DE1962853C3 - Process for the production of curable amorphous olefin interpolymers - Google Patents
Process for the production of curable amorphous olefin interpolymersInfo
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Description
3535
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von härtbaren amorphen Olefinterpolymerisaten durch Polymerisation von zwei verschiedenen «-Olefinen mit bis zu 10 Kohlenstoffatomen und einem polycyclischen Polyen in Gegenwart eines Polymerisationskatalysators, der aus einer Verbindung eines Übergangsmetalls der Gruppen IV bis VIII des Periodischen Systems der Elemente und einer Aluminiumverbindung der allgemeinen Formel AlRXiX2 ■ m Z, worin R ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, Xi und X2, die gleich oder verschieden sein können, jeweils ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder eine sekundäre Aminogruppe, Z eine Lewis-Base und m 0 oder eine ganze Zahl bedeuten, oder einem Polyiminoalan der, allgemeinen Formel (-AIH-NRi-) besteht, worin Ri einen Alkyl-, Aryl- oder Cycloalkylrest bedeutet.The invention relates to a process for the preparation of curable amorphous olefin polymers by polymerizing two different -olefins with up to 10 carbon atoms and a polycyclic polyene in the presence of a polymerization catalyst which consists of a compound of a transition metal of groups IV to VIII of the Periodic Table of the Elements and an aluminum compound of the general formula AlRXiX 2 ■ m Z, in which R is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, Xi and X 2 , which can be identical or different, each have a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a secondary amino group, Z is a Lewis base and m is 0 or an integer, or a polyiminoalane of the general formula (-AIH-NRi-), in which Ri is an alkyl, aryl or cycloalkyl radical.
Es ist bekannt, daß aus Äthylen, Propylen oder anderen A-Olefinen und Dicyclopentadien oder einer ähnlichen, eine Doppelbindung in dem Endomethylenring und eine andere Doppelbindung in einem mit dem ersten Ring orthokondensierten zweiten Ring enthaltenden Verbindung als drittem Monomeren Terpolymerisate hergestellt werden können (vgl. zum Beispiel die bo französischen Patentschriften 14 47 671 und 14 54 300 sowie die britische Patentschrift 10 07 908). Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese Terpolymerisate zwar eine hohe Ausnutzung des Dienmonomeren und wegen ihres geringen Gehalts an Unsättigung eine sehr gute hi Beständigkeit gegenüber chemischen Agentien aufweisen, daß sie aber den Nachteil haben, daß sie eine ziemlich geringe Härtungsgeschwindigkeit besitzen. Außerdem setzt sich manchmal die Vulkanisation ac infinitum fort, ohne jemals aufzuhören. Dieser Nachtei beeinträchtigt natürlich die Eigenschaften der auf diese Weise hergestellten Terpolymerisate und schränkt ihre Verwendbarkeit beträchtlich ein, wobei dadurch nicht nur die Eigenschaften dieser Polymerisate beeinträchtigt werden, sondern es auch nicht möglich ist zusammen mit anderen üblichen Elastomeren, die eine hohe Vulkanisationsgeschwindigkeit besitzen, eine befriedigende Covulkanisation zu erzielen.It is known that from ethylene, propylene or other A-olefins and dicyclopentadiene or one similar, one double bond in the endomethylene ring and another double bond in one with the first ring orthocondensed second ring containing compound as third monomer terpolymers can be produced (see, for example, French patents 14 47 671 and 14 54 300 and British patent specification 10 07 908). It has been shown, however, that these terpolymers are indeed a high utilization of the diene monomer and, because of its low unsaturation content, a very good hi Have resistance to chemical agents, but that they have the disadvantage that they are a have a fairly slow cure rate. In addition, the vulcanization ac sometimes sets infinitum without ever stopping. This disadvantage naturally affects the properties of the on them Terpolymers produced wisely and considerably restricts their usability, although this does not only the properties of these polymers are adversely affected; it is also not possible together with other common elastomers which have a high rate of vulcanization, one to achieve satisfactory covulcanization.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren zui Herstellung von Terpolymerisaten anzugeben, welche die vorstehend geschilderten Nachteile nicht aufweisen.The object of the invention is therefore to provide a method Specify the production of terpolymers which do not have the disadvantages outlined above.
Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe dadurch gelöst werden kann, daß zur Herstellung der Olefinterpolymerisate als drittes Monomeres ganz bestimmte polycyclische Polyenkohlenwasserstoffe verwendet werden.It has now been found that this object can be achieved by preparing the olefin interpolymers very specific polycyclic polyhydric hydrocarbons are used as the third monomer will.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zui Herstellung von härtbaren amorphen Olefinterpolymerisaten durch Polymerisation von zwei verschiedener a-Olefinen mit bis zu 10 Kohlenstoffatomen und einem polycyclischen Polyen in Gegenwart eines Polymerisationskatalysators, der aus einer Verbindung eine; Übergangsmetalls der Gruppen IV bis VIII des Periodischen Systems der Elemente und einer Aluminiumverbindung der allgemeinen Formel AlRXiX2 ■ m Z worin R ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mil 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, Xi und X2, die gleich odei verschieden sein können, jeweils ein Wasserstoffatom ein Halogenatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis IC Kohlenstoffatomen oder eine sekundäre Aminogruppe Z eine Lewis-Base und m 0 oder eine ganze Zah bedeuten, oder einem Polyiminoalan der allgemeiner Formel (- AlH -NR, -) besteht, worin R, einen Alkyl-Aryl- oder Cycloalkylrest bedeutet, das dadurch gekennzeichnet ist, daß als Polyen Allyldicyclopentadi ene, Crotyldicyclopentadiene, (l'3'-Dimethyl)-allyldicy· clopentadiene, Vinyldicyclopentadiene, Isopropenyldi cyclopentadiene, Divinyldicyclopentadiene, üiallyldicy clopentadiene, Vinylendomethylenhexahydronaphthali ne, Vinyltricyclopentadiene und Allyltricyclopentadien« eingesetzt werden.The invention relates to a process for the production of curable amorphous olefin interpolymers by polymerizing two different α-olefins having up to 10 carbon atoms and a polycyclic polyene in the presence of a polymerization catalyst which consists of a compound; Transition metal of groups IV to VIII of the Periodic Table of the Elements and an aluminum compound of the general formula AlRXiX 2 ■ m Z wherein R is a hydrogen atom or an alkyl group with 1 to 10 carbon atoms, Xi and X 2 , which can be the same or different, are each a hydrogen atom a halogen atom, an alkyl group with 1 to IC carbon atoms or a secondary amino group Z is a Lewis base and m is 0 or an integer, or a polyiminoalane of the general formula (- AlH -NR, -), in which R, an alkyl- aryl or cycloalkyl radical, which is characterized in that the polyene Allyldicyclopentadi ene, Crotyldicyclopentadiene, (l'3'-dimethyl) -allyldicy · clopentadiene, Vinyldicyclopentadiene, Isopropenyldi cyclopentadienes, Divinyldicyclopentadiene, üiallyldicy clopentadiene, Vinylendomethylenhexahydronaphthali ne, Vinyltricyclopentadiene and Allyltricyclopentadien "used will.
Wie aus dem weiter unten folgenden Beispiel 11 hervorgeht, erhält man nach dem erfindungsgemäßer Verfahren Olefinterpolymerisate, die hinsichtlich ihrei Eigenschaften den nach den bekannten Verfahrer herstellbaren Olefinterpolymerisaten eindeutig überle gen sind. Insbesondere weisen sie eine erheblich höhe« Vulkanisationsgeschwindigkeit auf, die oft um mehr al! 100% über derjenigen eines entsprechenden, untei Verwendung von Dicyclopentadien hergestellten be kannten Terpolymerisats liegt.As shown in Example 11 below it can be seen that olefin interpolymers are obtained by the process according to the invention which, in terms of their Properties clearly outperform the olefin interpolymers which can be prepared by the known process genes are. In particular, they have a considerably high vulcanization rate, which is often more than! 100% above that of a corresponding be produced using dicyclopentadiene known terpolymer is.
Die zur Herstellung der Olefinterpolymerisate nacl dem Verfahren der Erfindung eingesetzten polycycli sehen Polyenkohlenwasserstoffe können nach Verfah ren hergestellt werden, wie sie in der deutscher Offenlegungsschrift 19 62 854 beschrieben sind.The polycyclic used to produce the olefin interpolymers according to the process of the invention see Polyhydrocarbons can be produced according to processes like those in German Offenlegungsschrift 19 62 854 are described.
Beispiele für erfindungsgemäß verwendbare Polyene sind folgende:Examples of polyenes which can be used according to the invention are as follows:
i '\V CH2--CH CH2 i '\ V CH 2 --CH CH 2
2- oder ?-Ally!-dicyclopenladien2- or? -Ally! -Dicyclopenladien
-CH2-CH=CH-CH3
2- oder 3-CrotyldicycIopentadien-CH 2 -CH = CH-CH 3
2- or 3-crotyldicycopentadiene
CH-CH=CH-CH3 CH-CH = CH-CH 3
Γ 2' 3"Γ 2 '3 "
(HIj(HIj
