DE2107457C3 - Peroxides with condensed arylcycloalkane rings and their use for vulcanizing elastomers - Google Patents

Peroxides with condensed arylcycloalkane rings and their use for vulcanizing elastomers

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DE2107457C3
DE2107457C3 DE19712107457 DE2107457A DE2107457C3 DE 2107457 C3 DE2107457 C3 DE 2107457C3 DE 19712107457 DE19712107457 DE 19712107457 DE 2107457 A DE2107457 A DE 2107457A DE 2107457 C3 DE2107457 C3 DE 2107457C3
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Description

worin R einen tert-Butylrest oder einen Cumylrest, R' ein Wasserstoffatom oder einen teri.-Butylperoxyrestund nOoder 1 bedeuten.wherein R is a tert-butyl radical or a cumyl radical, R 'represents a hydrogen atom or a teri.-butylperoxy radical nO or 1 mean.

2. Verwendung der Peroxide gemäß Anspruch 1 zum Vulkanisieren von Elastomeren.2. Use of the peroxides according to claim 1 for vulcanizing elastomers.

Die Erfindung betrifft neue Peroxide mit kondensierten Aryl-cycloalkanringen der allgemeinen FormelnThe invention relates to new peroxides with condensed aryl-cycloalkane rings of the general formulas

C OOR CC OOR C

Ul HUl H

worin R einen tert.-Uulylrcst oder einen Ciimylrcst, R' ein Wasserstoffatom oder einen tert-Butylperoxyrest und η O oder 1 bedeuten sowie die Verwendung dieser Peroxide zum Vulkanisieren von Elastomeren,
Organische Verbindungen mit peroxidischer Natur sind besonders wichtig als Erzeuger freier Radikale und eignen sich infolgedessen gut als Initiatoren für
where R is a tert-Uulylrcst or a Ciimylrcst, R 'is a hydrogen atom or a tert-Butylperoxyrest and η O or 1 and the use of these peroxides for vulcanizing elastomers,
Organic compounds with a peroxidic nature are particularly important as generators of free radicals and are therefore well suited as initiators for

Radikalpolymerisationen, Vernetzungsmittel für Plasto-Radical polymerizations, crosslinking agents for plasto-

mere und Vulkanisationsmittel für Elastomere.mers and vulcanizing agents for elastomers.

So werden in der GB-PS 10 49 969 organischeThus, in GB-PS 10 49 969 organic

ίο Tetraperoxide, wie z. B. l,l,4,4-Tetra-(tert.-butylperoxy)-cydohexan beschrieben, die in vulkanisierbaren Gemischen mit einem Olefinpoiymeren oder einem gesättigten Copolymeren von Ethylen mit einem «-Olefin und einen Füller nützlich sind. Solche Gemische besitzen eine hohe Vulkanisationsgeschwindigkeit und sind gegenüber dem negativen Einfluß von Füllstoffen, insbesondere solchen auf Basis von Ruß, vergleichsweise unempfindlich.ίο tetraperoxides, such as B. l, l, 4,4-tetra- (tert-butylperoxy) -cydohexane described, in vulcanizable mixtures with an Olefinpoiymeren or one saturated copolymers of ethylene with an olefin and a filler are useful. Such Mixtures have a high vulcanization rate and are against the negative influence of Fillers, especially those based on carbon black, are comparatively insensitive.

Die erfindungsgemäßen organischen Peroxide zeich-The organic peroxides according to the invention draw

nen sich durch gute Beständigkeit und geringe Flüchtigkeit bei höheren Temperaturen als Raumtemperatur aus und sind infolgedessen sowohl als Vulkanisationsmittel für Elastomere wie auch als Vernetzungsmittel für Plastomere gut verwendbar. Wie gefunden wurde, sind diese Peroxide sowohl dem bekannten Dicumylperoxid als auch den aus der GB-PS 1049 969 bekannten Peroxiden überlegen. Wie Versuche zeigten, liefern die erfindungsgemäßen Peroxide, vergleichen mit den bekannten Peroxiden, Vulkanisa-good resistance and low volatility at temperatures higher than room temperature and are consequently used both as vulcanizing agents for elastomers and as Crosslinking agents for plastomers can be used well. As has been found, these peroxides are both that known dicumyl peroxide as well as the peroxides known from GB-PS 1049 969 are superior. Like attempts showed, provide the peroxides according to the invention, compared with the known peroxides, Vulkanisa-

jo tionsprodukte mit besseren physikalischen Eigenschaften. jo tion products with better physical properties.

Beispiele für erfindungsgemäße Verbindungen, die den vorstehenden Formeln entsprechen, sind:Examples of compounds according to the invention which correspond to the above formulas are:

2£-Di-(teit-butylperoxy)indan2 £ -di (teit-butylperoxy) indane

l,l-Di-(tert-butylperoxy)indan1,1-di- (tert-butylperoxy) indane

1,133-Tetra(tert.-butyIperoxy)indan1,133-tetra (tert-butyIperoxy) indane

2,2-Di-(cumyIperoxy)-indan2,2-di (cumyIperoxy) indane

1,1 -Di-(terL-butylperoxy)-1,2,3,4- tetra-1,1 -Di- (terL-butylperoxy) -1,2,3,4- tetra-

hydronaphthalin
2^-Di-(tert-butylperoxy)-1,2,3,4-tetra-
hydronaphthalene
2 ^ -Di- (tert-butylperoxy) -1,2,3,4-tetra-

hydronaphthalin
2,2-Di-(cumylperoxy)-l,2,3,4-tetra-
hydronaphthalene
2,2-di- (cumylperoxy) -l, 2,3,4-tetra-

hydronaphthalinhydronaphthalene

1 -tertButylperoxy-1 »cumylperoxyindan
2-tert.Butylperoxy-2-cumylperoxyindan
1-tert-butylperoxy-1 »cumylperoxyindane
2-tert-butylperoxy-2-cumylperoxyindane

