser, Alkohol oder einer Säure, das Polymere, gegebenenfalls unter Zusatz von Wasser, Dampf oder Methanol, abdestilliert werden.From the reaction mixture formed during the polymerization, optionally after deactivation of the catalyst with z. B. water, alcohol or an acid, the polymer, optionally with addition of water, steam or methanol, are distilled off.

Das erfindungsgemäß anfallende Polymere enthält gewöhnlich zwischen 20 und 75 Gew.-% Äthylen, 24 bis 79 Gew.-% eines oder mehrerer anderer cr-Alkylene und zumindest 0,5 Gew.-% ein- oder mehrfach ungesättigter Verbindungen. Für Spezialzwecke kann das Polymere größere Mengen, z. B. bis zu 30 Gew.-%, einer mehrfach ungesättigten Verbindung enthalten. The polymer obtained according to the invention usually contains between 20 and 75% by weight of ethylene, 24 up to 79% by weight of one or more other -alkylenes and at least 0.5% by weight of mono- or polyunsaturated compounds. For special purposes can the polymer in larger amounts, e.g. B. contain up to 30 wt .-%, a polyunsaturated compound.

Den so gebildeten Polymeren können die üblichen Chemikalien beigegeben werden, z. B. Zinkoxyd, Stearinsäure, Schwefel, Antioxydationsmittel, organische Beschleuniger, z. B. Tetramethyltbiuramdisulfid, sogenannte »Klebrigmacher« Farbstoffe und Pigmente. Gegebenenfalls können wenigstens einige dieser Mittel, z. B. ein oder mehrere Antioxydationsmittel, bereits während des Polymerisationsvorgangs beigegeben werden. Sie können als solche zugesetzt werden, vorzugsweise aber werden sie zuvor in der Flüssigkeit oder den Flüssigkeiten, welche als Verteilungsmittel bei der Polymerisation benutzt werden, oder in einem oder mehreren der flüssigen oder verflüssigten Monomeren vermischt. Es können während der Polymerisation auch verstärkende Füllstoffe, wie Kreide, Kaolin und Ruß und die sogenannten Strecköle in das Polymere eingemischt werden.The customary chemicals can be added to the polymers formed in this way, e.g. B. zinc oxide, Stearic acid, sulfur, antioxidants, organic accelerators, e.g. B. tetramethyltbiuram disulfide, so-called "tackifiers" dyes and pigments. If necessary, at least some can this means, e.g. B. one or more antioxidants, already during the polymerization process be added. They can be added as such, but they are preferably added beforehand in the Liquid or liquids that are used as a distribution medium in the polymerization, or mixed in one or more of the liquid or liquefied monomers. It can during the polymerization also reinforcing fillers such as chalk, kaolin and carbon black and the so-called extender oils are mixed into the polymer.

Die Polymeren ergeben nach Vulkanisation ein Produkt, das sich durch seine ausgezeichneten Eigenschaften sehr gut für Autoreifen eignet. Vermischung der erfindungsgemäßen Polymeren mit anderen, geringungesättigten Kautschuken, z. B. Butylkautschuk und oder mit stark ungesättigten Kautschuken, z. B. Butadienstyrolkautschuke, ergeben nach Vulkanisation Produkte mit ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften. Die Polymeren können ferner bei der Herstellung von Fahrradreifen, Förderbändern, Schuhwerk, Bodenbelag und Dichtungsstreifen angewandt werden.After vulcanization, the polymers result in a product that is characterized by its excellent properties very suitable for car tires. Mixing of the polymers according to the invention with other, slightly unsaturated Rubbers, e.g. B. butyl rubber and or with highly unsaturated rubbers, e.g. B. Butadiene styrene rubbers produce products with excellent mechanical properties after vulcanization. The polymers can also be used in the manufacture of bicycle tires, conveyor belts, Footwear, flooring and waterproofing strips are applied.