2- oder -S-O'^'-Dimethyty-allyldicyclopentadieiii2- or -S-O '^' - Dimethyty-allyldicyclopentadieiii
C=CH2 C = CH 2
(IV)(IV)
1- oder 2- oder -3-Vinyldicyclopentadien (R = H): 1-
oder -2- oder -S-Isopropenyldicyclopentadien
(R = CH3)1- or 2- or -3-vinyldicyclopentadiene (R = H): 1- or -2- or -S-isopropenyldicyclopentadiene
(R = CH 3 )
DivinyldicyclopentadienDivinyl dicyclopentadiene
CH=CH,CH = CH,
(VI)(VI)
6-Vinyl-[l,4-endomethylen-l,4,5,8,9,10-hexahydro]-naphthalin 6-vinyl- [1,4-endomethylene-1,4,5,8,9,10-hexahydro] naphthalene
^CH=CH2 ^ CH = CH 2
(VII)(VII)
7-Vinyl-[ 1,4-endomethylen-1,4,7,8,9,10-hexahydro]-naphthalin 7-vinyl- [1,4-endomethylene-1,4,7,8,9,10-hexahydro] naphthalene
(VIII)(VIII)
6-Vinyl-[ 1,4-endomethylen-l ,4,7,8,9,10-hexahyd:ro]-naphthalin 6-vinyl- [1,4-endomethylene-1,4,7,8,9,10-hexahyd: ro] naphthalene
/-CH=--CH2 / -CH = - CH 2
S g IS g I
2- oder -i-Vinyl-tricyclopentadien2- or -i-vinyl-tricyclopentadiene
CH2-CH=CH2 CH 2 -CH = CH 2
2- oder 3-, -5- oder -o-Diallyl-dicyclopentadien2- or 3-, -5- or -o-diallyl-dicyclopentadiene
Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete jJ-Olefme sind Äthylen, Propylen, Butene, Pentene, Methylpentene und Hexene. Bevorzugt wird das Paar Äthylen-Propylen verwendetFor carrying out the process according to the invention, suitable jJ-olefins are ethylene, propylene, Butenes, pentenes, methylpentenes and hexenes. The ethylene-propylene pair is preferably used
Beispiele für geeignete Aluminiumverbindungen, die eine Komponente des erfindungsgemäß verwendeten Polymerisaticnskatalysators darstellen, sind folgende:Examples of suitable aluminum compounds which are a component of that used according to the invention Polymerization catalyst are the following:
AKn-C10H2O3,AKn-C 10 H 2 O 3 ,
Al(n-C<sHi3)3,Al (n-C <sHi3) 3,
AKn-C4H9J3,AKn-C 4 H 9 J 3 ,
AlClKC2H5),AlClKC 2 H 5 ),
AKC2Hs)2Cl,
2, AKi-C4Hg)2Cl,AKC 2 Hs) 2 Cl,
2, AKi-C 4 Hg) 2 Cl,
Al(I-C4H9)Cl2,Al (IC 4 H 9 ) Cl 2 ,
AlHCl2 · 0(C2Hs)2,AlHCl 2 · 0 (C 2 Hs) 2 ,
AIH2N(CK3KAIH 2 N (CK 3 K
AlHClN(CH3J2 und
3ü AlH3 · N(CH3J3.AlHClN (CH 3 J 2 and
3u AlH 3 · N (CH 3 I 3 .
Beispiele für geeignete Übergangsmetallverbindungen, die als Komponente in dem erfindungsgemäß verwendeten Katalysator eingesetzt werden können, sind VCl4, VOCl3, Vanadintriacetylacetonat, VCIO(OC2H5)J1VCl, ■ 3 THFund TiCl4.Examples of suitable transition metal compounds which can be used as components in the catalyst used according to the invention are VCl 4 , VOCl 3 , vanadium triacetylacetonate, VCIO (OC 2 H 5 ) J 1 VCl, 3 THF and TiCl 4 .
Das Verfahren der Erfindung kann in Gegenwart eines inerten Kohlenwasserstofflösungsmittels oder in den flüssigen Monomeren («-Olefinen) als Lösungsmittel durchgeführt werden. Der erfindungsgemäß verwendete Katalysator kann entweder vorher in Gegenwart oder in Abwesenheit eines Monomeren oder in situ hergestellt werden. Die dabei angewendeten Temperaturen sind die gleichen, wie sie üblicherweise bei solchen 4r> Reaktionen angewendet werden, und sie liegen beispielsweise innerhalb des Bereiches von —60 bis + 1000C. Die angewendeten Drücke liegen zwischen dem Druck, der erforderlich ist, um die Monomeren mindestens teilweise in flüssigem Zustand zu halten, und 100 Atmosphären, vorzugsweise zwischen 1 und 80 Atmosphären.The process of the invention can be carried out in the presence of an inert hydrocarbon solvent or in the liquid monomers (α-olefins) as solvents. The catalyst used in the present invention can be prepared either in advance in the presence or absence of a monomer or in situ. The temperatures used are the same as are usually used in such 4 r > reactions, and they are, for example, within the range of -60 to + 100 0 C. The pressures used are between the pressure that is required to achieve the To keep monomers at least partially in the liquid state, and 100 atmospheres, preferably between 1 and 80 atmospheres.
Wenn als «-Olefine Äthylen und Propylen verwendet werden, so liegt das Verhältnis zwischen diesen beiden Monomeren vorzugsweise innerhalb des Bereiches von 5r> 1 :4 bis 4:1, insbesondere bei 1,5 :1 bis 1 :1,5. Das in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Polyen macht vorzugsweise 1 bis 20 Gew.-% des daraus hergestellten Terpolymerisats aus.If ethylene and propylene are used as -olefins, the ratio between these two monomers is preferably within the range from 5 r > 1: 4 to 4: 1, in particular 1.5: 1 to 1: 1.5. The polyene used in the process according to the invention preferably makes up 1 to 20% by weight of the terpolymer produced therefrom.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele bo näher erläutert.The invention is illustrated in more detail by the following examples bo.