Die erfindungsgemäßen Peroxide oder Peroxyketale weisen eine verhältnismäßig hohe Zersetzungstemperatur bei guter Beständigkeit und geringer Flüchtigkeit bei Temperaturen, die höher als Raumtemperatur liegen, auf. Infolge dieser Eigenschaften lassen sie sich gut sowohl in gesättigte Elastomere als Vulkanisierungsmittel als auch in Plastomere als Vernetzungsmittel in homogener Weise und ohne das Auftreten unangenehmer Nebenerscheinungen einarbeiten.The peroxides or peroxyketals according to the invention have a relatively high decomposition temperature with good resistance and low volatility at temperatures higher than room temperature, on. As a result of these properties, they can be used well in saturated elastomers as well as vulcanizing agents as well as in plastomers as crosslinking agents in a homogeneous manner and without the occurrence of unpleasant Incorporate side effects.

Die erfindungsgemäßen Peroxyketale lassen sich in an sich bekannter Weise herstellen.The peroxyketals according to the invention can be prepared in a manner known per se.

Bei der bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Herstellung der erfindungsgemäßen Peroxyketale durch Umsetzung eines cycloaliphatischen Ketons mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen fw=O bzw. n=l in den allgemeinen Formeln), welches mit einem Benzolring kondensiert und in einem geeigneten Lösungsmittel gelöst ist, mit einem organischen Hydroperoxid in Gegenwart eines dehydratisierend wirkenden Mittels und ggfs. in Gegenwart eines sauren Katalysators bei Temperaturen zwischen -40 und +70, vorzugsweise -20 und +400C.In the preferred embodiment, the peroxyketals according to the invention are prepared by reacting a cycloaliphatic ketone having 5 or 6 carbon atoms fw = O or n = 1 in the general formulas), which is condensed with a benzene ring and dissolved in a suitable solvent, with an organic one hydroperoxide in the presence of a dehydrating agent and, if necessary, acting. in the presence of an acid catalyst at temperatures between -40 and +70, preferably -20 and +40 0 C.

Beispiele für Carbonylverbindlungen, die für die Zwecke der Herstellung der erfindungsgemäßen Peroxide geeignet sind, sind:Examples of carbonyl compounds for the purpose of producing the peroxides according to the invention are suitable are:

Indanon-1Indanone-1

Indanon-2Indanone-2

lndandion-1,3lndandion-1.3

Tetralon-l (oder l-Oxo-l,23,4-tetra-Tetralone-l (or l-oxo-1,23,4-tetra-

hydronaphthalin)
TetraIon-2 (oder 2-Oxo-lÄ3,4-tetra-
hydronaphthalene)
TetraIon-2 (or 2-oxo-l3,4-tetra-

hydronaphthalin)hydronaphthalene)

Die Hydroperoxide, die für die Umsetzung zu den erfindungsgemäßen Peroxiden verwendet werden können, bestehen aus Monohydroperoxiden und Dihydroperoxiden. The hydroperoxides that can be used for the conversion to the peroxides according to the invention, consist of monohydroperoxides and dihydroperoxides.

Beispiele für solche Verbindungen sind:
tert-Butylhydroperoxid und Cumylhydroperoxid.
Examples of such connections are:
tert-butyl hydroperoxide and cumyl hydroperoxide.

Die Lösungsmittel, die bei der Umsetzung verwendet werden können, können aus linearen aliphatischen, cycloaliphatische und aromatischen Kohlenwasserstoffen bestehen, die gegebenenfalls auch haiogensubstituiert sein können.The solvents that can be used in the reaction can be selected from linear aliphatic, cycloaliphatic and aromatic hydrocarbons exist, which may also be halogen-substituted could be.

Das Molverhältnis von Carbonylverbindung zu Hydroperoxid soll zwischen 1 :2 und 1:10, vorzugsweise zwischen 1 :22 und 1 :3 liegen.The molar ratio of carbonyl compound to hydroperoxide should be between 1: 2 and 1:10, preferably between 1:22 and 1: 3.

Als Katalysatoren eignen sich insbesondere solche mit stark saurer Natur, wie HCL und H2SOParticularly suitable catalysts are those with a strongly acidic nature, such as HCL and H2SO

Die erfindungsgemäßen Peroxyketale sind in chlorierten und nichtchlorierten aliphatischen und aromatischen Wasserstoffen löslich. In der Kälte weisen sie in Alkoholen und pc'aren Lösungsmitteln nur eine geringe Löslichkeit auf.The peroxyketals according to the invention are chlorinated and non-chlorinated aliphatic and aromatic hydrogens soluble. In the cold they point in Alcohols and other solvents only a small amount Solubility on.