Die erfindungsgemaß gebildeten Polymerisate lassen sich auf einfache Weise durch Erhitzung mit Schwefet bei einer Temperatur von 100 bis 250° C. vorzugsweise 140 bis 170" C, vulkanisieren. Es können gegebenenfalls die für Butylkautschuk üblichen Vulkanisationsrezepte benutzt werden. Außerdem können auch Quellen für freie Radikale, wie Peroxyde, benutzt werden, dies ist aber keine Bedingung. Die erfindungsgemäßen Polymeren können in Form von Krumen, Folien, Strähnen oder Ballen geliefert werden.The polymers formed according to the invention can easily be added by heating Sulfur at a temperature of 100 to 250 ° C, preferably 140 to 170 "C, vulcanize. It can If necessary, the vulcanization recipes customary for butyl rubber can be used. aside from that can also be sources of free radicals, such as peroxides, can be used, but this is not a requirement. The polymers according to the invention can be used in Supplied in the form of crumbs, foils, strands or balls.

Nachfolgende Beispiele bezwecken eine nähere Erläuterung,The following examples are intended to provide a more detailed explanation

Beispiel 1example 1

In einen doppslwandJgen, mit einem Rührwerk, einem Thermometer, einem Gaseintritts- und Gasaustrittsrohr ausgestatte'.Kli Metallreaktor werden 0,9 Liter Benzol eingebfacht. Anschließend werden 100 inMol Butadien-1,3 eingebracht und ferner Äthylen und Propylen in einem Molverhältnis von 60.40 eingeleitet; dieses Einleiten von Äthylen und Propylen wird während der Polymerisation fortge-In a double wall, with an agitator, a Thermometer, a gas inlet and gas outlet pipe equip'.Kli metal reactor are 0.9 liters Benzene simple. Then 100 in moles of 1,3-butadiene are introduced and furthermore Introduced ethylene and propylene in a molar ratio of 60.40; this introduction of ethylene and Propylene is carried away during the polymerization

führt. Danach werden die in Benzol gelösten Katalysatorbestandteile Diäthylaluminiurnchlorid, Titante trachlorid und Dibutyimagnesium beigegeben, und zwar in Mengen von 6,0 bzw. 0,1 und 2,0 mMol. Das Volumen beträgt letzten Endes 1 Liter. Die Polymeri-leads. Then the catalyst components dissolved in benzene are used Diethylaluminum chloride, titanium trachloride and dibutyimagnesium added, and although in amounts of 6.0 or 0.1 and 2.0 mmol. Ultimately, the volume is 1 liter. The polymer

sationstemperatur wird auf 30° C gehalten, und der Polymerisationsdruck beträgt 0,7 at Der Polymerisationsvorgang wird nach zwei Stunden beendet, wonach man 84 g Polymeres erhält Dieses Polymere enthält 26 Gew.-% Propylen und ist zu 0,13 mgäq/gsation temperature is kept at 30 ° C, and the The polymerization pressure is 0.7 at. The polymerization process is ended after two hours, after which time 84 g of polymer are obtained. This polymer contains 26% by weight of propylene and is 0.13 mgeq / g

ungesättigt. Die spezifische Viskosität beträgt 3,3.unsaturated. The specific viscosity is 3.3.

Beispiel 2Example 2

Bei einem Dauerversuch wird unter Benutzung derselben Katalysatorkomponenten in gleichen Kon-In a long-term test, the same catalyst components are used in the same con-

zentrationen mit Heptan als Vü/ieflungsmittel gearbeitet. Das Verhältnis Äthylen zu i^ropylen beträgt 30:70. Der Druck beläuft sich auf 1 at. Die mittlere Verweilzeit ist 30 Minuten. Je Liter Verteilurgsmittel werden 110 mMol Butadien beigegeben. Je Liter Po-centrations worked with heptane as a filling agent. The ratio of ethylene to propylene is 30:70. The pressure is 1 at. The middle one Dwell time is 30 minutes. 110 mmol of butadiene are added per liter of distribution agent. Per liter of po-

-' lymc;isationsmittel fällt eine Menge von 9,6 g Polymerisat an, das 39 Gew.-% Propylen enthält und zu 0,47 mgäq/g ungesättigt ist. Die spezifische Viskosität beträgt 1,7.A quantity of 9.6 g of polymer falls to the lymc; isating agent which contains 39 wt .-% propylene and is 0.47 mgeq / g unsaturated. The specific viscosity is 1.7.

