JPH05230014A - 有機過酸化物およびその用途 - Google Patents

有機過酸化物およびその用途

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JPH05230014A
JPH05230014A JP7259392A JP7259392A JPH05230014A JP H05230014 A JPH05230014 A JP H05230014A JP 7259392 A JP7259392 A JP 7259392A JP 7259392 A JP7259392 A JP 7259392A JP H05230014 A JPH05230014 A JP H05230014A
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JP
Japan
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polymerization
crosslinking
ethylene
bis
cross
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JP7259392A
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Shuji Suyama
修治 須山
Yasushi Sugihara
靖 杉原
Hideyo Ishigaki
秀世 石垣
Hiroshi Okada
博 岡田
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NOF Corp
Original Assignee
Nippon Oil and Fats Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スコーチ(早期架橋)を起こしにくいエチレ
ン系ポリマーの架橋剤および重合開始効率が高く高分子
量の重合体が得られるビニル単量体の重合開始剤として
有用な新規なペルオキシケタールを得る。 【構成】 ビス(4,4−ジ−t−ブチルペルオキシシ
クロヘキシル)からなるエチレン系ポリマーの架橋剤お
よびビニル単量体の重合開始剤を用いて、エチレン系ポ
リマーの架橋およびビニル単量体の重合を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、新規な有機過酸化物な
らびにそれを用いたエチレン系ポリマーの架橋方法およ
びビニル単量体の重合方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、環状構造を有するペルオキシケタ
ールとしては、1,1−ジ−t−ブチルペルオキシシク
ロヘキサン、1,1−ジ−t−ブチルペルオキシ−3,
3,5−トリメチルシクロヘキサン等が知られており、
これらは、エチレン系ポリマーの架橋剤、ビニル単量体
の重合開始剤、不飽和ポリエステル樹脂の硬化剤等とし
て有用な化合物であり、現在広く使用されている。一
方、1分子中にペルオキシ結合を4個有するペルオキシ
ケタールとしては、英国特許第101516号公報に、
2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルペルオキシシク
ロヘキシル)プロパンが開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記公
知のペルオキシケタール類をエチレン系ポリマーの架橋
剤として使用したときは、ともするとスコーチ(早期架
橋)を起こしやすいという問題点があった。すなわち、
エチレン系ポリマーの架橋においては、一般にエチレン
系ポリマーと架橋剤あるいはさらにその上に他の添加剤
を混練する工程と、成形、加熱して架橋する工程との二
つの工程がある。この混練工程は、通常エチレン系ポリ
マーの粘度を下げるため加熱下で行なわれるが、その際
に架橋剤が熱分解を起こして架橋が早期に進行してしま
い、その後の成形、架橋工程に不具合を生ずるというこ
とがあった。そのため、業界においては、スコーチを起
こしにくいペルオキシケタールの出現が強く望まれてい
た。
【0004】また、スチレン等のビニル単量体の重合に
おいても、近時得られる重合体の物性の向上を図るため
高分子量の重合体を得ようとする傾向があり、そのため
重合工程において適切な分解温度を有し、多官能で、か
つ重合開始効率の高い重合開始剤に対する強い要望が生
じていた。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記従来
の架橋方法、重合方法における問題点について長期にわ
たって研究した結果、ペルオキシケタールそのものとし
て、従来品より融点の高いペルオキシケタールを見いだ
すことに成功し、このペルオキシケタールをエチレン系
ポリマーの架橋剤として使用するときは、従来のペルオ
キシケタールと比較してスコーチを起こしにくいこと、
またビニル単量体の重合に用いるときは、従来品と比較
して高分子量の重合体が得られることを知り、本発明を
完成するに至った。すなわち、本発明は、ペルオキシケ
タールとしてのビス(4,4−ジ−t−ブチルペルオキ
シシクロヘキシル)と、それからなるエチレン系ポリマ
ーの架橋剤およびビニル単量体の重合開始剤、さらには
それらを用いたエチレン系ポリマーの架橋方法、ビニル
単量体の重合方法に関する。
【0006】本発明のビス(4,4−ジ−t−ブチルペ
ルオキシシクロヘキシル)は、ビス−4−オキソシクロ
ヘキシルと、t−ブチルヒドロペルオキシドとを硫酸、