Die erfindungGgemäßen 'Peroxide wirken als ausgezeichnete Vulkanisieraiittel tür gesättigte Elastomere, als Vernetzungsmittel für Plastomere und als Initiatoren für Radikalpolymerisationen.The inventive 'peroxides act as excellent Vulcanizing agents for saturated elastomers, as crosslinking agents for plastomers and as initiators for radical polymerizations.

Die Vulkanisation kann bei Temperaturen zwischen 140 und 190° C, vorzugsweise zwischen 150 und 170°Cin Zeitspannen von 5 bis 200 Minuten, vorzugsweise 5 und 15 Minuten durchgeführt werden, wenn man ein Ethylen-Propylen-Copolymeres verwendet Die Konzentration des Peroxids soll 0,5 bis 10, vorzugsweise 2 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Elastomeren betragen. Ein besonders brauchbarer Ansatz für das Vulkanisieren eines Ethylen-Propylen-Copolymeren weist beispielsweise folgende Zusammensetzung auf:The vulcanization can take place at temperatures between 140 and 190 ° C, preferably between 150 and 170 ° C Spans of 5 to 200 minutes, preferably 5 and 15 minutes, can be carried out when one Ethylene-propylene copolymer used The concentration of the peroxide should be 0.5 to 10, preferably 2 to 5 wt .-%, based on the weight of the Elastomers. A particularly useful approach to vulcanizing an ethylene-propylene copolymer has the following composition, for example:

Ethylen-Propylen-CopolymeresEthylene-propylene copolymer

(Molverhältnis 1:1)(Molar ratio 1: 1)

Ruß HAFSoot HAF

ZnO (oder MgO)ZnO (or MgO)

Schwefelsulfur

Peroxidperoxide

100 Teile
20-80 Teile
1-10 Teile
0,15-0,5 Teile 0,005-0,02MoI.
100 parts
20-80 parts
1-10 parts
0.15-0.5 parts 0.005-0.02 MoI.

Zu den bemerkenswertesten Vorteilen, die sich bei Verwendung der erfindungsgemäßen Peroxide beim Vulkanisieren von gesättigten Elastomeren und beim Vernetzen von Piastomeren ergeben, gehören folgende:Among the most notable advantages of using the peroxides according to the invention when Vulcanization of saturated elastomers and the crosslinking of plastics results in the following:

1) geringe Vulkanisationsdauer und niedrige Vulkanisationstemperatur 1) short vulcanization time and low vulcanization temperature

2) das Fehlen von »Ausblüherscheinungen«2) the absence of "blooming"

3) die Tatsache, daß die größere Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Peroxide auch in Gegenwart von Füllstoffen, Verstärkungsmitteln, Additiven, zusätzlich eingesetzten Agentien, Weichmachern, Pigmenten und Antioxidantien der allgemeinen bekannten Art unverändert bleiben.3) the fact that the greater effectiveness of the peroxides according to the invention also in the presence of fillers, reinforcing agents, additives, additionally used agents, plasticizers, Pigments and antioxidants of the generally known kind remain unchanged.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung:The following examples serve to further illustrate the invention:

Beispiel 1
5
example 1
5

20 cm3 n-Hexan, 60 cm3 Benzol, 2ü g Indanon-2 und 10 g gemahlenes Calciumchlorid wurden in einen mit einem Rührer ausgerüsteten Kolben gebracht Die Mischung wurde unter Rühren auf 00C abgekünlt und dann im Verlauf von 5 Minuten mit 80 g 73%igem tert-Butyl-hydroperoxid versetzt Die Temperatur, die sich bei der Zugabe auf 5 bis 60C erhöhte, wurde anschließend wieder auf 00C erniedrigt, anschließend wurden im Verlauf von 12 Minuten tropfenweise 8 cm3 20 cm 3 of n-hexane, 60 cm 3 benzene, 2R g indanone 2 and 10 g of ground calcium chloride were placed in a flask equipped with a stirrer, the mixture was abgekünlt with stirring to 0 0 C, and then in the course of 5 minutes 80 g 73% sodium tert-butyl hydroperoxide are added the temperature rose during the addition to 5 to 6 0 C, was then decreased again to 0 0 C, then, over the course of 12 minutes dropwise 8 cm 3

55%ige HCL zugesetzt Die Temperatur stieg bei der Zugabe wiederum auf 3 bis 5°C an. Die Mischung wurde 5 Stunden gerührt Nach dieser Zeit wurden 50 g Wasser und Eis zugesetzt, worauf sich 2 Phasen abschieden.55% HCl added. The temperature rose again to 3 to 5 ° C. during the addition. The mix was Stirred for 5 hours. After this time, 50 g of water and ice were added, whereupon 2 phases were formed farewell.

Die organische Phase wurde mit Wasser, dann mit wäßriger 5%iger NaOH und anschließend nochmals mit Wasser gewaschen. Anschließend wurde die organische Phase über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet und danach filtriert Das Lösungsmittel wurde unter Vakuum bei 400C verdampft, so daß ein Rückstand von 4Wg verblieb. Durch Umkristallisieren aus 100 cm* Methanol erhielt man 39 g eines weißen kristallinen Produktes, welches als 2,2-Di-(tertbutyIperoxy)-indan identifiziert werden konnte. Dieses Produkt wies folgende Kenndaten auf:The organic phase was washed with water, then with aqueous 5% NaOH and then again with water. Then the organic phase over anhydrous magnesium sulfate, was dried and then filtered The solvent was evaporated under vacuum at 40 0 C so that a residue of 4WG remained. Recrystallization from 100 cm * methanol gave 39 g of a white crystalline product which could be identified as 2,2-di- (tert-butylperoxy) -indane. This product had the following characteristics:

SchmelzpunktMelting point 43-45-C43-45-C ZersetzungstemperaturDecomposition temperature 1100C110 0 C Halbwertzeit bei 118° CHalf-life at 118 ° C 30 Minuten30 minutes aktiver Sauerstoffactive oxygen 10,84%10.84% JodzahlIodine number 99,85%99.85% KohlenstoffgehaltCarbon content gefundenfound 69,2%69.2% berechnetcalculated 69,4%69.4% WasserstoffgehaltHydrogen content gefundenfound 83%83% berechnetcalculated 8,85%8.85%

Beispiel 2Example 2

20 g n-Hexan, 50 cm3 Benzol, 10 g Indanon-1 und 5 g gemahlenes Calciumchlorid wurden in einen mit einem Rührer ausgerüsteten Kolben gebracht. Die Mischung wurde dann bei 00C gerührt, wobei im Verlauf von 5 Minuten 60 g 77%iges tert-Butylhydroperoxid tropfenweise zugesetzt Wurden. Nach 10 Minuten wurden noch 5 cm3 36%ige HCI, ebenfalls tropfenweise und im Verlauf von 10 Minuten zugesetzt, wobei sorgfältig darauf geachtet wurde, daß die Temperatur +5"C nicht überstieg. Anschließend wurde die Mischung bei einer Temperatur zwischen 0 und 5°C 4 Stunden gerührt Nach Ablauf dieser Zeitspanne wurde mit 50 ecm kaltem Wasser aufgenommen und die organische Schicht wurde zunächst mit Wasser, dann mit wäßriger 5%iger NaOH und schließlich nochmals mit Wasser gewaschen. Die gesamte so gewonnene Lösung wurde über wasserfreiem MgSO4 getrocknet. Das Lösungsmittel wurde unter Vakuum bei 30 bis 350C bei einem Enddruck von 0,2666 mbar verdampft. Auf diese Weise erhielt man 16,5 g eines öligen flüssigen Produktes, welches als l,1-Di(tert.-butylperoxyI)-indan identifiziert werden konnte. Dieses Produkt wies folgende Kenndaten auf:20 g of n-hexane, 50 cm 3 of benzene, 10 g of indanone-1 and 5 g of ground calcium chloride were placed in a flask equipped with a stirrer. The mixture was then stirred at 0 ° C., 60 g of 77% strength tert-butyl hydroperoxide being added dropwise over the course of 5 minutes. After 10 minutes, 5 cm 3 of 36% HCl were also added dropwise over the course of 10 minutes, care being taken that the temperature did not exceed +5 ° C. The mixture was then at a temperature between 0 and 5 ° C C. Stirred for 4 hours At the end of this period, the mixture was taken up with 50 ecm of cold water and the organic layer was washed first with water, then with aqueous 5% NaOH and finally again with water. The entire solution obtained in this way was dried over anhydrous MgSO 4 .. The solvent was evaporated mbar under vacuum at 30 to 35 0 C at a final pressure of 0.2666 in this way, there was obtained 16.5 g of an oily liquid product containing as l, 1-di (tert-butylperoxyI) - indan could be identified. This product had the following characteristics:

Zersetzungstemperatur
Halbwertzeit bei 145° C
aktiver Sauerstoff
Jodzahl
Kohlenstoffgehalt
Decomposition temperature
Half-life at 145 ° C
active oxygen
Iodine number
Carbon content

gefundenfound

berechnet
Wasserstoffgehalt
calculated
Hydrogen content

gefundenfound

berechnetcalculated

Beispiel 3Example 3

40 cm3 n-Hexan, 25 cm3 Benzol, 10 g Tetralon-2 und 5 g gemahlenes wasserfreies Calciumchlorid wurden in einen mit einem Rührer ausgerüsteten Kolben gebracht Die Mischung wurde dann unter konstantem Rühren auf 0°C abgekühlt Im Verlauf von 10 Minuten wurden tropfenweise 30 g 73%iges tert-Butylhydroperoxid zugesetzt Anschließend wurden, während die Temperatur bei 0°C gehalten wurde, sehr langsam (im Verlauf von 15 Minuten) 5 cm3 36%iges HCl eingeleitet Die Mischung wurde dann 4 Stunden bei 0°C gerührt, worauf die organische Phase mit Wasser, dann mit 5%iger wäßriger NaOH und schließlich nochmals mit Wasser gewaschen wurde. Nach dem Trocknen über wasserfreiem MgSQ« wurde die Lösung in Vakuum bei 30°C eingedampft, bis sich ein Restdruck von 03332 mbar eingestellt hatte. Auf diese Weise wurde das Lösungsmittel entfernt Es verblieben 16,5 g eines öligen Rückstandes, welcher als 2,2-Di(tert-butyI-peroxy)-l,23,4-tetrahydro-naphthalin identifiziert werden konnte. Dieses Produkt wies folgende Kenndaten auf:40 cm 3 of n-hexane, 25 cm 3 of benzene, 10 g of tetralone-2 and 5 g of ground anhydrous calcium chloride were placed in a flask equipped with a stirrer. The mixture was then cooled to 0 ° C. with constant stirring over 10 minutes 30 g of 73% tert-butyl hydroperoxide were added dropwise. Then, while the temperature was maintained at 0 ° C., 5 cm 3 of 36% HCl were introduced very slowly (over 15 minutes). The mixture was then introduced at 0 ° C. for 4 hours stirred, whereupon the organic phase was washed with water, then with 5% aqueous NaOH and finally again with water. After drying over anhydrous MgSQ4, the solution was evaporated in vacuo at 30 ° C. until a residual pressure of 03332 mbar had been established. The solvent was removed in this way. There remained 16.5 g of an oily residue which could be identified as 2,2-di (tert-butyI-peroxy) -l, 23,4-tetrahydronaphthalene. This product had the following characteristics:

2121 130° C130 ° C 07 457
6
07 457
6th
Beispiel 5Example 5 90" C90 "C
30 Minuten30 minutes ZersetzungstemperaturDecomposition temperature 30 Minuten30 minutes 8,50%8.50% Halbwertzeit bei 105° CHalf-life at 105 ° C 7%7% 78,2%78.2% aktiver Sauerstoffactive oxygen 91,5%91.5% JodtiterIodine titer 68,8%68.8% 5 Kohlenstoffgehalt5 carbon content 76%76% 69,4%69.4% gefundenfound 77,6%77.6% berechnetcalculated 9,0%9.0% WasserstoffgehaltHydrogen content 7,4%7.4% 8,85%8.85% gefundenfound 7,2%7.2% ίο berechnetίο calculated

n'„' =1,4880 n '"' = 1.4880 Beispiel 4Example 4 124° C124 ° C d(20°C) =037d (20 ° C) = 037 30 Minuten30 minutes ZersetzungstemperaturDecomposition temperature 9,08%9.08% Halbwertzeit bei 130° CHalf-life at 130 ° C 873%873% aktiver Sauerstoffactive oxygen JodzahlIodine number 70,1%70.1% KohlenstoffgehaltCarbon content 70,1%70.1% gefundenfound berechnetcalculated 9,1%9.1% WasserstoffgehaltHydrogen content 9,1%9.1% gefundenfound berechnetcalculated

80 cm3 n-Hexan, 10 g Tetralon-1 und 5 g gemahlenes Calciumchlorid wurden in einen mit Rührer ausgerüsteten Kolben gebracht Anschließend setzte man im Verlauf von 5 Minuten bei 0—5° C tropfenweise 50 g 73%iges tert-Butylhydroperoxid zu. Während die Mischung weiterhin auf einer Temperatur zwischen 0 und 5°C gehalten wurde, versetzte man dieselbe im Verlauf von 10 Minuten mit 8 cnr*?,6%iger HCL Danach wurde die Mischung bei dieser Temperatur 4 Standen gerührt Die organische Phase wurde dann abgetrennt, mit Wasser, mit wäßriger 5%iger NaOH und nochmals mit Wasser gewaschen. Die organische Lösung wurde über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet, anschließend filtriert und schließlich vom Lösungsmittel befreit, indem man bei 35—400C bis auf ein Endvakuum von 0,266 mbar destillierte. Auf diese Weise verblieben als Rückstand 8 g einer gelben Flüssigkeit die als l,l-Di-{tert-butylperoxy)-l,23,4-tetralin identifiziert werden konnte. Diese Verbindung wies folgende Kenndaten auf:80 cm 3 of n-hexane, 10 g of tetralone-1 and 5 g of ground calcium chloride were placed in a flask equipped with a stirrer. 50 g of 73% tert-butyl hydroperoxide were then added dropwise over 5 minutes at 0-5 ° C. While the mixture was kept at a temperature between 0 and 5 ° C., 8 cnr * 6% HCl was added over the course of 10 minutes. The mixture was then stirred at this temperature for 4 hours. The organic phase was then separated off , washed with water, with aqueous 5% NaOH and again with water. The organic solution was dried over anhydrous magnesium sulfate, then filtered and finally freed from solvent by up to a final vacuum of 0.266 mbar was distilled at 35-40 0 C. In this way, 8 g of a yellow liquid remained as residue, which could be identified as 1,1-di- {tert-butylperoxy) -1,23,4-tetralin. This connection had the following characteristics:

no -1,4450 no -1.4450 Beispiel 6Example 6 125° C125 ° C ZersetzungstemperaturDecomposition temperature 30 Minuten30 minutes Halbwertzeit bei 115° CHalf-life at 115 ° C 635%635% aktiver Sauerstoffactive oxygen 61,2%61.2% JodtiterIodine titer C-GehaltC content 69,4%69.4% gefundenfound 70,1%70.1% berechnetcalculated H-GehaltH content 9,2%9.2% gefundenfound 9,1%9.1% berechnetcalculated