Beispiel 3Example 3

Beispiel 2 wird wiederholt, allerdings jetzt unter Benutzung einer Katalysatorzusammensetzung von 1 mMol Diäthylaluminiumchlorid, 0,25 mMol/I Din.-Butylmagnesium und 0,025 mMol/1 Titanletra-' chlorid. Statt Butadien wird jetzt eine Menge von 30 mMol/1 Dicyclopentadien zugesetzt. Je Liter Polymerisationsmittel werden 27 g Polymeres erhalten, das außer Äthylen noch 49 Gew.-% Propylen und 3,8 Gew.-% Dicyclopentadien enthält Anwendung von Diäthylmagnesium statt Di-n.-butylmagnesium ergibt etwa dasselbe Resultat.Example 2 is repeated, but now using a catalyst composition from 1 mmol diethylaluminum chloride, 0.25 mmol / l Din.-Butylmagnesium and 0.025 mmol / l titanium tetra chloride. Instead of butadiene, a lot of 30 mmol / 1 dicyclopentadiene added. 27 g of polymer are obtained per liter of polymerisation agent, which, in addition to ethylene, also contains 49% by weight propylene and 3.8% by weight dicyclopentadiene Diethylmagnesium instead of di-n.-butylmagnesium results roughly the same result.

Beispiel 4Example 4

4. Nach Wiederholung von Versuch 3, wobei statt 4th After repeating experiment 3, where instead of

' 30 mMol/1 Dicyclopentadien jetzt 20 mMol/1 5-'30 mmol / 1 dicyclopentadiene now 20 mmol / 1 5-

ÄthyIidennorbornen-2 benutzt werden, wird eine Ausbeute von 30 g Polymerisat erhalten, welcheÄthyIidennorbornen-2 are used, a yield of 30 g of polymer is obtained, which

0,7 Gew.-% 5-Äthylidennorbornen enthält. Die imContains 0.7% by weight of 5-ethylidene norbornene. The in

-n vorliegenden Beispiel eingesetzte Magnesiumverbindung enthält mehr als zwei Moleküle Dibutyläther je Atom Magnesium.- n the present example, the magnesium compound used contains more than two molecules of dibutyl ether per atom of magnesium.

Beispie! 5Example! 5

-,-, Ein Gemisch xmi Äthylen, Propylen ur>d 5-Äthylidennorbornen-2 wurde kontinuierlich bei einer Temperatur von 25° C und einem Druck von 1 at polymerisiert. Dabei wurden pro Stunde in den Reaktor geleitet:-, -, A mixture xmi ethylene, propylene ur> d 5-ethylidene-norbornene-2 was polymerized continuously at a temperature of 25 ° C and a pressure of 1 atm. The following were fed into the reactor per hour:

6n a) 200 ml Heptan, in denen 1 mMol Dibutylmagnesium und 40 mMol 5-Äthylidennorbornen-2 gelöst waren, 6 na) 200 ml of heptane, in which 1 mmol of dibutylmagnesium and 40 mmol of 5-ethylidene-norbornene-2 were dissolved,

b) 900 ml Heptan, in denen das Reaktiörtsprodükt von 4 mMol Diäthylaluminiumchlorid mitb) 900 ml of heptane, in which the Reaktiörtsprodükt of 4 mmol diethylaluminum chloride with

1 mMol Decsnol gelöst war, und1 mmol Decsnol was dissolved, and

c) eine Lösung von 04 mMol TiQ4 in 900 ml Heptan. c) a solution of 04 mmol of TiQ 4 in 900 ml of heptane.

Außerdem wurden dem Reaktor stündlich 66 LiterIn addition, the reactor was using 66 liters per hour

gasförmiges Äthylen und 154 Liter gasförmiges Propylen zugeleitet. Die mittlere Verweilzeit im Reaktor betfug ^O Minuten.gaseous ethylene and 154 liters of gaseous propylene fed. The mean residence time in the reactor betfug ^ O minutes.

Pro Stunde wurden 104 g Terpolymeres erhalten.104 g of terpolymer were obtained per hour.