In den nachfolgenden Beispielen wurde der Verlauf der Vulkanisationsreaktion an Hand des Drehmoments verfolgt, das durch ein Vulcameter (Rheometer vom Zwick-Typ) mit oszillierender Platte während der IIX) b<i Vulkanisation aufgezeichnet wurde. Das Drehmoment ist proportional zum Vulkanisationsgrad. Die maximale Drehmomentänderung entspricht der Differenz zwischen dem nach den ersten 250 Minuten derIn the following examples, the course of the vulcanization reaction was determined using the torque tracked by a Vulcameter (rheometer from the Zwick type) with an oscillating plate during the IIX) b <i vulcanization was recorded. The torque is proportional to the degree of vulcanization. The maximum change in torque corresponds to the difference between after the first 250 minutes of the
Vulkanisation gemessenen Drehmoment und dem am Anfang gemessenen Drehmoment d. h. der GleichungVulcanization measured torque and the torque measured at the beginning d. H. the equation
Eine weitere Voraussetzung ist die, daß die Konzentration der Doppelbindungen zur Seit t gleich der Differenz zwischen dem angenommenen Maximum und dem Drehmoment zur Zeit t ist, d. h. der Gleichung G250 — G, entspricht Die unter den angegebenen Bedingungen mit einem Schwefelübermaß gemessenen Vulkanisationsgeschwindigkeiten hängen im wesentlichen nur von der Konzentration der Doppelbindungen ab.Another prerequisite is that the concentration of the double bonds on the side t is equal to the difference between the assumed maximum and the torque at time t , i.e. corresponds to equation G250-G. The vulcanization rates measured under the specified conditions with an excess of sulfur essentially depend only depends on the concentration of the double bonds.
Der Verlauf der Vulkanisationsreaktion entspricht einer kinetischen Gleichung zweiter Ordnung, die durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden kann:The course of the vulcanization reaction corresponds to a kinetic equation of the second order, which by the following equation can be expressed:
dG,dG,
drdr
Wenn einmal Gm« und /90, die zur Erzielung von 90% von Gmax - GWi„ erforderliche Zeit, bekannt sind, kann aus dieser Gleichung die Vulkanisationsgeschwindigkeitskonstante K errechnet werden nach der folgenden Gleichung:Once G m "and / 90, the time required to achieve 90% of G max - G W i" , are known, the vulcanization rate constant K can be calculated from this equation according to the following equation:
K =K =
1000 ml η-Hexan wurden in einer inerten Atmosphäre in einen mit einem mechanischen Rührer, einer Thermometerhülse und einem Mantel für eine thermostatisch regulierte Flüssigkeit versehenen röhrenförmigen 1500-ml-Reaktor gegeben. Gleichzeitig wurde eine Mischung aus Propylen und Äthylen mit einem Molverhältnis von 2 :1 und einer Fließgeschwindigkeit von 12001 (gemessen unter Standard-Bedingungen) pro Stunde auf den Boden des Reaktors eingeleitet Zur Erleichterung der Einstellung des Sättigungsgleichgewichts wurde das Lösungsmittel während der Gaseinleitung gerührt, und die Temperatur des Lösungsmittels wurde bei 00C gehalten, indem innerhalb des Reaktormantels eine durch einen Kryostaten regulierte Kühlmischung zirkuliert wurde.1000 ml of η-hexane was placed in an inert atmosphere in a 1500 ml tubular reactor equipped with a mechanical stirrer, a thermometer sleeve and a jacket for a thermostatically regulated liquid. At the same time, a mixture of propylene and ethylene with a molar ratio of 2: 1 and a flow rate of 12001 (measured under standard conditions) per hour was introduced into the bottom of the reactor the temperature of the solvent was maintained at 0 0 C by a controlled by a cryostat cooling mixture was circulated within the reactor shell.
Nachdem die Monomerenmischung 20 Minuten lang eingeblasen wurden war, wurde angenommen, daß sich das Gleichgewicht eingestellt hatte. Der Reaktor wurde dann mit 4 mMol (C2H5)2A1C1 und 11,6 mMol Allyldicyclopentadien (Formel I) pro Liter beschickt. Während die Einleitung des Monomerengasstroms fortgesetzt wurde, wurde die Polymerisationsreaktior. eingeleitet indem 0,5 mMol Vanadintriacetylacetonat pro Liter eingeführt wurden. Die Polymerisation wurde 9 Minuten lang fortgesetzt; sie wurde durch Zugabe von 1 ml n-Butanol in dem Reaktor gestoppt Die Reaktionslösung wurde mit Wasser gewaschen, mit HCl angesäuert und erneut mit Wasser gewaschen bis zur Neutralität; dann wurde sie durch langsame Zugabe eines Überschusses von Aceton, welches ein Amin-Antioxydans enthielt, koaguliert. Nach 15stündigem Trocknen unter vermindertem Druck bei 50°C wurde eine elastomere Masse erhalten, die 14,8 g wog und in ihrem Aussehen ungehärtetem Kautschuk ähnelte. Eiin Röntgendiagramm zeigte, daß sie im wesentlichen amorph war und einen CVGehaii von 62 Gew.-% aufwies, während ihre grundmolare Viskositätszahl, gemessen in Toluol bei 300C, 136 dl/g betrug. Die jodometrische Untersuchung ergab einen Termonomer(I)-G ehalt von 5,1 Gew.-% in dem TerpolymerisatAfter the monomer mixture had been blown for 20 minutes, it was believed that equilibrium had been established. The reactor was then charged with 4 mmol (C 2 H 5 ) 2A1C1 and 11.6 mmol allyldicyclopentadiene (Formula I) per liter. While the introduction of the monomer gas stream continued, the polymerization reactor became. initiated by introducing 0.5 mmol of vanadium triacetylacetonate per liter. The polymerization was continued for 9 minutes; it was stopped by adding 1 ml of n-butanol in the reactor. The reaction solution was washed with water, acidified with HCl and washed again with water until neutral; then it was coagulated by slowly adding an excess of acetone containing an amine antioxidant. After drying for 15 hours under reduced pressure at 50 ° C., an elastomeric composition was obtained which weighed 14.8 g and which in its appearance resembled uncured rubber. Eiin X-ray pattern showed that it was essentially amorphous and a CVGehaii of 62 wt .-% had as their intrinsic viscosity, measured in toluene at 30 0 C, 136 dl / g was. The iodometric investigation showed a termonomer (I) content of 5.1% by weight in the terpolymer