30 cm3 n-Hexan, 20 cm3 Benzol, 5 g Indanon-2 und 5 g gemahlenes wasserfreies Calciumchlorid wurden in einen mit einem Rührer ausgerüsteten Kolben gebracht. Danach wurden im Verlauf von 20 Minuten bei -2O0C tropfenweise 60 g 57%iges Cumolhydroperoxid in Lösung in Hexan zugesetzt. Die so gewonnene Lösung wurde dann noch mit 5 Tropfen 36%iger HCI versetzt. Die Mischung wurde bei derselben Temperatur 2 Stunden gerührt. Am Ende dieser Zeit wurde die organische Phase vom Gemisch abgetrennt. Die organische Phase wurde mit Wasser, mit wäßriger 5%iger NaOH und nochmals mit Wasser gewaschen. Anschließend wurde die Lösung Über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und durch Eindampfen bei 25-30" C bis auf einen Enddruck von 036 mbar vom Lösungsmittel befreit. Auf diese Weise erhielt man 12 g einer öligen Flüssigkeit, die als 2,2-Dicumyl-peroxy-indan identifiziert werden konnte. Diese Verbindung wts folgende Kenndaten auf:30 cm 3 of n-hexane, 20 cm 3 of benzene, 5 g of indanone-2 and 5 g of ground anhydrous calcium chloride were placed in a flask equipped with a stirrer. Thereafter dropwise 60 g of 57% cumene hydroperoxide over 20 minutes at -2O 0 C was added in solution in hexane. The solution obtained in this way was then mixed with 5 drops of 36% HCl. The mixture was stirred at the same temperature for 2 hours. At the end of this time, the organic phase was separated from the mixture. The organic phase was washed with water, with aqueous 5% NaOH and again with water. The solution was then dried over anhydrous magnesium sulfate, filtered and freed from the solvent by evaporation at 25-30 ° C. to a final pressure of 036 mbar. In this way, 12 g of an oily liquid were obtained, which as 2,2-dicumyl-peroxy -indan could be identified. This connection wts the following characteristics:

50 cm3 Benzol, 5 g Indandion-13 und 5 g gemahlenes wasserfreies Calciumchlorid wurden in einen mit Rührer ausgerüsteten Kolben gebracht Im Verlauf von 10 Minuten wurden dann bei 0° C 65 g 78%iges tert-Butylhydroperoxid sowie — immer noch bei der gleichen Temperatur — 5 cm3 36%ige HCl zugesetzt Die Mischung wurde 4 Stunden und 30 Minuten bei 0°C gerührt Anschließend wurde die organische Phase abgetrennt und mit Wasser, wäßriger 5%iger NaOH und nochmals mit Wasser gewaschen. Die organische Lösung wurde über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet, filtriert und vom Lösungsmittel befreit, indem man un'sr Vakuum bei 30-35° C destillierte. Auf diese Weise erhielt man einen schwach gelben festen Rückstand (i 13 g), welcher als i,133-Tetra-(tert-butylperoxy)-indan identifiziert werden kannte. Diese Verbindung wies folgende Kenndaten auf:50 cm 3 of benzene, 5 g of indanedione-13 and 5 g of ground anhydrous calcium chloride were placed in a flask equipped with a stirrer. In the course of 10 minutes, 65 g of 78% tert-butyl hydroperoxide were added at 0 ° C. and - still at the same time Temperature - 5 cm 3 of 36% HCl added. The mixture was stirred for 4 hours and 30 minutes at 0 ° C. The organic phase was then separated off and washed with water, aqueous 5% NaOH and again with water. The organic solution was dried over anhydrous magnesium sulfate, filtered and freed from the solvent by distilling in vacuo at 30-35 ° C. In this way, a pale yellow solid residue (i 13 g) was obtained which could be identified as i, 133-tetra- (tert-butylperoxy) indane. This connection had the following characteristics:

Zersetzung-.>ti".mperatur
Halbwertzeit bei 125°C
aktiver Sauerstoff
Decomposition -.> Ti ". Temperature
Half-life at 125 ° C
active oxygen

125° C125 ° C

30 Minuten30 minutes

10,93%10.93%

JodtiterIodine titer

C-Gchalt
gefunden
berechnet
C-Gchalt
found
calculated

H-Gehall
gefunden
berechnet
H-Hall
found
calculated

76,4%76.4%

64,7% 63,8%64.7% 63.8%

8.4% 8,9%8.4% 8.9%

Beispiel 7Example 7

Die Viilkanisationsvcrsuchc wurden mil Mischungen eines Eihylen-Propylcn-Copolymcren durchgeführt. In Tabelle I sind die Vulkanisationsgeschwindigkciten zusammengestellt, die an Mischungen festgestellt wurden, welche — bis auf das Peroxid — die gleiche Zusammensetzung aufwiesen, l'olgendc Peroxide waren in den Mischungen enthalten:The curing tests were carried out with mixtures of an ethylene-propylene copolymer. In Table I are the vulcanization rates compiled, which were found on mixtures, which - except for the peroxide - the same Composition, the following peroxides were contained in the mixtures:

2.2 Di(tcrt.-butvlncroxylindan.2.2 Di (tcrt.-butvlncroxylindan.

2.2- l)i(cii my I peroxy )indan,2.2- l) i (cii my I peroxy) indan,

1.1.3.3 -Tel ra-(tert.-buty1pcro\y)indan.1.1.3.3 -Tel ra- (tert-buty1pcro \ y) indan.

2.2-Di(tert.-butylperoxy)-l.2.3.4-lelrahydronaphihalin. 2.2-Di (tert-butylperoxy) -l.2.3.4-lelrahydronaphihalin.

r)icumylpcroxid(Vcrglcichsverbindung) l.l4,4-Tctra-(terl.-butylpcroxy)-cyclohcxanr) icumylpcroxide (comparative compound) 1.14,4-Tctra- (terl-butylpcroxy) -cyclohcxane

(Vergleichsverbindung) und 2.2.5.5-Tctra-(tert.-butylperoxy)-hexan (Vergleichs verbindung).(Comparison compound) and 2.2.5.5-Tctra- (tert-butylperoxy) -hexane (Comparison connection).