過塩素酸、リン酸等の酸触媒下で反応させることにより
得ることができる。
【0007】本発明において、架橋に供されるエチレン
系ポリマーとしては、たとえば、ポリエチレン、エチレ
ン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエ
ン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、低密度ポ
リエチレン等を挙げることができる。
【0008】本発明の架橋に用いられる架橋剤の使用量
は、架橋に供されるエチレン系ポリマーに対し、通常
0.5〜10重量%好ましくは1〜3重量%である。使
用量が0.5重量%未満では、架橋度が十分でなく、ま
た10重量%を越えると、エチレン系ポリマー中に残存
する架橋剤の分解物が多くなり好ましくない。また、そ
の架橋温度としては、一般に100〜180℃の範囲が
用いられる。架橋温度が100℃未満では、架橋温度が
遅くなり経済的に不利である。また、180℃を越える
と、架橋速度が速くなりすぎて、架橋度にむらが生ずる
ため好ましくない。さらに、この架橋に際し、一般の架
橋に使用される架橋助剤や酸化防止剤、充填剤等の添加
剤を併用することも可能である。
【0009】本発明のペルオキシケタールをエチレン系
ポリマーの架橋剤として用いたとき、従来の環状構造を
有するペルオキシケタールと比較して、同程度の架橋性
能を有するにもかかわらず、スコーチを起こしにくい理
由は、主にその融点の高さに起因するものと考えられ
る。すなわち、一般に有機過酸化物は、固体状態では分
解がほとんど進行せず、したがって本発明のペルオキシ
ケタールは、架橋工程に比べて比較的低温で行なわれる
混練工程においては、主として固体状態であるためスコ
ーチが起こらず、混練工程の終期あるいは架橋工程にお
いて、初めて溶融、分解し架橋が進行するものと考えら
れる。
【0010】本発明において、重合に供されるビニル単
量体としては、たとえば、スチレン;α−メチルスチレ
ン;アクリロニトリル;酢酸ビニル;メタクリル酸およ
びメチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、2−
ヒドロキシエチルメタクリレート等のメタクリレート
類;アクリル酸およびメチルアクリレート、ブチルアク
リレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート等のアク
リレート類;フマル酸およびフマル酸エステル類;マレ
イン酸およびマレイン酸エステル類;イタコン酸および
イタコン酸エステル類;N−アルキルマレイミド類など
を挙げることができる。また、これらのビニル単量体の
混合物を用いることも可能である。
【0011】本発明の重合に用いられる重合開始剤の使
用量は、重合に供されるビニル単量体の種類により異な
るが、通常ビニル単量体に対し、0.002〜5重量%
好ましくは0.01〜2重量%である。使用量が0.0
02重量%未満では、重合速度が遅くなり、また5重量
%を越えると、重合速度が速くなりすぎて、重合温度の
制御が困難になり好ましくない。また、その重合温度と
しては、一般に80〜130℃の範囲が用いられる。重
合温度が80℃未満では、重合速度が遅くなり経済的に
不利である。また、130℃を越えると、重合速度が速
くなりすぎて、重合熱の制御が困難になるため好ましく
ない。さらに、この重合に際し、用いられる重合方法と
しては、たとえば懸濁重合、溶液重合、塊状重合等であ
り、さらにはそれらを組み合わせて用いることもでき
る。
【0012】
【発明の効果】本発明のペルオキシケタールは、エチレ
ン系ポリマーの架橋剤として用いたとき、従来のペルオ
キシケタールと比較してスコーチが起きにくく、またビ
ニル単量体の重合開始剤として用いたとき、その重合開
始効率が高く高分子量の重合体を得ることができる。
【0013】
【実施例、比較例】以下、実施例および比較例により本
発明を具体的に説明する。これらの例において、使用す
るエチレン系ポリマーおよびペルオキシケタールの略号
は、以下のとおりである。 エチレン系ポリマー EPR:エチレン−プロピレン共重合体 EPDM:エチレン−プロピレン−ジエン共重合体 EVA:エチレン−酢酸ビニル共重合体 LDPE:低密度ポリエチレン ペルオキシケタール BuTB:ビス(4,4−ジ−t−ブチルペルオキシシ
クロヘキシル) BuTA:2,2−ビス(4,4−ジ−t−ブチルペル
オキシシクロヘキシル) プロパン(純度99.8%、融点127℃) Bu3M:1,1−ジ−t−ブチルペルオキシ−3,
3,5−トリメチルシクロヘキサン(商品名:パーヘキ
サ3M、日本油脂(株)製、純度90%)
【0014】実施例1(ビス(4,4−ジ−t−ブチル
ペルオキシシクロヘキシル)の製造) 攪拌機および温度計を備えた容量2000mlの四つ口
フラスコに、ビス−4−オキソシクロヘキシル97.1
g、70%t−ブチルヒドロペルオキシド水溶液330
gおよび両性界面活性剤(商品名:アノンBF、日本油
脂(株)製)1gを仕込み、反応温度を5〜15℃に保
ちながら65%硫酸505gを30分で滴下した。その
後、10〜20℃の温度で2時間反応を続け、得られた
反応生成物を水洗、ついで5%炭酸ソーダ水溶液で洗浄
し、さらに水洗を3回行なったのち、濾過し結晶を得
た。得られた結晶をトルエンに溶かし再結晶して精製
し、液体クロマトグラフィーによる純度99.9%のビ
ス(4,4−ジ−t−ブチルペルオキシシクロヘキシ
ル)241.2gを得た。得られた製品のビス−4−オ
キソシクロヘキシルに対する理論収率は93%で、ヨウ
素法による活性酸素量は12.33%、融点は167.