Ein Teil des Terpolymerisats wurde unter Verwendung der folgenden Zusammensetzung in einem Zwick-Rheometer mit oszillierender Platte mit einem Drehwinkel & = 45° gehärtet:Part of the terpolymer was cured using the following composition in a Zwick rheometer with an oscillating plate with an angle of rotation & = 45 °:
Polymerisat 100 TeilePolymer 100 parts
H AF-Ruß (Kohlenstoff) 50 Teile
ZnO 5 TeileH AF carbon black (carbon) 50 parts
ZnO 5 parts
Naphthenisches öl 5 TeileNaphthenic oil 5 parts
Mercaptobenzthiazol 0,5 TeileMercaptobenzothiazole 0.5 parts
Tetramethylthiuramdisulfid 1 TeilTetramethylthiuram disulfide 1 part
Schwefel 2 TeileSulfur 2 parts
Vulkanisatioristemperatur 145° CVulcanization temperature 145 ° C
Dabei wurden die folgenden Ergebnisse erhalten:The following results were obtained:
(Induktionszeit) = 3'30";(Induction time) = 3'30 ";
(die zur Erzielung von 90% des maximalen Moduls erforderliche Zeit) = 81';
(Geschwindigkeitskonstante für die gesamte Vulkanisationsreaktion) = 0,386 min-1 ■ m-' · kg-'
und(the time required to reach 90% of the maximum modulus) = 81 ';
(Rate constant for the entire vulcanization reaction) = 0.386 min- 1 ■ m- '· kg-' and
Gmax (das am Ende der Vulkanisation gemessene maximale Drehmoment) = 0,508 m · kg. Gmax (the maximum torque measured at the end of vulcanization) = 0.508 m · kg.
Das IR-Spektrum des Terpolymerisats zeigte die für jo die Vinylgruppe charakteristischen Absorptionsbanden bei 908 und 990 cm-'.The IR spectrum of the terpolymer showed the absorption bands characteristic of the vinyl group at 908 and 990 cm- '.
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt, wobei als Katalysatorsystem 4 mMol Al(C2Hs)2Cl und 0,5 mMol V(Acetylacetonat)3 in n-Heptan verwendet wurde. Als Termonomeres wurden 10,7 mMol Crotyldicyclopentadien der obigen Formel II verwendet und die Polymerisationstemperatur wurde konstant bei 00C gehalten. Nach 8minütiger Polymerisation erhielt man 16 g Terpolymerisat mit einem Gehalt an Unsättigung entsprechend 4,85Gew.-% Termonomerem, einer grundmolaren Viskositätszahl von 1,25 dl/g und einemThe process of Example 1 was repeated using 4 mmol of Al (C2Hs) 2Cl and 0.5 mmol of V (acetylacetonate) 3 in n-heptane as the catalyst system. As Termonomeres 10.7 mmol Crotyldicyclopentadien were of the above formula II is used and the polymerization temperature was kept constant at 0 0 C. After 8 minutes of polymerization, 16 g of terpolymer were obtained with an unsaturation content corresponding to 4.85% by weight of termonomer, an intrinsic viscosity of 1.25 dl / g and one
Äthylengehalt von 65 Gew.-%. Die erhaltenen technologischen Daten waren folgende:Ethylene content of 65% by weight. The technological data obtained were as follows:
m-'undmouth
Die in Beispiel 2 beschriebene Polymerisation wurde wiederholt wobei diesmal als Termonomeres 11,2 mMol der Verbindung der Formel III verwendet wurden. Nach 8minütiger Polymerisation erhielt man 15 g eines Terpolymerisats mit einem Gehalt an Unsättigung entsprechend 43 Gew.-% Termonomerem, einer grundmolaren Viskositätszahl von 132 dl/g und einem Äthylengehalt von 63 Gew.-%. Die erhaltenen technologischen Daten waren folgende:The polymerization described in Example 2 was repeated, this time as a termonomer 11.2 mmol of the compound of formula III were used. After 8 minutes of polymerization, one obtained 15 g of a terpolymer with an unsaturation content corresponding to 43% by weight of termonomer, an intrinsic viscosity of 132 dl / g and an ethylene content of 63% by weight. The received technological data were as follows:
rn~' undrn ~ 'and
Die Polymerisation wurde in 1000 ml Toluol bei -20°C unter Verwendung von 0,5 mMol VCU 2,5 mMol AI(C2Hs)2CI und 1,25 mMol Anisol als Katalysator und 12,2 mMol Vinyldicyclopentadien der obigen Formel IV, in der R ein Wassersloffatom bedeutet, als Termonomerem durchgeführt. Nach 6 Minuten erhielt man 18 g eines Terpolymerisats mit einem Gehalt an Unsättigung entsprechend 4,3 Gew.-% Termonomerem, einer grundmolaren Viskositätszahl [ή] = 1,3 dl/g und einem Äthylengehalt von 55 Gew.-%. Die erhaltenen technologischen Daten waren folgende:The polymerization was carried out in 1000 ml of toluene at -20 ° C. using 0.5 mmol of VCU, 2.5 mmol of AI (C 2 Hs) 2 CI and 1.25 mmol of anisole as a catalyst and 12.2 mmol of vinyldicyclopentadiene of the above formula IV , in which R is a hydrogen atom, carried out as a termonomer. After 6 minutes, 18 g of a terpolymer with an unsaturation content corresponding to 4.3% by weight of termonomer, an intrinsic viscosity [ή] = 1.3 dl / g and an ethylene content of 55% by weight were obtained. The technological data obtained were as follows:
t, = 3'; t, = 3 ';
f90 = 60';f90 = 60 ';
K = 0350min-' ■ kg-' · m-'und K = 0350min- '■ kg-' · m-'and
Gm*x = 0,450 m · kg. G m * x = 0.450 m kg.