Die Vulkanisationsgeschwindigkeit wurde bei einer konstanten Temperatur von 177 C in einem Monsanto TM-IO Rheometer bestimmt.The vulcanization rate was measured at a constant temperature of 177 C in a Monsanto TM-IO rheometer determined.

Die benutzten Mischungen wiesen folgende Zusammensetzungen auf:The mixtures used had the following compositions on:

Ethylen-PropylcnEthylene propylene -Copolymer-Copolymer 100 Teile100 parts (Molverhältnis I :(Molar ratio I: I)I) 50 Teile50 parts HAP-RuBHAP-RuB 3 Teile3 parts ZnO (oder MgO)ZnO (or MgO) 0,32 Teile0.32 parts .Schwefel.Sulfur 0.01 Mol0.01 mole PcioxidPcioxid

In Tabelle Il sind die physikalischen Eigenschaften der vulkanisierten Produkte, die bei Verwendung vonIn Table II are the physical properties of the vulcanized products that are produced when using

2.2-Di(tert.-butylperoxy)indan,
2.2-l)i(icrt.-bulylpcrox>)- 1.2.3,4-lctra-
2.2-di (tert-butylperoxy) indane,
2.2-l) i (icrt.-bulylpcrox>) - 1.2.3,4-lctra-

hydronaphllialin
l.l.3.3-Tctra(tcri.-butylpcroxy)indan
hydronaphllialin
ll3.3-Tctra (tert-butylpcroxy) indane

bei Vulkanisations/citen zwischen 5 und 60 Minuten bei 150 C erhalten worden sind, mit denen von vulkanisierten Produkten verglichen, die bei Verwendung von Dicuniylpcroxid bei 165'C in 30 Minuten (dies sind die optimalen Bedingungen für iJicumyi|>eroxiii) iiiiu iivi Verwendung von I.M^-Tetra-iterl.-butylperoxyJ-cyclohexan und 2.2.5.5-Telra(tcrt.-butylperoxy)-hexan bei 150 ('und 165 C in jeweils 30 Minuten erhallen worden sind.for vulcanization / citing between 5 and 60 minutes 150 C have been obtained with those of vulcanized Compared to products obtained using dicuniylpcroxide at 165'C in 30 minutes (these are the optimal conditions for iJicumyi |> eroxiii) iiiiu iivi Use of I.M ^ -Tetra-iterl.-butylperoxyJ-cyclohexane and 2.2.5.5-Telra (tert-butylperoxy) -hexane at 150 ° and 165 ° C. in 30 minutes each are.

Aus den in Tabelle Il zusammengestellten Ergcbnissen erkennt man. daß einer niedrigen Temperatur eine hohe Vulkanisationsgeschwindigkeit und bessere physikalische Eigenschaften der vulkanisierten Produkte entsprechen, wenn man die erfindungsgemäßen Peroxide anstelle der zum Vergleich eingesetzten Peroxide verwendet. Das bedeutet, daß bei Verwendung der erfindungsgemäßen Peroxide im Vergleich mit den bekannten Peroxiden Vulkanisationsproduktc mit besseren physikalischen Eigenschaften erhalten werden.From the results compiled in Table II one recognizes. that a low temperature, a high vulcanization rate and better physical Properties of the vulcanized products correspond when using the peroxides according to the invention used instead of the peroxides used for comparison. This means that when you use the Peroxides according to the invention compared with the known peroxides Vulkanisationsproduktc with better physical properties can be obtained.

Tabelle ITable I.

Vu I kaimat ionsgeschwind igkeilVu I kaimation speed wedge

Peroxid
Typ
peroxide
Type

Vulkanisation im RheometerVulcanization in the rheometer Teile pro 100 g Ethylen-Propylen-Copolymer Vulkanisation- Vulkanisalions-Parts per 100 g of ethylene-propylene copolymer Vulcanization- Vulkanisalions-

lemperaiur zeitlemperaiur time

g 100% Mol 'C Min.g 100% mole 'C min.

0(X(CH1I.,0 (X (CH 1 I.,

0OC(CH3),
CH3
0OC (CH 3 ),
CH 3

2,942.94

177177

CH3 CH 3

4.224.22

177177

1414th

CH3 CH 3

OOQCHj),OOQCHj),

Vy 0OC(CH3),
(( H1I1(OO 0OC(CH3),
0Oi(CH3),
Vy 0OC (CH 3 ),
((H 1 I 1 (OO 0OC (CH 3 ),
0Oi (CH 3 ),

■■ Ί \■■ Ί \

/ / Q(X(CH3), / / Q (X (CH 3 ),

4.704.70

3.083.08

177177

177177

l'orlsel/iiiii!l'orlsel / iiiii!

ίοίο

Peroxid
Typ
peroxide
Type

(1), 0(K1ICM1),( 1 ), 0 (K 1 ICM 1 ),

CH1 C CM, CM, C (H1 CH 1 C CM, CM, C (H 1

0(K(CM1), 0(K1ICM1),0 (K (CM 1 ), 0 (K 1 ICM 1 ),

Vulkanisation im Rheometer feile pro KX) g Elhylen-Propylen-Copolymer Vulkanisation- Vulkanisulions-Vulcanization in the rheometer file per KX) g ethylene-propylene-copolymer Vulcanization- Vulkanisulions-

0OC(CTI1),0OC (CTI 1 ), g K)O",'.g K) O ", '. MolMole temperatur
C
temperature
C.
zeit
Min
Time
Min
DicujfiylperoxidDicujfiyl peroxide 00C(CH1).00C (CH 1 ). 2,702.70 0,010.01 177177 1414th (CHj)1COO ^
/\
(CHj) 1 COO ^
/ \
3.273.27 0,00750.0075 177177 7,57.5
((1Mj)1COO(( 1 Mj) 1 COO

0,00750.0075

177177

7,87.8

Tabelle IlTable Il

Peroxid
Typ
peroxide
Type

Vulkani- Physikal. Eigenschaften d. vulkanisierten ProdukteVulkani- physical. Features d. vulcanized products

sationszeilstation line

Teile pro 100 Teile bei 150 C Zug- Reiß- Modul b. Modul b. Modul b. Shore-A-Parts per 100 parts at 150 C tensile / tear module b. Module b. Module b. Shore A

Elhylen-Propylen festigkeit dehnung 100% 200% 300% Marie Copolymer Dehnung [lehnung DehnungEthylene propylene strength elongation 100% 200% 300% Marie Copolymer elongation [elongation elongation

Mol g 100% in Min. N/mm2 % N/mm2 N/mm2 N/mm2 Mol g 100% in min. N / mm 2 % N / mm 2 N / mm 2 N / mm 2

0(K(CM1),
0(K(C1H,),
OC)C(CH1),
0 (K (CM 1 ),
0 (K (C 1 H,),
OC) C (CH 1 ),

(CHj),COO(CHj), COO

Dicumylperoxid
(C1Hj)1COO
Dicumyl peroxide
(C 1 Hj) 1 COO

0.0150.015

0 0150 015

(J 0.005(J 0.005

0.0060.006

0.010.01

OC)C (CM1), 0.0075 3 27OC) C (CM 1 ), 0.0075 3 27

(CHj)jCOO OCK(CM1)J(CHj) jCOO OCK (CM 1 ) J

OCXT(CH1)J C)OC(CHj),OCXT (CH 1 ) JC) OC (CHj),

I I 0.0075 3.28I I 0.0075 3.28

CH1-C-CHi-C1H2- C - CM1 CH 1 -C-CHi-C 1 H 2 -C -CM 1

OCX(CH1(J OCK(CHj)1 OCX (CH 1 (J OCK (CHj) 1

55 18,9218.92 400400 2.352.35 5.795.79 11,1811.18 6565 6666 6666 IOIO 19,2319.23 420420 2,452.45 5,985.98 12,1612.16 6565 6666 1515th 20,1120.11 460460 2.162.16 5,595.59 11,3811.38 6565 3030th 20,0120.01 460460 2,262.26 5,985.98 12,0712.07 6565 6060 20,720.7 470470 2,452.45 6,086.08 11.5811.58 6666 55 20,1120.11 500500 2,752.75 6.186.18 11.2811.28 6868 7070 IOIO 21,2921.29 430430 3,243.24 7,557.55 13,7313.73 6969 1515th 20.9920.99 430430 3,043.04 7,467.46 13,1513.15 7070 3030th 21,2921.29 410410 3,633.63 8,248.24 15,1115.11 7070 6060 21,0921.09 430430 3.433.43 7,657.65 13.5413.54 7070 55 9,619.61 600600 1,371.37 2,552.55 4,224.22 6262 toto 16,9716.97 550550 2.062.06 4,224.22 7,757.75 6-6- 1515th 19,8219.82 500500 1,961.96 5,495.49 10,310.3 6767 (. ΊΊ(. ΊΊ ι imι in KOKO 6060 ί^52ί ^ 52 440440 i.OAOK 6,»Ί6, »Ί ΪΪ65ΪΪ65 7070 55 16,5816.58 490490 2,262.26 5,25.2 9.229.22 6565 IOIO 19,0319.03 330330 3.533.53 9,129.12 15,9915.99 6868 7070 1515th 18.6418.64 320320 3,633.63 9,819.81 17,2717.27 6969 7171 16,7816.78 270270 4,224.22 11,4811.48 - 7070 70^7170 ^ 71 6060 18,1518.15 300300 3,923.92 10,1110.11 - 6565 165 C165 C 17,6617.66 410410 2,062.06 5,695.69 11,6711.67 30 Min.30 min. 6666 150 C χ150 C χ 30 19,1330 19.13 408408 2,062.06 5,15.1 11,7711.77 6565 165 χ 30^9,42165 χ 30 ^ 9.42 420420 1,961.96 4,94.9 11,2811.28

150'C χ 30 18,64 420150'C χ 30 18.64 420

165 χ 30 18,93 435165 χ 30 18.93 435

1.86 2,061.86 2.06

4,6! 5,14.6! 5.1

10,3 10,5910.3 10.59

Claims (1)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Peroxide mit kondensierten Aryl-cycloalkanringen der allgemeinen Formeln1. Peroxides with condensed aryl-cycloalkane rings of the general formulas ROO OORROO OOR \ /
C H
\ /
CH
/V \ / C-H/ V \ / C-H C(R')2 C (R ') 2 oderor
DE19712107457 1970-02-19 1971-02-17 Peroxides with condensed arylcycloalkane rings and their use for vulcanizing elastomers Expired DE2107457C3 (en)

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