Beispiel 6Example 6

Ein Gemisch aus Äthylen, Propylen und Dicyclopentadien wurde kontinuierlich bei einer Temperatur vori 25° C und einem Druck von 1 at polymerisiert. Pro Stunde wurden dem Reaktor zugeleitet:A mixture of ethylene, propylene and dicyclopentadiene was polymerized continuously at a temperature of 25 ° C. and a pressure of 1 atm. The following were fed into the reactor per hour:

ä) eine Lösung von 0,5 mMol Dibutylmagneshimä) a solution of 0.5 mmol of dibutylmagneshim

und 60 mMol Dicyclopentadien in 200 ml Heptan, and 60 mmol of dicyclopentadiene in 200 ml of heptane,

b) 900 ml Heptan, iri denen das Reaktionsprodukt von 2 rriMol Diäthylalüminiumchlorid mit 0,5jhMoI Decanol gelöst war, undb) 900 ml of heptane, iri which the reaction product of 2 millimoles of diethylaluminium chloride with 0.5jhMoI decanol was dissolved, and

c) eine Lösung Von 0,045 mMol TiCl4 in 900 ml Heptan.c) a solution of 0.045 mmol TiCl 4 in 900 ml heptane.

Außerdem wurden stündlich 55 Liter Äthylen und Liter Propylen in den Reaktor eingebracht.In addition, every hour 55 liters of ethylene and liters of propylene were introduced into the reactor.

Die Ausbeute an Terpolymerem betrug 54 g pro Stunde;The yield of terpolymer was 54 g per hour;

Claims (6)

■ Patentansprüche:■ Patent claims: 1. Verfahren zur Herstellung eines schwefelvulkanisierbaren Polymeren aus Äthylen, zumindest einem anderen a-Alkylen und zumindest einer mehrfach ungesättigten Verbindung, wobei eine Mischung dieser Monomeren in einem flüssigen Verteilungsmittel mit einem Katalysator zusammengebracht wird, der sich aus einer Aluminiumhalogenverbindung, einer Verbindung eines Übergangsmetalls und einer Organomagnesiumverbindung zusammensetzt, dadurch gekennzeichnet, daß als Organomagnesiumverbindung ein AJkyl- oder Cycloalkylmagnesiumderivat benutzt wird, wobei eine der Kohlenwasserstoffgruppen durch eine AJkoxygruppe, ein Chlor-, Brom- oder Jodatom oder eine Hydroxylgruppe ersetzt werden kann und das Verhältnis von Magnesium zum Ubergangsmetall zwischen 0,1 und 200 bzw. zwischen Aluminium- und Magnesiumverbindung zwischen 0,5 und 30 liegt.1. Process for making a sulfur vulcanizable Polymers of ethylene, at least one other α-alkylene and at least one polyunsaturated compound, being a mixture of these monomers in a liquid Distribution agent is brought into contact with a catalyst which is composed of an aluminum halogen compound, composed of a compound of a transition metal and an organomagnesium compound, characterized in that that an alkyl or cycloalkyl magnesium derivative is used as the organomagnesium compound is, where one of the hydrocarbon groups by an AJkoxygruppe, a chlorine, Bromine or iodine atom or a hydroxyl group can be replaced and the ratio of magnesium to the transition metal between 0.1 and 200 or between aluminum and magnesium compounds is between 0.5 and 30. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Magnesiumderivat ein Dialkyl- oder Dicycloalkylmagnesiuir; verwendet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the magnesium derivative is a dialkyl or dicycloalkylmagnesium; is used. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Diäthylmagnesium verwendet wird.3. The method according to claim 2, characterized in that diethyl magnesium is used will. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Dibutylrnagnesium verwendet wird.4. The method according to claim 2, characterized in that dibutyl magnesium is used will. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis Λ dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis Magnesium- und Übergangsmetallverbindung zwischen 0,5 und 100 Hegt.5. The method according to any one of claims 1 to Λ, characterized in that the ratio Magnesium and transition metal compound between 0.5 and 100 Hegt. 6. Verwendung der gemäß den vorhergehenden Ansprüchen hergestellten ungesättigten Polymeren zur Herstellung von Formkörpern durch Vulkanisation mittels eines schwefelhaltigen Vulkanisationsmittels. 6. Use of the unsaturated polymers prepared according to the preceding claims for the production of moldings by vulcanization using a sulfur-containing vulcanizing agent.
DE19691925114 1968-05-15 1969-05-16 Process for the production of a sulfur-vulcanizable polymer from ethyl and at least one other α-alkylene and its use for the production of molded articles Expired DE1925114C3 (en)

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