Die Polymerisation wurde bei 00C in n-Heptan mit einem aus 3,2 mMol AI(C2Hs)2Cl und 0,4 mMol V(Acetylacetonat)3 bestehenden Katalysator und unter Verwendung von 8,0 mMol einer Verbindung der obigen Formel V als Termonomerem durchgeführt. Nach 9 Minuten erhielt man 13,5 g Terpolymerisat mit einem Gehalt an Unsättigung entsprechend 4 Gew.-% Termonomerem, einer grundmolaren Viskositätszahl von 1,57 dl/g und einem Äthylengehalt von 64 Gew.-%. Die technologischen Daten waren folgende:The polymerization was 3.2 mmol of AI (C 2 Hs) 2 Cl and 0.4 mmol of V (acetylacetonate) 3 existing catalyst and using 8.0 mmol of a compound of the above at 0 0 C in n-heptane having a Formula V carried out as a termonomer. After 9 minutes, 13.5 g of terpolymer were obtained with an unsaturation content corresponding to 4% by weight of termonomer, an intrinsic viscosity of 1.57 dl / g and an ethylene content of 64% by weight. The technological data were as follows:
2020th
2525th
3030th
Die Polymerisation wurde bei 200C in 1000 ml Toluol unter Verwendung von 0,5 mMol VCI+, 2,5 mMol Al(C2Hs)2Cl und 1,25 mMol Anisol als Katalysator und von 10,2 mMol einer Verbindung der obigen Formel Vl als Termonomerem durchgeführt Nach 8 Minuten erhielt man 16 g Terpolymerisat mit einem Gehalt an Unsättigung entsprechend 4,5 Gew.-% Termonomerem, [ή] = 1,45 dl/g und einem Äthylengehalt von 56%. Die technologischen Daten waren folgende:The polymerization was conducted at 20 0 C in 1000 ml of toluene using 0.5 mmol VCI +, 2.5 mmoles of Al (C 2 Hs) 2 Cl and 1.25 mmol of anisole as a catalyst and 10.2 mmol of a compound of the above Formula VI carried out as termonomers After 8 minutes , 16 g of terpolymer were obtained with an unsaturation content corresponding to 4.5% by weight of termonomers, [ή] = 1.45 dl / g and an ethylene content of 56%. The technological data were as follows:
ti = 2'30"; ti = 2'30 ";
fco = 50';fco = 50 ';
K = 0,360min-1 · kg-1 ■ m-'und K = 0,360min- 1 · kg-1 ■ m-'and
G„ = 0,440 m · kg.G "= 0.440 m · kg.
In diesem Beispiel wurden als TermonomeresIn this example, as Termonomeres 8,5 mMol einer Verbindung der obigen Formel VII und als Katalysator 3,2 mMol AJ(QHs)2Cl und 0,4 mMol V(Acetylacetonat)3 verwendet, die Polymerisation wurde bei 0°C in n-Heptan durchgeführt Nach 10 Minuten erhielt man 14,5 g eines Terpolymerisats mit einem Gehalt an Unsättigung entsprechend 4,9Gew.-%, [tj] =132 dl/g und einem Athylengehalt von 64 Gew.-%. Die technologischen Daten waren folgende:8.5 mmol of a compound of the above formula VII and 3.2 mmol of AJ (QHs) 2 Cl and 0.4 mmol of V (acetylacetonate) 3 were used as the catalyst, the polymerization was carried out at 0 ° C. in n-heptane. After 10 minutes 14.5 g of a terpolymer with an unsaturation content corresponding to 4.9% by weight, [tj] = 132 dl / g and an ethylene content of 64% by weight were obtained. The technological data were as follows:
t, = 3'30"; t, = 3'30 ";
feo = 42'; feo = 42 ';
K = 0390min-' -kg-' K = 0390min- '-kg-'
G011X = 0,495 m · kg. G 011 X = 0.495 m kg.
m-'undmouth
Als Termonomeres wurden diesmal 10,5 mMol einer Verbindung der obigen Formel VIII verwendet, der Katalysator bestand aus 3,2 mMol AI(C2Hs)2CI und 0,4 mMol V(Acetylacetonat)3, die Polymerisation wurde bei 00C in n-Heptan durchgeführt. Nach 10 Minuten erhielt man 13,5 g eines Terpolymerisats mit einem Gehalt an Unsättigung entsprechend 4,4%, [η] — 1,4 dl/g und einem Äthylengehalt von 63 Gew.-%. Die erhaltenen technologischen Daten waren folgende:As Termonomeres 10.5 mmol of time of a compound of formula VIII is used, the catalyst consisted of 3.2 mmoles AI (C 2 Hs) 2 CI, and 0.4 mmol of V (acetylacetonate) 3, the polymerization was conducted at 0 0 C carried out in n-heptane. After 10 minutes, 13.5 g of a terpolymer with an unsaturation content corresponding to 4.4%, [η] - 1.4 dl / g and an ethylene content of 63% by weight were obtained. The technological data obtained were as follows:
1, = 3'; 1, = 3 ';
to = 70';to = 70 ';
K = 0,330 min-' · kg> · m-'und K = 0.330 min- 'kg>m-' and
Cm3, = 0,460 m · kg.C m3 , = 0.460 m kg.