5℃であった。その同定は、1H−NMRにより行な
い、δ=2.249ppmにシクロヘキサン環の3位の
エクアトリアル(equatorial)水素(4H)
を、δ=1.628ppmにシクロヘキサン環の3位の
アキシアル(axial)水素(4H)を、δ=1.3
82〜1.100ppmにその他の水素(46H)を認
め、この物質が、ビス(4,4−ジ−t−ブチルペルオ
キシシクロヘキシル)であることを確認した。
【0015】実施例2(EPRの架橋) EPR(日本合成ゴム(株)製、EP−912P)50
0gとBuTB13.0gとを、混合しながら加熱ロー
ルを用いて約70℃で約20分間混練した。その混練物
をキュラストメーター(東洋ボールドウイン(株)製、
JSRキュラストメーターIII型)を用いて、120
℃および160℃において加熱試験した。160℃にお
ける最大トルク値は6.22kgf・cmで、また12
0℃においてトルク値が測定開始時から0.3kgf・
cm上昇するに要する時間(スコーチ時間とする)は2
5分であった。
【0016】比較例1,2(EPRの架橋) 実施例2において、BuTBの代わりに表1に示すペル
オキシケタールを用いた以外は、実施例2に準じて実施
した。その結果は表1のとおりであった。
【0017】実施例3、比較例3(EPDMの架橋) 実施例2において、EPRの代わりにEPDM(日本合
成ゴム(株)製、JSR−EP22)を用い、架橋剤と
して表1に示す架橋剤を用いた以外は、実施例2に準じ
て実施した。その結果は表1のとおりであった。
【0018】実施例4、比較例4(EVAの架橋) 実施例2において、EPRの代わりにEVA(住友化学
(株)製、エバテートD2021)を用い、架橋剤とし
て表1に示す架橋剤を用いた以外は、実施例2に準じて
実施した。その結果は表1のとおりであった。
【0019】実施例5、比較例5(LDPEの架橋) 実施例2において、EPRの代わりにLDPE(日本ユ
ニカー(株)製、NUC−9025)を用い、架橋剤と
して表1に示す架橋剤を用いた以外は、実施例2に準じ
て実施した。その結果は表1のとおりであった。
【表1】 この表1の結果から明らかなように、本発明のBuTB
を架橋剤に用いたときは、従来のペルオキシケタールと
比較してスコーチ時間が長く、スコーチが起こりにくい
ことが分かる。
【0020】実施例6(スチレンの重合) 重合開始剤としてのBuTBを、過酸化結合濃度が0.
01mol/lになるように100mlのスチレンに溶
解し試料とした。内径4mmのガラスアンプルに2ml
の試料を入れ、窒素置換後溶封し、これを100℃の恒
温槽中に浸し、5時間スチレンを重合させた。重合後、
ガスクロマトグラフィーによる残存スチレンの定量から
求めた重合転化率は92%であった。また、ゲルパーミ
エーションクロマトグラフィーにより求めた重量平均分
子量は582000であった。
【0021】比較例6(スチレンの重合) 実施例6において、BuTBの代わりにBuTAを用い
た以外は、実施例6に準じて実施した。その結果、重合
転化率は89%、重量平均分子量は535000であっ
た。
【0022】比較例7(スチレンの重合) 実施例6において、BuTBの代わりにBu3Mを用い
た以外は、実施例6に準じて実施した。その結果、重合
転化率は83%、重量平均分子量は393000であっ
た。
【0023】この実施例6、比較例6,7の結果から明
らかなように、本発明のBuTBは、従来のペルオキシ
ケタールと比較して重合開始効率が高く、かつ得られた
重合体の重量平均分子量が大きくなることが分かる。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ビス(4,4−ジ−t−ブチルペルオキ
    シシクロヘキシル)。
  2. 【請求項2】 ビス(4,4−ジ−t−ブチルペルオキ
    シシクロヘキシル)からなるエチレン系ポリマーの架橋
    剤。
  3. 【請求項3】 架橋剤を用いてエチレン系ポリマーを架
    橋する方法において、架橋剤としてビス(4,4−ジ−
    t−ブチルペルオキシシクロヘキシル)を用い、エチレ
    ン系ポリマーと架橋剤とを混練し加熱して架橋すること
    を特徴とする架橋方法。
  4. 【請求項4】 ビス(4,4−ジ−t−ブチルペルオキ
    シシクロヘキシル)からなるビニル単量体の重合開始
    剤。
  5. 【請求項5】 重合開始剤を用いてビニル単量体を重合
    する方法において、重合開始剤としてビス(4,4−ジ
    −t−ブチルペルオキシシクロヘキシル)を用い、ビニ
    ル単量体に重合開始剤を溶解し加熱して重合することを
    特徴とする重合方法。
JP7259392A 1992-02-21 1992-02-21 有機過酸化物およびその用途 Pending JPH05230014A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102850249A (zh) * 2012-09-21 2013-01-02 江苏强盛功能化学股份有限公司 1,1-双(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷的制备方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102850249A (zh) * 2012-09-21 2013-01-02 江苏强盛功能化学股份有限公司 1,1-双(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷的制备方法

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