In diesem Beispiel wurden als Termonomeres 11,5 mMol einer Verbindung der obigen Formel IX und als Katalysator 0,5 mMol VCl4, 2,5 mMol AI(C2Hs)2Cl und 1,25 mMol Anisol verwendet, die Polymerisation wurde bei -200C in Toluol durchgeführt. Nach 6 Minuten erhielt man 16 g eines Terpolymerisats mit einem Gehalt an Unsättigung entsprechend 3,8%, [η] = 1,36 dl/g und einem Äthylengehalt von 57 Gew.-%. Die erhaltenen technologischen Daten waren folgende:In this example, 11.5 mmol of a compound of the above formula IX were used as the termonomer and 0.5 mmol of VCl 4 , 2.5 mmol of Al (C 2 Hs) 2 Cl and 1.25 mmol of anisole were used as the catalyst; -20 0 C carried out in toluene. After 6 minutes, 16 g of a terpolymer with an unsaturation content corresponding to 3.8%, [η] = 1.36 dl / g and an ethylene content of 57% by weight were obtained. The technological data obtained were as follows:
ti = 3'45"; ti = 3'45 ";
iw = 60';iw = 60 ';
K = 0345min-' · kg-1 · m-'und K = 0345min- 'kg- 1 m-' and
Gmax = 0,515 m · kg. Gmax = 0.515 m kg.
Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, wobei diesmal jedoch als Katalysator 8 mMol Al(C2Hs)2Cl und 1 mMol V(Acetylacetonat)3 in 1000 ml n-Heptan bei 00C verwendet wurde. Als Termonomeres wurden 18,9 mMo! einer Verbindung der obigen Formel X verwendet Nach 22 Minuten erhielt man 15,1 g eines Terpolymerisats mit einem Gehalt an Unsättigung entsprechend 5,7 Gew.-%The procedure described in Example 1 was repeated, but this time 2 Cl and 1 mmol of V (acetylacetonate) was ml n-heptane at 0 0 C was used in 1000 as a catalyst 3 8 mmol Al (C 2 Hs). The termonomers were 18.9 mMo! a compound of the above formula X used. After 22 minutes, 15.1 g of a terpolymer with an unsaturation content corresponding to 5.7% by weight were obtained
Termonomerem, [ij] = 1,05 dl/g und einem Äthylerigehalt von 65 Gew.-%. Die erhaltenen technologischer Daten waren folgende:Termonomerem, [ij] = 1.05 dl / g and an ethyl acetate content of 65% by weight. The technological data obtained were as follows:
ti = ti = 3'45";3'45 ";
Ϊ90 = 107'; Ϊ90 = 107 ';
K = 0,16min-' · kg-' · m-'und K = 0,16min- '· kg-m ·-'and
Gmlx = 0,408 m · kg. G mlx = 0.408 m kg.
Zum Nachweis des erfindungsgemäß erzielten technischen Fortschritts gegenüber dem durch die französischen Patentschriften 1447 671 und 1454 300 sowie durch die britische Patentschrift 10 07 908 repräsentierten Stand der Technik wurden die nachfolgenc beschriebenen Vergleichsversuche durchgefühlt.To demonstrate the technical progress achieved according to the invention compared to that achieved by the French Patent Nos. 1,447,671 and 1,454,300 and represented by British Patent No. 10 07 908 Prior art, the comparative tests described below were carried out.
Bei der Verwendung von 3-Methyl-l,4,6-heptatriet und 1,4,7-Octatrien (französische Patentschrift 14 47 671) als Termonomerem konnten nach dem Verfahren der Erfindung in beiden Fällen kerne Terpolymerisate mit den gewünschten Eigenschafter erhalten werden, und es konnten daraus auch keine vulkanisierten Produkte mit guten elastomeren Eigenschaften hergestellt werden.When using 3-methyl-l, 4,6-heptatriet and 1,4,7-octatriene (French patent 14 47 671) as Termonomerem could after The process of the invention in both cases involves terpolymers with the desired properties and vulcanized products with good elastomeric properties could not be obtained therefrom getting produced.
5050
6565
ίοίο
Für die Herstellung der Terpolymerisate unter Verwendung von 3-Methyl-l,4,6-heptatrien wurden zwölf Versuche durchgeführt, in denen als Katalysator VCU und Aluminiumhydridverbindungen verwendet wurden. In allen Fällen wurde ein gesättigtes Mischpolymerisat ohne jede Unsättigung erhalten, auch dann, wenn eine große Menge an Polyen verwendet wurde. Außerdem wurden weitere sieben Versuche mit anderen Katalysatorsystemen durchgeführt, die verschiedene Vanadinverbindungen und Aluminiumalkylverbindungen enthielten. In diesen Fällen wurde selbst bei Verwendung einer großen Menge an Polyen (15 ml 3-Methyl-l,4,6-heptatrien in 400 ml Lösungsmittel) nur ein sehr geringer Vulkanisationsgrad erzielt.For the preparation of the terpolymers using 3-methyl-l, 4,6-heptatriene were Twelve experiments carried out in which VCU and aluminum hydride compounds were used as the catalyst became. In all cases a saturated copolymer was obtained without any unsaturation, even if when a large amount of polyene was used. There were also seven more attempts with other catalyst systems carried out, the various vanadium compounds and aluminum alkyl compounds contained. In these cases, even when a large amount of polyene (15 ml 3-methyl-l, 4,6-heptatriene in 400 ml of solvent) only achieved a very low degree of vulcanization.
!n jedem Fall wurde dann, wenn die übliche Menge als! In any case, if the usual amount was considered
Termonomeres verwendet wurde, kein härtbares Terpolymcrisat, sondern nur ein gesättigtes Mischpolymerisat erhalten. Wie die an Hand der IR-Spektren und der ICI-Reaktion durchgeführten Analysen zeigten, konnte keine Unsättigung festgestellt werden. Das in diesen Versuchen verwendete 3-Methyl-l,4,6-heptatrien wurde nach den Angaben von S. O t s u k a et al. in »). A m. Chem. Soc«, 85,3809 (1963), hergestellt.Termonomer was used, no curable terpolymer, but only a saturated copolymer obtain. As the analyzes carried out on the basis of the IR spectra and the ICI reaction showed, no unsaturation could be determined. The 3-methyl-1,46-heptatriene used in these experiments was according to the information from S. O t s u k a et al. in "). Am. Chem. Soc ", 85, 3809 (1963).
Außerdem wurden Terpolymerisate hergestellt unter Verwendung des aus der französischen Patentschrift 14 47671 bekannten 1,4,7-Octatriens als Termonomerem und unter Verwendung von Katalysatoren, die VCU und AlAtCl2 enthielten. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt:In addition, terpolymers were prepared using the 1,4,7-octatriene known from French patent 14 47671 as a termonomer and using catalysts which contained VCU and AlAtCl 2 . The results obtained are summarized in the following table:
Vcr- Termono- Katalysator T Vcr Termono Catalyst T
such mereslook for more
(mMol/l) (mMol/1) (mMol/1) (C)(mmol / l) (mmol / 1) (mmol / 1) (C)
Zeit C3/C2 Ausbeute Termono- BemerkungenTime C 3 / C 2 Yield Termono Comments
in Min. in g/l meresin min. in g / l meres
1 8,3 AIAt2Cl VCl4 -20 10 2,5 26,8 0,61 8.3 AIAt 2 Cl VCl 4 -20 10 2.5 26.8 0.6
12,0 2,012.0 2.0
2 8,3 Al2At3Cl3 VOCl3 +30 10 2,5 34,4 0,22 8.3 Al 2 At 3 Cl 3 VOCl 3 +30 10 2.5 34.4 0.2
40,0 4,040.0 4.0
3 16,7 M2At3Cl3 VOCl3 +30 10 2,5 50,7 n.d.3 16.7 M 2 At 3 Cl 3 VOCl 3 +30 10 2.5 50.7 nd
60 6,060 6.0
n.d. = nicht bestimmt.n.d. = not determined.
halbflüssiges
Polymerisatsemi-liquid
Polymer
viskoses Ölviscous oil
viskoses Ölviscous oil
Die vorstehend wiedergegebenen Ergebnisse zeigen, daß in allen diesen Versuchen kein hochmolekulares festes Polymerisat erhalten wurde.The results reported above show that none of these experiments were high molecular weight solid polymer was obtained.
Außerdem wurden die nachfolgend angegebenen Vergleichsversuche durchgeführt, in denen die vulkanisationsgenetischen Werte von nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Terpolymerisaten mit den entsprechenden Werten von Handelsprodukten verglichen wurden. Als erfindungsgemäß herstellbares Terpolymerisat wurde ein solches verwendet, das unter Verwendung von 2- oder 3-Crotyldicyclopentadien als Termonomerem hergestellt worden war.In addition, the following comparative tests were carried out in which the vulcanization genetic Values of terpolymers produced by the process according to the invention with the corresponding values of commercial products were compared. As can be produced according to the invention Terpolymer was used such that using 2- or 3-crotyldicyclopentadiene as Termonomerem had been made.
*)/£,= die Umkehrreaktionsgeschwindigkeitskonstante (Bruch der gebildeten Vulkanisationsbindungen).*) / £, = the reverse reaction rate constant (breakage of the vulcanization bonds formed).
Die vorstehenden Angaben zeigen, daß durch die vorliegende Erfindung ein überraschender technischer Fortschritt erzielt wird, der nicht ohne weiteres zu erwarten war.The above data show that the present invention makes a surprising technical Progress is being made that was not readily to be expected.
Claims (1)
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DE1962853C3 true DE1962853C3 (en) | 1978-09-07 |
Family
ID=11216103
Family Applications (1)
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Date | Code | Title | Description |
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SH | Request for examination between 03.10.1968 and 22.04.1971 | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |