WO2012072536A2 - Production of isobutylene copolymer derivatives - Google Patents

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WO2012072536A2
WO2012072536A2 PCT/EP2011/071112 EP2011071112W WO2012072536A2 WO 2012072536 A2 WO2012072536 A2 WO 2012072536A2 EP 2011071112 W EP2011071112 W EP 2011071112W WO 2012072536 A2 WO2012072536 A2 WO 2012072536A2
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isobutene
radicals
acid
donor
phenyl
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Hannah Maria KÖNIG
Klaus MÜHLBACH
Helmut Mach
Ulrich Eichenauer
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Basf Se
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    • C08F2810/40Chemical modification of a polymer taking place solely at one end or both ends of the polymer backbone, i.e. not in the side or lateral chains

Definitions

  • the present invention relates to an improved process for the preparation of derivatives of isobutene copolymers. Furthermore, the present invention relates to novel Isobutencopolyme- risat derivatives.
  • Isobutene copolymer derivatives such as are often obtained from so-called highly reactive polyisobutenes.
  • highly reactive polyisobutenes are understood as meaning polyisobutenes which contain a high content of terminal ethylenic double bonds ( ⁇ -double bonds), in practice 80 mol% or more, based on the individual chain ends of the Polyisobutene macromolecules.
  • Vinylidene groups are usually understood as meaning those double bonds whose position in the molecule is defined by the general formula
  • o ymer i. the double bond is in the polymer chain in one
  • Polymer stands for the truncated to an isobutene polyisobutene.
  • the vinylidene groups show the highest reactivity, for example in the case of thermal addition to sterically demanding reactants such as maleic anhydride, whereas a double bond further inside the macromolecules shows in most cases no or lower reactivity in the case of functionalization reactions.
  • Such highly reactive polyisobutenes are used inter alia as intermediates for the preparation of additives for lubricants and fuels, for example, they are reacted according to the teaching of DE-A 27 02 604 with maleic anhydride to Polyisobutenylsuccinanhydriden.
  • the highly reactive polyisobutenes obtainable by the process of DE-A 27 02 604 by cationic polymerization of isobutene in the liquid phase in the presence of boron trifluoride as catalyst have some disadvantages, for example they have a relatively high dispersibility.
  • Polyisobutenes having a similarly high proportion of terminal double bonds but having a narrower molecular weight distribution are obtainable, for example, by the process of EP-A 145 235, US Pat. No.
  • Lewis acid aluminum trichloride can be used as a polymerization catalyst for isobutene, for example, from High Polymers, Volume XXIV (Part 2), pp. 713-733 (Editor: Edward C. Leonard), Verlag J Wiley & Sons, New York, 1971.
  • 10157068.7 is a process for the preparation of highly reactive isobutene homo- or
  • copolymers by polymerization in the presence of an aluminum trihalide donor complex or of an aluminum alkyl halide donor complex which acts as a polymerization catalyst and which contains as donor an organic compound having at least one ether function or a carboxylic ester function and optionally an organic hydroxy compound, contains an organic halogen compound or water as an initiator. Further reactions with the highly reactive Isobutenhomo- or
  • Copolymers are not described there.
  • iron (III) chloride is suitable as a coinitiator in the cationic isobutene polymerization for the preparation of highly reactive polyisobutenes and their copolymers.
  • initiators water, phenols, protic acids such as sulfuric acid, tertiary alcohols, tertiary chlorides, tertiary carboxylic acid esters and carboxylic acids themselves are recommended.
  • protic acids such as sulfuric acid, tertiary alcohols, tertiary chlorides, tertiary carboxylic acid esters and carboxylic acids themselves are recommended.
  • As a complexing agent for the polymerization initiating systems in particular alkyl ethers are mentioned.
  • WO 95/07944 describes functional groups carrying copolymers which by free-radical copolymerization of (a) 20 to 60 mol% of at least one monoethynic unsaturated C 4 - to Cß-dicarboxylic acid or its anhydride, (b) 10 to 70 mol% of at least one oligomer of the propene or a branched 1-olefin having 4 to 10 carbon atoms such as isobutene and an average molecular weight M w of 300 to 5000 and (c) 1 to 50 mol% of at least one monoethylenically unsaturated compound which with the monomers (a) and (b) is copolymerizable, and subsequent functionalization of the copolymeri- sates on the anhydride or carboxyl groups with amines is available.
  • These copolymers are suitable as fuel and lubricant additives.
  • the production methods of derivatives of copolymers based on highly reactive polyisobutenes known from the prior art have a number of shortcomings.
  • the content of terminal vinylidene double bonds in the precursor is still too low.
  • the yields in the conversion to the derivatives are in need of improvement.
  • the end- and the consistency of the derivatives in particular the suppression of discoloration, for example caused by undesired coking reactions under thermal stress during derivatization, are still not optimal.
  • the physical properties of the derivatives in particular the viscosity behavior at low temperatures, as may occur, for example, in practical use in lubricating oils, as well as the solubilities, especially in polar media, the temperature stability and the storage stability of the derivatives still in need of improvement.
  • the object of the present invention was to provide, starting from highly reactive polyisobutenes, an improved process for preparing derivatives of isobutene copolymers which no longer has the deficiencies of the prior art.
  • the isobutene copolymer derivatives of isobutene polymers having a high content of terminal vinylidene double bonds in particular at least 50 mol%, preferably at least 60 mol%, preferably at least 70 mol%, preferably at least 80 mol%, preferably at least 85 mol -%, particularly preferably at least 90 mol%, and can be produced in acceptable yields.
  • the appearance and the consistency of the derivatives for example their color, should be improved.
  • the physical properties of the derivatives in particular the viscosity behavior at low temperatures, and the solubilities, in particular in polar media, the temperature stability and the storage stability of the derivatives should be improved.
  • a catalyst system used for the production of isobutene polymers in the precursor should be sufficiently active, durable, easy to handle and not susceptible to interference, in particular, it should be free of fluorine to avoid unwanted due to residual fluorine content related corrosion on metallic materials and steel grades.
  • the object has been achieved by a process for the preparation of derivatives of isobutene copolymers by free-radical copolymerization of
  • a highly reactive polyisobutene homo- or copolymer having a number-average molecular weight (M n ) of from 10 to 250,000 and a content of at least 50 mol% of terminal vinylidene double bonds per polyisobutene chain end, the structural units of mono-, di- or may contain incorporated trifunctional initiators, (C) 0 to 50 mol%, preferably 0 to 50 mol%, in particular 1 to 50 mol%, of one or more monoethylenically unsaturated compounds which are copolymerizable with the monomer components (a) and (b), and subsequent reaction of part or all of the carboxylic acid or carboxylic acid derivative functions in the resulting isobutene copolymer with ammonia, a mono- or polyamine, an alcohol or a mixture of said reactants to form groups having hydroxyl and / or carboxylic ester and / or Amino- and / or quaternized amino and / or amido and / or imido
  • At least one initiator is an organic sulfonic acid of the general formula Z-SO3H, in which the variable Z is a C1 to C2o-alkyl radical, d- to C2o-haloalkyl, C5- to Ce-cycloalkyl, CQ-bis
  • the sum of the mol% of the monomer components (a), (b) and (c) to be copolymerized with each other is 100 in all cases.
  • isobutene homopolymers are understood to mean those polymers which, based on the polymer, are composed of at least 98 mol%, preferably at least 99 mol%, of isobutene. Accordingly, isobutene copoly such polymers containing more than 2 mol% of monomers in copolymerized form, which are different from isobutene, for example linear butenes.
  • a C to Ce alkyl radical is a linear or branched alkyl radical having 1 to 8 carbon atoms. Examples of these are methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, 2-butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl, 1-methylbutyl, 2-methylbutyl, 3-methylbutyl, 2,2-dimethyl-propyl, 1-ethylpropyl, n-hexyl, 1, 1-dimethylpropyl, 1, 2-dimethylpropyl, 1-methylpentyl, 2-methylpentyl, 3-methylpentyl, 4-methylpentyl, 1, 1-dimethylbutyl, 1, 2-dimethylbutyl, 1, 3-dimethylbutyl, 2,2-dimethylbutyl, 2,3-dimethylbutyl, 3,3-dimethylbutyl, 1-ethylbutyl, 2-ethylbutyl, 1, 1, 2-
  • Such C 1 - to C 6 -alkyl radicals can also contain, to a small extent, heteroatoms such as oxygen, nitrogen or halogen atoms, for example chlorine, and / or non-protic functional groups such as, for example, carboxyl ester groups, cyano groups or nitro groups.
  • heteroatoms such as oxygen, nitrogen or halogen atoms, for example chlorine
  • non-protic functional groups such as, for example, carboxyl ester groups, cyano groups or nitro groups.
  • a C 2 to C 20 -alkyl radical is a linear or branched alkyl radical having 1 to 20 carbon atoms. Examples of these are the abovementioned C 1 - to C 6 -alkyl radicals and furthermore n-nonyl, isononyl, n-decyl, 2-propylheptyl, n-undecyl, n-dodecyl, n-tri-decyl, isotridecyl, n - tetradecyl, n-hexadecyl, n-octadecyl and n-eicosyl.
  • Such C 1 - to C 20 -alkyl radicals can also to a small extent contain heteroatoms such as oxygen, nitrogen or halogen atoms, for example chlorine, and / or non-protic functional groups such as, for example
  • a C5 to Ce cycloalkyl group is a saturated cyclic group which may contain alkyl side chains.
  • Examples of these are cyclopentyl, 2- or 3-methylcyclopentyl, 2,3-, 2,4- or 2,5-dimethylcyclopentyl, cyclohexyl, 2-, 3- or 4-methylcyclohexyl, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4-, 3,5- or 3,6-dimethylcyclohexyl, cycloheptyl, 2-, 3- or 4-methylcycloheptyl, cyclooctyl, 2-, 3-, 4- or 5 -Methylcyclooctyl.
  • Such C5 to Ce cycloalkyl radicals may also contain a small amount of heteroatoms such as oxygen, nitrogen or halogen atoms, for example chlorine, and / or non-protic functional groups such as carboxyl ester groups, cyano groups or nitro groups.
  • heteroatoms such as oxygen, nitrogen or halogen atoms, for example chlorine
  • non-protic functional groups such as carboxyl ester groups, cyano groups or nitro groups.
  • a CQ to C 20 -aryl radical or a C 12 to C 12 -aryl radical is preferably optionally substituted phenyl, optionally substituted naphthyl, optionally substituted anthracenyl or optionally substituted phenanthrenyl.
  • Such aryl groups may carry from 1 to 5 non-protic substituents or non-protic functional groups, for example, C 1 to C 6 alkyl, C 1 to C 6 haloalkyl such as C 1 to C 6 chloroalkyl or C 1 to C 6 fluoroalkyl, halogen such as chlorine or fluorine, nitro, cyano or phenyl.
  • aryl radicals examples include phenyl, naphthyl, biphenyl, anthracenyl, phenanthrenyl, tolyl, nitrophenyl, chlorophenyl, Dichlorophenyl, pentafluorophenyl, pentachlorophenyl, (trifluoromethyl) phenyl, bis (trifluoromethyl) phenyl, (trichloro) methylphenyl and bis (trichloromethyl) phenyl.
  • a C 7 - to C 20 -arylalkyl radical or a C 7 - to C 12 -arylalkyl radical is preferably optionally substituted C 1 -C 4 -alkylphenyl, such as benzyl, o-, m- or p-methylbenzyl, 1- or 2-phenylethyl , 1-, 2- or 3-phenylpropyl or 1-, 2-, 3- or 4-phenyl-butyl, optionally substituted C 1 -C 4 -alkylnaphthyl, such as naphthylmethyl, optionally substituted C 1 -C 4 -alkylanthracenyl, such as anthracenylmethyl or optionally substituted C 1 to C 4 alkylphenanthrenyl, such as phenanthrenylmethyl.
  • C 1 -C 4 -alkylphenyl such as benzyl, o-, m- or p-methylbenzyl, 1- or 2-phenyleth
  • arylalkyl radicals can carry 1 to 5 non-protic or non-protic functional groups, in particular on the aryl part, for example d- to Ce-alkyl, d- to Ce-haloalkyl such as d- to Ce-chloroalkyl or C to Ce Fluoroalkyl, halogen such as chlorine or fluorine, nitro or phenyl.
  • Suitable iron halides in the corresponding complexes with donors are, for example, iron (II) fluoride, iron (III) fluoride, iron (II) chloride, iron (III) chloride, iron (II) bromide and iron ( III) bromide and mixtures thereof.
  • iron chlorides ie iron (II) chloride and iron (III) chloride, and mixtures of iron (II) chloride and iron (III) chloride, but especially iron (III) chloride alone.
  • iron halides in particular iron chlorides, which have been produced from iron-containing metal alloys, ie in addition to iron halides, in particular iron chlorides, also contain other metal halides, the iron halides, in particular iron chlorides, preferably being the main constituents of such mixtures.
  • aluminum trihalide is particularly suitable aluminum trifluoride, aluminum trichloride or aluminum tribromide.
  • Particularly suitable aluminum alkyl halide is a mono (C 1 to C 4 alkyl) aluminum dihalide or a di (C 1 to C 4 alkyl) aluminum monohalide, for example methylaluminum dichloride, ethylaluminum dichloride, dimethylaluminum chloride or diethylaluminum chloride.
  • isobutene or an isobutene-containing monomer mixture is polymerized in the presence of an aluminum trichloride donor complex which acts as a polymerization catalyst.
  • the aluminum trihalide donor complex or aluminum alkyl halide donor complex has an organic compound having at least one ether function as donor, acetals and are also known as compounds having at least one ether function To understand hemiacetals.
  • an iron halide donor complex in particular an aluminum trihalide donor complex or an aluminum alkyl halide donor complex, in particular a ferric chloride donor complex or an aluminum trichloride donor complex, are used which contains as donor a dihydrocarbyl ether of the general formula R 1 -O-R 2 in which the variables R 1 and R 2 independently of one another are C 1 - to C 20 -alkyl radicals, especially C 1 - to C 6 -alkyl radicals, C 5 - to Ce -Cycloalkyl radicals, CQ to C20- Aryl radicals, in particular CQ- to Ci2-aryl radicals, or C 7 - to C 2o-arylalkyl radicals, in particular C 7 - to C 12 -arylalkyl radicals.
  • R 1 and R 2 independently of one another are C 1 - to C 20 -alkyl radicals, especially C 1 - to C 6 -alkyl radicals, C 5 - to Ce -Cyclo
  • the dihydrocarbyl ethers mentioned may be open-chain or cyclic, wherein in the case of the cyclic the two variables R 1 and R 2 form a ring, such rings also being able to contain two or three ether oxygen atoms.
  • open-chain and cyclic dihydrocarbyl ethers are dimethyl ether, diethyl ether, di-n-propyl ether, diisopropyl ether, di-n-butyl ether, di-sec-butyl ether, diisobutyl ether, di-n-pentyl ether, di-n-hexyl ether, di n-heptyl ether, di-n-octyl ether, di (2-ethylhexyl) ether, M ethyl n-butyl ether, methyl sec-butyl ether, methyl isobutyl ether, methyl tert-butyl ether, ethyl
  • di-n-butyl ethers and diphenyl ethers have donors for the iron halide donor complexes, the aluminum trihalide donor complexes or the aluminum halide halide donor complexes, in particular the iron chloride donor complexes or the Aluminum trichloride donor complexes, found to be particularly advantageous.
  • an iron halide donor complex is used as an alternative contains, as donor, a hydrocarbyl hydrocarbon ester of general formula R 3 -COOR 4 , in which the variables R 3 and R 4 independently of one another denote C 1 to C 20 -alkyl radicals, in particular, C 1 - to C 6 -alkyl radicals, C 5 - to C 6 -cycloalkyl radicals, CQ to C2o-aryl radicals, particularly CQ to C12 aryl radicals, or C 7 - to C 20 arylalkyl radicals, in particular C 7 - to Ci2 arylalkyl radicals, denote.
  • R 3 and R 4 independently of one another denote C 1 to C 20 -alkyl radicals, in particular, C 1 - to C 6 -alkyl radicals, C 5 - to C 6 -cycloalkyl radicals, CQ to C2o-aryl radicals, particularly CQ to C12 aryl radicals, or C 7 -
  • carboxylic acid hydrocarbyl esters are methyl formate, ethyl formate, formic acid n-propyl ester, formic acid isopropyl ester, n-butyl formate, sec-butyl formate, formic acid isobutyl ester, formic acid tert.
  • butyl ester methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, isopropyl acetate, n-butyl acetate, sec-butyl acetate, isobutyl acetate, tert-butyl acetate, methyl propionate, Propionic acid ethyl ester, propionic acid n-propyl ester, propionic acid isopropyl ester, n-butyl propionate, sec.-butyl propionate, isobutyl propionate, tert-butyl propionate, methyl butyrate, ethyl butyrate, butyric acid n-butyl ester.
  • propyl ester, butyric acid isopropyl ester, n-butyl butyrate, secbutyl butbutyrate, isobutyl butyrate, tert-butyl butyrate, cyclohexanecarboxylic acid methyl ester, cyclohexanecarboxylic acid ethyl ester, cyclohexanecarboxylic acid n-propyl ester, cyclohexanecarboxylic acid isopropyl ester, cyclohexanecarboxylic acid.
  • the aluminum trihalide donor complexes or the aluminum alkyl halide donor complexes in particular the iron chloride donor complexes or the aluminum trichloride donor complexes. Complexes, proved to be particularly advantageous.
  • those dihydrocarbyl ethers and Carbonkladhydrocarbylester as donors for the iron halide donor complexes, the aluminum trihalide donor complexes or the Aluminiumalkylhalogenid-donor complexes, in particular the iron chloride donor complexes and the aluminum trichloride donor complexes have been particularly has been found advantageous in which the donor compound has a total carbon number of 3 to 16, preferably from 4 to 16, in particular from 4 to 12, especially from 4 to 8.
  • the dihydrocarbyl ethers especially those having a total of 6 to 14, in particular 8 to 12, carbon atoms are particularly preferred.
  • the carboxylic acid hydrocarbyl esters in particular, especially those having a total of 3 to 10, in particular 4 to 6, carbon atoms are preferred.
  • the molar ratio of said donor compounds to the iron halide, to the aluminum trihalide or to the aluminum alkyl halide, in particular to the iron chloride or to the aluminum trichloride, in the donor complex generally ranges from 0.3: 1 to 1.5 : 1, in particular from 0.5: 1 to 1, 2: 1, especially 0.7: 1 to 1, 1: 1; it is in most cases 1: 1. However, it may also be with a greater degree of closure of the donor compounds, often up to a 10-fold, in particular 3-fold molar excess, worked; the excess amount of donor compounds then additionally acts as a solvent or diluent.
  • the complex can also be prepared in situ prior to polymerization.
  • the polymerization is carried out using a monofunctional or polyfunctional, in particular mono-, di- or trifunctional tional initiator, which is selected from organic hydroxy compounds, organic halogen compounds, protic acids and water. It is also possible to use mixtures of the initiators mentioned, for example mixtures of two or more organic hydroxy compounds, mixtures of two or more organic halogen compounds, mixtures of one or more organic hydroxy compounds and one or more organic halogen compounds, mixtures of one or more organic hydroxy compounds and water, mixtures of one or more organic halogen compounds and water, or mixtures of one or more protonic acids and water.
  • a monofunctional or polyfunctional, in particular mono-, di- or trifunctional tional initiator which is selected from organic hydroxy compounds, organic halogen compounds, protic acids and water. It is also possible to use mixtures of the initiators mentioned, for example mixtures of two or more organic hydroxy compounds, mixtures of two or more organic halogen compounds, mixtures of one or more organic hydroxy compounds and one or more organic hal
  • the initiator can be mono-, di- or polyfunctional, ie one, two or more hydroxyl groups or halogen atoms can be present in the initiator molecule at which the polymerization reaction starts.
  • di- or polyfunctional initiators it is customary to obtain telechelic isobutene polymers having two or more, in particular two or three, polyisobutene chain ends.
  • monofunctional initiators suitable organic hydroxy compounds with only one
  • Hydroxyl group in the molecule are in particular alcohols and phenols, in particular those of the general formula R 5 -OH, in which R 5 d- to C2o-alkyl radicals, in particular, d- to Ce- alkyl radicals, C5- to Ce-cycloalkyl radicals, CQ - to C2o-aryl radicals, in particular CQ- to Ci2-aryl radicals, or C 7 - to C 2o-arylalkyl radicals, in particular C 7 - to C 12 -arylalkyl radicals.
  • R 5 d- to C2o-alkyl radicals in particular, d- to Ce- alkyl radicals, C5- to Ce-cycloalkyl radicals, CQ - to C2o-aryl radicals, in particular CQ- to Ci2-aryl radicals, or C 7 - to C 2o-arylalkyl radicals, in particular C 7 - to C 12 -arylalkyl radicals.
  • radicals R 5 may also contain mixtures of the abovementioned structures and / or have functional groups other than those already mentioned, for example a keto function, a nitroxide or a carboxyl group, and / or heterocyclic structural elements.
  • organic monohydroxy compounds are methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, sec-butanol, isobutanol, tert-butanol, n-pentanol, n-
  • Particularly suitable bifunctional initiators organic hydroxy compounds having two hydroxyl groups in the molecule are especially dihydric alcohols or diols having a total carbon number of 2 to 30, in particular from 3 to 24, especially from 4 to 20, and bisphenols having a total carbon number of 6 to 30, in particular from 8 to 24, especially from 10 to 20, for example ethylene glycol, 1, 2 and 1, 3-propylene glycol, 1, 4-butylene glycol, 1, 6-hexylene glycol, 1, 2, 1, 3- or 1,4-bis (1-hydroxy-1-methylethyl) benzene (o-, m- or p-dicumylalcohol), bisphenol A, 9,10-dihydro-9,10-dimethyl-9,10 anthracenediol, 1, 1 - diphenylbutane-1, 4-diol, 2-hydroxytri-phenylcarbinol and 9- [2- (hydroxymethyl) phenyl] -9-fluorenol.
  • Suitable monofunctional initiators organic halogen compounds having a halogen atom in the molecule are especially compounds of general formula R 6 -hal call, in the shark a halogen atom selected from fluorine, iodine and in particular chlorine and bromine, and R 6 d- to C2o Alkyl radicals, in particular, d- to Ce-alkyl radicals, C5- to Ce-cycloalkyl radicals or C 7 - to C 20 -aryl arylalkyl radicals, in particular C 7 - to C 12 -arylalkyl radicals.
  • radicals R 6 may also contain mixtures of the abovementioned structures and / or have functional groups other than those mentioned above, for example a keto function, a nitroxide or a carboxyl group, and / or heterocyclic structural elements.
  • organic monohalogen compounds are methyl chloride, methyl bromide, ethyl chloride, ethyl bromide, 1-chloropropane, 1-bromopropane, 2-chloropropane, 2-bromopropane, 1-chlorobutane, 1-bromobutane, sec-butyl chloride, sec-butyl bromide , Isobutyl chloride, isobutyl bromide, tert-butyl chloride, tert-butyl bromide, 1-chloropentane, 1-bromopentane, 1-chlorohexane, 1-bromohexane, 1-chloroheptane, 1-bromoheptane, 1-chlorooctane, 1-bromoctane, 1-chloro 2-ethylhexane, 1-bromo-2-ethylhexane, cyclohexyl chloride,
  • Suitable difunctional initiators organic halogen compounds having two halogen atoms in the molecule are, for example, 1, 3-bis (1-bromo-1-methylethyl) benzene, 1, 3-bis (2-chloro-2-propyl) benzene (1, 3 Dicumyl chloride) and 1,4-bis (2-chloro-2-propyl) benzene (1,4-dicumyl chloride).
  • the initiator is particularly preferably selected from organic hydroxy compounds in which one or more hydroxyl groups are bound to one sp 3 -hybridized carbon atom ("alcohols") or to one aromatic ring ("phenols").
  • genharmen in which one or more halogen atoms are bonded to each sp 3 -hybridized carbon atom, proton acids and water.
  • an initiator which is selected from organic hydroxy compounds in which one or more hydroxyl groups are bonded to one sp 3 -hybridized carbon atom in each case.
  • organic halogen compounds as initiators to those in which the one or more halogen atoms are each bonded to a secondary or in particular to a tertiary sp 3 -hybridized carbon atom.
  • initiators which, in addition to the hydroxyl group, carry the radicals R 10 , R 11 and R 12 on such an sp 3 -hydrified carbon atom, which independently of one another are hydrogen, C 1 - to C 20 -alkyl, C 5 - to C 6 -cycloalkyl, CQ - to C20 A1-I, C 7 - to C2o-alkylaryl or phenyl, where an aromatic nucleus, one or more, preferably one or two C1 to C4 alkyl, d- to C 4 alkoxy, C to C 4-hydroxy-alkyl or C can carry as substituents up to C 4 -Halogenalkylreste denote, wherein at most one of the variables R 10, R 11 or R 12 is hydrogen and at least one of the variables R 10, R 11 or R 12 is phenyl, which may carry up to C 4 alkoxy, C to C 4 hydroxyalkyl or C 4 to C -Halogenalkylreste as
  • Suitable protonic acids are, for example, hydrochloric acid, hydrobromic acid, hydrofluoric acid, sulfuric acid, hydrocyanic acid and mixtures thereof.
  • proton acids but also protonated ethers can be used.
  • initiators which are dissolved under water, one or more protic acids, methanol, ethanol, 1-phenylethanol, 1 - (p-methoxyphenyl) ethanol, n-propanol, isopropanol, 2-phenyl-2- propanol (cumene), n-butanol, isobutanoi, sec-butanol, tert-butanol, 1-phenyl-1-chloroethane, 2-phenyl-2-chloropropane (cumyl chloride), tert-butyl chloride and 1, 3 - or 1, 4-bis (1-hydroxy-1-methylethyl) benzene and mixtures thereof are selected.
  • initiators which, under water, one or more protic acids, methanol, ethanol, 1-phenylethanol, 1- (p-methoxyphenyl) ethanol, n-propanol, isopropanol, 2-phenyl-2-propanol (cumene), n-butanol, isobutanoi, sec-buta-nol, tert-butanol, 1-phenyl-1-chloroethane and 1, 3- or 1, 4-bis (1-hydroxy-1-methylethyl) benzene and mixtures are selected from this.
  • protic acids methanol, ethanol, 1-phenylethanol, 1- (p-methoxyphenyl) ethanol, n-propanol, isopropanol, 2-phenyl-2-propanol (cumene), n-butanol, isobutanoi, sec-buta-nol, tert-butanol, 1-phenyl-1-chloroethane and 1, 3-
  • the molar ratio of said initiators to the isobutene monomer used in the homopolymerization of isobutene or to the total amount of the polymerizable monomers used in the copolymerization of isobutene, based on each individual functional point of the initiator, according to embodiment (A) is generally 0.0005 : 1 to 0.1: 1, in particular 0.001: 1 to 0.075: 1, especially 0.0025: 1 to 0.05: 1.
  • the molar ratio of water to Isobutene monomer used in homopolymerization of isobutene or to the total amount of the polymerizable monomers used in copolymerization of isobutene in particular 0.0001: 1 to 0.1: 1, especially 0.0002: 1 to 0.05: 1.
  • Part of the Initiator molecules added as organic hydroxy or halogen compounds are incorporated in the polymer chains in embodiment (A).
  • the proportion (Uff) of polymer chains which are started by such a built-in organic initiator molecule can be up to 100%, usually from 5 to 90%.
  • the remaining polymer chains are formed either by moisture-derived water as the initiator molecule or by chain transfer reactions.
  • the polymerization is carried out in the presence of from 0.01 to 10 mmol, in particular from 0.05 to 5.0 mmol, especially from 0.1 to 1.0 mmol, in each case based on 1 mol used isobutene monomer in homopolymerization of isobutene or to 1 mol of the total amount of the polymerizable monomers used in copolymerization of isobutene, a nitrogen-containing basic compound.
  • an aliphatic, cycloaliphatic or aromatic amine of the general formula R 7 -NR 8 R 9 or ammonia can be used, in which the variables R 7 , R 8 and R 9 are each independently hydrogen, ci- to C 2 -C 4 -alkyl radicals, in particular, C 1 -C 6 -cycloalkyl radicals, C 5 -C 6 -cycloalkyl radicals, C 2 -C 20 -aryl radicals, in particular C 1 -C 12 -aryl radicals, or C 7 - to C 20 -arylalkyl radicals, in particular C 7 - to C 12 -Arylalkylreste stand.
  • a tertiary amine is present. If one of these variables is hydrogen, a secondary amine is present. If two of these variables are hydrogen, a primary amine is present. If all of these variables are hydrogen, ammonia is present.
  • Typical examples of such amines of the general formula R 7 -NR 8 R 9 are methylamine, ethylamine, n-propylamine, isopropylamine, n-butylamine, tert-butylamine, sec-butylamine, isobutylamine,
  • nitrogen-containing basic compound a compound having a plurality, in particular having two or three nitrogen atoms and having 2 to 20 carbon atoms are used, these nitrogen atoms each independently of one another carry hydrogen atoms or aliphatic, cycloaliphatic or aromatic substituents.
  • polyamines are 1, 2-ethylenediamine, 1, 3-propylenediamine, 1, 4-butylenediamine, diethylenetriamine, N-methyl-1, 2-ethylenediamine, N, N-dimethyl-1, 2-ethylenediamine , N, N'-dimethyl-1, 2-ethylenediamine or N, N-dimethyl-1,3-propylenediamine.
  • such a nitrogen-containing basic compound is in particular a saturated, partially unsaturated or unsaturated nitrogen-containing five-membered or six-membered heterocycle containing one, two or three ring nitrogen atoms and one or two further ring heteroatoms from the group oxygen and sulfur and / or hydrocarbyl, in particular C 1 - to C 4 -alkyl radicals and / or phenyl, and / or functional groups or heteroatoms as substituents, in particular fluorine, chlorine, bromine, nitro and / or cyano, may have, for example pyrrolidine, pyrrole, imidazole, 1, 2 , 3- or 1, 2,4-triazole, oxazole, thiazole, piperidine, pyrazane, pyrazole, pyridazine, pyrimidine, pyrazine, 1, 2,3-, 1, 2,4- or 1, 2,5-triazine, 1, 2,5-oxathiazine, 2H-1, 3,5
  • nitrogen-containing basic compound is pyridine or a derivative of pyridine (in particular a mono-, di- or tri-d- to C 4 -alkyl-substituted pyridine), such as 2, 3, or 4 Methylpyridine (picolines), 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4-, 3,5- or 3,6-dimethylpyridine (lutidines), 2,4,6- Trimethylpyridine (collidine), 2-, 3, - or 4-tert-butylpyridine, 2-tert-butyl-6-methylpyridine, 2,4-, 2,5-, 2,6- or 3,5-di- tert-butylpyridine or also 2-, 3, - or 4-phenylpyridine.
  • pyridine or a derivative of pyridine in particular a mono-, di- or tri-d- to C 4 -alkyl-substituted pyridine
  • 2, 3, or 4 Methylpyridine picolines
  • isobutene homopolymers are understood to mean those polymers which, based on the polymer, are composed of at least 98 mol%, preferably at least 99 mol%, of isobutene.
  • isobutene copolymers are understood to mean those polymers which contain more than 2 mol% of monomers in copolymerized form which are different from isobutene, for example linear butenes.
  • a C to Ce alkyl radical is a linear or branched alkyl radical having 1 to 8 carbon atoms. Examples of these are methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, 2-butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl, 1-methylbutyl, 2-methylbutyl, 3-methylbutyl, 2,2-dimethylpropyl, 1 - Ethylpropyl, n-hexyl, 1, 1-dimethylpropyl, 1, 2-dimethylpropyl, 1-methylpentyl, 2-methylpentyl, 3-methyl-pentyl, 4-methylpentyl, 1, 1-dimethylbutyl, 1, 2-dimethylbutyl, 1, 3-dimethylbutyl, 2,2-dimethylbutyl, 2,3-dimethylbutyl, 3,3-dimethylbutyl,
  • Such d- to Ce-alkyl radicals can also to a small extent heteroatoms such as oxygen, nitrogen or halogen atoms, eg. As chlorine or fluorine, and / or non-protic functional groups such as carboxyl ester groups, cyano groups or nitro groups.
  • heteroatoms such as oxygen, nitrogen or halogen atoms, eg. As chlorine or fluorine, and / or non-protic functional groups such as carboxyl ester groups, cyano groups or nitro groups.
  • a C 2 to C 20 alkyl radical is a linear or branched alkyl radical having 1 to 20 carbon atoms. Examples of these are the abovementioned C 1 - to C 6 -alkyl radicals and furthermore n-nonyl, isononyl, n-decyl, 2-propylheptyl, n-undecyl, n-dodecyl, n-tridecyl, isotridecyl, n-tetradecyl , n-hexadecyl, n-octadecyl and n-eicosyl.
  • Such C 1 - to C 20 -alkyl radicals can also to a small extent heteroatoms such as oxygen, nitrogen or halogen atoms, eg. As chlorine or fluorine, and / or non-protic functional groups such as carboxyl ester groups, cyano groups or nitro groups.
  • heteroatoms such as oxygen, nitrogen or halogen atoms, eg. As chlorine or fluorine, and / or non-protic functional groups such as carboxyl ester groups, cyano groups or nitro groups.
  • a C 2 to C 20 haloalkyl radical or a C 1 to C 12 haloalkyl radical is a radical having the basic skeletons mentioned above for C 1 - to C 20 -alkyl radicals or C 1 - to C -alkyl radicals, in which, however, to a greater extent the hydrogen atoms are represented by halogen atoms, are replaced in particular by fluorine and / or chlorine atoms.
  • all or nearly all hydrogen atoms are replaced by halogen atoms, in particular by fluorine and / or chlorine atoms.
  • radicals are C 1 - to C 4 -alkyl radicals in which at least 60%, in particular at least 75%, especially at least 90% of the number of hydrogen atoms are replaced by fluorine and / or chlorine atoms, for example dichloromethyl, trichloromethyl, difluoromethyl, Trifluoromethyl, chlorodifluoromethyl, fluorodichloromethyl, pentachloroethyl or pentafluoroethyl.
  • a C5 to Ce cycloalkyl group is a saturated cyclic group which may contain alkyl side chains.
  • Examples of these are cyclopentyl, 2- or 3-methylcyclopentyl, 2,3-, 2,4- or 2,5-dimethylcyclopentyl, cyclohexyl, 2-, 3- or 4-methylcyclohexyl, 2,3-, 2,4 , 2,5-, 2,6-, 3,4-, 3,5- or 3,6-dimethylcyclohexyl, cycloheptyl, 2-, 3- or 4-methylcycloheptyl, cyclooctyl, 2-, 3-, 4- or 5-methylcyclooctyl.
  • Such C5 to Ce-cycloalkyl radicals may also to a small extent heteroatoms such as oxygen, nitrogen or halogen atoms, eg. As chlorine or fluorine, and / or non-protic functional groups such as carboxyl ester groups, cyano groups or nitro groups.
  • a CQ to C 20 -aryl radical or a C 12 to C 12 -aryl radical is preferably optionally substituted phenyl, optionally substituted naphthyl, optionally substituted anthracenyl or optionally substituted phenanthrenyl.
  • Such aryl radicals can 1 to 5 carry non-protic substituents or non-protic functional groups, for example d- to Ce-alkyl, d- to Ce-haloalkyl such as d- to Ce-chloroalkyl or d- to Ce-fluoroalkyl, halogen, such as chlorine or fluorine, nitro, Cyano or phenyl.
  • non-protic substituents or non-protic functional groups for example d- to Ce-alkyl, d- to Ce-haloalkyl such as d- to Ce-chloroalkyl or d- to Ce-fluoroalkyl, halogen, such as chlorine or fluorine, nitro, Cyano or phenyl.
  • aryl radicals are phenyl, naphthyl, biphenyl, anthracenyl, phenanthrenyl, tolyl, nitrophenyl, chlorophenyl, dichlorophenyl, pentafluorophenyl, pentachlorophenyl, (trifluoromethyl) phenyl, bis (trifluoromethyl) phenyl, (trichloro) methylphenyl and bis (trichloromethyl ) phenyl.
  • a C 7 - to C 20 -arylalkyl radical or a C 7 - to C 12 -arylalkyl radical is preferably optionally substituted C 1 -C 4 -alkylphenyl, such as benzyl, o-, m- or p-methylbenzyl, 1- or 2-phenylethyl , 1-, 2- or 3-phenylpropyl or 1-, 2-, 3- or 4-phenylbutyl, optionally substituted d- to C4-alkylnaphthyl such as naphthylmethyl, optionally substituted ci- to C4-alkylanthracenyl such as anthracenylmethyl or optionally substituted C 1 to C 4 alkylphenanthrenyl such as phenanthrenylmethyl.
  • C 1 -C 4 -alkylphenyl such as benzyl, o-, m- or p-methylbenzyl, 1- or 2-phenylethyl , 1-
  • arylalkyl radicals can carry 1 to 5 non-protic or non-protic functional groups, in particular on the aryl part, for example d- to Ce-alkyl, d- to Ce-haloalkyl such as d- to Ce-chloroalkyl or C to Ce -Fluoralkyl, halogen such as chlorine or fluorine, nitro or phenyl.
  • the process according to the invention for the preparation of highly reactive isobutene homo- or copolymers is carried out by a cationic reaction mechanism, owing to the use of the complex of at least one Lewis acid and optionally at least one donor and the initiators described, which is effective as a polymerization catalyst.
  • the feature essential to the invention is the use of an organic sulfonic acid of the general formula Z-SO3H as at least one initiator in the polymerization process according to the invention.
  • an organic sulfonic acid of the general formula Z-SO3H as at least one initiator in the polymerization process according to the invention.
  • mixtures of different sulfonic acids Z-SO3H can be used.
  • further initiator molecules from other chemical classes can be used.
  • the variable Z preferably represents a C to Ce-alkyl radical, C to Ce-halogen-alkyl radical, C5 to Ce-cycloalkyl radical, CQ to C12-aryl radical or a C 7 - to C 12 -arylalkyl radical.
  • Z represents a a C to C 4 alkyl radical, a C to C 4 haloalkyl group, an optionally substituted phenyl radical, z.
  • At least one initiator is an organic sulfonic acid selected from methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, trichloromethanesulfonic acid and toluenesulfonic acid or mixtures thereof.
  • Suitable Lewis acids in the polymerization catalyst or in the complex which acts as the polymerization catalyst are in principle all, by definition, Lewis acids. organic molecules, but in particular halogen compounds of metals and semimetals of the Periodic Table of the Elements whose valences are completely saturated by halogen atoms or in addition to the halogen substituents still one or more organic carbon radicals - especially C 1 to C 4 alkyl radicals - carry.
  • Suitable halogen substituents in these element halides and elemental alkyl halides are iodine, bromine and, in particular, fluorine and especially chlorine. It is of course also possible to use mixtures of such elemental halides or those elemental alkyl halides with one another and with one another.
  • the halides or alkyl halides of aluminum are used as such Lewis acids, typically the following species can be used: aluminum trifluoride, aluminum trichloride, aluminum tribromide; aluminum alkyl halides as mono (Ci to C 4 - alkyl) aluminiumdihalogenide or di (Ci to C4 alkyl) alu-miniummonohalogenid as Methylalu- miniumdichlorid, Ethylaluminiumdichlond, Dimethylaluminiumchlond or Diethylaluminiumchlo- chloride.
  • the Lewis acid used for the polymerization catalyst or as the polymerization catalyst is at least one compound selected from the binary chlorine and fluorine compounds of the elements of FIG. to 8th subgroup and the 3rd to 5th main group of the periodic table, wherein the binary chlorine compounds may be preferred over the binary fluorine compounds of these elements.
  • Typical such binary chlorine compounds are ScCl 3 , YCl 3 , YbCl 3 , TlCl 3 , TiCl 4 , ZrCl 4 , HfCl 4 , VC, VCU, NbCl 3 , NbCl 5 , TaCl 5 , CrCl 2 , CrCl 3 , MoCl 3 , MOCl 5, WCI 5, WCI 6, MnCl 2, ReCl 3, ReCl 5, FeCl 2, FeCl 3, RuCl 3, OSCI 3, C0CI2, CoCI 3, RhCl 3, LRCI 3, NiCl 2, PdCl 2, PtCl 2, CuCl, CuCl 2 , AgCl, AuCl, ZnCl 2 , CdCl 2 , HgCl, HgCl 2 , BCI 3 , AICI 3 , GaCl 3 , InCl 3 , TIC, SiCU, GeCl 4 , SnCl 2 , SnC
  • BCI 3 BCI 3 , AICI 3 , TiCU, FeCl 2 , FeCl 3 and ZnCl 2 .
  • Typical such fluorine compounds are ScF 3 , YF 3 , YbF 3 , TiF 3 , TiF 4 , ZrF 4 , HfF 4 , VF 3 , VF 4 , NbF 3 , NbF 5 , TaF 5 , CrF 2 , CrF 3 , MoF 3 , M0F5, WF 5, WF 6, MnF 2, REF 3, REF 5, FeF 2, FeF 3, RuF 3, OsF 3, CoF 2, CoF 3, RhF 3, LRF 3, NiF 2, pdf 2, PtF 2, CuF, CuF 2 , AgF, AuF, ZnF 2 , CdF 2 , HgF, HgF 2 , BF 3 , AIF 3 , GaF 3 , InF 3 , SiF 4 , GeF 4 , SnF
  • bromine compounds are, for example: TiBr 3l TiBr 4l ZrBr 4, VBr 3l VBr 4, CrBr 2, CrBr 3, MoBr 3l MoBrs, WBRS, WBre, MnBr 2, FeBr 2, FeBr 3 , CoBr 2 , CoBr 3 , NiBr 2 , PdBr 2 , PtBr 2 , CuBr, CuBr 2 , AgBr, AuBr, ZnBr 2 , CdBr 2 , HgBr, HgBr 2 , BBr 3 , AIBr 3 , SiBr 1, SnBr 2 , SnBr 3, SnBr 4, PbBr 2, PbBr.i, PBr 3l PBr>; , AsBr 3 , SbBr 3 , SbBr ?, and BiBr 3 .
  • the process according to the invention preferably uses a complex which acts as a polymerization catalyst and contains as donor an organic compound having at least one ether function or one carboxylic ester function. It is of course also possible to use mixtures of different organic compounds having at least one ether function and / or of different organic compounds having at least one carboxylic acid ester function.
  • a polymerization catalyst complex of at least one Lewis acid and at least one donor is used in which the donor organic compound is a dihydrocarbyl ether of the general formula R 1 -O-R 2 , in which Variables R 1 and R 2 independently of one another are C 1 - to C 20 -alkyl radicals, in particular, C 1 - to C 6 -alkyl radicals, C 5 - to C 6 -cycloalkyl radicals, C 2 - to C 20 -aryl radicals, in particular C 1 - to C 12 -aryl radicals, or C 7 - to C 2 - arylalkyl radicals, in particular C 7 - to C 12 -arylalkyl radicals, denote or a carboxylic acid hydro
  • the dihydrocarbyl ethers mentioned may be open-chain or cyclic, wherein in the case of the cyclic the two variables R 1 and R 2 form a ring, such rings also being able to contain two or three ether oxygen atoms.
  • open-chain and cyclic dihydrocarbyl ethers are dimethyl ether, diethyl ether, di-n-propyl ether, diisopropyl ether, di-n-butyl ether, di-sec-butyl ether, diisobutyl ether, di-n-pentyl ether, di-n-hexyl ether, di - n-heptyl ether, di-n-octyl ether, di- (2-ethylhexyl) ether, methyl n-butyl ether, methyl sec-butyl ether, methyl isobutyl ether, methyl tert-butyl ether, ethyl
  • di-n-butyl ether and diphenyl ether have proven to be particularly advantageous as donors, in particular in combination with the Lewis acids BCI 3 , AICI 3 , TiCU, FeCb, FeCb and ZnCb.
  • carboxylic acid hydrocarbyl esters are methyl formate, ethyl formate, formic acid n-propyl ester, formic acid isopropyl ester, n-butyl formate, sec-butyl formate, formic acid isobutyl ester, formic acid tert.
  • butyl ester methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, isopropyl acetate, n-butyl acetate, sec-butyl acetate, isobutyl acetate, tert-butyl acetate, methyl propionate, Propionic acid ethyl ester, propionic acid n-propyl ester, propionic acid isopropyl ester, n-butyl propionate, sec-butyl propionate, isobutyl propionate, tert-butyl propionate, methyl butyrate, ethyl butyrate, butyric acid n-propyl ester, butyric acid isopropyl ester, n-butyl butyrate, secbutyl butbutyrate, isobutyl butyrate, tert-butyl butyrate, cyclohexanecarboxylic acid methyl este
  • ethyl acetate has proved to be particularly advantageous as a donor, in particular in combination with the Lewis acids BCI3, AICI3, TiCU, FeCb, FeCb and ZnCb.
  • dihydrocarbyl ethers and Carbonkladocarbylester as donors especially in combination with the Lewis acids BCI3, AICI3, TiCU, FeCb, FeCb and ZnCb, have been found to be particularly advantageous in which the donor compound has a total carbon number of 3 to 16, preferably from 4 to 16, in particular from 4 to 12, especially from 4 to 8, having.
  • dihydrocarbyl ethers especially those with a total of 6 to 14, in particular 8 to 12, carbon atoms are particularly preferred.
  • carboxylic acid hydrocarbyl esters especially those having a total of 3 to 10, in particular 4 to 6, carbon atoms are preferred.
  • the molar ratio of said donor compounds to the Lewis acids that is especially to said elemental halides and elemental alkyl halides, in particular to the
  • Lewis acids BCb, AlCb, TiCu, FeCb. FeCb and ZnCb, in the polymerization catalyst complex is usually in the range of 0.3: 1 to 1, 5: 1, in particular of 0.5: 1 to 1.2: 1, especially 0.7: 1 to 1, 1: 1; it is in most cases 1: 1.
  • it may also be with a greater degree of closure of the donor compounds, often up to a 10-fold, in particular 3-fold molar excess, worked; the excess amount of donor compounds then additionally acts as a solvent or diluent.
  • the polymerization catalyst complex is prepared before the polymerization separately from the one or more Lewis acids mentioned, which are usually used in anhydrous form, and the donor or the compounds and then - usually dissolved in an inert solvent such as a halogenated Hydrocarbon, for example dichloromethane - added to the polymerization medium.
  • an inert solvent such as a halogenated Hydrocarbon, for example dichloromethane - added to the polymerization medium.
  • the complex can also be prepared in situ prior to polymerization.
  • the polymerization is carried out with concomitant use of at least one further initiator which is mono- or polyfunctional, in particular mono-, di- or trifunctional, and is selected from organic hydroxy compounds, organic halogen compounds and water. It is also possible to use mixtures of such further initiators, for example mixtures of two or more organic hydroxy compounds, mixtures of two or more organic halogen compounds, mixtures of one or more organic hydroxy compounds and one or more organic halogen compounds, mixtures of one or more organic hydroxy compounds and water or mixtures of one or more organic halogen compounds and water.
  • the initiator may be mono-, di- or polyfunctional, i.
  • One, two or more hydroxyl groups or halogen atoms may be present in the initiator molecule at which the polymerization reaction starts.
  • di- or polyfunctional initiators it is customary to obtain telechelic isobutene polymers having two or more, in particular two or three, polyisobutene chain ends.
  • Alcohols and phenols in particular those of the general formula R 5 -OH, in which R 5 is C 1 - to C 20 -alkyl radicals, in particular, C 1 - to C 12, are particularly suitable monofunctional initiators for organic hydroxy compounds having only one hydroxyl group in the molecule - alkyl, C5-Ce cycloalkyl, CQ to C2o-aryl radicals, particularly CQ to Ci2-aryl, or C 7 - to C2o-arylalkyl radicals, in particular C 7 - to Ci2 arylalkyl radicals, respectively.
  • radicals R 5 may also contain mixtures of the abovementioned structures and / or have functional groups other than those already mentioned, for example a keto function, a nitroxide or a carboxyl group, and / or heterocyclic structural elements.
  • organic monohydroxy compounds are methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, sec-butanol, isobutanol, tert-butanol, n-pentanol, n-hexanol, n-heptanol, n-octanol, 2 -Ethylhexanol, cyclohexanol, phenol, p-methoxyphenol, o-, m- and p-cresol, benzyl alcohol, p-methoxybenzyl alcohol, 1- and 2-phenylethanol, 1- and 2- (p-methoxyphenyl) ethanol, 1 -, 2 and 3-phenyl-1-propanol, 1-, 2- and 3- (p-methoxyphenyl) -1-propanol, 1- and 2-phenyl-2-propanol, 1- and 2- (p-methoxyphenyl) -1-propan
  • Particularly suitable bifunctional initiators organic hydroxy compounds having two hydroxyl groups in the molecule are especially dihydric alcohols or diols having a total carbon number of 2 to 30, in particular from 3 to 24, especially from 4 to 20, and bisphenols having a total carbon number of 6 to 30, in particular from 8 to 24, especially from 10 to 20, for example ethylene glycol, 1, 2 and 1, 3-propylene glycol, 1, 4-butylene glycol, 1, 6-hexylene glycol, 1, 2, 1, 3- or 1,4-bis (1-hydroxy-1-methylethyl) benzene (o-, m- or p-dicumylalcohol), bisphenol A, 9,10-dihydro-9,10-dimethyl-9,10 anthracenediol, 1, 1 - diphenylbutane-1, 4-diol, 2-hydroxytri-phenylcarbinol and 9- [2- (hydroxymethyl) phenyl] -9-fluorenol.
  • Suitable monofunctional initiators organic halogen compounds having a halogen atom in the molecule are especially compounds of general formula R 6 -hal call, in the shark a halogen atom selected from fluorine, iodine and in particular chlorine and bromine, and R 6 d- to C2o Alkyl radicals, in particular, d- to Ce-alkyl radicals, C5- to Ce-cycloalkyl radicals or C 7 - to C 20 -aryl arylalkyl radicals, in particular C 7 - to C 12 -arylalkyl radicals.
  • radicals R 6 may also contain mixtures of the abovementioned structures and / or have functional groups other than those mentioned above, for example a keto function, a nitroxide or a carboxyl group, and / or heterocyclic structural elements.
  • organic monohalogen compounds are methyl chloride, methyl bromide, ethyl chloride, ethyl bromide, 1-chloropropane, 1-bromopropane, 2-chloropropane, 2-bromopropane, 1-chlorobutane, 1-bromobutane, sec-butyl chloride, sec-butyl bromide, isobutyl chloride, isobutyl bromide, tert-butyl chloride, tert-butyl bromide, 1-chloropentane, 1-bromopentane, 1 -
  • Suitable difunctional initiators organic halogen compounds having two halogen atoms in the molecule are, for example, 1, 3-bis (1-bromo-1-methylethyl) benzene, 1, 3-bis (2-chloro-2-propyl) benzene (1, 3 Dicumyl chloride) and 1,4-bis (2-chloro-2-propyl) benzene (1,4-dicumyl chloride).
  • the further initiator is selected from organic hydroxy compounds in which one or more hydroxyl groups are bonded to one sp 3 -hybridized carbon atom, organic halogen compounds in which one or more halogen atoms are bonded to one sp 3 -hybridized carbon atom, Proton acids and water.
  • organic hydroxy compounds in which one or more hydroxyl groups are bonded to one sp 3 -hybridized carbon atom
  • organic halogen compounds in which one or more halogen atoms are bonded to one sp 3 -hybridized carbon atom
  • Proton acids and water preference is given in particular to an initiator which is selected from organic hydroxy compounds in which one or more hydroxyl groups are bound to one sp 3 -hybridized carbon atom in each case.
  • further initiators which are particularly preferred are those in which the one or more halogen atoms are each bonded to a secondary or in particular to a tertiary sp 3 -hybridized carbon atom.
  • R 5 , R 6 and R 7 on such an sp 3 -hydrified carbon atom, which independently of one another are hydrogen, C 1 - to C 20 -alkyl, C 5 - to C 6 -cycloalkyl, CQ- to C20-Al I, C7 - to C20-alkylaryl or phenyl, wherein an aromatic nucleus is one or more, preferably one or two C 1 to C 4 alkyl, C 1 to C 4 alkoxy, d- to C4-hydroxyalkyl or C 1 to C 4 haloalkyl radicals as substituents may denote, wherein at most one of the variables R 5 , R 6 or R 7 is hydrogen and at least one of the variables R 5 , R 6 or R 7 phenyl, which one or more, preferably one or two C to C 4 alkyl, C to C 4 alkoxy, d- to C 4
  • Suitable protonic acids are, for example, hydrochloric acid, hydrobromic acid, hydrofluoric acid, sulfuric acid, hydrocyanic acid and mixtures thereof.
  • proton acids but also protonated ethers can be used.
  • initiators which are water, one or more protic acids, methanol, ethanol, 1-phenylethanol, 1 - (p-methoxyphenyl) ethanol, n-propanol, isopropanol, 2-phenyl-2-propanol (Cumene), n-butanol, isobutanol, sec-butanol, tert-butanol, 1-phenyl-1-chloroethane, 2-phenyl-2-chloropropane (cumyl chloride), tert-butyl chloride and 1, 3- or 1, 4-bis (1-hydroxy-1-methylethyl) benzene and mixtures are selected from this.
  • protic acids methanol, ethanol, 1-phenylethanol, 1 - (p-methoxyphenyl) ethanol, n-propanol, isopropanol, 2-phenyl-2-propanol (Cumene), n-butanol, isobutanol, sec
  • protic acids methanol, ethanol, 1-phenylethanol, 1- (p-methoxyphenyl) -ethanol, n-propanol, isopropanol, 2-phenyl-2-propanol (cumene).
  • protic acids methanol, ethanol, 1-phenylethanol, 1- (p-methoxyphenyl) -ethanol, n-propanol, isopropanol, 2-phenyl-2-propanol (cumene).
  • n-butanol, isobutanol, sec-butanol, tert-butanol, 1-phenyl-1-chloroethane and 1, 3 or 1,4-bis (1-hydroxy-1-methylethyl) benzene and mixtures thereof are selected.
  • the molar ratio of water alone to the isobutene monomer used in homopolymerization of isobutene or to the total amount of the polymerizable monomers used at Copo in particular from 0.0001: 1 to 0.1: 1, in particular from 0.0002: 1 to 0.05: 1.
  • Some of the initiator molecules added as organic sulfonic acids and optionally as organic hydroxy or halogen compounds can be incorporated into the polymer chains.
  • the proportion (Uff) of polymer chains which are started by such a built-in organic initiator molecule can be up to 100%, usually from 0 to 90% and can be from 5 to 90%.
  • the remaining polymer chains are formed either by moisture-derived water as the initiator molecule or by chain transfer reactions.
  • the polymerization is carried out in the presence of 0.01 to 10 mmol, in particular from 0.05 to 5.0 mmol, above all from 0.1 to 1, 0 mmol, in each case based on 1 mol of isobutene monomer used in the homopolymerization of isobutene or to 1 mol of the total amount of the polymerizable monomers used in copolymerization of isobutene, a nitrogen-containing basic compound.
  • an aliphatic, cycloaliphatic or aromatic amine of the general formula R 7 -NR 8 R 9 or ammonia can be used, in which the variables R 7 , R 8 and R 9 are each independently hydrogen, C1- to C 2 -C 4 -alkyl radicals, in particular, C 1 -C 6 -cycloalkyl radicals, C 5 -C 6 -cycloalkyl radicals, C 2 -C 20 -aryl radicals, in particular C 1 -C 12 -aryl radicals, or C 7 - to C 20 -arylalkyl radicals, in particular C 7 - to C 12 -Arylalkylreste stand.
  • Typical examples of such amines of the general formula R 7 -NR 8 R 9 are methylamine, ethylamine, n-propylamine, iso-propylamine, n-butylamine, tert-butylamine, sec-butylamine, isobutylamine, tert.
  • such a nitrogen-containing basic compound can also be a compound having a plurality, in particular having two or three nitrogen atoms and having 2 to 20 carbon atoms, these nitrogen atoms each independently hydrogen atoms or aliphatic, cycloaliphatic or aromatic substituents.
  • polyamines are 1, 2-ethylenediamine, 1, 3-propylenediamine, 1, 4-butylenediamine, diethylenetriamine, N-methyl-1, 2-ethylenediamine, N, N-dimethyl-1, 2-ethylenediamine, N , N'-dimethyl-1, 2-ethylenediamine or N, N-dimethyl-1,3-propylenediamine.
  • such a nitrogen-containing basic compound is in particular a saturated, partially unsaturated or unsaturated nitrogen-containing five-membered or six-membered heterocycle containing one, two or three ring nitrogen atoms and one or two further ring heteroatoms from the group oxygen and sulfur and / or hydrocarbyl, in particular C 1 - to C 4 -alkyl radicals and / or phenyl, and / or functional groups or heteroatoms as substituents, in particular fluorine, chlorine, bromine, nitro and / or cyano, may have, for example pyrrolidine, pyrrole, imidazole, 1, 2 , 3- or 1, 2,4-triazole, oxazole, thiazole, piperidine, pyrazane, pyrazole, pyridazine, pyrimidine, pyrazine, 1, 2,3-, 1, 2,4- or 1, 2,5-triazine, 1, 2,5-oxathiazine, 2H-1, 3,5
  • nitrogen-containing basic compound is pyridine or a derivative of pyridine (in particular a mono-, di- or tri-d- to C 4 - alkyl-substituted pyridine) such as 2-, 3-, or 4-methylpyridine ( Picolines), 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4-, 3,5- or 3,6-dimethylpyridine (lutidines), 2,4,6-trimethylpyridine ( Collidine), 2-, 3, - or 4-tert-butylpyridine, 2-tert-butyl-6-methylpyridine, 2,4-, 2,5-, 2,6- or 3,5-di-tert. Butylpyridine or 2-, 3, - or 4-phenylpyridine.
  • isobutene or an isobutene-containing monomer mixture as the monomer to be polymerized is suitable as isobutene source in embodiment (A) and (B) both pure isobutene and isobutene-containing C4 hydrocarbon streams, such as C4 raffinates, in particular "raffinate 1 ", C 4 cuts from isobutane dehydrogenation, C 4 cuts from steam crackers and FCC crackers (fluid catalysed cracking), provided that they are largely freed from 1, 3-butadiene contained therein.
  • a C 4 hydrocarbon stream from an FCC refinery unit is also known as a "b / b" stream.
  • Suitable isobutene-containing C 4 hydrocarbon streams are, for example, the product stream of a propylene-isobutane co-oxidation or the product stream from a metathesis unit, which are generally used after customary purification and / or concentration.
  • Suitable C 4 hydrocarbon streams generally contain less than 500 ppm, preferably less than 200 ppm, butadiene.
  • the presence of 1-butene and of cis- and trans-2-butene is largely uncritical.
  • the isobutene concentration in said C 4 hydrocarbon streams is in the range of 30 to 60 weight percent.
  • raffinate 1 usually consists essentially of 30 to 50 wt .-% of isobutene, 10 to 50 wt .-% 1-butene, 10 to 40 wt .-% cis- and trans-2-butene and 2 to 35 wt .-% butanes;
  • the unsubstituted butenes in the raffinate 1 are generally virtually inert and only the isobutene is polymerized.
  • the monomer used for the polymerization is a technical C 4 -hydrocarbon stream having an isobutene content of from 1 to 100% by weight, in particular from 1 to 99% by weight, in particular from 1 to 90% by weight. %, more preferably from 30 to 60% by weight, in particular a raffinate 1 stream, a b / b stream from an FCC refinery unit, a product stream of a propylene-isobutane co-oxidation or a product stream from a metathesis unit.
  • Said isobutene-containing monomer mixture may contain small amounts of contaminants such as water, carboxylic acids or mineral acids, without resulting in critical yield or selectivity losses.
  • the monomer mixture preferably contains at least 5% by weight, more preferably at least 10% by weight, and in particular at least 20% by weight of isobutene, and preferably at most 95% by weight, particularly preferably at most 90% by weight and in particular at most 80% by weight of comonomers.
  • Suitable copolymerizable monomers are: vinylaromatics such as styrene and ⁇ -methylstyrene, C 1 to C 4 -alkylstyrenes such as 2-, 3- and 4-methylstyrene and 4-tert-butylstyrene, halogenated styrenes such as 2-, 3- or 4-chlorostyrene and isoolefins having 5 to 10 carbon atoms such as 2-methylbutene-1, 2-methylpentene-1, 2-methylhexene-1, 2-ethylpentene-1, 2-ethylhexene-1 and 2-propylheptene-1.
  • comonomers are olefins which have a silyl group, such as 1-trimethoxysilylethene, 1- (trimethoxysilyl) propene, 1- (trimethoxysilyl) -2-methylpropene-2, 1 - [tri (methoxyethoxy) silyl] -ethene, 1 - [tri (methoxyethoxy) silyl] propene, and 1 - [tri (methoxyethoxy) silyl] -2-methylpropene-2.
  • comopters also include isoprene, 1-butene and cis- and trans-2-butene.
  • copolymers are to be prepared by the process according to the invention, the process can be designed such that preferably random polymers or preferably block copolymers are formed.
  • block copolymers it is possible for example to feed the various monomers successively to the polymerization reaction, the addition of the second comonomer taking place in particular only when the first comonomer is at least partially already polymerized. In this way, both diblock, triblock and higher block copolymers are accessible, which have a block of one or the other comonomer as a terminal block, depending on the order of monomer addition.
  • block copolymers also form when all comonomers are simultaneously fed to the polymerization reaction, but one of them polymerizes significantly faster than the one or the other.
  • isobutene and a vinylaromatic compound, in particular styrene are copolymerized in the process according to the invention.
  • block copolymers are formed with a terminal polystyrene block. This is because the vinyl aromatic compound, especially styrene, polymerizes significantly slower than isobutene.
  • the polymerization can be carried out both continuously and discontinuously.
  • Continuous processes can be carried out in analogy to known prior art processes for the continuous polymerization of isobutene in the presence of boron trifluoride-based catalysts in the liquid phase.
  • the inventive method is suitable both for carrying out at low temperatures, for example at -90 ° C to 0 ° C, as well as at higher temperatures, ie at least 0 ° C, for example at 0 ° C to +30 ° C or at 0 ° C to + 50 ° C, suitable.
  • the polymerization according to the process of the present invention is preferably carried out at lower temperatures in embodiment (A), usually at -70 ° C to -10 ° C, especially at -60 ° C to -15 ° C, and in embodiment (B). at slightly higher temperatures from -30 ° C to + 50 ° C, in particular at 0 ° C to + 30 ° C, for example at room temperature (+20 to + 25 ° C) carried out.
  • the polymerization according to the process according to the invention takes place at or above the boiling point of the monomer or monomer mixture to be polymerized, it is preferably carried out in pressure vessels, for example in autoclaves or in pressure reactors.
  • the polymerization is carried out according to the process of the invention in the presence of an inert diluent.
  • the inert diluent used should be suitable for reducing the increase in the viscosity of the reaction solution which usually occurs during the polymerization reaction to such an extent that the removal of the heat of reaction formed can be ensured.
  • Suitable diluents are those solvents or solvent mixtures which are inert to the reagents used.
  • Suitable diluents are, for example, aliphatic hydrocarbons such as n-butane, n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane and isooctane, cycloaliphatic hydrocarbons such as cyclopentane and cyclohexane, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and the xylenes, and halogenated Hydrocarbons, in particular halogenated aliphatic hydrocarbons, such as methyl chloride, dichloromethane, trichloromethane (chloroform), 1, 1-dichloroethane, 1, 2-dichloroethane, trichloroethane and 1-chlorobutane and halogenated aromatic hydrocarbons and alkylaromatics halogenated in the alkyl side chains, such as chlorobenzene, monofluoromethylbenzene, Difluoro
  • chlorinated hydrocarbons in particular pure chlorohydrocarbons
  • Fluorohydrocarbons are preferably excluded from the inert diluents which can be used here in order to largely exclude residual contents of fluorine in the polymer.
  • the inert constituents of isobutene-containing C 4 hydrocarbon streams are also used as diluents or as constituents of the solvent mixtures mentioned.
  • the polymerization according to the invention is carried out in a halogenated hydrocarbon, in particular in a halogenated aliphatic hydrocarbon, or in a mixture of halogenated hydrocarbons, in particular halogenated aliphatic hydrocarbons, or in a mixture of at least one halogenated hydrocarbon, in particular a halogenated one aliphatic hydrocarbon, and at least one aliphatic, cycloaliphatic or aromatic hydrocarbon as an inert diluent, for example a mixture of dichloromethane and n-hexane, usually in the Vol.
  • a halogenated hydrocarbon in particular in a halogenated aliphatic hydrocarbon, or in a mixture of halogenated hydrocarbons, in particular halogenated aliphatic hydrocarbons, or in a mixture of at least one halogenated hydrocarbon, in particular a halogenated one aliphatic hydrocarbon, and at least one aliphatic, cycloaliphatic or
  • the diluents are freed before use of impurities such as water, carboxylic acids or mineral acids, for example by adsorption on solid adsorbents such as activated carbon, molecular sieves or ion exchangers.
  • the polymerization according to the invention is carried out in halogen-free aliphatic or, in particular, halogen-free aromatic compounds.
  • halogen-free aliphatic or, in particular, halogen-free aromatic compounds see hydrocarbons, especially toluene, by.
  • water has proven to be particularly advantageous in combination with said organic hydroxy compounds and / or the said organic halogen compounds or in particular as the sole initiator.
  • the polymerization according to the invention is carried out in an aliphatic, cycloaliphatic or aromatic hydrocarbon, in a halogenated aliphatic hydrocarbon or in a mixture of aliphatic, cycloaliphatic and / or aromatic hydrocarbons or halogenated aliphatic hydrocarbons or in a mixture at least one halogenated aliphatic hydrocarbon and at least one aliphatic, cycloaliphatic or aromatic hydrocarbon as an inert diluent.
  • the polymerization is carried out in accordance with the process of the invention under largely aprotic, in particular under substantially anhydrous reaction conditions.
  • largely aprotic or largely anhydrous reaction conditions it is understood that the water content (or the content of protic impurities) in the reaction mixture is less than 50 ppm and in particular less than 5 ppm.
  • the feedstocks will be dried by physical and / or chemical measures before being used.
  • the aliphatic or cycloaliphatic hydrocarbons used as solvent after conventional pre-cleaning and predrying with an organometallic compound, such as an organolithium, organomagnesium or organoaluminum compound, in an amount sufficient to remove the traces of water from the Solvent largely remove.
  • organometallic compound such as an organolithium, organomagnesium or organoaluminum compound
  • the solvent thus treated is then preferably condensed directly into the reaction vessel.
  • halogenated solvents which are not suitable for drying with metals such as sodium or potassium or with metal alkyls, are freed from water or traces of water with suitable drying agents, for example with calcium chloride, phosphorus pentoxide or molecular sieve.
  • suitable drying agents for example with calcium chloride, phosphorus pentoxide or molecular sieve.
  • the polymerization of the isobutene or of the isobutene-containing feedstock usually takes place spontaneously when the polymerization catalyst, ie the iron halide, is brought into contact.
  • the polymerization catalyst ie the iron halide donor complex, the aluminum trihalide donor complex or the aluminum alkyl halide donor complex, in particular the Ferric chloride donor complex or the aluminum trichloride donor complex, or the at least one organic sulfonic acid-containing Lewis acid complex with or without donors, admits.
  • the polymerization catalyst ie the iron halide donor complex, the aluminum trihalide donor complex or the aluminum alkyl halide donor complex, in particular the iron chloride donor complex or the aluminum trichloride donor complex.
  • the adjustment of the reaction temperature can be carried out before or after the addition of the polymerization catalyst, ie the iron halide donor complex, the aluminum trihalide donor complex or the aluminum halide donor complex, in particular the iron chloride donor complex or the aluminum trichloride complex.
  • the iron halide donor complex if appropriate in the diluent, followed by the polymerization catalyst, ie the iron halide donor complex, the aluminum trihalide donor complex or the aluminum alkyl halide donor complex, in particular the iron chloride Donor complex or the aluminum trichloride donor complex or the at least one organic sulfonic acid-containing Lewis acid complex with or without donors, and only after a certain time, for example when at least 60%, at least 80% or at least 90% of the monomer is reacted, which adds or the other monomers.
  • the iron halide donor complex the aluminum trihalide donor complex or the aluminum alkyl halide donor complex
  • the iron chloride Donor complex or the aluminum trichloride donor complex in particular the iron chloride Donor complex or the aluminum trichloride donor complex or the at least one organic sulfonic acid-containing Lewis acid complex with or without donors
  • the polymerization catalyst that is, the iron halide donor complex, the aluminum trihalide donor complex or the aluminum alkyl halide donor complex, in particular the iron chloride donor complex or the aluminum trichloride donor complex, or the at least one organic Sulfonic acid-containing Lewis acid complex with or without donors, optionally in the dilution Submit, then add the monomers simultaneously or sequentially and then set the desired reaction temperature.
  • the beginning of polymerization is then the point in time at which the polymerization catalyst, ie the iron halide donor complex, the aluminum trihalide donor complex or the aluminum alkyl halide donor complex, in particular the iron chloride donor complex or the aluminum trichloride donor Complex, or the at least one organic sulfonic acid-containing Lewis acid complex with or without donors, and at least one of the monomers are contained in the reaction vessel.
  • the polymerization catalyst ie the iron halide donor complex, the aluminum trihalide donor complex or the aluminum alkyl halide donor complex, in particular the iron chloride donor complex or the aluminum trichloride donor Complex, or the at least one organic sulfonic acid-containing Lewis acid complex with or without donors, and at least one of the monomers are contained in the reaction vessel.
  • the polymerization can also be carried out in accordance with the process of the invention as a continuous process.
  • the starting materials i. the monomer or monomers to be polymerized, if appropriate the diluent and optionally the polymerization catalyst, ie the iron halide donor complex, the aluminum trihalide donor complex or the aluminum alkyl halide donor complex, in particular the iron chloride donor complex or the aluminum trichloride Donor complex, or the at least one organic sulfonic acid-containing Lewis acid complex with or without donors, the polymerization to continuously and continuously withdraws reaction product, so that set more or less stationary polymerization in the reactor.
  • the monomer (s) to be polymerized may be supplied as such, diluted with a diluent or solvent, or as a monomer-containing hydrocarbon stream.
  • the iron halide donor complex effective as the polymerization catalyst, the aluminum trihalide donor complex or the aluminum alkyl halide donor complex, in particular the iron chloride donor complex or the aluminum trichloride donor complex, or the at least one organic sulfonic acid-containing Lewis acid complex with or without donors is usually dissolved, dispersed or suspended in the polymerization medium.
  • a support of the iron halide donor complex, the aluminum trihalide donor complex or the Aluminiumalkylhalogenid-donor complex, in particular the iron chloride donor complex or the aluminum trichloride donor complex, or the at least one organic sulfonic acid-containing Lewis acid complex with or without donors, on conventional support materials is possible.
  • Suitable reactor types for the polymerization process of the present invention are usually stirred tank reactors, loop reactors and tubular reactors, but also fluidized bed reactors, fluidized bed reactors, stirred tank reactors with and without solvents, liquid bed reactors, continuous fixed bed reactors and batchwise batchwise reactors.
  • the iron halide donor complex effective as the polymerization catalyst the aluminum trihalide donor complex or the aluminum alkyl halide donor complex, in particular the iron chloride donor complex or the aluminum trichloride donor complex, or the at least one organic sulfonic acid-containing Lewis acid complex with or without donors, usually used in such an amount that the molar ratio of element of the 1st to 8th subgroup or the 3rd to 5th main group of the Periodic Table, in particular of iron and aluminum in the iron halide donor complex, aluminum trihalide donor complex or aluminum alkyl halide donor complex, in particular in the iron chloride donor complex or aluminum trichloride donor complex, or in the corresponding at least one organic Sulfonic acid-containing Lewis acid complex with or without donors, to isobutene in homopolymerization of isobutene or to the total amount of the polymerizable monomers used in copolymerization of isobutene in the range of 1:10 to 1: 5000, in
  • the reaction mixture is preferably deactivated, for example by adding a protic compound, in particular by adding water, alcohols, such as methanol, ethanol, n-propanol and isopropanol or mixtures thereof with water, or by adding an aqueous base, e.g. an aqueous solution of an alkali metal or alkaline earth metal hydroxide such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, magnesium hydroxide or calcium hydroxide, an alkali metal or alkaline earth metal carbonate such as sodium, potassium, magnesium or calcium carbonate, or an alkali metal or alkaline earth metal hydrogencarbonate such as sodium, potassium, magnesium - or calcium bicarbonate.
  • a protic compound in particular by adding water, alcohols, such as methanol, ethanol, n-propanol and isopropanol or mixtures thereof with water, or by adding an aqueous base, e.g. an aqueous solution of an alkali metal or alkaline earth metal hydroxide
  • the described highly reactive isobutene homopolymers or copolymers having a content of terminal vinylidene double bonds ( ⁇ -double bonds) per polyisobutene chain end of at least 50 mol%, preferably of at least 60 mol%, are described as monomer component (b). , preferably of at least 70 mol%, preferably of at least 80 mol%, preferably of at least 85 mol%, more preferably of at least 90 mol%, more preferably of more than 91 mol% and in particular of at least 95 mol% %, eg of nearly 100 mol% used.
  • highly reactive isobutene copolymers are used, which are composed of isobutene and at least one vinylaromatic monomer, in particular styrene, and have a content of terminal vinylidene double bonds ( ⁇ -double bonds) per polyisobutene chain end of at least 50 molar %, preferably of at least 60 mol%, preferably of at least 70 mol%, preferably of at least 80 mol%, preferably of at least 80 mol%, preferably of at least 85 mol%, particularly preferably of at least 90 mol% , more preferably more than 91 mol%, and especially at least 95 mol%, eg of nearly 100 mol%.
  • Typical values for PDI are 1, 2 to 1, 7 for optimal process control.
  • the highly reactive isobutene homo- or copolymers used according to the invention preferably have a number-average molecular weight M n (determined by gel permeation chromatography) of preferably 500 to 250,000, particularly preferably 500 to 100,000, more preferably 500 to 25,000 and in particular 500 to 5000 isobutene homopolymers even more preferably, have a number average molecular weight M n of from 500 to 10,000, and more preferably from 500 to 5,000, eg from about 1,000 or from about 2,300.
  • M n determined by gel permeation chromatography
  • Particularly suitable monomer components (b) for the process according to the invention are those isobutene polymers which have been formed by homopolymerization of isobutene or copolymerization of isobutene with up to 20% by weight of n-butene, are monofunctional and have a number-average molecular weight (M n ). from 500 to 5000, especially 650 to 2500 have.
  • suitable monomer components (b) for the process according to the invention are those isobutene polymers which are obtained by homopolymerization of isobutene or copolymerization of isobutene with up to 20% by weight of n-butene, in each case with the use of a di or trifunctional initiator (inifers), have di- or trifunctional and a number-average molecular weight (M n ) of 500 to 10,000, especially 1000 to 5000, have.
  • suitable monomer components (b) for the process according to the invention are those isobutene polymers which have been formed by copolymerization of isobutene with at least one vinylaromatic comonomer, in particular styrene, if appropriate with the use of a difunctional or trifunctional initiator (inifers), mono-, di- or trifunctional and have a number average molecular weight (M n ) of 500 to 15,000, especially 1000 to 10,000, have.
  • M n number average molecular weight
  • Monomer component (a) are preferably monoethylenically unsaturated dicarboxylic acids having 4 to 10, in particular 4 to 8, especially 4 to 6 carbon atoms and their anhydrides and their semiestral and full esters as their derivatives, for example maleic acid, fumaric acid, Itaconic acid, mesaconic acid, methylenemalonic acid, citraconic acid, maleic anhydride, itaconic anhydride, citraconic anhydride, methylmalonic anhydride, monomethyl maleate, dimethyl maleate, monomethyl fumarate, fumarate, fumaric acid monoethyl ester or diethyl fumarate.
  • monoethylenically unsaturated dicarboxylic acids having 4 to 10, in particular 4 to 8, especially 4 to 6 carbon atoms and their anhydrides and their semiestral and full esters as their derivatives, for example maleic acid, fumaric acid, Itaconic acid, mesaconic acid, methylenemalonic acid, citraconic
  • ester alcohols are, in particular, C 1 - to C 20 -alkanols, especially C 1 -to-alkanols. It is also possible to use mixtures of such dicarboxylic acids or dicarboxylic anhydrides or half or full esters.
  • the monomer component (a) used is maleic anhydride, fumaric acid or a fumaric acid half-ester or full-ester.
  • Suitable monomer component (c) are all those monomers which are copolymerizable with the monomer components (a) and (b).
  • the monomer component (c) used is a monethylenically unsaturated C 3 - to C 16 -monocarboxylic acid or an ester, in particular a C 1 - to C 40 -alkyl ester, thereof a linear 1-olefin having 2 to 40, in particular 8 to 30 carbon atoms, styrene or a styrene derivative, a vinyl ether having a total of 3 to 40, in particular 3 to 20 carbon atoms, an allyl ether having a total of 4 to 41, in particular 4 to 21 carbon atoms or a mixture of such comonomers.
  • Suitable monoethylenically unsaturated C 3 - to Cio-monocarboxylic acids are, for example, acrylic acid, methacrylic acid, dimethacrylic acid, ethylacrylic acid, crotonic acid, allylacetic acid and vinylacetic acid and also their methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl , sec-butyl, tert-butyl, 2-ethylhexyl, n-decyl, n-dodecyl or n-octadecyl ester.
  • Suitable linear 1-olefins having 2 to 40, in particular 8 to 30, carbon atoms are, for example, 1-octene, 1 -none, 1-decene, 1-undecene, 1-dodecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, 1-octadecene, 1 -Eicoses and technical mixtures such as C20-C24-I olefins or C24-C28-1 olefins.
  • Suitable styrene derivatives are, for example, ⁇ -methylstyrene, C 1 -C 4 -alkylstyrenes, such as 2-, 3- and 4-methylstyrene and 4-tert-butylstyrene, halostyrenes, such as 2-, 3- or 4-chlorostyrene.
  • Suitable vinyl ethers having a total of 3 to 40, in particular 3 to 20 carbon atoms are in particular vinyl alkyl ethers having 1 to 30, especially 1 to 20 carbon atoms in the alkyl radical, wherein the alkyl radical can carry further substituents such as hydroxyl groups, alkoxy radicals, amino groups or dialkylamino groups.
  • Examples thereof are methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, isobutyl vinyl ether, 2-ethylhexyl vinyl ether, n-decyl vinyl ether, n-dodecyl vinyl ether, n-octadecyl vinyl ether, 2- (dimethylamino) ethyl vinyl ether and 2- (di-n-butylamino) ethyl vinyl ether ,
  • Suitable allyl ethers having a total of 4 to 41, in particular 4 to 21, carbon atoms are in particular allylalkyl ethers having 1 to 30, especially 1 to 20, carbon atoms in the alkyl radical, where the alkyl radical may carry further substituents such as hydroxyl groups, alkoxy radicals, amino groups or dialkylamino groups.
  • allyl ether examples include methyl allyl ether, ethyl allyl ether, n-propyl allyl ether, isobutyl allyl ether, 2-ethylhexyl allyl ether, n-decyl allyl ether, n-dodecyl allyl ether, n-octadecyl allyl ether, 2- (dimethylamino) ethyl allyl ether and 2- (di-n-butylamino) ethyl allyl ether.
  • amides and C to C4o-alkylamides of monoethylenically unsaturated C 3 - to Cio-monocarboxylic acids eg.
  • acrylamide or methacrylamide mono- and D1-C 1 - to C4o-alkyl esters, mono- and diamides and mono- and D1-C 1 - to C 4 -alkylamides of monoethylenically unsaturated C 4 - to Cio-monocarboxylic acids, eg.
  • the copolymers of the monomer components (a), (b) and (c) can in principle be prepared by all known conventional polymerization processes, for example by bulk, emulsion, suspension, precipitation or solution polymerization. In all of the above-mentioned polymerization processes, the reaction is usually carried out in the absence of oxygen, preferably in a stream of nitrogen.
  • Conventional apparatus can be used for all polymerization methods, for example autoclaves or stirred tanks.
  • Particularly preferred here is the bulk polymerization; It may advantageously be carried out at temperatures of 80 to 300 ° C, in particular from 120 to 200 ° C, wherein the lowest to be selected polymerization temperature should be about 20 ° C above the glass transition temperature of the copolymer formed.
  • the polymerization conditions in detail are suitably chosen according to the molecular weight of the copolymer to be achieved; Thus, polymerization at higher temperatures gives copolymers with lower molecular weights, while at lower polymerization temperatures copolymers with higher molecular weights result.
  • the copolymerization of the monomer components (a), (b) and (c) is usually carried out in the presence of free-radical-forming compounds.
  • free-radical-forming compounds usually required up to 10 wt .-%, preferably 0.2 to 5 wt .-%, based on the sum of all monomers used.
  • Suitable polymerization initiators are, for example, peroxide compounds such as tert-butyl perpivalate, tert-butylperneodecanoate, tert-butyl perethylhexanoate, tert-butyl perisobutyrate, di-tert-butyl peroxide, di-tert-amyl peroxide, diacetyl peroxydicarbonate and dicyclohexyl peroxydicarbonate and azo compounds such as 2,2 '- Azobis (isobutyronitrile).
  • the initiators can each be used alone or mixed with one another. In the bulk polymerization, they are preferably introduced separately or in the form of a solution into the polymerization reactor.
  • the monomer components (a), (b) and (c) can be copolymerized at temperatures above 200 ° C in principle even in the absence of polymerization initiators.
  • regulators In order to prepare lower molecular weight copolymers, it is often useful to carry out the copolymerization in the presence of regulators.
  • conventional regulators such as d- to C 4 - aldehydes, formic acid and organic compounds containing SH groups, for. Eg 2-
  • Mercaptoethanol 2-mercaptopropanol, mercaptoacetic acid or tert-butyl mercaptan. be.
  • These polymerization regulators are normally used in amounts of from 0.1 to 10% by weight, based on the total amount of all monomers.
  • chain extenders are compounds having di- or polyethylenically unsaturated groups, such as divinylbenzene, pentaerythritol triallyl ether, glycol diacrylate, glycerol triacrylate or polyethylene glycol diacrylates. They can be added in the polymerization in amounts of up to 5 wt .-%, based on the total amount of all monomers.
  • the copolymerization can be carried out continuously or batchwise.
  • carboxylic acid or carboxylic acid derivative functions in the resulting isobutene copolymer originating from the monomer component (a) or if one is used carboxyl-containing monomer component (c) can also be obtained from this, with ammonia, a mono- or polyamine, an alcohol or a mixture thereof converted into the corresponding derivatives, which then normally amino- and / or quaternized amino and / or amido and / or imido groups.
  • this is a part of or all carboxylic acid or carboxylic acid derivative functions in the resulting isobutene with a mono- or polyamine of the general formula HNR 13 R 14 , in which the radicals R 13 and R 14 may be the same or different and for hydrogen, aliphatic or aromatic hydrocarbon radicals, primary or secondary, aromatic or aliphatic aminoalkylene radicals, polyaminoalkylene radicals, hydroxyalkylene radicals, polyoxyalkylene radicals which optionally bear amino end groups, or heteroaryl or heterocyclyl radicals which optionally carry amino end groups, or together with the nitrogen atom to which they are bonded form a ring in which even more heteroatoms may be present, or reacted a mixture of such amines, wherein a resulting Carbonklamid- or carboxylic acid imide derivative or by further reaction with at least one C2 to Ci2 dicarboxylic anhydride, can be modified with at least one C2 to C4 alkylene carbonate and
  • Carbonklad- and Carbonklaimid derivatives are often, in particular when used in the lubricant formulations, for improving the swelling behavior of elastomers, which for example in seals of engines, units or devices, with the said derivatives or with these containing lubricant formulations come in contact, are incorporated, nor modified with at least one C2 to C12 dicarboxylic anhydride such as maleic anhydride or phthalic anhydride, with at least one C2 to C4 alkylene carbonate such as ethylene carbonate or propylene carbonate and / or with boric acid.
  • Suitable amine components in particular those of the general formula HNR 13 R 14 , are:
  • Aliphatic and aromatic, primary and secondary amines having 1 to 50, in particular 1 to 20 carbon atoms such as methylamine, ethylamine, n-propylamine, di-n-butylamine or cyclohexylamine; Amines in which R 13 and R 14 with the nitrogen atom to which they are attached form a common ring which may contain further heteroatoms, in particular nitrogen and / or oxygen and / or sulfur, such as morpholine, pyridine, piperidine , Pyrrole, pyrimidine, pyrroline, pyrrolidine, pyrazine or pyridazine; Hydroxyamylene- and polyoxyalkylene-bearing amines in which R 13 and / or R 14 is a radical of the formula - (R 16 -O) p -H, where R 16 is a C 2 -C 10 -alkylene radical and p is an integer from 1 to 30, z.
  • R 13 and / or R 14 are a radical of the formula - (R 16 -NR 19 ) q -R 20 in which the radicals R 16 , R 19 and R 20 have the meanings given above and q is an integer from 1 to 6;
  • such polyamines are: ethylenediamine, propylenediamine, dimethylaminopropylamine, diethylenetriamine, dipropylenetriamine, triethylenetetramine, tripropylenetetramine, tetraethylenepentamine, tetrapropylenepentamine, ethylaminoethylamine, dimethylaminoethylamine, isopropylaminopropylamine, ethylenedipropylenetetramine, 2-diisopropylaminoethylamine, aminoethylethanolamine, ethylenepropylenetriamine, ⁇ , ⁇ , ⁇ ', ⁇ '-tetra- (3-aminopropyl) -
  • amine component it is also possible to use mixtures of different amines.
  • Compounds with quaternized amino groups are in particular quaternized nitrogen compounds which are obtained by addition of a compound which contains at least one anhydride-reactive oxygen- or nitrogen-containing group and additionally at least one quaternizable amino group to an anhydride moiety in the isobutene nucleus.
  • lymerisat and subsequent quaternization in particular with an epoxide, especially in the absence of free acid, are available, as described in EP Patent Application Az. 10 168 622.8.
  • Polyamines having at least one primary or secondary amino group and at least one tertiary amino group such as 3- (dimethylamino) are particularly suitable as compounds having at least one anhydride-reactive oxygen- or nitrogen-containing group and additionally at least one quaternizable amino group.
  • propylamine is particularly suitable as compounds having at least one anhydride-reactive oxygen- or nitrogen-containing group and additionally at least one quaternizable amino group.
  • the conversion into derivatives after radical copolymerization of the monomer components (a), (b) and optionally (c) a part of or all carboxylic acid or carboxylic acid derivative functions in the resulting isobutene copolymer with an alcohol of the general formula R 15th OH, in which the radicals R 15 can be an aliphatic, cycloaliphatic or aromatic hydrocarbon radical, a hydroxyalkylene radical, a polyoxyalkylene radical, or a mixture of such alcohols.
  • R 15 can be an aliphatic, cycloaliphatic or aromatic hydrocarbon radical, a hydroxyalkylene radical, a polyoxyalkylene radical, or a mixture of such alcohols.
  • groups with carboxylic acid ester groups are usually formed; in the case of the conversion with dihydric alcohols, groups with hydroxyl groups are formed in the end product.
  • Examples of such alcohols of the general formula R 15 OH are methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, tert-butanol, n-pentanol, n-hexanol, n-heptanol, n -Octanol, 2-ethylhexanol, n-nonanol, isononanol, n-decanol, 2-propylheptanol, n-undecanol, n-dodecanol, n-tridecanol, isotridecanol, n-tetradecanol, n-hexadecanol, n-octadecanol, cyclohexanol, phenol , Cresols, benzyl alcohol, 1-phenylethanol, 2-phenylethanol,
  • the alcohol component it is also possible to use mixtures of different alcohols.
  • the conversion products of the isobutene copolymers with ammonia, a mono- or polyamine, an alcohol or a mixture thereof into the corresponding derivatives are obtained in a manner known per se by reacting the isobutene copolymers with the stated reactants.
  • the molar ratio of the isobutene to the said reactants depends on the number of acid or Anhy-drid phenomenon in Isobutencopolymerisat from. This can be determined in a known manner, for example by titration with a strong base.
  • the starting materials are mixed for the reaction and heated to 30 to 200 ° C.
  • the reaction is carried out under a protective gas atmosphere, for. B. in a stream of nitrogen.
  • the reaction can be carried out without or in inert solvents. Suitable inert solvents suitable for this purpose are, in particular, aliphatic and aromatic hydrocarbons. Hydrocarbons such as hexane, toluene, xylene and mineral oils.
  • the progress of the reaction can be followed, for example, by IR spectroscopy.
  • the present invention also relates to novel isobutene copolymer derivatives which are obtainable by free-radical copolymerization of
  • R 10 , R 11 and R 12 independently of one another are hydrogen, C 1 - to C 20 -alkyl, C 5 - to
  • Ce-cycloalkyl CQ- to C20-Al I, C 7 - to C 20 -alkylaryl or phenyl, where an aromatic nucleus is also one or more C 1 to C 4 -alkyl or C 1 to C 4 -alkoxy radicals or groups of the general groups Formula II
  • R 10 , R 11 or R 12 is hydrogen and at least one of the variables R 10 ,
  • R 11 or R 12 is phenyl which may carry as substituents one or more C -C 4 alkyl or C 1 to C 4 alkoxy or one or two groups of the general formula II, respectively, and n is a number of 8 to 350, in particular 9 to 100, especially 12 to 50, where in telechelic isobutene homopolymers I the two or three variables n
  • Monomer components (a) and (b) are copolymerizable, and subsequent reaction of a part or all of the carboxylic acid or carboxylic acid derivative functions in the resulting isobutene copolymer with ammonia, a mono- or poly- amine, an alcohol or a mixture of said reactants to form Groups with hydroxyl and / or carboxylic acid ester and / or amino and / or quaternized amino and / or amido and / or imido groups.
  • the derivatives of isobutene copolymers prepared according to the invention are suitable, for example, as fuel and lubricant additives.
  • the derivatives of isobutene copolymers prepared according to the invention are prepared from polyisobutenes having a high content of terminal vinylidene double bonds, which is usually significantly higher than 90 mol%, and can thus be produced in high yields. Furthermore, the appearance and the consistency of these derivatives, for example their color, are improved. Furthermore, the physical properties of these derivatives, in particular the viscosity behavior at low temperatures, and the solubilities, in particular in polar media, the temperature stability and the storage stability of the derivatives are improved.
  • the catalyst system used for the production of the polyisobutenes in the precursor is sufficiently active, durable, easy to handle and prone to failure, in particular it is free of fluorine, thus undesirable due to residual fluorine content-related corrosion on metallic materials and steel grades is avoided.

Abstract

Disclosed is the production of isobutylene copolymer derivatives by radically copolymerizing (a) 10 to 90 mol-% of a monoethylenically unsaturated C4 to C12 dicarboxylic acid or the anhydride, half-ester or full ester thereof, (b) 10 to 90 mol-% of a highly reactive isobutylene polymer having a number average molecular weight of 110 to 250,000, and (c) 0 to 50 mol-% of monoethylenically unsaturated compounds that can be copolymerized with monomer components (a) and (b), and then reacting the carboxylic acid or carboxylic acid derivative functions in the obtained isobutylene copolymer with ammonia, an amine and/or an alcohol so as to form groupings having hydroxy, carboxylic acid ester, amino, quaternized amino, amido and/or imido groups. In order to produce monomer component (b), isobutylene or a monomer mixture containing isobutylene is polymerized in the presence of an iron halide donor complex acting as a polymerization catalyst, an aluminum trihalide donor complex or an aluminum alkyl halide donor complex containing an organic compound having an ether function or a carboxylic acid ester function as a donor, or a Lewis acid complex containing at least one organic sulfonic acid and optional donors.

Description

Herstellung von Derivaten von Isobutencopolymerisaten Beschreibung Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Derivaten von Isobutencopolymerisaten. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung neue Isobutencopolyme- risat-Derivate.  Preparation of Derivatives of Isobutene Copolymers Description The present invention relates to an improved process for the preparation of derivatives of isobutene copolymers. Furthermore, the present invention relates to novel Isobutencopolyme- risat derivatives.
Isobutencopolymerisat-Derivate wie werden häufig aus sogenannten hochreaktiven Polyisobu- tenen gewonnen. Unter hochreaktiven Polyisobutenen versteht man im Unterschied zu den sogenannten niedrigreaktiven Polyisobutenen solche Polyisobutene, die einen hohen Gehalt an terminal angeordneten ethylenischen Doppelbindungen (α-Doppelbindungen) enthalten, und zwar in der Praxis von 80 Mol-% oder mehr, bezogen auf die einzelnen Kettenenden der Polyi- sobuten-Makromoleküle. Unter Vinylidengruppen werden normalerweise solche Doppelbindun- gen verstanden, deren Lage im Pol lekül durch die allgemeine Formel
Figure imgf000002_0001
Isobutene copolymer derivatives such as are often obtained from so-called highly reactive polyisobutenes. In contrast to the so-called low-reactive polyisobutenes, highly reactive polyisobutenes are understood as meaning polyisobutenes which contain a high content of terminal ethylenic double bonds (α-double bonds), in practice 80 mol% or more, based on the individual chain ends of the Polyisobutene macromolecules. Vinylidene groups are usually understood as meaning those double bonds whose position in the molecule is defined by the general formula
Figure imgf000002_0001
o ymer beschrieben wird, d.h. die Doppelbindung befindet sich in der Polymerkette in einer  o ymer is described, i. the double bond is in the polymer chain in one
α-Stellung. "Polymer" steht für den um eine Isobuteneinheit verkürzten Polyisobutenrest. Die Vinylidengruppen zeigen die höchste Reaktivität, beispielsweise bei der thermischen Addition an sterisch anspruchsvolle Reaktionspartner wie Maleinsäureanhydrid, wohingegen eine weiter im Inneren der Makromoleküle liegende Doppelbindung in den meisten Fällen keine oder geringere Reaktivität bei Funktionalisierungsreaktionen zeigt. Derartige hochreaktive Polyisobutene werden unter anderem als Zwischenprodukte zur Herstellung von Additiven für Schmier- und Kraftstoffe verwendet, zum Beispiel werden sie gemäß der Lehre der DE-A 27 02 604 mit Maleinsäureanhydrid zu Polyisobutenylsuccinanhydriden umgesetzt. Die nach dem Verfahren der DE-A 27 02 604 durch kationische Polymerisation von Isobuten in flüssiger Phase in Gegenwart von Bortrifluorid als Katalysator erhältlichen hochreaktiven Polyisobutene haben jedoch einige Nachteile, beispielsweise weisen sie eine relativ hohe Poly- dispersität auf. Die Polydispersität ist ein Maß für die Molekulargewichtsverteilung der erhaltenen Polymerketten und entspricht dem Quotient aus gewichtsmittlerem Molekulargewicht Mw und zahlenmittlerem Molekulargewicht Mn (PDI = Mw/Mn). Polyisobutene mit einem ähnlich hohen Anteil an endständigen Doppelbindungen, jedoch mit einer engeren Molekulargewichtsverteilung sind beispielsweise nach dem Verfahren der EP-A 145 235, US 5 408 018 sowie WO 99/64482 erhältlich, wobei die Polymerisation in Gegenwart eines desaktivierten Katalysators, zum Beispiel eines Komplexes von Bortrifluorid mit Alkoholen und/oder Ethern, erfolgt. Hochreaktive Polyisobutene sind auch durch lebende kationische Polymerisation von Isobuten und anschließender Dehydrohalogenierung des erhaltenen Polymerisationsprodukts erhältlich, beispielsweise gemäß dem Verfahren aus der US 5 340 881 . Ein solches Verfahren ist jedoch aufwendig, da die mit der lebenden kationischen Polymerisation eingeführte Halogenendgruppe in einem separaten Schritt abgespalten werden muß, um die Doppelbindung zu generieren. α-position. "Polymer" stands for the truncated to an isobutene polyisobutene. The vinylidene groups show the highest reactivity, for example in the case of thermal addition to sterically demanding reactants such as maleic anhydride, whereas a double bond further inside the macromolecules shows in most cases no or lower reactivity in the case of functionalization reactions. Such highly reactive polyisobutenes are used inter alia as intermediates for the preparation of additives for lubricants and fuels, for example, they are reacted according to the teaching of DE-A 27 02 604 with maleic anhydride to Polyisobutenylsuccinanhydriden. However, the highly reactive polyisobutenes obtainable by the process of DE-A 27 02 604 by cationic polymerization of isobutene in the liquid phase in the presence of boron trifluoride as catalyst have some disadvantages, for example they have a relatively high dispersibility. The polydispersity is a measure of the molecular weight distribution of the polymer chains obtained and corresponds to the quotient of weight-average molecular weight M w and number-average molecular weight M n (PDI = M w / M n ). Polyisobutenes having a similarly high proportion of terminal double bonds but having a narrower molecular weight distribution are obtainable, for example, by the process of EP-A 145 235, US Pat. No. 5,408,018 and WO 99/64482, the polymerization being carried out in the presence of a deactivated catalyst, for example a Complex of boron trifluoride with alcohols and / or ethers, takes place. Highly reactive polyisobutenes are also obtainable by living cationic polymerization of isobutene and subsequent dehydrohalogenation of the resulting polymerization product, for example according to the process of US Pat. No. 5,340,881. However, such a process is expensive, since the halogen end group introduced with the living cationic polymerization has to be eliminated in a separate step in order to generate the double bond.
Es ist weiterhin seit langem bekannt, dass auch die Lewis-Säure Aluminiumtrichlorid als Polymerisationskatalysator für Isobuten verwendet werden kann, beispielsweise aus High Polymers, Band XXIV (Teil 2), S. 713-733 (Herausgeber: Edward C. Leonard), Verlag J. Wiley & Sons, New York, 1971 . It has also long been known that the Lewis acid aluminum trichloride can be used as a polymerization catalyst for isobutene, for example, from High Polymers, Volume XXIV (Part 2), pp. 713-733 (Editor: Edward C. Leonard), Verlag J Wiley & Sons, New York, 1971.
In der noch nicht offengelegten europäischen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen In the not yet disclosed European patent application with the file number
10157068.7 wird ein Verfahren zur Herstellung von hochreaktiven Isobutenhomo- oder 10157068.7 is a process for the preparation of highly reactive isobutene homo- or
-copolymeren durch Polymerisation in Gegenwart eines als Polymerisationskatalysator wirksa- men Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplexes oder eines Aluminumalkylhalogenid-Donor- Komplexes, welcher als Donor eine organische Verbindung mit mindestens einer Ether- Funktion oder einer Carbonsäureester-Funktion sowie gegebenenfalls eine organische Hydro- xyverbindung, eine organischen Halogenverbindung oder Wasser als Initiator enthält, offenbart. Weitere Umsetzungen mit den so hergestellten hochreaktiven Isobutenhomo- oder copolymers by polymerization in the presence of an aluminum trihalide donor complex or of an aluminum alkyl halide donor complex which acts as a polymerization catalyst and which contains as donor an organic compound having at least one ether function or a carboxylic ester function and optionally an organic hydroxy compound, contains an organic halogen compound or water as an initiator. Further reactions with the highly reactive Isobutenhomo- or
-copolymeren werden dort nicht beschrieben. Copolymers are not described there.
Aus der CN 101955558 A ist bekannt, dass sich Eisen(lll)-chlorid als Coinitiator bei der kationischen Isobuten-Polymerisation zur Herstellung hochreaktiver Polyisobutene und deren Copolymeren eignet. Als Initiatoren werden Wasser, Phenole, Protonensäuren wie Schwefelsäure, tertiäre Alkohole, tertiäre Chloride, tertiäre Carbonsäureester sowie Carbonsäuren selbst empfohlen. Als Komplexierungsmittel für die die Polymerisation initiierenden Systeme werden insbesondere Alkylether genannt. From CN 101955558 A it is known that iron (III) chloride is suitable as a coinitiator in the cationic isobutene polymerization for the preparation of highly reactive polyisobutenes and their copolymers. As initiators, water, phenols, protic acids such as sulfuric acid, tertiary alcohols, tertiary chlorides, tertiary carboxylic acid esters and carboxylic acids themselves are recommended. As a complexing agent for the polymerization initiating systems in particular alkyl ethers are mentioned.
In der WO 95/07944 werden funktionelle Gruppen tragende Copolymerisate beschrieben, wel- che durch radikalische Copolymerisation von (a) 20 bis 60 Mol-% mindestens einer monoethe- nischen ungesättigten C4- bis Cß-Dicarbonsäure oder deren Anhydrid, (b) 10 bis 70 Mol-% mindestens eines Oligomeren des Propens oder eines verzweigten 1 -Olefins mit 4 bis 10 Kohlenstoffatomen wie Isobuten und einem mittleren Molekulargewicht Mw von 300 bis 5000 und (c) 1 bis 50 Mol-% mindestens einer monoethylenisch ungesättigten Verbindung, die mit den Mono- meren (a) und (b) copolymerisierbar ist, und anschließende Funktionalisierung des Copolymeri- sates über die Anhydrid- bzw. Carboxylgruppen mit Aminen erhältlich ist. Diese Copolymerisate eignen sich als Kraft- und Schmierstoffadditive. WO 95/07944 describes functional groups carrying copolymers which by free-radical copolymerization of (a) 20 to 60 mol% of at least one monoethynic unsaturated C 4 - to Cß-dicarboxylic acid or its anhydride, (b) 10 to 70 mol% of at least one oligomer of the propene or a branched 1-olefin having 4 to 10 carbon atoms such as isobutene and an average molecular weight M w of 300 to 5000 and (c) 1 to 50 mol% of at least one monoethylenically unsaturated compound which with the monomers (a) and (b) is copolymerizable, and subsequent functionalization of the copolymeri- sates on the anhydride or carboxyl groups with amines is available. These copolymers are suitable as fuel and lubricant additives.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Herstellmethoden von Derivaten von Copolymerisa- ten auf Basis von hochreaktiven Polyisobutenen weisen jedoch eine Reihe von Mängeln auf. So ist der Gehalt an endständigen Vinyliden-Doppelbindungen in der Vorstufe immer noch zu niedrig. Die Ausbeuten bei der Umsetzung zu den Derivaten sind verbesserungsbedürftig. Das Aus- sehen und die Konsistenz der Derivate, insbesondere die Unterdrückung von Verfärbung, beispielsweise hervorgerufen durch unerwünschte Verkokungsreaktionen bei thermischer Belastung während der Derivatisierung, sind noch nicht optimal. Weiterhin sind die physikalischen Eigenschaften der Derivate, insbesondere das Viskositätsverhalten bei tiefen Temperaturen, wie sie beispielsweise beim praktischen Einsatz in Schmierölen auftreten können, sowie die Löslichkeiten, insbesondere in polaren Medien, die Temperaturstabiliät und die Lagerstabilität der Derivate noch verbesserungsbedürftig. Die aus dem Stand der Technik bekannten Derivati- sierungsverfahren von Isobutencopolymeren, welche von mittels fluorhaltigen Polymerisationskatalysatoren hergestellten Isobutenpolymeren ausgehen, haben den Nachteil, dass sie auf- grund des Restfluorgehaltes Korrosion auf zahlreichen metallischen Materialien und Stahlsorten auslösen. However, the production methods of derivatives of copolymers based on highly reactive polyisobutenes known from the prior art have a number of shortcomings. Thus, the content of terminal vinylidene double bonds in the precursor is still too low. The yields in the conversion to the derivatives are in need of improvement. The end- and the consistency of the derivatives, in particular the suppression of discoloration, for example caused by undesired coking reactions under thermal stress during derivatization, are still not optimal. Furthermore, the physical properties of the derivatives, in particular the viscosity behavior at low temperatures, as may occur, for example, in practical use in lubricating oils, as well as the solubilities, especially in polar media, the temperature stability and the storage stability of the derivatives still in need of improvement. The derivatization methods of isobutene copolymers known from the prior art which emanate from isobutene polymers prepared by means of fluorine-containing polymerization catalysts have the disadvantage that they trigger corrosion on numerous metallic materials and types of steel due to the residual fluorine content.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ausgehend von hochreaktiven Polyisobutenen, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Derivaten von Isobutencopolymerisaten bereitzu- stellen, welches die Mängel des Standes der Technik nicht mehr aufweist. Insbesondere sollen die Isobutencopolymer-Derivate aus Isobutenpolymeren mit einem hohen Gehalt an terminalen Vinyliden-Doppelbindungen, insbesondere wenigstens 50 Mol-%, vorzugsweise wenigstens 60 Mol-%, vorzugsweise wenigstens 70 Mol-%, vorzugsweise wenigstens 80 Mol-%, vorzugsweise wenigstens 85 Mol-%, besonders bevorzugt wenigstens 90 Mol-%, und in akzeptablen Ausbeu- ten hergestellt werden können. Weiterhin sollen Aussehen und die Konsistenz der Derivate, beispielsweise deren Farbe, verbessert werden. Weiterhin sollen die physikalischen Eigenschaften der Derivate, insbesondere das Viskositätsverhalten bei tiefen Temperaturen, sowie die Löslichkeiten, insbesondere in polaren Medien, die Temperaturstabilität und die Lagerstabilität der Derivate verbessert werden. Ein verwendetes Katalysatorsystem für die Erzeugung der Isobutenpolymeren in der Vorstufe soll dabei ausreichend aktiv, langlebig, unproblematisch in der Handhabung und störungsunanfällig sein, insbesondere soll es frei von Fluor sein, um unerwünschte aufgrund von Restfluorgehalt bedingte Korrosion auf metallischen Materialien und Stahlsorten zu vermeiden. Die Aufgabe wurde gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von Derivaten von Isobutencopolymerisaten durch radikalische Copolymerisation von The object of the present invention was to provide, starting from highly reactive polyisobutenes, an improved process for preparing derivatives of isobutene copolymers which no longer has the deficiencies of the prior art. In particular, the isobutene copolymer derivatives of isobutene polymers having a high content of terminal vinylidene double bonds, in particular at least 50 mol%, preferably at least 60 mol%, preferably at least 70 mol%, preferably at least 80 mol%, preferably at least 85 mol -%, particularly preferably at least 90 mol%, and can be produced in acceptable yields. Furthermore, the appearance and the consistency of the derivatives, for example their color, should be improved. Furthermore, the physical properties of the derivatives, in particular the viscosity behavior at low temperatures, and the solubilities, in particular in polar media, the temperature stability and the storage stability of the derivatives should be improved. A catalyst system used for the production of isobutene polymers in the precursor should be sufficiently active, durable, easy to handle and not susceptible to interference, in particular, it should be free of fluorine to avoid unwanted due to residual fluorine content related corrosion on metallic materials and steel grades. The object has been achieved by a process for the preparation of derivatives of isobutene copolymers by free-radical copolymerization of
(a) 10 bis 90 Mol-%, vorzugsweise 20 bis 60 Mol-%, insbesondere 20 bis 60 Mol-%, (a) 10 to 90 mol%, preferably 20 to 60 mol%, in particular 20 to 60 mol%,
mindestens einer monoethylenisch ungesättigten C4- bis Ci2-Dicarbonsäure oder deren Anhydrid oder deren Halb- oder Vollester, at least one monoethylenically unsaturated C 4 - to C 12 -dicarboxylic acid or its anhydride or its half or full ester,
(b) 10 bis 90 Mol-%, vorzugsweise 10 bis 70 Mol-%, insbesondere 10 bis 70 Mol-%, (b) 10 to 90 mol%, preferably 10 to 70 mol%, in particular 10 to 70 mol%,
eines hochreaktiven Polyisobutenhomo- oder -copolymeren mit einem zahlenge- mittelten Molekulargewicht (Mn) von 1 10 bis 250.000 und einem Gehalt von wenigstens 50 Mol-% an terminalen Vinyliden-Doppelbindungen pro Polyisobuten- Kettenende, das Struktureinheiten aus mono-, di- oder trifunktionellen Initiatoren eingebaut enthalten kann, (c) 0 bis 50 Mol-%, vorzugsweise 0 bis 50 Mol-%, insbesondere 1 bis 50 Mol-%, eines oder mehrerer monoethylenisch ungesättigter Verbindungen, die mit den Monomer-Komponenten (a) und (b) copolymerisierbar sind, und anschließende Umsetzung eines Teils der oder aller Carbonsäure- oder Carbonsäureande- rivatfunktionen im resultierenden Isobutencopolymerisat mit Ammoniak, einem Mono- oder Po- lyamin, einem Alkohol oder einer Mischung der genannten Reaktanden unter Ausbildung von Gruppierungen mit Hydroxy- und/oder Carbonsäureester- und/oder Amino- und/oder quaterni- sierten Amino- und/oder Amido- und/oder Imidogruppen, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man zur Erzeugung der Monomer-Komponente (b) Isobuten oder ein Isobuten enthaltendes Monomerengemisch in Gegenwart (A) eines als Polymerisationskatalysator wirksamen Eisenhalogenid-Donor-Kom- plexes, eines Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplexes oder eines Aluminumal- kylhalogenid-Donor-Komplexes, welcher als Donor eine organische Verbindung mit mindestens einer Ether-Funktion oder einer Carbonsäureester-Funktion enthält, oder a highly reactive polyisobutene homo- or copolymer having a number-average molecular weight (M n ) of from 10 to 250,000 and a content of at least 50 mol% of terminal vinylidene double bonds per polyisobutene chain end, the structural units of mono-, di- or may contain incorporated trifunctional initiators, (C) 0 to 50 mol%, preferably 0 to 50 mol%, in particular 1 to 50 mol%, of one or more monoethylenically unsaturated compounds which are copolymerizable with the monomer components (a) and (b), and subsequent reaction of part or all of the carboxylic acid or carboxylic acid derivative functions in the resulting isobutene copolymer with ammonia, a mono- or polyamine, an alcohol or a mixture of said reactants to form groups having hydroxyl and / or carboxylic ester and / or Amino- and / or quaternized amino and / or amido and / or imido groups, which is characterized in that to produce the monomer component (b) isobutene or an isobutene-containing monomer mixture in the presence of (A) as a polymerization catalyst effective iron halide donor complex, an aluminum trihalide donor complex or a Aluminiumalkylhalogenid-donor complex which as donor an organic V contains compound having at least one ether function or a carboxylic acid ester function, or
(B) mindestens einer als Polymerisationskatalysator geeigneten Lewis-Säure oder (B) at least one suitable as a polymerization catalyst Lewis acid or
eines als Polymerisationskatalysator wirksamen Komplexes aus mindestens  a complex effective as a polymerization catalyst of at least
einer Lewis-Säure und mindestens einem Donor und in Gegenwart mindestens eines Initiators, wobei man als mindestens einen Initiator eine organische Sulfon- säure der allgemeinen Formel Z-SO3H einsetzt, in der die Variable Z einen C1- bis C2o-Alkylrest, d- bis C2o-Halogenalkylrest, C5- bis Ce-Cycloalkylrest, CQ- bis  a Lewis acid and at least one donor and in the presence of at least one initiator, wherein at least one initiator is an organic sulfonic acid of the general formula Z-SO3H, in which the variable Z is a C1 to C2o-alkyl radical, d- to C2o-haloalkyl, C5- to Ce-cycloalkyl, CQ-bis
C2o-Arylrest oder einen C7- bis C2o-Arylalkylrest bezeichnet, polymerisiert. C2o-aryl radical or a C 7 - to C2o-arylalkyl radical, designated polymerized.
Die Summe der Mol-% der miteinander zu copolymerisierenden Monomer-Komponenten (a), (b) und (c) beträgt in allen Fällen 100. The sum of the mol% of the monomer components (a), (b) and (c) to be copolymerized with each other is 100 in all cases.
Die genannte hierbei erfindungswesentliche Polymerisationsmethode für Isobuten oder Isobu- ten enthaltende Monomerengemische zur Erzeugung der Monomer-Komponente (b) gemäß Ausführungsform (A) ist in der oben zitierten noch nicht offengelegten europäischen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 10157068.7 beschrieben und wird nachfolgend wiedergegeben. The above-mentioned polymerization method for isobutene or isobutene-containing monomer mixtures according to the invention for producing the monomer component (b) according to embodiment (A) is described in the above-cited European patent application with the file reference 10157068.7 not yet disclosed and is reproduced below.
Unter Isobutenhomopolymeren versteht man im Rahmen der vorliegenden Erfindung solche Polymere, die bezogen auf das Polymer zu wenigstens 98 Mol-%, vorzugsweise zu wenigstens 99 Mol-% aus Isobuten aufgebaut sind. Dementsprechend versteht man unter Isobutencopoly- meren solche Polymere, die mehr als 2 Mol-% Monomere einpolymerisiert enthalten, die von Isobuten verschieden sind, beispielsweise lineare Butene. In the context of the present invention, isobutene homopolymers are understood to mean those polymers which, based on the polymer, are composed of at least 98 mol%, preferably at least 99 mol%, of isobutene. Accordingly, isobutene copoly such polymers containing more than 2 mol% of monomers in copolymerized form, which are different from isobutene, for example linear butenes.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung gelten für generisch definierte Reste folgende Definitio- nen: In the context of the present invention, the following definitions apply to generically defined radicals:
Ein C bis Ce-Alkylrest ist ein linearer oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen. Beispiele hierfür sind Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, 2-Butyl, Isobutyl, tert.-Butyl, Pentyl, 1 -Methylbutyl, 2-Methylbutyl, 3-Methylbutyl, 2,2-Dimethyl-propyl, 1 -Ethylpropyl, n-Hexyl, 1 ,1 -Dimethylpropyl, 1 ,2-Dimethylpropyl, 1 -Methylpentyl, 2-Methylpentyl, 3-Methyl-pentyl, 4- Methylpentyl, 1 ,1 -Dimethylbutyl, 1 ,2-Dimethylbutyl, 1 ,3-Dimethylbutyl, 2,2-Dimethylbutyl, 2,3- Dimethylbutyl, 3,3-Dimethylbutyl, 1 -Ethylbutyl, 2-Ethylbutyl, 1 ,1 ,2-Trimethylpropyl, 1 ,2,2- Trimethylpropyl, 1 -Ethyl-1 -methylpropyl, 1 -Ethyl-2-methylpropyl, n-Heptyl, n-Octyl und dessen Konstitutionsisomere wie 2-Ethylhexyl. Derartige d- bis Ce-Alkylreste können auch in geringem Umfang Heteroatome wie Sauerstoff, Stickstoff oder Halogenatome, beispielsweise Chlor, und/oder nicht-protische funktionelle Gruppen wie beispielsweise Carboxylestergruppen, Cya- nogrup-pen oder Nitrogruppen enthalten. A C to Ce alkyl radical is a linear or branched alkyl radical having 1 to 8 carbon atoms. Examples of these are methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, 2-butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl, 1-methylbutyl, 2-methylbutyl, 3-methylbutyl, 2,2-dimethyl-propyl, 1-ethylpropyl, n-hexyl, 1, 1-dimethylpropyl, 1, 2-dimethylpropyl, 1-methylpentyl, 2-methylpentyl, 3-methylpentyl, 4-methylpentyl, 1, 1-dimethylbutyl, 1, 2-dimethylbutyl, 1, 3-dimethylbutyl, 2,2-dimethylbutyl, 2,3-dimethylbutyl, 3,3-dimethylbutyl, 1-ethylbutyl, 2-ethylbutyl, 1, 1, 2-trimethylpropyl, 1, 2,2-trimethylpropyl, 1 - Ethyl 1-methylpropyl, 1-ethyl-2-methylpropyl, n-heptyl, n-octyl and its constitutional isomers such as 2-ethylhexyl. Such C 1 - to C 6 -alkyl radicals can also contain, to a small extent, heteroatoms such as oxygen, nitrogen or halogen atoms, for example chlorine, and / or non-protic functional groups such as, for example, carboxyl ester groups, cyano groups or nitro groups.
Ein C bis C2o-Alkylrest ist ein linearer oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffato- men. Beispiele hierfür sind die oben genannten d- bis Ce-Alkylreste und darüber hinaus n- Nonyl, iso-Nonyl, n-Decyl, 2-Propylheptyl, n-Undecyl, n-Dodecyl, n-Tri-decyl, iso-Tridecyl, n- Tetradecyl, n-Hexadecyl, n-Octadecyl und n-Eicosyl. Derartige d- bis C2o-Alkylreste können auch in geringem Umfang Heteroatome wie Sauerstoff, Stickstoff oder Halogenatome, beispielsweise Chlor, und/oder nicht-protische funktionelle Gruppen wie beispielsweise A C 2 to C 20 -alkyl radical is a linear or branched alkyl radical having 1 to 20 carbon atoms. Examples of these are the abovementioned C 1 - to C 6 -alkyl radicals and furthermore n-nonyl, isononyl, n-decyl, 2-propylheptyl, n-undecyl, n-dodecyl, n-tri-decyl, isotridecyl, n - tetradecyl, n-hexadecyl, n-octadecyl and n-eicosyl. Such C 1 - to C 20 -alkyl radicals can also to a small extent contain heteroatoms such as oxygen, nitrogen or halogen atoms, for example chlorine, and / or non-protic functional groups such as, for example
Carboxylestergruppen, Cyanogruppen oder Nitrogruppen enthalten. Carboxylestergruppen, cyano groups or nitro groups.
Ein C5- bis Ce-Cycloalkylrest ist ein gesättigter cyclischer Rest, der Alkylseitenketten enthalten kann. Beispiele hierfür sind Cyclopentyl, 2- oder 3-Methylcyclopentyl, 2,3-, 2,4- oder 2,5- Dimethylcyclopentyl, Cyclohexyl, 2-, 3- oder 4-Methylcyclohexyl, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4-, 3,5- oder 3,6-Dimethylcyclohexyl, Cylcoheptyl, 2-, 3- oder 4-Methylcycloheptyl, Cyclooctyl, 2-, 3-, 4- oder 5-Methylcyclooctyl. Derartige C5- bis Ce-Cycloalkylreste können auch in geringem Umfang Heteroatome wie Sauerstoff, Stickstoff oder Halogenatome, beispielsweise Chlor, und/oder nicht-protische funktionelle Gruppen wie beispielsweise Carboxylestergruppen, Cyanogruppen oder Nitrogruppen enthalten. A C5 to Ce cycloalkyl group is a saturated cyclic group which may contain alkyl side chains. Examples of these are cyclopentyl, 2- or 3-methylcyclopentyl, 2,3-, 2,4- or 2,5-dimethylcyclopentyl, cyclohexyl, 2-, 3- or 4-methylcyclohexyl, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4-, 3,5- or 3,6-dimethylcyclohexyl, cycloheptyl, 2-, 3- or 4-methylcycloheptyl, cyclooctyl, 2-, 3-, 4- or 5 -Methylcyclooctyl. Such C5 to Ce cycloalkyl radicals may also contain a small amount of heteroatoms such as oxygen, nitrogen or halogen atoms, for example chlorine, and / or non-protic functional groups such as carboxyl ester groups, cyano groups or nitro groups.
Ein CQ- bis C2o-Arylrest bzw. ein CQ- bis Ci2-Arylrest steht vorzugsweise für gegebenenfalls substituiertes Phenyl, gegebenenfalls substituiertes Naphthyl, gegebenenfalls substituiertes Anthracenyl oder gegebenenfalls substituiertes Phenanthrenyl. Derartige Arylreste können 1 bis 5 nicht-protische Substituenten oder nicht-protische funktionelle Gruppen tragen, beispielsweise d- bis Ce-Alkyl, d- bis Ce-Halogenalkyl wie d- bis Ce-Chloralkyl oder d- bis Ce-Fluoralkyl, Halogen wie Chlor oder Fluor, Nitro, Cyano oder Phenyl. Beispiele für solche Arylreste sind Phenyl, Naphthyl, Biphenyl, Anthracenyl, Phenanthrenyl, Tolyl, Nitrophenyl, Chlorphenyl, Dichlorphenyl, Pentafluorphenyl, Pentachlorphenyl, (Trifluormethyl)phenyl, Bis(tri- fluormethyl)phenyl, (Trichlor)methyl-phenyl und Bis(trichlormethyl)phenyl. A CQ to C 20 -aryl radical or a C 12 to C 12 -aryl radical is preferably optionally substituted phenyl, optionally substituted naphthyl, optionally substituted anthracenyl or optionally substituted phenanthrenyl. Such aryl groups may carry from 1 to 5 non-protic substituents or non-protic functional groups, for example, C 1 to C 6 alkyl, C 1 to C 6 haloalkyl such as C 1 to C 6 chloroalkyl or C 1 to C 6 fluoroalkyl, halogen such as chlorine or fluorine, nitro, cyano or phenyl. Examples of such aryl radicals are phenyl, naphthyl, biphenyl, anthracenyl, phenanthrenyl, tolyl, nitrophenyl, chlorophenyl, Dichlorophenyl, pentafluorophenyl, pentachlorophenyl, (trifluoromethyl) phenyl, bis (trifluoromethyl) phenyl, (trichloro) methylphenyl and bis (trichloromethyl) phenyl.
Ein C7- bis C2o-Arylalkylrest bzw. ein C7- bis Ci2-Arylalkylrest steht vorzugsweise für gegebe- nenfalls substituiertes d- bis C4-Alkylphenyl wie Benzyl, o-, m- oder p-Methylbenzyl, 1 - oder 2- Phenylethyl, 1 -, 2- oder 3-Phenylpropyl oder 1 -, 2-, 3- oder 4-Phenyl-butyl, für gegebenenfalls substituiertes d- bis C4-Alkylnaphthyl wie Naphthylmethyl, für gegebenenfalls substituiertes Ci- bis C4-Alkylanthracenyl wie Anthracenylmethyl oder für gegebenenfalls substituiertes d- bis C4- Alkylphenanthrenyl wie Phenanthrenylmethyl. Derartige Arylalkylreste können 1 bis 5 nicht- protische Substituenten oder nicht-protische funktionelle Gruppen, insbesondere am Aryl-Teil, tragen, beispielsweise d- bis Ce-Alkyl, d- bis Ce-Halogenalkyl wie d- bis Ce-Chloralkyl oder C bis Ce-Fluor-alkyl, Halogen wie Chlor oder Fluor, Nitro oder Phenyl. A C 7 - to C 20 -arylalkyl radical or a C 7 - to C 12 -arylalkyl radical is preferably optionally substituted C 1 -C 4 -alkylphenyl, such as benzyl, o-, m- or p-methylbenzyl, 1- or 2-phenylethyl , 1-, 2- or 3-phenylpropyl or 1-, 2-, 3- or 4-phenyl-butyl, optionally substituted C 1 -C 4 -alkylnaphthyl, such as naphthylmethyl, optionally substituted C 1 -C 4 -alkylanthracenyl, such as anthracenylmethyl or optionally substituted C 1 to C 4 alkylphenanthrenyl, such as phenanthrenylmethyl. Such arylalkyl radicals can carry 1 to 5 non-protic or non-protic functional groups, in particular on the aryl part, for example d- to Ce-alkyl, d- to Ce-haloalkyl such as d- to Ce-chloroalkyl or C to Ce Fluoroalkyl, halogen such as chlorine or fluorine, nitro or phenyl.
Als Eisenhalogenid in den entsprechenden Komplexen mit Donoren eignen sich beispielsweise Eisen(ll)-fluorid, Eisen(lll)-fluorid, Eisen(ll)-chlorid, Eisen(lll)-chlorid, Eisen(ll)-bromid und Ei- sen(lll)-bromid sowie Mischungen hieraus. Bevorzugt werden Eisenchloride, also Eisen(ll)- chlorid und Eisen(lll)-chlorid sowie Mischungen aus Eisen(ll)-chlorid und Eisen(lll)-chlorid, insbesondere jedoch Eisen(lll)-chlorid alleine. Es können auch Eisenhalogenide, inbesondere Eisenchloride, verwendet werden, die aus Eisen enthaltenden Metalllegierungen erzeugt wurden, also neben Eisenhalogeniden, insbesondere Eisenchloriden, auch andere Metallhalogenide enthalten, wobei die Eisenhalogenide, insbesondere Eisenchloride, vorzugsweise die Hauptbestandteile solcher Mischungen darstellen. Suitable iron halides in the corresponding complexes with donors are, for example, iron (II) fluoride, iron (III) fluoride, iron (II) chloride, iron (III) chloride, iron (II) bromide and iron ( III) bromide and mixtures thereof. Preference is given to iron chlorides, ie iron (II) chloride and iron (III) chloride, and mixtures of iron (II) chloride and iron (III) chloride, but especially iron (III) chloride alone. It is also possible to use iron halides, in particular iron chlorides, which have been produced from iron-containing metal alloys, ie in addition to iron halides, in particular iron chlorides, also contain other metal halides, the iron halides, in particular iron chlorides, preferably being the main constituents of such mixtures.
Als Aluminiumtrihalogenid eignet sich insbesondere Aluminiumtrifluorid, Aluminiumtrichlorid oder Aluminiumtribromid. Als Aluminiumalkylhalogenid kommt insbesondere ein Mono(Ci- bis C4-alkyl)aluminiumdihalogenid oder ein Di(Ci- bis C4-alkyl)aluminium-monohalogenid in Betracht, zum Beispiel Methylaluminiumdichlorid, Ethylaluminiumdichlorid, Dimethylaluminiumchlo- rid oder Diethylaluminiumchlorid. In einer bevorzugten Ausführungsform polymerisiert man Isobuten oder ein Isobuten enthaltendes Monomerengemisch in Gegenwart eines als Polymerisa- tionskatalysator wirksamen Aluminiumtrichlorid-Donor-Komplexes. As aluminum trihalide is particularly suitable aluminum trifluoride, aluminum trichloride or aluminum tribromide. Particularly suitable aluminum alkyl halide is a mono (C 1 to C 4 alkyl) aluminum dihalide or a di (C 1 to C 4 alkyl) aluminum monohalide, for example methylaluminum dichloride, ethylaluminum dichloride, dimethylaluminum chloride or diethylaluminum chloride. In a preferred embodiment, isobutene or an isobutene-containing monomer mixture is polymerized in the presence of an aluminum trichloride donor complex which acts as a polymerization catalyst.
Weist der als Polymerisationskatalysator wirksame Eisenhalogenid-Donor-Komplex, der Alumi- niumtrihalogenid-Donor-Komplex oder Aluminumalkylhalogenid-Donor-Komplex als Donor eine organische Verbindung mit mindestens einer Ether-Funktion auf, sind unter Verbindungen mit mindestens einer Ether-Funktion auch Acetale und Halbacetale zu verstehen. If the iron halide donor complex effective as a polymerization catalyst, the aluminum trihalide donor complex or aluminum alkyl halide donor complex has an organic compound having at least one ether function as donor, acetals and are also known as compounds having at least one ether function To understand hemiacetals.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung setzt man einen Eisenhalogenid-Donor-Komplex, einen Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplex oder einen Aluminiumal- kylhalogenid-Donor-Komplex, insbesondere einen Eisenchlorid-Donor-Komplex oder einen A- luminiumtrichlorid-Donor-Komplex, ein, welcher als Donor einen Dihydrocarbylether der allgemeinen Formel R1-0-R2 enthält, in der die Variablen R1 und R2 unabhängig voneinander d- bis C2o-Alkylreste, insbesondere, d- bis Ce-Alkyl reste, C5- bis Ce-Cycloalkylreste, CQ- bis C20- Arylreste, insbesondere CQ- bis Ci2-Arylreste, oder C7- bis C2o-Arylalkylreste, insbesondere C7- bis Ci2-Arylalkylreste, bezeichnen. In a preferred embodiment of the present invention, an iron halide donor complex, an aluminum trihalide donor complex or an aluminum alkyl halide donor complex, in particular a ferric chloride donor complex or an aluminum trichloride donor complex, are used which contains as donor a dihydrocarbyl ether of the general formula R 1 -O-R 2 in which the variables R 1 and R 2 independently of one another are C 1 - to C 20 -alkyl radicals, especially C 1 - to C 6 -alkyl radicals, C 5 - to Ce -Cycloalkyl radicals, CQ to C20- Aryl radicals, in particular CQ- to Ci2-aryl radicals, or C 7 - to C 2o-arylalkyl radicals, in particular C 7 - to C 12 -arylalkyl radicals.
Die genannten Dihydrocarbylether können offenkettig oder cyclisch sein, wobei sich bei den cyclischen die beiden Variablen R1 und R2 zu einem Ring schließen, wobei solche Ringe auch zwei oder drei Ethersauerstoffatom enthalten können. Beispiele für derartige offenkettige und cyclische Dihydrocarbylether sind Dimethylether, Diethylether, Di-n-propylether, Diisopro- pylether, Di-n-butylether, Di-sec.-butylether, Diisobutylether, Di-n-pentylether, Di-n-hexylether, Di-n-heptylether, Di-n-octylether, Di-(2-ethylhexyl)ether, M ethyl-n-butylether, Methyl-sec- butylether, Methyl-isobutylether, Methyl-tert.-butylether, Ethyl-n-butylether, Ethyl-sec.-butylether, Ethyl-isobutylether, n-Propyl-n-butylether, n-Propyl-sec.-butylether, n-Propyl-isobutylether, n- Propyl-tert.-butylether, lso-propyl-n-butylether, Isopropyl-sec.-butylether, Isopropyl- isobutylether, Isopropyl-tert.-butylether, Methyl-n-hexylether, Methyl-n-octylether, Methyl-(2- ethylhexyl)ether, Ethyl-n-hexylether, Ethyl-n-octylether, Ethyl-(2-ethylhexyl)ether, n-Butyl-n- octylether, n-Butyl-(2-ethylhexyl)ether, Tetrahydrofuran, Tetrahydropyran, 1 ,2-, 1 ,3- und 1 ,4- Dioxan, Dicylcohexylether, Diphenylether, Ditolylether, Dixylylether und Dibenzylether. Von den genannten Dihydrocarbylethern haben sich Di-n-butylether und Diphenylether als Donoren für die Eisenhalogenid-Donor-Komplexe, die Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplexe bzw. die A- luminiumalkylhalogenid-Donor-Komplexe, insbesondere die Eisenchlorid-Donor-Komplexe bzw. die Aluminiumtrichlorid-Donor-Komplexe, als besonders vorteilhaft herausgestellt. The dihydrocarbyl ethers mentioned may be open-chain or cyclic, wherein in the case of the cyclic the two variables R 1 and R 2 form a ring, such rings also being able to contain two or three ether oxygen atoms. Examples of such open-chain and cyclic dihydrocarbyl ethers are dimethyl ether, diethyl ether, di-n-propyl ether, diisopropyl ether, di-n-butyl ether, di-sec-butyl ether, diisobutyl ether, di-n-pentyl ether, di-n-hexyl ether, di n-heptyl ether, di-n-octyl ether, di (2-ethylhexyl) ether, M ethyl n-butyl ether, methyl sec-butyl ether, methyl isobutyl ether, methyl tert-butyl ether, ethyl n-butyl ether, Ethyl sec-butyl ether, ethyl isobutyl ether, n-propyl n-butyl ether, n-propyl sec-butyl ether, n-propyl isobutyl ether, n-propyl t-butyl ether, iso-propyl n-butyl ether , Isopropyl sec-butyl ether, isopropyl isobutyl ether, isopropyl tert-butyl ether, methyl n-hexyl ether, methyl n-octyl ether, methyl (2-ethylhexyl) ether, ethyl n-hexyl ether, ethyl n- octyl ether, ethyl (2-ethylhexyl) ether, n-butyl-n-octyl ether, n-butyl (2-ethylhexyl) ether, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, 1, 2, 1, 3, and 1, 4-dioxane, Dicyclohexyl ether, diphenyl ether, ditolyl ether, dixylyl ether and dibenzyl ether. Of the dihydrocarbyl ethers mentioned, di-n-butyl ethers and diphenyl ethers have donors for the iron halide donor complexes, the aluminum trihalide donor complexes or the aluminum halide halide donor complexes, in particular the iron chloride donor complexes or the Aluminum trichloride donor complexes, found to be particularly advantageous.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung setzt man alternativ einen Eisenhalogenid-Donor-Komplex, einen Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplex oder einen Aluminiumalkylhalogenid-Donor-Komplex, insbesondere einen Eisenchlorid-Donor-Komplex oder einen Aluminiumtrichlorid-Donor-Komplex, ein, welcher als Donor einen Carbonsäure- hydrocarbylester der allgemeinen Formel R3-COOR4 enthält, in der die Variablen R3 und R4 unabhängig voneinander d- bis C2o-Alkylreste, insbesondere, d- bis Ce-Alkylreste, C5- bis Ce- Cycloalkylreste, CQ- bis C2o-Arylreste, insbesondere CQ- bis C 12- Arylreste, oder C7- bis C20- Arylalkylreste, insbesondere C7- bis Ci2-Arylalkylreste, bezeichnen. In a further preferred embodiment of the present invention, an iron halide donor complex, an aluminum trihalide donor complex or an aluminum alkyl halide donor complex, in particular a ferric chloride donor complex or an aluminum trichloride donor complex, is used as an alternative contains, as donor, a hydrocarbyl hydrocarbon ester of general formula R 3 -COOR 4 , in which the variables R 3 and R 4 independently of one another denote C 1 to C 20 -alkyl radicals, in particular, C 1 - to C 6 -alkyl radicals, C 5 - to C 6 -cycloalkyl radicals, CQ to C2o-aryl radicals, particularly CQ to C12 aryl radicals, or C 7 - to C 20 arylalkyl radicals, in particular C 7 - to Ci2 arylalkyl radicals, denote.
Beispiele für die genannten Carbonsäurehydrocarbylester sind Ameisensäure-methylester, A- meisensäure-ethylester, Ameisensäure-n-propylester, Ameisensäure-isopropylester, Ameisen- säure-n-butylester, Ameisensäure-sec.-butylester, Ameisensäure-isobutylester, Ameisensäure- tert.-butylester, Essigsäure-methylester, Essigsäure-ethylester, Essigsäure-n-propylester, Es- sigsäure-isopropylester, Essigsäure-n-butylester, Essigsäure-sec.-butylester, Essigsäure- isobutylester, Essigsäure-tert.-butylester, Propionsäure-methylester, Propionsäure-ethylester, Propionsäure-n-propylester, Propionsäure-isopropylester, Propionsäure-n-butylester, Propion- säure-sec.-butylester, Propionsäure-isobutylester, Propionsäure-tert.-butylester, Buttersäuremethylester, Buttersäure-ethylester, Buttersäure-n-propylester, Buttersäure-isopropylester, But- tersäure-n-butylester, Buttersäure-sec.-butylester, Buttersäure-isobutylester, Buttersäure-tert- butylester, Cyclohexancarbonsäure-methylester, Cyclohexancarbonsäure-ethylester, Cyclohe- xancarbonsäure-n-propylester, Cyclohexancarbonsäure-isopropylester, Cyclohexancarbonsäu- re-n-butylester, Cyclohexancarbonsäure-sec.-butylester, Cyclohexancarbonsäure-isobutylester, Cyclohexancarbonsäure-tert.-butylester, Benzoesäure-methylester, Benzoesäure-ethylester, Benzoesäure-n-propylester, Benzoesäure-iso-propylester, Benzoesäure-n-butylester, Benzoe- säure-sec.-butylester, Benzoesäure-isobutylester, Benzoesäure-tert.-butylester, Phenylessig- säure-methylester, Phenylessigsäure-ethylester, Phenylessigsäure-n-propylester, Phenylessig- säure-isopropylester, Phenylessigsäure-n-butylester, Phenylessigsäure-sec.-butylester, Phenylessigsäure-isobutylester und Phenylessigsäure-tert.-butylester. Von den genannten Car- bonsäurehydrocarbylestern hat sich Essigsäureethylester als Donor für die Eisenhalogenid-Do- nor-Komplexe, die Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplexe bzw. die Aluminiumalkylhalogenid- Donor-Komplexe, insbesondere die Eisenchlorid-Donor-Komplexe bzw. die Aluminiumtrichlorid- Donor-Komplexe, als besonders vorteilhaft herausgestellt. Examples of the abovementioned carboxylic acid hydrocarbyl esters are methyl formate, ethyl formate, formic acid n-propyl ester, formic acid isopropyl ester, n-butyl formate, sec-butyl formate, formic acid isobutyl ester, formic acid tert. butyl ester, methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, isopropyl acetate, n-butyl acetate, sec-butyl acetate, isobutyl acetate, tert-butyl acetate, methyl propionate, Propionic acid ethyl ester, propionic acid n-propyl ester, propionic acid isopropyl ester, n-butyl propionate, sec.-butyl propionate, isobutyl propionate, tert-butyl propionate, methyl butyrate, ethyl butyrate, butyric acid n-butyl ester. propyl ester, butyric acid isopropyl ester, n-butyl butyrate, secbutyl butbutyrate, isobutyl butyrate, tert-butyl butyrate, cyclohexanecarboxylic acid methyl ester, cyclohexanecarboxylic acid ethyl ester, cyclohexanecarboxylic acid n-propyl ester, cyclohexanecarboxylic acid isopropyl ester, cyclohexanecarboxylic acid. sec-butyl cyclohexanecarboxylate, sec-butyl cyclohexanecarboxylate, isobutyl cyclohexanecarboxylate, tert-butyl cyclohexanecarboxylate, methyl benzoate, ethyl benzoate, n-propyl benzoate, iso-propyl benzoate, n-butyl benzoate, Sec-butyl benzoate, isobutyl benzoate, tert-butyl benzoate, methyl phenylacetic acid, ethylphenylacetate, n-propylphenylacetate, isopropylphenylacetic acid, n-butyl phenylacetate, phenylacetic acid sec-butyl ester, isobutyl phenylacetic acid and tert-butyl phenylacetic acid. Of the carboxylic acid hydrocarbyl esters mentioned, ethyl acetate has been used as donor for the iron halide donor complexes, the aluminum trihalide donor complexes or the aluminum alkyl halide donor complexes, in particular the iron chloride donor complexes or the aluminum trichloride donor complexes. Complexes, proved to be particularly advantageous.
Weiterhin haben sich diejenigen Dihydrocarbylether und Carbonsäurehydrocarbylester als Donoren für die Eisenhalogenid-Donor-Komplexe, die Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplexe bzw. die Aluminiumalkylhalogenid-Donor-Komplexe, insbesondere die Eisenchlorid-Donor- Komplexe bzw. die Aluminiumtrichlorid-Donor-Komplexe, als besonders vorteilhaft herausgestellt, bei denen die Donor-Verbindung eine Gesamt-Kohlenstoffzahl von 3 bis 16, vorzugsweise von 4 bis 16, insbesondere von 4 bis 12, vor allem von 4 bis 8, aufweist. Bei den Dihydrocarby- lethern speziell werden vor allem solche mit insgesamt 6 bis 14, insbesondere 8 bis 12 Kohlen- stoffatomen bevorzugt. Bei den Carbonsäurehydrocarbylestern speziell werden vor allem solche mit insgesamt 3 bis 10, insbesondere 4 bis 6 Kohlenstoffatomen bevorzugt. Furthermore, those dihydrocarbyl ethers and Carbonsäurehydrocarbylester as donors for the iron halide donor complexes, the aluminum trihalide donor complexes or the Aluminiumalkylhalogenid-donor complexes, in particular the iron chloride donor complexes and the aluminum trichloride donor complexes, have been particularly has been found advantageous in which the donor compound has a total carbon number of 3 to 16, preferably from 4 to 16, in particular from 4 to 12, especially from 4 to 8. In the case of the dihydrocarbyl ethers, especially those having a total of 6 to 14, in particular 8 to 12, carbon atoms are particularly preferred. In the case of the carboxylic acid hydrocarbyl esters in particular, especially those having a total of 3 to 10, in particular 4 to 6, carbon atoms are preferred.
Das Molverhältnis der genannten Donor-Verbindungen zum Eisenhalogenid, zum Aluminiumtri- halogenid bzw. zum Aluminiumalkylhalogenid, insbesondere zum Eisenchlorid bzw. zum Alumi- niumtrichlorid, im Donor-Komplex bewegt sich in der Regel im Bereich von 0,3 : 1 bis 1 ,5 : 1 , insbesondere von 0,5 : 1 bis 1 ,2 : 1 , vor allem 0,7 : 1 bis 1 ,1 : 1 ; es beträgt in den meisten Fällen 1 :1. Es kann jedoch auch mit einem stärkerem Überschluß der Donor-Verbindungen, oftmals bis zum einem 10-fachen, insbesondere 3-fachen molaren Überschuß, gearbeitet werden; die überschüssige Menge an Donor-Verbindungen wirkt dann zusätzlich als Lösungs- oder Ver- dünnungsmittel. The molar ratio of said donor compounds to the iron halide, to the aluminum trihalide or to the aluminum alkyl halide, in particular to the iron chloride or to the aluminum trichloride, in the donor complex generally ranges from 0.3: 1 to 1.5 : 1, in particular from 0.5: 1 to 1, 2: 1, especially 0.7: 1 to 1, 1: 1; it is in most cases 1: 1. However, it may also be with a greater degree of closure of the donor compounds, often up to a 10-fold, in particular 3-fold molar excess, worked; the excess amount of donor compounds then additionally acts as a solvent or diluent.
Üblicherweise wird der Eisenhalogenid-Donor-Komplex, der Aluminiumtrihalogenid-Donor- Komplex bzw. der Aluminiumalkylhalogenid-Donor-Komplex, insbesondere der Eisenchlorid- Donor-Komplex bzw. der Aluminiumtrichlorid-Donor-Komplex, vor der Polymerisation separat aus dem Eisenhalogenid, dem Aluminiumtrihalogenid bzw. dem Aluminiumalkylhalogenid, insbesondere aus wasserfreiem Eisenchlorid bzw. Aluminiumtrichlorid, und der Donor-Verbindung hergestellt und dann - meist gelöst in einem inerten Lösungsmittel wie einem halogenierten Kohlenwasserstoff, beispielsweise Dichlormethan - dem Polymerisationsmedium zugesetzt. Der Komplex kann aber auch in situ vor her Polymerisation hergestellt werden. Usually, the iron halide donor complex, the aluminum trihalide donor complex or the aluminum alkyl halide donor complex, in particular the iron chloride donor complex or the aluminum trichloride donor complex, before the polymerization separately from the iron halide, the aluminum trihalide or the Aluminiumalkylhalogenid, in particular made of anhydrous iron chloride or aluminum trichloride, and the donor compound and then - usually dissolved in an inert solvent such as a halogenated hydrocarbon, for example dichloromethane - added to the polymerization medium. However, the complex can also be prepared in situ prior to polymerization.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung führt man die Polymerisation unter Mitverwendung eines mono- oder polyfunktionellen, insbesondere mono-, di- oder trifunk- tionellen Initiators durchführt, welcher ausgewählt ist unter organischen Hydroxyverbindungen, organischen Halogenverbindungen, Protonensäuren und Wasser. Es können auch Mischungen der genannten Initiatoren eingesetzt werden, beispielsweise Mischungen aus zwei oder mehreren organischen Hydroxyverbindungen, Mischungen aus zwei oder mehreren organischen Ha- logenverbindungen, Mischungen aus einer oder mehreren organischen Hydroxyverbindungen und einer oder mehreren organischen Halogenverbindungen, Mischungen aus einer oder mehreren organischen Hydroxyverbindungen und Wasser, Mischungen aus einer oder mehreren organischen Halogenverbindungen und Wasser oder Mischungen aus einer oder mehreren Protonensäuren und Wasser. Der Initiator kann mono-, di- oder polyfunktionell sein, d.h. im Initia- tormolekül können jeweils eine, zwei oder mehrere Hydroxylgruppen bzw. Halogenatome vorliegen, an denen die Polymerisationsreaktion startet. Im Falle von di- oder polyfunktionellen Initiatoren erhält man üblicherweise telechele Isobutenpolymere mit zwei oder mehreren, insbesondere zwei oder drei Polyisobuten-Kettenenden. Als monofunktionelle Initiatoren geeignete organische Hydroxyverbindungen mit nur einerIn a preferred embodiment of the present invention, the polymerization is carried out using a monofunctional or polyfunctional, in particular mono-, di- or trifunctional tional initiator, which is selected from organic hydroxy compounds, organic halogen compounds, protic acids and water. It is also possible to use mixtures of the initiators mentioned, for example mixtures of two or more organic hydroxy compounds, mixtures of two or more organic halogen compounds, mixtures of one or more organic hydroxy compounds and one or more organic halogen compounds, mixtures of one or more organic hydroxy compounds and water, mixtures of one or more organic halogen compounds and water, or mixtures of one or more protonic acids and water. The initiator can be mono-, di- or polyfunctional, ie one, two or more hydroxyl groups or halogen atoms can be present in the initiator molecule at which the polymerization reaction starts. In the case of di- or polyfunctional initiators, it is customary to obtain telechelic isobutene polymers having two or more, in particular two or three, polyisobutene chain ends. As monofunctional initiators suitable organic hydroxy compounds with only one
Hydroxylgruppe im Molekül sind insbesondere Alkohole und Phenole zu nennen, vor allem solche der allgemeinen Formel R5-OH, in der R5 d- bis C2o-Alkylreste, insbesondere, d- bis Ce- Alkylreste, C5- bis Ce-Cycloalkylreste, CQ- bis C2o-Arylreste, insbesondere CQ- bis Ci2-Arylreste, oder C7- bis C2o-Arylalkylreste, insbesondere C7- bis Ci2-Arylalkylreste, bezeichnet. Weiterhin können die Reste R5 auch Mischungen aus den oben genannten Strukturen enthalten und/oder weitere funktionelle Gruppen als die bereits genannten, beispielsweise eine Ketofunktion, ein Nitroxid oder eine Carboxylgruppe, und/oder heterocyclische Strukturelemente aufweisen. Hydroxyl group in the molecule are in particular alcohols and phenols, in particular those of the general formula R 5 -OH, in which R 5 d- to C2o-alkyl radicals, in particular, d- to Ce- alkyl radicals, C5- to Ce-cycloalkyl radicals, CQ - to C2o-aryl radicals, in particular CQ- to Ci2-aryl radicals, or C 7 - to C 2o-arylalkyl radicals, in particular C 7 - to C 12 -arylalkyl radicals. Furthermore, the radicals R 5 may also contain mixtures of the abovementioned structures and / or have functional groups other than those already mentioned, for example a keto function, a nitroxide or a carboxyl group, and / or heterocyclic structural elements.
Typische Beispiele für derartige organische Monohydroxyverbindungen sind Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol, sec.-Butanol, Isobutanol, tert.-Butanol, n-Pentanol, n-Typical examples of such organic monohydroxy compounds are methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, sec-butanol, isobutanol, tert-butanol, n-pentanol, n-
Hexanol, n-Heptanol, n-Octanol, 2-Ethylhexanol, Cyclohexanol, Phenol, p-Methoxyphenol, o-, m- und p-Kresol, Benzylalkohol, p-Methoxybenzylalkohol, 1 - und 2-Phenylethanol, 1 - und 2-(p- Methoxyphenyl)ethanol, 1 -, 2- und 3-Phenyl-1 -propanol, 1 -, 2- und 3-(p-Methoxyphenyl)-1 - propanol, 1 - und 2-Phenyl-2-propanol, 1 - und 2-(p-Meth-oxyphenyl)-2-propanol, 1 -, 2-, 3- und 4- Phenyl-1 -butanol, 1 -, 2-, 3- und 4-(p-Methoxy-phenyl)-1 -butanol, 1 -, 2-, 3- und 4-Phenyl-2- butanol, 1 -, 2-, 3- und 4-(p-Methoxyphe-nyl)-2-butanol, 9-Methyl-9H-fluoren-9-ol, 1 ,1 - Diphenylethanol, 1 ,1 -Diphenyl-2-propyn-1 -ol, 1 ,1 -Diphenylpropanol, 4-(1 -Hydroxy-1 - phenylethyl)benzonitril, Cyclopropyldiphenyl-methanol, 1 -Hydroxy-1 ,1 -diphenylpropan-2-on, Benzilsäure, 9-Phenyl-9-fluorenol, Tri-phenylmethanol, Diphenyl(4-pyridinyl)methanol, al- pha,alpha-Diphenyl-2-pyridinmethanol, 4-Methoxytritylalkohol (insbesondere polymergebunden als Festphase), alpha-tert.-Butyl-4-chlor-4'-methylbenzhydrol, Cylcohexyldiphenylmethanol, alpha-(p-Tolyl)-benzhydrol, 1 ,1 ,2-Triphenylethanol, alpha,alpha-Diphenyl-2-pyridinethanol, alpha, alpha-4-Pyridylbenzohydrol-N-oxid, 2-Fluortriphenylmethanol, Triphenylpropargylalkohol, 4- [(Diphenyl)hydroxymethyl]benzonitril, 1 -(2,6-Dimethoxyphenyl)-2-methyl-1 -phenyl-1 -propanol, 1 ,1 ,2-Triphenylpropan-1 -ol und p-Anisaldehydcarbinol. Als bifunktionelle Initiatoren geeignete organische Hydroxyverbindungen mit zwei Hydroxylgruppen im Molekül sind insbesondere zweiwertige Alkohole oder Diole mit einer Gesamt- kohlenstoffzahl von 2 bis 30, insbesondere von 3 bis 24, vor allem von 4 bis 20, und Bisphenole mit einer Gesamtkohlenstoffzahl von 6 bis 30, insbesondere von 8 bis 24, vor allem von 10 bis 20, zu nennen, zum Beispiel Ethylenglykol, 1 ,2- und 1 ,3-Propylenglykol, 1 ,4-Butylenglykol, 1 ,6- Hexylenglykol, 1 ,2-, 1 ,3- oder 1 ,4-Bis(1 -hydroxy-1-methylethyl)benzol (o-, m- oder p- Dicumylalkohol), Bisphenol A, 9,10-Di-hydro-9,10-dimethyl-9,10-anthracendiol, 1 ,1 - Diphenylbutan-1 ,4-diol, 2-Hydroxytri-phenylcarbinol und 9-[2-(Hydroxymethyl)phenyl]-9- fluorenol. Hexanol, n-heptanol, n-octanol, 2-ethylhexanol, cyclohexanol, phenol, p-methoxyphenol, o-, m- and p-cresol, benzyl alcohol, p-methoxybenzyl alcohol, 1- and 2-phenylethanol, 1- and 2- (p-methoxyphenyl) ethanol, 1-, 2- and 3-phenyl-1-propanol, 1-, 2- and 3- (p-methoxyphenyl) -1-propanol, 1- and 2-phenyl-2-propanol, 1- and 2- (p-methoxyphenyl) -2-propanol, 1-, 2-, 3- and 4-phenyl-1-butanol, 1-, 2-, 3- and 4- (p-methoxy- phenyl) -1-butanol, 1-, 2-, 3- and 4-phenyl-2-butanol, 1-, 2-, 3- and 4- (p-methoxyphenyl) -2-butanol, 9-methyl -9H-fluoren-9-ol, 1, 1 - diphenylethanol, 1,1-diphenyl-2-propyn-1-ol, 1,1-diphenylpropanol, 4- (1-hydroxy-1-phenylethyl) benzonitrile, cyclopropyldiphenyl- methanol, 1-hydroxy-1, 1-diphenylpropan-2-one, benzilic acid, 9-phenyl-9-fluorenol, tri-phenylmethanol, diphenyl (4-pyridinyl) -methanol, alpha, alpha-diphenyl-2-pyridinemethanol, 4-methoxytrityl alcohol (especially polymer bound as solid phase), alpha-tert-butyl-4-chloro-4'-methylbenzhydrol, Cylcohex yl diphenylmethanol, alpha- (p-tolyl) -benzhydrol, 1, 1, 2-triphenylethanol, alpha, alpha-diphenyl-2-pyridineethanol, alpha, alpha-4-pyridylbenzohydrol-N-oxide, 2-fluoro-triphenylmethanol, triphenylpropargyl alcohol, 4- [(Diphenyl) hydroxymethyl] benzonitrile, 1- (2,6-dimethoxyphenyl) -2-methyl-1-phenyl-1-propanol, 1, 1, 2-triphenylpropan-1-ol and p-anisaldehyde carbinol. Particularly suitable bifunctional initiators organic hydroxy compounds having two hydroxyl groups in the molecule are especially dihydric alcohols or diols having a total carbon number of 2 to 30, in particular from 3 to 24, especially from 4 to 20, and bisphenols having a total carbon number of 6 to 30, in particular from 8 to 24, especially from 10 to 20, for example ethylene glycol, 1, 2 and 1, 3-propylene glycol, 1, 4-butylene glycol, 1, 6-hexylene glycol, 1, 2, 1, 3- or 1,4-bis (1-hydroxy-1-methylethyl) benzene (o-, m- or p-dicumylalcohol), bisphenol A, 9,10-dihydro-9,10-dimethyl-9,10 anthracenediol, 1, 1 - diphenylbutane-1, 4-diol, 2-hydroxytri-phenylcarbinol and 9- [2- (hydroxymethyl) phenyl] -9-fluorenol.
Als monofunktionelle Initiatoren geeignete organische Halogenverbindungen mit einem Halogenatom im Molekül sind vor allem Verbindungen der allgemeinen Formel R6-Hal zu nennen, in der Hai ein Halogenatom, ausgewählt aus Fluor, Jod und insbesondere Chlor und Brom, bedeutet und R6 d- bis C2o-Alkylreste, insbesondere, d- bis Ce-Alkylreste, C5- bis Ce-Cycloalkylreste oder C7- bis C2o-Arylalkylreste, insbesondere C7- bis Ci2-Arylalkylreste, bezeichnet. Weiterhin können die Reste R6 auch Mischungen aus den oben genannten Strukturen enthalten und/oder weitere funktionelle Gruppen als die bereits genannten, beispielsweise eine Ketofunktion, ein Nitroxid oder eine Carboxylgruppe, und/oder heterocyclische Strukturelemente aufweisen. Typische Beispiele für derartige organische Monohalogenverbindungen sind Methylchlorid, Me- thylbromid, Ethylchlorid, Ethylbromid, 1 -Chlorpropan, 1 -Brompropan, 2-Chlorpropan, 2- Brompropan, 1 -Chlorbutan, 1 -Brombutan, sec.-Butylchlorid, sec.-Butylbromid, Isobutylchlorid, Isobutylbromid, tert.-Butylchlorid, tert.-Butylbromid, 1 -Chlorpentan, 1 -Brompentan, 1 - Chlorhexan, 1 -Bromhexan, 1 -Chlorheptan, 1 -Bromheptan, 1 -Chloroctan, 1 -Bromoctan, 1 -Chlor- 2-ethylhexan, 1 -Brom-2-ethylhexan, Cyclohexylchlorid, Cyclohexylbromid, Benzylchlorid, Ben- zylbromid, 1 -Phenyl-1 -chlorethan, 1 -Phenyl-1 -bromethan, 1 -Phenyl-2-chlorethan, 1 -Phenyl-2- bromethan, 1 -Phenyl-1 -chlorpropan, 1 -Phenyl-1 -brompropan, 1 -Phenyl-2-chlorpropan, 1 - Phenyl-2-brompropan, 2-Phenyl-2-chlorpropan, 2-Phenyl-2-brompropan, 1 -Phenyl-3- chlorpropan, 1 -Phenyl-3-brompropan, 1 -Phenyl-1 -chlorbutan, 1 -Phenyl-1 -brombutan, 1 -Phenyl- 2-chlorbutan, 1 -Phenyl-2-brombutan, 1 -Phenyl-3-chlorbutan, 1 -Phenyl-3-brombutan, 1 -Phenyl- 4-chlorbutan, 1 -Phenyl-4-brombutan, 2-Phenyl-1 -chlorbutan, 2-Phenyl-1 -brombutan, 2-Phenyl- 2-chlorbutan, 2-Phenyl-2-brombutan, 2-Phenyl-3-chlorbutan, 2-Phenyl-3-brombutan, 2-Phenyl- 4-chlorbutan und 2-Phenyl-4-brombutan. Als difunktionelle Initiatoren geeignete organische Halogenverbindungen mit zwei Halogenatomen im Molekül sind beispielsweise 1 ,3-Bis-(1 -brom-1 -methylethyl)benzol, 1 ,3-Bis-(2-chlor-2- propyl)benzol (1 ,3-Dicumylchlorid) und 1 ,4-Bis-(2-chlor-2-propyl)-benzol (1 ,4-Dicumylchlorid) zu nennen. Besonders bevorzugt ist der Initiator ausgewählt unter organischen Hydroxyverbindungen, bei denen eine oder mehrere Hydroxylgruppen an jeweils ein sp3-hybridisiertes Kohlenstoffatom ("Alkohole") oder an einen aromatischen Ring ("Phenole") gebunden sind, organischen Halo- genverbindungen, bei denen eine oder mehrere Halogenatome an jeweils ein sp3-hybridisiertes Kohlenstoffatom gebunden sind, Protonensäuren und Wasser. Hiervon wird insbesondere ein Initiator bevorzugt, der unter organischen Hydroxyverbindungen, bei denen eine oder mehrere Hydroxylgruppen an jeweils ein sp3-hybridisiertes Kohlenstoffatom gebunden sind, ausgewählt ist. Suitable monofunctional initiators organic halogen compounds having a halogen atom in the molecule are especially compounds of general formula R 6 -hal call, in the shark a halogen atom selected from fluorine, iodine and in particular chlorine and bromine, and R 6 d- to C2o Alkyl radicals, in particular, d- to Ce-alkyl radicals, C5- to Ce-cycloalkyl radicals or C 7 - to C 20 -aryl arylalkyl radicals, in particular C 7 - to C 12 -arylalkyl radicals. Furthermore, the radicals R 6 may also contain mixtures of the abovementioned structures and / or have functional groups other than those mentioned above, for example a keto function, a nitroxide or a carboxyl group, and / or heterocyclic structural elements. Typical examples of such organic monohalogen compounds are methyl chloride, methyl bromide, ethyl chloride, ethyl bromide, 1-chloropropane, 1-bromopropane, 2-chloropropane, 2-bromopropane, 1-chlorobutane, 1-bromobutane, sec-butyl chloride, sec-butyl bromide , Isobutyl chloride, isobutyl bromide, tert-butyl chloride, tert-butyl bromide, 1-chloropentane, 1-bromopentane, 1-chlorohexane, 1-bromohexane, 1-chloroheptane, 1-bromoheptane, 1-chlorooctane, 1-bromoctane, 1-chloro 2-ethylhexane, 1-bromo-2-ethylhexane, cyclohexyl chloride, cyclohexylbromide, benzylchloride, benzylbromide, 1-phenyl-1-chloroethane, 1-phenyl-1-bromoethane, 1-phenyl-2-chloroethane, 1-phenyl -2-bromoethane, 1-phenyl-1-chloropropane, 1-phenyl-1-bromopropane, 1-phenyl-2-chloropropane, 1-phenyl-2-bromopropane, 2-phenyl-2-chloropropane, 2-phenyl-2 bromopropane, 1-phenyl-3-chloropropane, 1-phenyl-3-bromopropane, 1-phenyl-1-chlorobutane, 1-phenyl-1-bromobutane, 1-phenyl-2-chlorobutane, 1-phenyl-2-bromobutane , 1-phenyl-3-chlorobutane, 1-phenyl-3-bromobe tan, 1-phenyl-4-chlorobutane, 1-phenyl-4-bromobutane, 2-phenyl-1-chlorobutane, 2-phenyl-1-bromobutane, 2-phenyl-2-chlorobutane, 2-phenyl-2-bromobutane, 2-phenyl-3-chlorobutane, 2-phenyl-3-bromobutane, 2-phenyl-4-chlorobutane and 2-phenyl-4-bromobutane. Suitable difunctional initiators organic halogen compounds having two halogen atoms in the molecule are, for example, 1, 3-bis (1-bromo-1-methylethyl) benzene, 1, 3-bis (2-chloro-2-propyl) benzene (1, 3 Dicumyl chloride) and 1,4-bis (2-chloro-2-propyl) benzene (1,4-dicumyl chloride). The initiator is particularly preferably selected from organic hydroxy compounds in which one or more hydroxyl groups are bound to one sp 3 -hybridized carbon atom ("alcohols") or to one aromatic ring ("phenols"). genverbindungen in which one or more halogen atoms are bonded to each sp 3 -hybridized carbon atom, proton acids and water. Of these, particular preference is given to an initiator which is selected from organic hydroxy compounds in which one or more hydroxyl groups are bonded to one sp 3 -hybridized carbon atom in each case.
Besonders bevorzugt werden bei den organischen Halogenverbindungen als Initiatoren weiterhin solche, bei denen das eine oder die mehreren Halogenatome jeweils an ein sekundäres oder insbesondere an ein tertiäres sp3-hybridisiertes Kohlenstoffatom gebunden sind. Particular preference is given in the case of the organic halogen compounds as initiators to those in which the one or more halogen atoms are each bonded to a secondary or in particular to a tertiary sp 3 -hybridized carbon atom.
Bevorzugt werden vor allem Initiatoren, die an solch einem sp3-hydrisiertem Kohlenstoffatom neben der Hydroxylgruppe die Reste R10, R11 und R12 tragen, welche unabhängig voneinander Wasserstoff, d- bis C2o-Alkyl, C5- bis Ce-Cycloalkyl, CQ- bis C20-A1 I, C7- bis C2o-Alkylaryl oder Phenyl, wobei ein aromatischer Kern noch ein oder mehrere, vorzugsweise ein oder zwei C1- bis C4-Alkyl-, d- bis C4-Alkoxy-, C bis C4-Hydroxy-alkyl- oder C bis C4-Halogenalkylreste als Substituenten tragen kann, bezeichnen, wobei höchstens eine der Variablen R10, R11 oder R12 Wasserstoff bedeutet und mindestens eine der Variablen R10, R11 oder R12 Phenyl, welches noch ein oder mehrere, vorzugsweise ein oder zwei C bis C4-Alkyl-, C bis C4-Alkoxy-, C bis C4-Hydroxyalkyl- oder C bis C4-Halogenalkylreste als Substituenten tragen kann, bezeichnet. Primary preference is given to initiators which, in addition to the hydroxyl group, carry the radicals R 10 , R 11 and R 12 on such an sp 3 -hydrified carbon atom, which independently of one another are hydrogen, C 1 - to C 20 -alkyl, C 5 - to C 6 -cycloalkyl, CQ - to C20 A1-I, C 7 - to C2o-alkylaryl or phenyl, where an aromatic nucleus, one or more, preferably one or two C1 to C4 alkyl, d- to C 4 alkoxy, C to C 4-hydroxy-alkyl or C can carry as substituents up to C 4 -Halogenalkylreste denote, wherein at most one of the variables R 10, R 11 or R 12 is hydrogen and at least one of the variables R 10, R 11 or R 12 is phenyl, which may carry up to C 4 alkoxy, C to C 4 hydroxyalkyl or C 4 to C -Halogenalkylreste as substituents, one or more, preferably one or two C to C 4 alkyl, C, respectively.
Als Protonensäuren kommen beispielsweise Chlorwasserstoffsäure, Brom wasserstoffsäure, Fluorwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Cyanwasserstoffsäure sowie Mischungen hieraus in Betracht. Als Protonensäuren können aber auch protonierte Ether eingesetzt werden. Ganz besonders bevorzugt werden für die vorliegende Erfindung Initiatoren, welche unter Wasser, einer oder mehreren Protonensäuren, Methanol, Ethanol, 1 -Phenyl-ethanol, 1 -(p- Methoxyphenyl)ethanol, n-Propanol, Isopropanol, 2-Phenyl-2-propanol (Cumol), n-Butanol, Isobutanoi, sec.-Butanol, tert.-Butanol, 1 -Phenyl-1 -chlorethan, 2-Phenyl-2-chlorpropan (Cumylchlo- rid), tert.-Butylchlorid und 1 ,3- oder 1 ,4-Bis-(1 -hydroxy-1 -methylethyl)-benzol sowie Mischungen hieraus ausgewählt sind. Hiervon werden insbesondere Initiatoren bevorzugt, welche unter Wasser, einer oder mehreren Protonensäuren, Methanol, Ethanol, 1 -Phenylethanol, 1 -(p- Methoxyphenyl)-ethanol, n-Propanol, Isopropanol, 2-Phenyl-2-propanol (Cumol), n-Butanol, Isobutanoi, sec.-Buta-nol, tert.-Butanol, 1 -Phenyl-1 -chlorethan und 1 ,3- oder 1 ,4-Bis-(1 -hydroxy- 1 -methylethyl)-benzol sowie Mischungen hieraus ausgewählt sind. Suitable protonic acids are, for example, hydrochloric acid, hydrobromic acid, hydrofluoric acid, sulfuric acid, hydrocyanic acid and mixtures thereof. As proton acids but also protonated ethers can be used. Very particular preference is given for the present invention to initiators which are dissolved under water, one or more protic acids, methanol, ethanol, 1-phenylethanol, 1 - (p-methoxyphenyl) ethanol, n-propanol, isopropanol, 2-phenyl-2- propanol (cumene), n-butanol, isobutanoi, sec-butanol, tert-butanol, 1-phenyl-1-chloroethane, 2-phenyl-2-chloropropane (cumyl chloride), tert-butyl chloride and 1, 3 - or 1, 4-bis (1-hydroxy-1-methylethyl) benzene and mixtures thereof are selected. Of these, particular preference is given to initiators which, under water, one or more protic acids, methanol, ethanol, 1-phenylethanol, 1- (p-methoxyphenyl) ethanol, n-propanol, isopropanol, 2-phenyl-2-propanol (cumene), n-butanol, isobutanoi, sec-buta-nol, tert-butanol, 1-phenyl-1-chloroethane and 1, 3- or 1, 4-bis (1-hydroxy-1-methylethyl) benzene and mixtures are selected from this.
Das Molverhältnis der genannten Initiatoren zum eingesetzten Isobuten-Monomer bei Homopo- lymerisation von Isobuten bzw. zur Gesamtmenge der eingesetzten polymerisationsfähigen Monomere bei Copolymerisation von Isobuten beträgt, bezogen auf jede einzelne funktionelle Stelle des Initiators, gemäß Ausführungsform (A) in der Regel 0,0005 : 1 bis 0,1 : 1 , insbeson- dere 0,001 : 1 bis 0,075 : 1 , vor allem 0,0025 : 1 bis 0,05 : 1 . Bei Verwendung von Wasser als alleinigem Initiator oder in Kombination mit organischen Hydroxyverbindungen und/oder organischen Halogenverbindungen als weiteren Initiatoren beträgt das Molverhältnis von Wasser zum eingesetzten Isobuten-Monomer bei Homopolymerisation von Isobuten bzw. zur Gesamtmenge der eingesetzten polymerisationsfähigen Monomere bei Copolymerisation von Isobuten insbesondere 0,0001 : 1 bis 0,1 : 1 , vor allem 0,0002 : 1 bis 0,05 : 1. Ein Teil der als organische Hydroxy- bzw. Halogenverbindungen zugegebenen Initiator- Moleküle wird bei Ausführungsform (A) in die Polymerketten eingebaut. Der Anteil (Uff) an Polymerketten, die durch ein solches eingebautes organisches Initiator-Molekül gestartet werden, kann bis zu 100 % betragen, in der Regel liegt er bei 5 bis 90 %. Die übrigen Polymerketten entstehen entweder durch aus Feuchtigkeitsspuren stammendem Wasser als Initiator-Molekül oder durch Kettenübertragungsreaktionen. The molar ratio of said initiators to the isobutene monomer used in the homopolymerization of isobutene or to the total amount of the polymerizable monomers used in the copolymerization of isobutene, based on each individual functional point of the initiator, according to embodiment (A) is generally 0.0005 : 1 to 0.1: 1, in particular 0.001: 1 to 0.075: 1, especially 0.0025: 1 to 0.05: 1. When using water as the sole initiator or in combination with organic hydroxy compounds and / or organic halogen compounds as further initiators, the molar ratio of water to Isobutene monomer used in homopolymerization of isobutene or to the total amount of the polymerizable monomers used in copolymerization of isobutene in particular 0.0001: 1 to 0.1: 1, especially 0.0002: 1 to 0.05: 1. Part of the Initiator molecules added as organic hydroxy or halogen compounds are incorporated in the polymer chains in embodiment (A). The proportion (Uff) of polymer chains which are started by such a built-in organic initiator molecule can be up to 100%, usually from 5 to 90%. The remaining polymer chains are formed either by moisture-derived water as the initiator molecule or by chain transfer reactions.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung führt man die Polymerisation in Gegenwart von 0,01 bis 10 mmol, insbesondere von 0,05 bis 5,0 mmol, vor allem von 0,1 bis 1 ,0 mmol, jeweils bezogen auf 1 Mol eingesetztes Isobuten-Monomer bei Ho- mopolymerisation von Isobuten bzw. auf 1 Mol der Gesamtmenge der eingesetzten polymerisationsfähigen Monomere bei Copolymerisation von Isobuten, einer stickstoffhaltigen basischen Verbindung durch. In a further preferred embodiment of the present invention, the polymerization is carried out in the presence of from 0.01 to 10 mmol, in particular from 0.05 to 5.0 mmol, especially from 0.1 to 1.0 mmol, in each case based on 1 mol used isobutene monomer in homopolymerization of isobutene or to 1 mol of the total amount of the polymerizable monomers used in copolymerization of isobutene, a nitrogen-containing basic compound.
Als derartige stickstoffhaltige basische Verbindung kann ein aliphatisches, cycloaliphatisches oder aromatisches Amin der allgemeinen Formel R7-NR8R9 oder auch Ammoniak eingesetzt werden, in der die Variablen R7, R8 und R9 jeweils unabhängig voneinander für Wasserstoff, Ci- bis C2o-Alkylreste, insbesondere, d- bis Ce-Alkylreste, C5- bis Ce-Cycloalkylreste, CQ- bis C20- Arylreste, insbesondere CQ- bis Ci2-Arylreste, oder C7- bis C2o-Arylalkylreste, insbesondere C7- bis Ci2-Arylalkylreste, stehen. Steht keine dieser Variablen für Wasserstoff, liegt ein tertiäres Amin vor. Steht eine dieser Variablen für Wasserstoff, liegt ein sekundäres Amin vor. Stehen zwei dieser Variablen für Wasserstoff, liegt ein primäres Amin vor. Stehen alle dieser Variablen für Wasserstoff, liegt Ammoniak vor. As such nitrogen-containing basic compound, an aliphatic, cycloaliphatic or aromatic amine of the general formula R 7 -NR 8 R 9 or ammonia can be used, in which the variables R 7 , R 8 and R 9 are each independently hydrogen, ci- to C 2 -C 4 -alkyl radicals, in particular, C 1 -C 6 -cycloalkyl radicals, C 5 -C 6 -cycloalkyl radicals, C 2 -C 20 -aryl radicals, in particular C 1 -C 12 -aryl radicals, or C 7 - to C 20 -arylalkyl radicals, in particular C 7 - to C 12 -Arylalkylreste stand. If none of these variables is hydrogen, a tertiary amine is present. If one of these variables is hydrogen, a secondary amine is present. If two of these variables are hydrogen, a primary amine is present. If all of these variables are hydrogen, ammonia is present.
Typische Beispiele für solche Amine der allgemeinen Formel R7-NR8R9 sind Methyl-amin, Ethy- lamin, n-Propylamin, iso-Propylamin, n-Butylamin, tert.-Butylamin, sec.-Butylamin, iso-Typical examples of such amines of the general formula R 7 -NR 8 R 9 are methylamine, ethylamine, n-propylamine, isopropylamine, n-butylamine, tert-butylamine, sec-butylamine, isobutylamine,
Butylamin, tert.-Amylamin, n-Hexylamin, n-Heptylamin, n-Octylamin, 2-Ethylhexylamin, Cyclo- pentylamin, Cyclohexylamin, Anilin, Dimethylamin, Diethylamin, Di-n-propylamin, Di-iso- propylamin, Di-n-butylamin, Di-tert.-butylamin, Di-sec.-butylamin, Di-iso-butylamin, Di-tert- amylamin, Di-n-hexylamin, Di-n-heptylamin, Di-n-octyl-amin, Di-(2-ethylhexyl)amin, Dicyclopen- tylamin, Dicyclohexylamin, Diphenylamin, Trimethylamin, Triethylamin, Tri-n-propylamin, Tri-iso- propylamin, Tri-n-butylamin, Tri-tert.-butylamin, Tri-sec.-butyl-amin, Tri-iso-butylamin, Tri-tert- amylamin, Tri-n-hexylamin, Tri-n-heptylamin, Tri-n-octylamin, Tri-(2-ethylhexyl)amin, Tricyclo- pentylamin, Tricyclohexylamin, Triphenylamin, Dimethylethylamin, Methyl-n-butylamin, N- Methyl-N-phenylamin, N,N-Dimethyl-N-phenylamin, N-Methyl-N,N-diphenylamin oder N-Methyl- N-ethyl-N-n-butylamin. Weiterhin kann als derartige stickstoffhaltige basische Verbindung auch eine Verbindung mit mehreren, insbesondere mit zwei oder drei Stickstoffatomen und mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen eingesetzt werden, wobei diese Stickstoffatome jeweils unabhängig voneinander Wasserstoffatome oder aliphatische, cycloaliphatische oder aromatische Substituenten tragen. Beispie- le für solche Polyamine sind 1 ,2-Ethylendiamin, 1 ,3-Propylendiamin, 1 ,4-Butylendiamin, Diethy- lentriamin, N-Methyl-1 ,2-ethylendiamin, N,N-Dimethyl-1 ,2-ethylendiamin, N,N'-Dimethyl-1 ,2- ethylendiamin oder N,N-Dimethyl-1 ,3-propylendiamin. Butylamine, tert-amylamine, n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, 2-ethylhexylamine, cyclopentylamine, cyclohexylamine, aniline, dimethylamine, diethylamine, di-n-propylamine, diisopropylamine, di-n -butylamine, di-tert-butylamine, di-sec-butylamine, di-iso-butylamine, di-tert-amylamine, di-n-hexylamine, di-n-heptylamine, di-n-octyl-amine, di - (2-ethylhexyl) amine, dicyclopentylamine, dicyclohexylamine, diphenylamine, trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, triisopropylamine, tri-n-butylamine, tri-tert-butylamine, tri-sec. butylamine, tri-iso-butylamine, tri-tert-amylamine, tri-n-hexylamine, tri-n-heptylamine, tri-n-octylamine, tri (2-ethylhexyl) amine, tricyclopentylamine, tricyclohexylamine, triphenylamine , Dimethylethylamine, methyl-n-butylamine, N-methyl-N-phenylamine, N, N-dimethyl-N-phenylamine, N-methyl-N, N-diphenylamine or N-methyl-N-ethyl-Nn-butylamine. Furthermore, as such nitrogen-containing basic compound, a compound having a plurality, in particular having two or three nitrogen atoms and having 2 to 20 carbon atoms are used, these nitrogen atoms each independently of one another carry hydrogen atoms or aliphatic, cycloaliphatic or aromatic substituents. Examples of such polyamines are 1, 2-ethylenediamine, 1, 3-propylenediamine, 1, 4-butylenediamine, diethylenetriamine, N-methyl-1, 2-ethylenediamine, N, N-dimethyl-1, 2-ethylenediamine , N, N'-dimethyl-1, 2-ethylenediamine or N, N-dimethyl-1,3-propylenediamine.
Als derartige stickstoffhaltige basische Verbindung eignet sich hierbei jedoch insbesondere ein gesättigter, teilungesättigter oder ungesättigter stickstoffhaltiger Fünfring- oder Sechsring- Heterocyclus, der ein, zwei oder drei Ringstickstoffatome enthält und ein oder zwei weitere Ringheteroatome aus der Gruppe Sauerstoff und Schwefel und/oder Hydrocarbylreste, insbesondere d- bis C4-Alkylreste und/oder Phenyl, und/oder funktionelle Gruppen oder Heteroato- me als Substituenten, insbesondere Fluor, Chlor, Brom, Nitro und/oder Cyano, aufweisen kann, beispielweise Pyrrolidin, Pyrrol, Imidazol, 1 ,2,3- oder 1 ,2,4-Triazol, Oxazol, Thiazol, Piperidin, Pyrazan, Pyrazol, Pyridazin, Pyrimidin, Pyrazin, 1 ,2,3-, 1 ,2,4- oder 1 ,2,5-Triazin, 1 ,2,5- Oxathiazin, 2H-1 ,3,5-Thiadiazin oder Morpholin. However, such a nitrogen-containing basic compound is in particular a saturated, partially unsaturated or unsaturated nitrogen-containing five-membered or six-membered heterocycle containing one, two or three ring nitrogen atoms and one or two further ring heteroatoms from the group oxygen and sulfur and / or hydrocarbyl, in particular C 1 - to C 4 -alkyl radicals and / or phenyl, and / or functional groups or heteroatoms as substituents, in particular fluorine, chlorine, bromine, nitro and / or cyano, may have, for example pyrrolidine, pyrrole, imidazole, 1, 2 , 3- or 1, 2,4-triazole, oxazole, thiazole, piperidine, pyrazane, pyrazole, pyridazine, pyrimidine, pyrazine, 1, 2,3-, 1, 2,4- or 1, 2,5-triazine, 1, 2,5-oxathiazine, 2H-1, 3,5-thiadiazine or morpholine.
In ganz besonderem Maße eignet sich als derartige stickstoffhaltige basische Verbindung je- doch Pyridin oder ein Derivat des Pyridins (insbesondere ein mono-, di- oder tri-d- bis C4- alkylsubstituertes Pyridin) wie 2-, 3-, oder 4-Methylpyridin (Picoline), 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4-, 3,5- oder 3,6-Dimethylpyridin (Lutidine), 2,4,6-Trimethylpyridin (Collidin), 2-, 3,- oder 4-tert- Butylpyridin, 2-tert.-Butyl-6-methylpyridin, 2,4-, 2,5-, 2,6- oder 3,5-Di-tert.-butylpyridin oder auch 2-, 3,- oder 4-Phenylpyridin. However, very particularly suitable as such nitrogen-containing basic compound is pyridine or a derivative of pyridine (in particular a mono-, di- or tri-d- to C 4 -alkyl-substituted pyridine), such as 2, 3, or 4 Methylpyridine (picolines), 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4-, 3,5- or 3,6-dimethylpyridine (lutidines), 2,4,6- Trimethylpyridine (collidine), 2-, 3, - or 4-tert-butylpyridine, 2-tert-butyl-6-methylpyridine, 2,4-, 2,5-, 2,6- or 3,5-di- tert-butylpyridine or also 2-, 3, - or 4-phenylpyridine.
Man kann ein einzelne stickstoffhaltige basische Verbindung oder Mischungen solcher stickstoffhaltiger basischer Verbindungen einsetzen. One can use a single nitrogen-containing basic compound or mixtures of such nitrogen-containing basic compounds.
Die für die vorliegende Erfindung genannte erfindungswesentliche Polymerisationsmethode für Isobuten oder Isobuten enthaltende Monomerengemische gemäß Ausführungsform (B) wird nachfolgend wiedergegeben. The invention for the present invention mentioned polymerization method for isobutene or isobutene-containing monomer mixtures according to embodiment (B) is reproduced below.
Unter Isobutenhomopolymeren versteht man im Rahmen der vorliegenden Erfindung solche Polymere, die bezogen auf das Polymer zu wenigstens 98 Mol-%, vorzugsweise zu wenigstens 99 Mol-% aus Isobuten aufgebaut sind. Dementsprechend versteht man unter Isobutencopoly- meren solche Polymere, die mehr als 2 Mol-% Monomere einpolymerisiert enthalten, die von Isobuten verschieden sind, beispielsweise lineare Butene. In the context of the present invention, isobutene homopolymers are understood to mean those polymers which, based on the polymer, are composed of at least 98 mol%, preferably at least 99 mol%, of isobutene. Accordingly, isobutene copolymers are understood to mean those polymers which contain more than 2 mol% of monomers in copolymerized form which are different from isobutene, for example linear butenes.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung gelten für generisch definierte Reste folgende Definitio- nen: Ein C bis Ce-Alkylrest ist ein linearer oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen. Beispiele hierfür sind Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, 2-Butyl, Isobutyl, tert.-Butyl, Pentyl, 1 -Methylbutyl, 2-Methylbutyl, 3-Methylbutyl, 2,2-Dimethylpropyl, 1 -Ethylpropyl, n-Hexyl, 1 ,1 -Dimethylpropyl, 1 ,2-Dimethylpropyl, 1 -Methylpentyl, 2-Methylpentyl, 3-Methyl-pentyl, 4- Methylpentyl, 1 ,1 -Dimethylbutyl, 1 ,2-Dimethylbutyl, 1 ,3-Dimethylbutyl, 2,2-Dimethylbutyl, 2,3- Dimethylbutyl, 3,3-Dimethylbutyl, 1 -Ethylbutyl, 2-Ethylbutyl, 1 ,1 ,2-Trimethylpropyl, 1 ,2,2- Trimethylpropyl, 1 -Ethyl-1 -methylpropyl, 1 -Ethyl-2-methylpropyl, n-Heptyl, n-Octyl und dessen Konstitutionsisomere wie 2-Ethyl-hexyl. Derartige d- bis Ce-Alkylreste können auch in geringem Umfang Heteroatome wie Sauerstoff, Stickstoff oder Halogenatome, z. B. Chlor oder Fluor, und/oder nicht-protische funktionelle Gruppen wie beispielsweise Carboxylestergruppen, Cyanogruppen oder Nitrogruppen enthalten. In the context of the present invention, the following definitions apply to generically defined radicals: A C to Ce alkyl radical is a linear or branched alkyl radical having 1 to 8 carbon atoms. Examples of these are methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, 2-butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl, 1-methylbutyl, 2-methylbutyl, 3-methylbutyl, 2,2-dimethylpropyl, 1 - Ethylpropyl, n-hexyl, 1, 1-dimethylpropyl, 1, 2-dimethylpropyl, 1-methylpentyl, 2-methylpentyl, 3-methyl-pentyl, 4-methylpentyl, 1, 1-dimethylbutyl, 1, 2-dimethylbutyl, 1, 3-dimethylbutyl, 2,2-dimethylbutyl, 2,3-dimethylbutyl, 3,3-dimethylbutyl, 1-ethylbutyl, 2-ethylbutyl, 1, 1, 2-trimethylpropyl, 1, 2,2-trimethylpropyl, 1-ethyl 1-methylpropyl, 1-ethyl-2-methylpropyl, n-heptyl, n-octyl and its constitutional isomers such as 2-ethyl-hexyl. Such d- to Ce-alkyl radicals can also to a small extent heteroatoms such as oxygen, nitrogen or halogen atoms, eg. As chlorine or fluorine, and / or non-protic functional groups such as carboxyl ester groups, cyano groups or nitro groups.
Ein C bis C2o-Alkylrest ist ein linearer oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen. Beispiele hierfür sind die oben genannten d- bis Ce-Alkylreste und darüber hinaus n- Nonyl, iso-Nonyl, n-Decyl, 2-Propylheptyl, n-Undecyl, n-Dodecyl, n-Tridecyl, iso-Tridecyl, n- Tetradecyl, n-Hexadecyl, n-Octadecyl und n-Eicosyl. Derartige d- bis C2o-Alkylreste können auch in geringem Umfang Heteroatome wie Sauerstoff, Stickstoff oder Halogenatome, z. B. Chlor oder Fluor, und/oder nicht-protische funktionelle Gruppen wie beispielsweise Carboxylestergruppen, Cyanogruppen oder Nitrogruppen enthalten. A C 2 to C 20 alkyl radical is a linear or branched alkyl radical having 1 to 20 carbon atoms. Examples of these are the abovementioned C 1 - to C 6 -alkyl radicals and furthermore n-nonyl, isononyl, n-decyl, 2-propylheptyl, n-undecyl, n-dodecyl, n-tridecyl, isotridecyl, n-tetradecyl , n-hexadecyl, n-octadecyl and n-eicosyl. Such C 1 - to C 20 -alkyl radicals can also to a small extent heteroatoms such as oxygen, nitrogen or halogen atoms, eg. As chlorine or fluorine, and / or non-protic functional groups such as carboxyl ester groups, cyano groups or nitro groups.
Ein C bis C2o-Halogenalkylrest bzw. ein d- bis Ce-Halogenalkylrest ist ein Rest mit den für Ci- bis C2o-Alkylreste bzw. d- bis Ce-Alkylreste oben genanntem Grundgerüsten, in dem jedoch in größerem Umfang die Wasserstoffatome durch Halogenatome, inbesondere durch Fluor- und/oder Chloratome ersetzt sind. Vorzugsweise sind alle oder nahezu alle Wasserstoffatome durch Halogenatome, inbesondere durch Fluor- und/oder Chloratome, ersetzt. Typische Beispiele für solche Reste sind d- bis C4-Alkylreste, bei denen mindestens 60%, insbesondere mindestens 75%, vor allem mindestens 90% der Anzahl der Wasserstoffatome durch Fluor- und/oder Chloratome ersetzt sind, beispielsweise Dichlormethyl, Trichlormethyl, Difluormethyl, Trifluormethyl, Chlordifluormethyl, Fluordichlormethyl, Pentachlorethyl oder Pentafluorethyl. A C 2 to C 20 haloalkyl radical or a C 1 to C 12 haloalkyl radical is a radical having the basic skeletons mentioned above for C 1 - to C 20 -alkyl radicals or C 1 - to C -alkyl radicals, in which, however, to a greater extent the hydrogen atoms are represented by halogen atoms, are replaced in particular by fluorine and / or chlorine atoms. Preferably, all or nearly all hydrogen atoms are replaced by halogen atoms, in particular by fluorine and / or chlorine atoms. Typical examples of such radicals are C 1 - to C 4 -alkyl radicals in which at least 60%, in particular at least 75%, especially at least 90% of the number of hydrogen atoms are replaced by fluorine and / or chlorine atoms, for example dichloromethyl, trichloromethyl, difluoromethyl, Trifluoromethyl, chlorodifluoromethyl, fluorodichloromethyl, pentachloroethyl or pentafluoroethyl.
Ein C5- bis Ce-Cycloalkylrest ist ein gesättigter cyclischer Rest, der Alkylseitenketten enthalten kann. Beispiele hierfür sind Cyclopentyl, 2- oder 3- Methyl cyclo pentyl, 2,3-, 2,4- oder 2,5- Dimethylcyclopentyl, Cyclohexyl, 2-, 3- oder 4-Methylcyclohexyl, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4-, 3,5- oder 3,6-Dimethylcyclohexyl, Cylcoheptyl, 2-, 3- oder 4-Methylcycloheptyl, Cyclooctyl, 2-, 3-, 4- oder 5-Methylcyclooctyl. Derartige C5- bis Ce-Cycloalkylreste können auch in geringem Umfang Heteroatome wie Sauerstoff, Stickstoff oder Halogenatome, z. B. Chlor oder Fluor, und/oder nicht-protische funktionelle Gruppen wie beispielsweise Carboxylestergruppen, Cyanogruppen oder Nitrogruppen enthalten. Ein CQ- bis C2o-Arylrest bzw. ein CQ- bis Ci2-Arylrest steht vorzugsweise für gegebenenfalls substituiertes Phenyl, gegebenenfalls substituiertes Naphthyl, gegebenenfalls substituiertes Anthracenyl oder gegebenenfalls substituiertes Phenanthrenyl. Derartige Arylreste können 1 bis 5 nicht-protische Substituenten oder nicht-protische funktionelle Gruppen tragen, beispielsweise d- bis Ce-Alkyl, d- bis Ce-Halogenalkyl wie d- bis Ce-Chloralkyl oder d- bis Ce-Fluoralkyl, Halogen wie Chlor oder Fluor, Nitro, Cyano oder Phenyl. Beispiele für solche Arylreste sind Phenyl, Naphthyl, Biphenyl, Anthracenyl, Phenanthrenyl, Tolyl, Nitrophenyl, Chlorphenyl, Dichlorphenyl, Pentafluorphenyl, Pentachlorphenyl, (Trifluormethyl)phenyl, Bis(tri- fluormethyl)phenyl, (Trichlor)methyl-phenyl und Bis(trichlormethyl)phenyl. A C5 to Ce cycloalkyl group is a saturated cyclic group which may contain alkyl side chains. Examples of these are cyclopentyl, 2- or 3-methylcyclopentyl, 2,3-, 2,4- or 2,5-dimethylcyclopentyl, cyclohexyl, 2-, 3- or 4-methylcyclohexyl, 2,3-, 2,4 , 2,5-, 2,6-, 3,4-, 3,5- or 3,6-dimethylcyclohexyl, cycloheptyl, 2-, 3- or 4-methylcycloheptyl, cyclooctyl, 2-, 3-, 4- or 5-methylcyclooctyl. Such C5 to Ce-cycloalkyl radicals may also to a small extent heteroatoms such as oxygen, nitrogen or halogen atoms, eg. As chlorine or fluorine, and / or non-protic functional groups such as carboxyl ester groups, cyano groups or nitro groups. A CQ to C 20 -aryl radical or a C 12 to C 12 -aryl radical is preferably optionally substituted phenyl, optionally substituted naphthyl, optionally substituted anthracenyl or optionally substituted phenanthrenyl. Such aryl radicals can 1 to 5 carry non-protic substituents or non-protic functional groups, for example d- to Ce-alkyl, d- to Ce-haloalkyl such as d- to Ce-chloroalkyl or d- to Ce-fluoroalkyl, halogen, such as chlorine or fluorine, nitro, Cyano or phenyl. Examples of such aryl radicals are phenyl, naphthyl, biphenyl, anthracenyl, phenanthrenyl, tolyl, nitrophenyl, chlorophenyl, dichlorophenyl, pentafluorophenyl, pentachlorophenyl, (trifluoromethyl) phenyl, bis (trifluoromethyl) phenyl, (trichloro) methylphenyl and bis (trichloromethyl ) phenyl.
Ein C7- bis C2o-Arylalkylrest bzw. ein C7- bis Ci2-Arylalkylrest steht vorzugsweise für gegebenenfalls substituiertes d- bis C4-Alkylphenyl wie Benzyl, o-, m- oder p-Methyl-benzyl, 1 - oder 2- Phenylethyl, 1 -, 2- oder 3-Phenylpropyl oder 1 -, 2-, 3- oder 4-Phenylbutyl, für gegebenenfalls substituiertes d- bis C4-Alkylnaphthyl wie Naphthylmethyl, für gegebenenfalls substituiertes Ci- bis C4-Alkylanthracenyl wie Anthracenylmethyl oder für gegebenenfalls substituiertes d- bis C4- Alkylphenanthrenyl wie Phenanthrenylmethyl. Derartige Arylalkylreste können 1 bis 5 nicht- protische Substituenten oder nicht-protische funktionelle Gruppen, insbesondere am Aryl-Teil, tragen, beispielsweise d- bis Ce-Alkyl, d- bis Ce-Halogenalkyl wie d- bis Ce-Chloralkyl oder C bis Ce-Fluoralkyl, Halogen wie Chlor oder Fluor, Nitro oder Phenyl. A C 7 - to C 20 -arylalkyl radical or a C 7 - to C 12 -arylalkyl radical is preferably optionally substituted C 1 -C 4 -alkylphenyl, such as benzyl, o-, m- or p-methylbenzyl, 1- or 2-phenylethyl , 1-, 2- or 3-phenylpropyl or 1-, 2-, 3- or 4-phenylbutyl, optionally substituted d- to C4-alkylnaphthyl such as naphthylmethyl, optionally substituted ci- to C4-alkylanthracenyl such as anthracenylmethyl or optionally substituted C 1 to C 4 alkylphenanthrenyl such as phenanthrenylmethyl. Such arylalkyl radicals can carry 1 to 5 non-protic or non-protic functional groups, in particular on the aryl part, for example d- to Ce-alkyl, d- to Ce-haloalkyl such as d- to Ce-chloroalkyl or C to Ce -Fluoralkyl, halogen such as chlorine or fluorine, nitro or phenyl.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von hochreaktiven Isobutenhomo- oder - copolymeren läuft in aller Regel - bedingt durch die Verwendung des als Polymerisationskata- lysator wirksamen Komplexes aus mindestens einer Lewis-Säure und gegebenenfalls mindestens einem Donor und der beschriebenen Initiatoren - nach einem kationischen Reaktionsmechanismus ab. As a rule, the process according to the invention for the preparation of highly reactive isobutene homo- or copolymers is carried out by a cationic reaction mechanism, owing to the use of the complex of at least one Lewis acid and optionally at least one donor and the initiators described, which is effective as a polymerization catalyst.
Das erfindungswesentliche Merkmal ist der Einsatz einer organischen Sulfonsäure der allge- meinen Formel Z-SO3H als mindestens ein Initiator im erfindungsgemäßen Polymerisationsverfahren. Selbstverständlich können auch Mischungen verschiedener Sulfonsäuren Z-SO3H eingesetzt werden. Neben diesen Sulfonsäure-Initiatoren können weitere Initiator-Moleküle aus anderen chemischen Substanzklassen mitverwendet werden. Die Variable Z steht vorzugsweise für einen C bis Ce-Alkylrest, C bis Ce-Halogen-alkylrest, C5- bis Ce-Cycloalkylrest, CQ- bis Ci2-Arylrest oder einen C7- bis Ci2-Arylalkylrest. Besonders bevorzugt steht Z für einen einen C bis C4-Alkylrest, einen C bis C4-Halogenalkylrest, einen gegebenenfalls substituierten Phenylrest, z. B. einen Tolylrest oder einen Xylylrest, oder einen gegebenenfalls substituierten Cr bis C4-Alkylphenyl-rest, z. B. einen Benzylrest. The feature essential to the invention is the use of an organic sulfonic acid of the general formula Z-SO3H as at least one initiator in the polymerization process according to the invention. Of course, mixtures of different sulfonic acids Z-SO3H can be used. In addition to these sulfonic acid initiators further initiator molecules from other chemical classes can be used. The variable Z preferably represents a C to Ce-alkyl radical, C to Ce-halogen-alkyl radical, C5 to Ce-cycloalkyl radical, CQ to C12-aryl radical or a C 7 - to C 12 -arylalkyl radical. Particularly preferably, Z represents a a C to C 4 alkyl radical, a C to C 4 haloalkyl group, an optionally substituted phenyl radical, z. A tolyl radical or a xylyl radical, or an optionally substituted C 1 to C 4 alkylphenyl radical, e.g. B. a benzyl radical.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung setzt man als mindestens einen Initiator eine organische Sulfonsäure ausgewählt aus Methansulfonsäure, Trifluormethansulfonsäure, Trichlormethansulfonsäure und Toluolsulfonsäure oder Mischungen hieraus ein. In a particularly preferred embodiment of the present invention, at least one initiator is an organic sulfonic acid selected from methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, trichloromethanesulfonic acid and toluenesulfonic acid or mixtures thereof.
Als Lewis-Säure eignen sich als Polymerisationskatalysator bzw. im als Polymerisationskatalysator wirksamen Komplex im Prinzip alle per definitionem als Lewis-Säuren ausgewiesene an- organischen Moleküle, insbesondere jedoch Halogenverbindungen von Metallen und Halbmetallen des Periodensystems der Elemente, deren Valenzen vollständig durch Halogenatome abgesättigt sind oder die neben den Halogensubstituenten noch ein oder mehrere organische Kohlenstoffreste - insbesondere d- bis C4-Alkylreste - tragen. Als Halogensubstituenten in diesen Elementhalogeniden und Elementalkylhalogeniden kommen hierbei Jod, Brom und insbesondere Fluor und vor allem Chlor in Betracht. Es können natürlich auch Mischungen solcher Elementhalogenide oder solcher Elementalkylhalogenide jeweils untereinander und auch miteinander eingesetzt werden. Verwendet man beispielsweise die Halogenide oder Alkylhalogenide des Aluminiums als solche Lewis-Säuren, können typischerweise folgende Spezies zum Einsatz kommen: Aluminiumtriflu- orid, Aluminiumtrichlorid, Aluminiumtribromid; als Aluminiumalkylhalogenide Mono(Ci- bis C4- alkyl)aluminiumdihalogenide oder Di(Ci- bis C4-alkyl)alu-miniummonohalogenid wie Methylalu- miniumdichlorid, Ethylaluminiumdichlond, Dimethylaluminiumchlond oder Diethylaluminiumchlo- rid. Suitable Lewis acids in the polymerization catalyst or in the complex which acts as the polymerization catalyst are in principle all, by definition, Lewis acids. organic molecules, but in particular halogen compounds of metals and semimetals of the Periodic Table of the Elements whose valences are completely saturated by halogen atoms or in addition to the halogen substituents still one or more organic carbon radicals - especially C 1 to C 4 alkyl radicals - carry. Suitable halogen substituents in these element halides and elemental alkyl halides are iodine, bromine and, in particular, fluorine and especially chlorine. It is of course also possible to use mixtures of such elemental halides or those elemental alkyl halides with one another and with one another. If, for example, the halides or alkyl halides of aluminum are used as such Lewis acids, typically the following species can be used: aluminum trifluoride, aluminum trichloride, aluminum tribromide; aluminum alkyl halides as mono (Ci to C 4 - alkyl) aluminiumdihalogenide or di (Ci to C4 alkyl) alu-miniummonohalogenid as Methylalu- miniumdichlorid, Ethylaluminiumdichlond, Dimethylaluminiumchlond or Diethylaluminiumchlo- chloride.
In einer bevorzugten Ausführungsform setzt man als Lewis-Säure für den Polymerisationskatalysator bzw. als Polymerisationskatalysator wirksamen Komplex mindestens eine Verbindung ausgewählt aus den binären Chlor- und Fluorverbindungen der Elemente der 1 . bis 8. Neben- gruppe und der 3. bis 5. Hauptgruppe des Periodensystems ein, wobei die binären Chlorverbindungen gegenüber den binären Fluorverbindungen dieser Elemente bevorzugt sein können. In a preferred embodiment, the Lewis acid used for the polymerization catalyst or as the polymerization catalyst is at least one compound selected from the binary chlorine and fluorine compounds of the elements of FIG. to 8th subgroup and the 3rd to 5th main group of the periodic table, wherein the binary chlorine compounds may be preferred over the binary fluorine compounds of these elements.
Typische derartige binäre Chlorverbindungen sind ScCI3, YCI3, YbCI3, T1CI3, TiCI4, ZrCI4, HfCI4, VC , VCU, NbCI3, NbCI5, TaCI5, CrCI2, CrCI3, MoCI3, M0CI5, WCI5, WCI6, MnCI2, ReCI3, ReCI5, FeCI2, FeCI3, RuCI3, OsCI3, C0CI2, CoCI3, RhCI3, lrCI3, NiCI2, PdCI2, PtCI2, CuCI, CuCI2, AgCI, AuCI, ZnCI2, CdCI2, HgCI, HgCI2, BCI3, AICI3, GaCI3, lnCI3, TIC , SiCU, GeCI4, SnCI2, SnCI3, SnCI4, PbCI2, PbCI4, PCI3, PCI5, AsCI3, SbCI3, SbCI5 und BiCI3. Besonders bevorzugt werden hiervon BCI3, AICI3, TiCU, FeCI2, FeCI3 und ZnCI2. Typische derartige binäre Fluorverbindungen sind ScF3, YF3, YbF3, TiF3, TiF4, ZrF4, HfF4, VF3, VF4, NbF3, NbF5, TaF5, CrF2, CrF3, MoF3, M0F5, WF5, WF6, MnF2, ReF3, ReF5, FeF2, FeF3, RuF3, OsF3, CoF2, CoF3, RhF3, lrF3, NiF2, PdF2, PtF2, CuF, CuF2, AgF, AuF, ZnF2, CdF2, HgF, HgF2, BF3, AIF3, GaF3, lnF3, TIF3, SiF4, GeF4, SnF2, SnF3, SnF4, PbF2, PbF4, PF3, PF5, AsF3, SbF3, SbF5 und BiF3. Besonders bevorzugt werden hiervon BF3, AIF3, TiF4, FeF2, FeF3 und ZnF2. Auch Mischungen von binären Chlor- und Fluorverbindungen können eingesetzt werden. Typical such binary chlorine compounds are ScCl 3 , YCl 3 , YbCl 3 , TlCl 3 , TiCl 4 , ZrCl 4 , HfCl 4 , VC, VCU, NbCl 3 , NbCl 5 , TaCl 5 , CrCl 2 , CrCl 3 , MoCl 3 , MOCl 5, WCI 5, WCI 6, MnCl 2, ReCl 3, ReCl 5, FeCl 2, FeCl 3, RuCl 3, OSCI 3, C0CI2, CoCI 3, RhCl 3, LRCI 3, NiCl 2, PdCl 2, PtCl 2, CuCl, CuCl 2 , AgCl, AuCl, ZnCl 2 , CdCl 2 , HgCl, HgCl 2 , BCI 3 , AICI 3 , GaCl 3 , InCl 3 , TIC, SiCU, GeCl 4 , SnCl 2 , SnCl 3 , SnCl 4 , PbCl 2 , PbCl 4 , PCI 3 , PCI 5 , AsCl 3 , SbCl 3 , SbCl 5 and BiCl 3 . Of these, particularly preferred are BCI 3 , AICI 3 , TiCU, FeCl 2 , FeCl 3 and ZnCl 2 . Typical such fluorine compounds are ScF 3 , YF 3 , YbF 3 , TiF 3 , TiF 4 , ZrF 4 , HfF 4 , VF 3 , VF 4 , NbF 3 , NbF 5 , TaF 5 , CrF 2 , CrF 3 , MoF 3 , M0F5, WF 5, WF 6, MnF 2, REF 3, REF 5, FeF 2, FeF 3, RuF 3, OsF 3, CoF 2, CoF 3, RhF 3, LRF 3, NiF 2, pdf 2, PtF 2, CuF, CuF 2 , AgF, AuF, ZnF 2 , CdF 2 , HgF, HgF 2 , BF 3 , AIF 3 , GaF 3 , InF 3 , TIF 3 , SiF 4 , GeF 4 , SnF 2 , SnF 3 , SnF 4 , PbF 2 , PbF 4 , PF 3 , PF 5 , AsF 3 , SbF 3 , SbF 5 and BiF 3 . Of these, BF 3 , AIF 3 , TiF 4 , FeF 2 , FeF 3 and ZnF 2 are particularly preferred. Mixtures of binary chlorine and fluorine compounds can also be used.
Oftmals können auch binäre Bromverbindungen als derartige Lewis-Säuren eingesetzt werden, solche Bromverbindungen sind beispielsweise: TiBr3l TiBr4l ZrBr4, VBr3l VBr4, CrBr2, CrBr3, MoBr3l MoBrs, WBrs, WBre, MnBr2, FeBr2, FeBr3, CoBr2, CoBr3, NiBr2, PdBr2, PtBr2, CuBr, CuBr2, AgBr, AuBr, ZnBr2, CdBr2, HgBr, HgBr2, BBr3, AIBr3, SiBr.?, SnBr2, SnBr3, SnBr4, PbBr2, PbBr.i, PBr3l PBr>;, AsBr3, SbBr3, SbBr?, und BiBr3. Ganz besonders bevorzugt setzt man die bevorzugten Sulfonsäure-Initiatoren Methansulfon- säure, Trifluormethansulfonsäure, Trichlormethansulfonsäure und Toluolsulfonsäure zusammen mit den bevorzugten Lewis-Säuren bzw. Lewis-Säure-Komplexen mit BCI3, AICI3, TiCk FeCb, FeCb, ZnCb, BF3, AIF3, T1F4, FeF , FeF3 und/oder ZnF? ein, vor allem Methansulfonsäure zu- sammen mit AICH, BF3 oder FeCb, insbesondere wenn Lewis-Säure-Komplexe verwendet werden, die die unten als bevorzugt aufgeführten Dihydrocarbylether der allgemeinen Formel R1-0- R2 und/oder Carbonsäurehydrocarbylester der allgemeinen Formel R3-COOR4 als Donoren enthalten. Vorzugsweise setzt man beim erfindungsgemäßen Verfahren einen als Polymerisationskatalysator wirksamen Komplex einsetzt, welcher als Donor eine organische Verbindung mit mindestens einer Ether-Funktion oder einer Carbonsäureester-Funktion enthält. Es können natürlich auch Mischungen aus unterschiedlichen organischen Verbindung mit mindestens einer Ether- Funktion und/oder aus unterschiedlichen organischen Verbindung mit mindestens einer Car- bonsäureester-Funktion eingesetzt werden. Weist der als Polymerisationskatalysator wirksame Komplex als Donor eine organische Verbindung mit mindestens einer Ether-Funktion auf, sind unter Verbindungen mit mindestens einer Ether-Funktion auch Acetale und Halbacetale zu verstehen. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung setzt man einen als Polymerisationskatalysator wirksamen Komplex aus mindestens einer Lewis-Säure und mindestens einem Donor ein, bei dem die als Donor fungierende organische Verbindung einen Dihydrocarbylether der allgemeinen Formel R1-0-R2, in der die Variablen R1 und R2 unabhängig voneinander Cr bis C2o-Alkylreste, insbesondere, d- bis Ce-Alkylreste, C5- bis Ce-Cycloalkylreste, CQ- bis C2o-Arylreste, insbesondere CQ- bis Ci2-Arylreste, oder C7- bis C2o-Arylalkylreste, insbesondere C7- bis Ci2-Arylalkylreste, bezeichnen, oder einen Carbonsäurehydrocarbylester der allgemeinen Formel R3-COOR4 darstellt, in der die Variablen R3 und R4 unabhängig voneinander d- bis C2o-Alkylreste, insbesondere, d- bis Ce-Alkylreste, C5- bis Ce-Cycloalkylreste, CQ- bis C2o-Arylreste, insbesondere CQ- bis Ci2-Arylreste, oder C7- bis C2o-Arylalkylreste, insbesondere C7- bis Ci2-Arylalkylreste, bezeichnen. Often binary bromine compounds can be used as such Lewis acids, such bromine compounds are, for example: TiBr 3l TiBr 4l ZrBr 4, VBr 3l VBr 4, CrBr 2, CrBr 3, MoBr 3l MoBrs, WBRS, WBre, MnBr 2, FeBr 2, FeBr 3 , CoBr 2 , CoBr 3 , NiBr 2 , PdBr 2 , PtBr 2 , CuBr, CuBr 2 , AgBr, AuBr, ZnBr 2 , CdBr 2 , HgBr, HgBr 2 , BBr 3 , AIBr 3 , SiBr 1, SnBr 2 , SnBr 3, SnBr 4, PbBr 2, PbBr.i, PBr 3l PBr>; , AsBr 3 , SbBr 3 , SbBr ?, and BiBr 3 . Very particular preference is given to the preferred sulfonic acid initiators methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, trichloromethanesulfonic acid and toluenesulfonic acid together with the preferred Lewis acids or Lewis acid complexes with BCI3, AICI3, TiCk FeCb, FeCb, ZnCb, BF3, AIF3, T1F4 , FeF, FeF3 and / or ZnF? in particular, methanesulfonic acid together with AICH, BF3 or FeCb, in particular if Lewis acid complexes are used which contain the dihydrocarbyl ethers of the general formula R 1 -O-R 2 and / or carboxylic acid hydrocarbyl esters of general formula R listed below as preferred 3 -COOR 4 as donors included. The process according to the invention preferably uses a complex which acts as a polymerization catalyst and contains as donor an organic compound having at least one ether function or one carboxylic ester function. It is of course also possible to use mixtures of different organic compounds having at least one ether function and / or of different organic compounds having at least one carboxylic acid ester function. If the complex acting as the polymerization catalyst has an organic compound with at least one ether function as donor, compounds having at least one ether function are also to be understood as meaning acetals and hemiacetals. In a preferred embodiment of the present invention, a polymerization catalyst complex of at least one Lewis acid and at least one donor is used in which the donor organic compound is a dihydrocarbyl ether of the general formula R 1 -O-R 2 , in which Variables R 1 and R 2 independently of one another are C 1 - to C 20 -alkyl radicals, in particular, C 1 - to C 6 -alkyl radicals, C 5 - to C 6 -cycloalkyl radicals, C 2 - to C 20 -aryl radicals, in particular C 1 - to C 12 -aryl radicals, or C 7 - to C 2 - arylalkyl radicals, in particular C 7 - to C 12 -arylalkyl radicals, denote or a carboxylic acid hydrocarbyl ester of the general formula R 3 -COOR 4 , in which the variables R 3 and R 4 independently of one another are C 1 - to C 20 -alkyl radicals, in particular to Ce-alkyl radicals, C5- to Ce-cycloalkyl radicals, CQ- to C20-aryl radicals, in particular CQ- to C 12 -aryl radicals, or C 7 - to C 20 -aryl arylalkyl radicals, in particular C 7 - to C 12 -aryl arylalkyl radicals.
Die genannten Dihydrocarbylether können offenkettig oder cyclisch sein, wobei sich bei den cyclischen die beiden Variablen R1 und R2 zu einem Ring schließen, wobei solche Ringe auch zwei oder drei Ethersauerstoffatom enthalten können. Beispiele für derartige offenkettige und cyclische Dihydrocarbylether sind Dimethylether, Diethylether, Di-n-propylether, Diisopropy- lether, Di-n-butylether, Di-sec.-butylether, Diisobutylether, Di-n-pentylether, Di-n-hexylether, Di- n-heptylether, Di-n-octylether, Di-(2-ethylhexyl)ether, Methyl-n-butylether, Methyl-sec- butylether, Methyl-isobutylether, Methyl-tert.-butyl-ether, Ethyl-n-butylether, Ethyl-sec- butylether, Ethyl-isobutylether, n-Propyl-n-butylether, n-Propyl-sec.-butylether, n-Propyl- isobutylether, n-Propyl-tert.-butylether, lso-propyl-n-butylether, Isopropyl-sec.-butylether, I- sopropyl-isobutylether, Isopropyl-tert.-butylether, M ethyl-n-hexylether, Methyl-n-octylether, Me- thyl-(2-ethylhexyl)ether, Ethyl-n-hexylether, Ethyl-n-octylether, Ethyl-(2-ethylhexyl)ether, n-Butyl- n-octylether, n-Butyl-(2-ethylhexyl)ether, Tetrahydrofuran, Tetrahydropyran, 1 ,2-, 1 ,3- und 1 ,4- Dioxan, Dicylcohexylether, Diphenylether, Ditolylether, Dixylylether und Dibenzylether. Von den genannten Dihydrocarbylethern haben sich hierbei Di-n-butylether und Diphenylether als Donoren, insbesondere in Kombination mit den Lewis-Säuren BCI3, AICI3, TiCU, FeCb, FeCb und ZnCb, als besonders vorteilhaft herausgestellt. The dihydrocarbyl ethers mentioned may be open-chain or cyclic, wherein in the case of the cyclic the two variables R 1 and R 2 form a ring, such rings also being able to contain two or three ether oxygen atoms. Examples of such open-chain and cyclic dihydrocarbyl ethers are dimethyl ether, diethyl ether, di-n-propyl ether, diisopropyl ether, di-n-butyl ether, di-sec-butyl ether, diisobutyl ether, di-n-pentyl ether, di-n-hexyl ether, di - n-heptyl ether, di-n-octyl ether, di- (2-ethylhexyl) ether, methyl n-butyl ether, methyl sec-butyl ether, methyl isobutyl ether, methyl tert-butyl ether, ethyl n-butyl ether , Ethyl sec-butyl ether, ethyl isobutyl ether, n-propyl n-butyl ether, n-propyl sec-butyl ether, n-propyl isobutyl ether, n-propyl tert-butyl ether, iso-propyl n-butyl ether Isopropyl sec-butyl ether, isopropyl isobutyl ether, isopropyl tert-butyl ether, methyl-n-hexyl ether, methyl n-octyl ether, methyl (2-ethylhexyl) ether, ethyl n-hexyl ether , Ethyl n-octyl ether, ethyl (2-ethylhexyl) ether, n-butyl n-octyl ether, n-butyl (2-ethylhexyl) ether, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, 1, 2-, 1, 3- and 1, 4-dioxane, dicyclohexyl ether, diphenyl ether, ditolyl ether, dixylyl ether and dibenzyl ether. Of the dihydrocarbyl ethers mentioned, di-n-butyl ether and diphenyl ether have proven to be particularly advantageous as donors, in particular in combination with the Lewis acids BCI 3 , AICI 3 , TiCU, FeCb, FeCb and ZnCb.
Beispiele für die genannten Carbonsäurehydrocarbylester sind Ameisensäure-methylester, A- meisensäure-ethylester, Ameisensäure-n-propylester, Ameisensäure-isopropylester, Ameisen- säure-n-butylester, Ameisensäure-sec.-butylester, Ameisensäure-isobutylester, Ameisensäure- tert.-butylester, Essigsäure-methylester, Essigsäure-ethylester, Essigsäure-n-propylester, Es- sigsäure-isopropylester, Essigsäure-n-butylester, Essigsäure-sec.-butylester, Essigsäure- isobutylester, Essigsäure-tert.-butylester, Propionsäure-methylester, Propionsäure-ethylester, Propionsäure-n-propylester, Propionsäure-isopropylester, Propionsäure-n-butylester, Propion- säure-sec.-butylester, Propionsäure-isobutylester, Propionsäure-tert.-butylester, Buttersäure- methylester, Buttersäure-ethylester, Buttersäure-n-propylester, Buttersäure-isopropylester, But- tersäure-n-butylester, Buttersäure-sec.-butylester, Buttersäure-isobutylester, Buttersäure-tert- butylester, Cyclohexancarbonsäure-methylester, Cyclohexancarbonsäure-ethylester, Cyclohe- xancarbonsäure-n-propylester, Cyclohexancarbonsäure-isopropylester, Cyclohexancarbonsäu- re-n-butylester, Cyclohexancarbonsäure-sec.-butylester, Cyclohexancarbonsäure-isobutylester, Cyclohexancarbonsäure-tert.-butylester, Benzoesäure-methylester, Benzoesäure-ethylester, Benzoesäure-n-propylester, Benzoesäure-iso-propylester, Benzoesäure-n-butylester, Benzoe- säure-sec.-butylester, Benzoesäure-isobutylester, Benzoesäure-tert.-butylester, Phenylessig- säure-methylester, Phenylessigsäure-ethylester, Phenylessigsäure-n-propylester, Phenylessig- säure-isopropylester, Phenylessigsäure-n-butylester, Phenylessigsäure-sec.-butylester, Pheny- lessigsäure-isobutylester und Phenylessigsäure-tert.-butylester. Von den genannten Carbon- säurehydrocarbylestern hat sich hierbei Essigsäureethylester als Donor, insbesondere in Kombination mit den Lewis-Säuren BCI3, AICI3, TiCU, FeCb, FeCb und ZnCb, als besonders vorteilhaft herausgestellt. Weiterhin haben sich solche Dihydrocarbylether und Carbonsäurehydrocarbylester als Donoren, insbesondere in Kombination mit den Lewis-Säuren BCI3, AICI3, TiCU, FeCb, FeCb und ZnCb, als besonders vorteilhaft herausgestellt, bei denen die Donor-Verbindung eine Gesamt- Kohlenstoffzahl von 3 bis 16, vorzugsweise von 4 bis 16, insbesondere von 4 bis 12, vor allem von 4 bis 8, aufweist. Bei den Dihydrocarbylethern speziell werden vor allem solche mit insge- samt 6 bis 14, insbesondere 8 bis 12 Kohlenstoffatomen bevorzugt. Bei den Carbonsäure- hydrocarbylestern speziell werden vor allem solche mit insgesamt 3 bis 10, insbesondere 4 bis 6 Kohlenstoffatomen bevorzugt. Examples of the abovementioned carboxylic acid hydrocarbyl esters are methyl formate, ethyl formate, formic acid n-propyl ester, formic acid isopropyl ester, n-butyl formate, sec-butyl formate, formic acid isobutyl ester, formic acid tert. butyl ester, methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, isopropyl acetate, n-butyl acetate, sec-butyl acetate, isobutyl acetate, tert-butyl acetate, methyl propionate, Propionic acid ethyl ester, propionic acid n-propyl ester, propionic acid isopropyl ester, n-butyl propionate, sec-butyl propionate, isobutyl propionate, tert-butyl propionate, methyl butyrate, ethyl butyrate, butyric acid n-propyl ester, butyric acid isopropyl ester, n-butyl butyrate, secbutyl butbutyrate, isobutyl butyrate, tert-butyl butyrate, cyclohexanecarboxylic acid methyl ester, ethyl cyclohexanecarboxylate, n-propyl cyclohexanecarboxylate, isopropyl cyclohexanecarboxylate, n-butyl cyclohexanecarboxylate, sec-butyl cyclohexanecarboxylate, isobutyl cyclohexanecarboxylate, tert-butyl cyclohexanecarboxylate, methyl benzoate, Benzoic acid ethyl ester, n-propyl benzoate, iso-propyl benzoate, n-butyl benzoate, sec-butyl benzoate, isobutyl benzoate, tert-butyl benzoate, methyl phenylacetic acid, phenylacetic acid ethyl ester, phenylacetic acid n-propyl ester, isopropyl phenylacetate, n-butyl phenylacetate, sec-butyl phenylacetate, isobutyl phenoxyacetate and tert-butyl phenylacetate. Of the carboxylic acid hydrocarbyl esters mentioned, ethyl acetate has proved to be particularly advantageous as a donor, in particular in combination with the Lewis acids BCI3, AICI3, TiCU, FeCb, FeCb and ZnCb. Furthermore, such dihydrocarbyl ethers and Carbonsäurehydrocarbylester as donors, especially in combination with the Lewis acids BCI3, AICI3, TiCU, FeCb, FeCb and ZnCb, have been found to be particularly advantageous in which the donor compound has a total carbon number of 3 to 16, preferably from 4 to 16, in particular from 4 to 12, especially from 4 to 8, having. In the case of the dihydrocarbyl ethers, especially those with a total of 6 to 14, in particular 8 to 12, carbon atoms are particularly preferred. In the case of the carboxylic acid hydrocarbyl esters in particular, especially those having a total of 3 to 10, in particular 4 to 6, carbon atoms are preferred.
Das Molverhältnis der genannten Donor-Verbindungen zum zu den Lewis-Säuren, also speziell zu den genannten Elementhalogeniden und Elementalkylhalogeniden, insbesondere zu denThe molar ratio of said donor compounds to the Lewis acids, that is especially to said elemental halides and elemental alkyl halides, in particular to the
Lewis-Säuren BCb, AlCb, TiCU, FeCb. FeCb und ZnCb, im als Polymerisationskatalysator wirksamen Komplex bewegt sich in der Regel im Bereich von 0,3 : 1 bis 1 ,5 : 1 , insbesondere von 0,5 : 1 bis 1 ,2 : 1 , vor allem 0,7 : 1 bis 1 ,1 : 1 ; es beträgt in den meisten Fällen 1 :1 . Es kann jedoch auch mit einem stärkerem Überschluß der Donor-Verbindungen, oftmals bis zum einem 10-fachen, insbesondere 3-fachen molaren Überschuß, gearbeitet werden; die überschüssige Menge an Donor-Verbindungen wirkt dann zusätzlich als Lösungs- oder Verdünnungsmittel. Lewis acids BCb, AlCb, TiCu, FeCb. FeCb and ZnCb, in the polymerization catalyst complex is usually in the range of 0.3: 1 to 1, 5: 1, in particular of 0.5: 1 to 1.2: 1, especially 0.7: 1 to 1, 1: 1; it is in most cases 1: 1. However, it may also be with a greater degree of closure of the donor compounds, often up to a 10-fold, in particular 3-fold molar excess, worked; the excess amount of donor compounds then additionally acts as a solvent or diluent.
Üblicherweise wird der als Polymerisationskatalysator wirksame Komplex vor der Polymerisation separat aus der oder den genannten Lewis-Säuren, welche in der Regel in wasserfreier Form eingesetzt werden, und der oder den Donor-Verbindungen hergestellt und dann - meist gelöst in einem inerten Lösungsmittel wie einem halogenierten Kohlenwasserstoff, beispiels- weise Dichlormethan - dem Polymerisationsmedium zugesetzt. Der Komplex kann aber auch in situ vor her Polymerisation hergestellt werden. Usually, the polymerization catalyst complex is prepared before the polymerization separately from the one or more Lewis acids mentioned, which are usually used in anhydrous form, and the donor or the compounds and then - usually dissolved in an inert solvent such as a halogenated Hydrocarbon, for example dichloromethane - added to the polymerization medium. However, the complex can also be prepared in situ prior to polymerization.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung führt man die Polymerisation unter Mitverwendung mindestens eines weiteren Initiators durch, welcher mono- oder polyfunk- tionell, insbesondere mono-, di- oder trifunktionell, und unter organischen Hydroxyverbindun- gen, organischen Halogenverbindungen und Wasser ausgewählt ist. Es können auch Mischungen solcher weiteren Initiatoren eingesetzt werden, beispielsweise Mischungen aus zwei oder mehreren organischen Hydroxyverbindungen, Mischungen aus zwei oder mehreren organischen Halogenverbindungen, Mischungen aus einer oder mehreren organischen Hydroxyver- bindungen und einer oder mehreren organischen Halogenverbindungen, Mischungen aus einer oder mehreren organischen Hydroxyverbindungen und Wasser oder Mischungen aus einer o- der mehreren organischen Halogenverbindungen und Wasser. Der Initiator kann mono-, dioder polyfunktionell sein, d.h. im Initiatormolekül können jeweils eine, zwei oder mehrere Hydroxylgruppen bzw. Halogenatome vorliegen, an denen die Polymerisationsreaktion startet. Im Falle von di- oder polyfunktionellen Initiatoren erhält man üblicherweise telechele Isobutenpolymere mit zwei oder mehreren, insbesondere zwei oder drei Polyisobuten-Kettenenden. In a preferred embodiment of the present invention, the polymerization is carried out with concomitant use of at least one further initiator which is mono- or polyfunctional, in particular mono-, di- or trifunctional, and is selected from organic hydroxy compounds, organic halogen compounds and water. It is also possible to use mixtures of such further initiators, for example mixtures of two or more organic hydroxy compounds, mixtures of two or more organic halogen compounds, mixtures of one or more organic hydroxy compounds and one or more organic halogen compounds, mixtures of one or more organic hydroxy compounds and water or mixtures of one or more organic halogen compounds and water. The initiator may be mono-, di- or polyfunctional, i. One, two or more hydroxyl groups or halogen atoms may be present in the initiator molecule at which the polymerization reaction starts. In the case of di- or polyfunctional initiators, it is customary to obtain telechelic isobutene polymers having two or more, in particular two or three, polyisobutene chain ends.
Als monofunktionelle Initiatoren geeignete organische Hydroxyverbindungen mit nur einer Hydroxylgruppe im Molekül sind insbesondere Alkohole und Phenole zu nennen, vor allem sol- che der allgemeinen Formel R5-OH, in der R5 d- bis C2o-Alkylreste, insbesondere, d- bis Ce- Alkylreste, C5- bis Ce-Cycloalkylreste, CQ- bis C2o-Arylreste, insbesondere CQ- bis Ci2-Arylreste, oder C7- bis C2o-Arylalkylreste, insbesondere C7- bis Ci2-Arylalkylreste, bezeichnet. Weiterhin können die Reste R5 auch Mischungen aus den oben genannten Strukturen enthalten und/oder weitere funktionelle Gruppen als die bereits genannten, beispielsweise eine Ketofunktion, ein Nitroxid oder eine Carboxylgruppe, und/oder heterocyclische Strukturelemente aufweisen. Alcohols and phenols, in particular those of the general formula R 5 -OH, in which R 5 is C 1 - to C 20 -alkyl radicals, in particular, C 1 - to C 12, are particularly suitable monofunctional initiators for organic hydroxy compounds having only one hydroxyl group in the molecule - alkyl, C5-Ce cycloalkyl, CQ to C2o-aryl radicals, particularly CQ to Ci2-aryl, or C 7 - to C2o-arylalkyl radicals, in particular C 7 - to Ci2 arylalkyl radicals, respectively. Furthermore, the radicals R 5 may also contain mixtures of the abovementioned structures and / or have functional groups other than those already mentioned, for example a keto function, a nitroxide or a carboxyl group, and / or heterocyclic structural elements.
Typische Beispiele für derartige organische Monohydroxyverbindungen sind Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, n-Butanol, sec.-Butanol, Isobutanol, tert.-Butanol, n-Pentanol, n- Hexanol, n-Heptanol, n-Octanol, 2-Ethylhexanol, Cyclohexanol, Phenol, p-Methoxyphenol, o-, m- und p-Kresol, Benzylalkohol, p-Methoxybenzylalkohol, 1 - und 2-Phenylethanol, 1 - und 2-(p- Methoxyphenyl)ethanol, 1 -, 2- und 3-Phenyl-1 -propanol, 1 -, 2- und 3-(p-Methoxyphenyl)-1 - propanol, 1 - und 2-Phenyl-2-propanol, 1 - und 2-(p-Methoxyphenyl)-2-propanol, 1 -, 2-, 3- und 4- Phenyl-1 -butanol, 1 -, 2-, 3- und 4-(p-Methoxyphenyl)-1 -butanol, 1 -, 2-, 3- und 4-Phenyl-2- butanol, 1 -, 2-, 3- und 4-(p-Methoxyphenyl)-2-butanol, 9-Methyl-9H-fluoren-9-ol, 1 ,1 - Diphenylethanol, 1 ,1 -Diphenyl-2-propyn-1 -ol, 1 ,1 -Diphenylpropanol, 4-(1 -Hydroxy-1 - phenylethyl)benzonitril, Cyclopropyldiphenyl-methanol, 1 -Hydroxy-1 ,1 -diphenylpropan-2-on, Benzilsäure, 9-Phenyl-9-fluorenol, Tri-phenylmethanol, Diphenyl(4-py dinyl)methanol, alpha, alpha-Diphenyl-2-py dinmetha-nol, 4-Methoxytritylalkohol (insbesondere polymergebunden als Festphase), alpha-tert.-Butyl-4-chlor-4'-methylbenzhydrol, Cylcohexyldiphenylmethanol, alpha-(p-Tolyl)-benzhydrol, 1 ,1 ,2-Triphenylethanol, alpha,alpha-Diphenyl-2-pyridinethanol, alpha, alpha-4-Pyridylbenzohydrol-N-oxid, 2-Fluortriphenylmethanol, Triphenylpropargylalkohol, 4-[(Diphenyl)hydroxymethyl]benzonitril, 1 -(2,6-Dimethoxyphenyl)-2-methyl-1 -phenyl-1 -propanol, 1 ,1 ,2-Triphenylpropan-1 -ol und p-Anisaldehydcarbinol. Typical examples of such organic monohydroxy compounds are methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, sec-butanol, isobutanol, tert-butanol, n-pentanol, n-hexanol, n-heptanol, n-octanol, 2 -Ethylhexanol, cyclohexanol, phenol, p-methoxyphenol, o-, m- and p-cresol, benzyl alcohol, p-methoxybenzyl alcohol, 1- and 2-phenylethanol, 1- and 2- (p-methoxyphenyl) ethanol, 1 -, 2 and 3-phenyl-1-propanol, 1-, 2- and 3- (p-methoxyphenyl) -1-propanol, 1- and 2-phenyl-2-propanol, 1- and 2- (p-methoxyphenyl) - 2-propanol, 1, 2, 3 and 4 Phenyl-1-butanol, 1-, 2-, 3- and 4- (p-methoxyphenyl) -1-butanol, 1-, 2-, 3- and 4-phenyl-2-butanol, 1-, 2-, 3- and 4- (p -methoxyphenyl) -2-butanol, 9-methyl-9H-fluoren-9-ol, 1,1-diphenylethanol, 1,1-diphenyl-2-propyn-1-ol, 1,1 Diphenylpropanol, 4- (1-hydroxy-1-phenylethyl) benzonitrile, cyclopropyldiphenylmethanol, 1-hydroxy-1, 1-diphenylpropan-2-one, benzilic acid, 9-phenyl-9-fluorenol, tri-phenylmethanol, diphenyl ( 4-pyyldinyl) methanol, alpha, alpha-diphenyl-2-pyn-dinmethanol, 4-methoxytrityl alcohol (in particular polymer-bound as solid phase), alpha-tert-butyl-4-chloro-4'-methylbenzhydrol, cyclohexyldiphenylmethanol, alpha (p-Tolyl) -benzhydrol, 1, 1, 2-triphenylethanol, alpha, alpha-diphenyl-2-pyridineethanol, alpha, alpha-4-pyridylbenzohydrol-N-oxide, 2-fluoro-triphenylmethanol, triphenyl-propargyl alcohol, 4 - [(diphenyl) hydroxymethyl] benzonitrile, 1- (2,6-dimethoxyphenyl) -2-methyl-1-phenyl-1-propanol, 1, 1, 2-triphenylpropan-1-ol and p-anisaldehyde carbinol.
Als bifunktionelle Initiatoren geeignete organische Hydroxyverbindungen mit zwei Hydroxylgruppen im Molekül sind insbesondere zweiwertige Alkohole oder Diole mit einer Gesamt- kohlenstoffzahl von 2 bis 30, insbesondere von 3 bis 24, vor allem von 4 bis 20, und Bisphenole mit einer Gesamtkohlenstoffzahl von 6 bis 30, insbesondere von 8 bis 24, vor allem von 10 bis 20, zu nennen, zum Beispiel Ethylenglykol, 1 ,2- und 1 ,3-Propylenglykol, 1 ,4-Butylenglykol, 1 ,6- Hexylenglykol, 1 ,2-, 1 ,3- oder 1 ,4-Bis(1 -hydroxy-1-methylethyl)benzol (o-, m- oder p- Dicumylalkohol), Bisphenol A, 9,10-Di-hydro-9,10-dimethyl-9,10-anthracendiol, 1 ,1 - Diphenylbutan-1 ,4-diol, 2-Hydroxytri-phenylcarbinol und 9-[2-(Hydroxymethyl)phenyl]-9- fluorenol. Particularly suitable bifunctional initiators organic hydroxy compounds having two hydroxyl groups in the molecule are especially dihydric alcohols or diols having a total carbon number of 2 to 30, in particular from 3 to 24, especially from 4 to 20, and bisphenols having a total carbon number of 6 to 30, in particular from 8 to 24, especially from 10 to 20, for example ethylene glycol, 1, 2 and 1, 3-propylene glycol, 1, 4-butylene glycol, 1, 6-hexylene glycol, 1, 2, 1, 3- or 1,4-bis (1-hydroxy-1-methylethyl) benzene (o-, m- or p-dicumylalcohol), bisphenol A, 9,10-dihydro-9,10-dimethyl-9,10 anthracenediol, 1, 1 - diphenylbutane-1, 4-diol, 2-hydroxytri-phenylcarbinol and 9- [2- (hydroxymethyl) phenyl] -9-fluorenol.
Als monofunktionelle Initiatoren geeignete organische Halogenverbindungen mit einem Halogenatom im Molekül sind vor allem Verbindungen der allgemeinen Formel R6-Hal zu nennen, in der Hai ein Halogenatom, ausgewählt aus Fluor, Jod und insbesondere Chlor und Brom, bedeutet und R6 d- bis C2o-Alkylreste, insbesondere, d- bis Ce-Alkylreste, C5- bis Ce-Cycloalkylreste oder C7- bis C2o-Arylalkylreste, insbesondere C7- bis Ci2-Arylalkylreste, bezeichnet. Weiterhin können die Reste R6 auch Mischungen aus den oben genannten Strukturen enthalten und/oder weitere funktionelle Gruppen als die bereits genannten, beispielsweise eine Ketofunktion, ein Nitroxid oder eine Carboxylgruppe, und/oder heterocyclische Strukturelemente aufweisen. Suitable monofunctional initiators organic halogen compounds having a halogen atom in the molecule are especially compounds of general formula R 6 -hal call, in the shark a halogen atom selected from fluorine, iodine and in particular chlorine and bromine, and R 6 d- to C2o Alkyl radicals, in particular, d- to Ce-alkyl radicals, C5- to Ce-cycloalkyl radicals or C 7 - to C 20 -aryl arylalkyl radicals, in particular C 7 - to C 12 -arylalkyl radicals. Furthermore, the radicals R 6 may also contain mixtures of the abovementioned structures and / or have functional groups other than those mentioned above, for example a keto function, a nitroxide or a carboxyl group, and / or heterocyclic structural elements.
Typische Beispiele für derartige organische Monohalogenverbindungen sind Methylchlorid, Me- thylbromid, Ethylchlorid, Ethylbromid, 1 -Chlorpropan, 1 -Brompropan, 2-Chlorpropan, 2- Brompropan, 1 -Chlorbutan, 1 -Brombutan, sec.-Butylchlorid, sec.-Butyl-bromid, Isobutylchlorid, Isobutylbromid, tert.-Butylchlorid, tert.-Butylbromid, 1 -Chlorpentan, 1 -Brompentan, 1 -Typical examples of such organic monohalogen compounds are methyl chloride, methyl bromide, ethyl chloride, ethyl bromide, 1-chloropropane, 1-bromopropane, 2-chloropropane, 2-bromopropane, 1-chlorobutane, 1-bromobutane, sec-butyl chloride, sec-butyl bromide, isobutyl chloride, isobutyl bromide, tert-butyl chloride, tert-butyl bromide, 1-chloropentane, 1-bromopentane, 1 -
Chlorhexan, 1 -Bromhexan, 1 -Chlorheptan, 1 -Bromheptan, 1 -Chloroctan, 1 -Bromoctan, 1 -Chlor- 2-ethylhexan, 1 -Brom-2-ethylhexan, Cyclohexylchlorid, Cyclohexylbromid, Benzylchlorid, Ben- zylbromid, 1 -Phenyl-1 -chlorethan, 1 -Phenyl-1 -bromethan, 1 -Phenyl-2-chlorethan, 1 -Phenyl-2- bromethan, 1 -Phenyl-1 -chlorpropan, 1 -Phenyl-1 -brompropan, 1 -Phenyl-2-chlorpropan, 1 - Phenyl-2-brompropan, 2-Phenyl-2-chlorpropan, 2-Phenyl-2-brompropan, 1 -Phenyl-3- chlorpropan, 1 -Phenyl-3-brompropan, 1 -Phenyl-1 -chlorbutan, 1 -Phenyl-1 -brombutan, 1 -Phenyl- 2-chlorbutan, 1 -Phenyl-2-brombutan, 1 -Phenyl-3-chlorbutan, 1 -Phenyl-3-brombutan, 1 -Phenyl- 4-chlorbutan, 1 -Phenyl-4-brombutan, 2-Phenyl-1 -chlorbutan, 2-Phenyl-1 -brombutan, 2-Phenyl- 2-chlor-butan, 2-Phenyl-2-brombutan, 2-Phenyl-3-chlorbutan, 2-Phenyl-3-brombutan, 2-Phenyl- 4-chlorbutan und 2-Phenyl-4-brombutan. Als difunktionelle Initiatoren geeignete organische Halogenverbindungen mit zwei Halogenatomen im Molekül sind beispielsweise 1 ,3-Bis-(1 -brom-1 -methylethyl)benzol, 1 ,3-Bis-(2-chlor-2- propyl)benzol (1 ,3-Dicumylchlorid) und 1 ,4-Bis-(2-chlor-2-propyl)-benzol (1 ,4-Dicumylchlorid) zu nennen. Besonders bevorzugt ist der weitere Initiator ausgewählt unter organischen Hydroxyverbindun- gen, bei denen eine oder mehrere Hydroxylgruppen an jeweils ein sp3-hybridisiertes Kohlenstoffatom gebunden sind, organischen Halogenverbindungen, bei denen eine oder mehrere Halogenatome an jeweils ein sp3-hybridisiertes Kohlenstoffatom gebunden sind, Protonensäuren und Wasser. Hiervon wird insbesondere ein Initiator bevorzugt, der unter organischen Hydroxyverbindungen, bei denen eine oder mehrere Hydroxylgruppen an jeweils ein sp3- hybridisiertes Kohlenstoffatom gebunden sind, ausgewählt ist. Chlorohexane, 1-bromohexane, 1-chloroheptane, 1-bromoheptane, 1-chlorooctane, 1-bromoctane, 1-chloro-2-ethylhexane, 1-bromo-2-ethylhexane, cyclohexyl chloride, cyclohexylbromide, benzylchloride, benzylbromide, 1 - Phenyl-1-chloroethane, 1-phenyl-1-bromoethane, 1-phenyl-2-chloroethane, 1-phenyl-2-bromoethane, 1-phenyl-1-chloropropane, 1-phenyl-1-bromopropane, 1-phenyl 2-chloropropane, 1-phenyl-2-bromopropane, 2-phenyl-2-chloropropane, 2-phenyl-2-bromopropane, 1-phenyl-3-chloropropane, 1-phenyl-3-bromopropane, 1-phenyl-1 - chlorobutane, 1-phenyl-1-bromobutane, 1-phenyl-2-chlorobutane, 1-phenyl-2-bromobutane, 1-phenyl-3-chlorobutane, 1-phenyl-3-bromobutane, 1-phenyl 4-chlorobutane, 1-phenyl-4-bromobutane, 2-phenyl-1-chlorobutane, 2-phenyl-1-bromobutane, 2-phenyl-2-chloro-butane, 2-phenyl-2-bromobutane, 2-phenyl 3-chlorobutane, 2-phenyl-3-bromobutane, 2-phenyl-4-chlorobutane and 2-phenyl-4-bromobutane. Suitable difunctional initiators organic halogen compounds having two halogen atoms in the molecule are, for example, 1, 3-bis (1-bromo-1-methylethyl) benzene, 1, 3-bis (2-chloro-2-propyl) benzene (1, 3 Dicumyl chloride) and 1,4-bis (2-chloro-2-propyl) benzene (1,4-dicumyl chloride). Particularly preferably, the further initiator is selected from organic hydroxy compounds in which one or more hydroxyl groups are bonded to one sp 3 -hybridized carbon atom, organic halogen compounds in which one or more halogen atoms are bonded to one sp 3 -hybridized carbon atom, Proton acids and water. Of these, preference is given in particular to an initiator which is selected from organic hydroxy compounds in which one or more hydroxyl groups are bound to one sp 3 -hybridized carbon atom in each case.
Besonders bevorzugt werden bei den organischen Halogenverbindungen als weitere Initiatoren weiterhin solche, bei denen das eine oder die mehreren Halogenatome jeweils an ein sekundä- res oder insbesondere an ein tertiäres sp3-hybridisiertes Kohlenstoffatom gebunden sind. In the case of the organic halogen compounds, further initiators which are particularly preferred are those in which the one or more halogen atoms are each bonded to a secondary or in particular to a tertiary sp 3 -hybridized carbon atom.
Bevorzugt werden vor allem weitere Initiatoren, die an solch einem sp3-hydrisiertem Kohlenstoffatom neben der Hydroxylgruppe die Reste R5, R6 und R7 tragen, welche unabhängig voneinander Wasserstoff, d- bis C2o-Alkyl, C5- bis Ce-Cycloalkyl, CQ- bis C20-A1 I, C7- bis C20- Alkylaryl oder Phenyl, wobei ein aromatischer Kern noch ein oder mehrere, vorzugsweise ein oder zwei d- bis C4-Alkyl-, d- bis C4-Alkoxy-, d- bis C4-Hydroxyalkyl- oder d- bis C4- Halogenalkylreste als Substituenten tragen kann, bezeichnen, wobei höchstens eine der Variablen R5, R6 oder R7 Wasserstoff bedeutet und mindestens eine der Variablen R5, R6 oder R7 Phenyl, welches noch ein oder mehrere, vorzugsweise ein oder zwei C bis C4-Alkyl-, C bis C4-Alkoxy-, d- bis C4-Hydroxyalkyl- oder d- bis C4-Halogenalkylreste als Substituenten tragen kann, bezeichnet. Above all, preference is given to further initiators which, in addition to the hydroxyl group, carry the radicals R 5 , R 6 and R 7 on such an sp 3 -hydrified carbon atom, which independently of one another are hydrogen, C 1 - to C 20 -alkyl, C 5 - to C 6 -cycloalkyl, CQ- to C20-Al I, C7 - to C20-alkylaryl or phenyl, wherein an aromatic nucleus is one or more, preferably one or two C 1 to C 4 alkyl, C 1 to C 4 alkoxy, d- to C4-hydroxyalkyl or C 1 to C 4 haloalkyl radicals as substituents may denote, wherein at most one of the variables R 5 , R 6 or R 7 is hydrogen and at least one of the variables R 5 , R 6 or R 7 phenyl, which one or more, preferably one or two C to C 4 alkyl, C to C 4 alkoxy, d- to C 4 hydroxyalkyl or d- to C 4 -Halogenalkylreste as substituents, respectively.
Als Protonensäuren kommen beispielsweise Chlorwasserstoffsäure, Brom wasserstoffsäure, Fluorwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Cyanwasserstoffsäure sowie Mischungen hieraus in Betracht. Als Protonensäuren können aber auch protonierte Ether eingesetzt werden. Suitable protonic acids are, for example, hydrochloric acid, hydrobromic acid, hydrofluoric acid, sulfuric acid, hydrocyanic acid and mixtures thereof. As proton acids but also protonated ethers can be used.
Ganz besonders bevorzugt werden für die vorliegende Erfindung weitere Initiatoren, welche unter Wasser, einer oder mehreren Protonensäuren, Methanol, Ethanol, 1 -Phenylethanol, 1 -(p- Methoxyphenyl)ethanol, n-Propanol, Isopropanol, 2-Phenyl-2-propanol (Cumol), n-Butanol, Iso- butanol, sec. -Butanol, tert.-Butanol, 1 -Phenyl-1 -chlorethan, 2-Phenyl-2-chlorpropan (Cumylchlo- rid), tert.-Butylchlorid und 1 ,3- oder 1 ,4-Bis(1 -hydroxy-1 -methylethyl)-benzol sowie Mischungen hieraus ausgewählt sind. Hiervon werden insbesondere weitere Initiatoren bevorzugt, welche unter Wasser, einer oder mehreren Protonensäuren, Methanol, Ethanol, 1 -Phenylethanol, 1 -(p-Methoxyphenyl)-ethanol, n-Propanol, Isopropanol, 2-Phenyl-2-propanol (Cumol), n- Butanol, Isobutanol, sec.-Butanol, tert.-Butanol, 1 -Phenyl-1 -chlorethan und 1 ,3- oder 1 ,4-Bis-(1 - hydroxy-1 -methylethyl)-benzol sowie Mischungen hieraus ausgewählt sind. Very particular preference is given to the present invention further initiators which are water, one or more protic acids, methanol, ethanol, 1-phenylethanol, 1 - (p-methoxyphenyl) ethanol, n-propanol, isopropanol, 2-phenyl-2-propanol (Cumene), n-butanol, isobutanol, sec-butanol, tert-butanol, 1-phenyl-1-chloroethane, 2-phenyl-2-chloropropane (cumyl chloride), tert-butyl chloride and 1, 3- or 1, 4-bis (1-hydroxy-1-methylethyl) benzene and mixtures are selected from this. Of these, particular preference is given to further initiators which are dispersed under water, one or more protic acids, methanol, ethanol, 1-phenylethanol, 1- (p-methoxyphenyl) -ethanol, n-propanol, isopropanol, 2-phenyl-2-propanol (cumene). , n-butanol, isobutanol, sec-butanol, tert-butanol, 1-phenyl-1-chloroethane and 1, 3 or 1,4-bis (1-hydroxy-1-methylethyl) benzene and mixtures thereof are selected.
Das Molverhältnis der Summe der erfindungsgemäß eingesetzten organischen Sulfonsäuren der allgemeinen Formel Z-SO3H und der gegebenenfalls mitzuverwendenden genannten weiteren Initiatoren zum eingesetzten Isobuten-Monomer bei Homopolymerisation von Isobuten bzw. zur Gesamtmenge der eingesetzten polymerisationsfähigen Monomere bei Copolymerisation von Isobuten beträgt, bezogen auf jede einzelne funktionelle Stelle des Initiators (wobei die organischen Sulfonsäuren als monofunktionell zu betrachten sind), in der Regel 0,001 : 1 bis 0,5 : 1 , insbesondere 0,01 : 1 bis 0,4 : 1 , vor allem 0,1 : 1 bis 0,3 : 1. Bei Mitverwendung von Wasser als alleinigem weiteren Initiator oder in Kombination mit organischen Hydroxyverbindungen und/oder organischen Halogenverbindungen als weiteren Initiatoren beträgt das Molverhältnis von Wasser allein zum eingesetzten Isobuten-Monomer bei Homopolymerisation von Isobuten bzw. zur Gesamtmenge der eingesetzten polymerisationsfähigen Monomere bei Copolymerisation von Isobuten insbesondere 0,0001 : 1 bis 0,1 : 1 , vor allem 0,0002 : 1 bis 0,05 : 1 . Ein Teil der als organische Sulfonsäuren und gegebenenfalls als organische Hydroxy- bzw. Halogenverbindungen zugegebenen Initiator-Moleküle können in die Polymerketten eingebaut werden. Der Anteil (Uff) an Polymerketten, die durch ein solches eingebautes organisches Initiator-Molekül gestartet werden, kann bis zu 100 % betragen, in der Regel liegt er bei 0 bis 90 % und kann 5 bis 90 % betragen. Die übrigen Polymerketten entstehen entweder durch aus Feuchtigkeitsspuren stammendem Wasser als Initiator-Molekül oder durch Kettenübertragungsreaktionen. The molar ratio of the sum of the inventively used organic sulfonic acids of the general formula Z-SO3H and the optionally used further initiators to the isobutene monomer used in the homopolymerization of isobutene or to the total amount of the polymerizable monomers used in the copolymerization of isobutene, based on each individual functional Site of the initiator (wherein the organic sulfonic acids are to be regarded as monofunctional), usually 0.001: 1 to 0.5: 1, in particular 0.01: 1 to 0.4: 1, especially 0.1: 1 to 0 , 3: 1. When water is used as sole further initiator or in combination with organic hydroxy compounds and / or organic halogen compounds as further initiators, the molar ratio of water alone to the isobutene monomer used in homopolymerization of isobutene or to the total amount of the polymerizable monomers used at Copo in particular from 0.0001: 1 to 0.1: 1, in particular from 0.0002: 1 to 0.05: 1. Some of the initiator molecules added as organic sulfonic acids and optionally as organic hydroxy or halogen compounds can be incorporated into the polymer chains. The proportion (Uff) of polymer chains which are started by such a built-in organic initiator molecule can be up to 100%, usually from 0 to 90% and can be from 5 to 90%. The remaining polymer chains are formed either by moisture-derived water as the initiator molecule or by chain transfer reactions.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung führt man die Polymerisation in Gegenwart von 0,01 bis 10 mmol, insbesondere von 0,05 bis 5,0 mmol, vor al- lern von 0,1 bis 1 ,0 mmol, jeweils bezogen auf 1 Mol eingesetztes Isobuten-Monomer bei Homopolymerisation von Isobuten bzw. auf 1 Mol der Gesamtmenge der eingesetzten polymerisationsfähigen Monomere bei Copolymerisation von Isobuten, einer stickstoffhaltigen basischen Verbindung durch. Als derartige stickstoffhaltige basische Verbindung kann ein aliphatisches, cycloaliphatisches oder aromatisches Amin der allgemeinen Formel R7-NR8R9 oder auch Ammoniak eingesetzt werden, in der die Variablen R7, R8 und R9 jeweils unabhängig voneinander für Wasserstoff, C1- bis C2o-Alkylreste, insbesondere, d- bis Ce-Alkylreste, C5- bis Ce-Cycloalkylreste, CQ- bis C20- Arylreste, insbesondere CQ- bis Ci2-Arylreste, oder C7- bis C2o-Arylalkylreste, insbesondere C7- bis Ci2-Arylalkylreste, stehen. Steht keine dieser Variablen für Wasserstoff, liegt ein tertiäres Amin vor. Steht eine dieser Variablen für Wasserstoff, liegt ein sekundäres Amin vor. Stehen zwei dieser Variablen für Wasserstoff, liegt ein primäres Amin vor. Stehen alle dieser Variablen für Wasserstoff, liegt Ammoniak vor. In a further preferred embodiment of the present invention, the polymerization is carried out in the presence of 0.01 to 10 mmol, in particular from 0.05 to 5.0 mmol, above all from 0.1 to 1, 0 mmol, in each case based on 1 mol of isobutene monomer used in the homopolymerization of isobutene or to 1 mol of the total amount of the polymerizable monomers used in copolymerization of isobutene, a nitrogen-containing basic compound. As such nitrogen-containing basic compound, an aliphatic, cycloaliphatic or aromatic amine of the general formula R 7 -NR 8 R 9 or ammonia can be used, in which the variables R 7 , R 8 and R 9 are each independently hydrogen, C1- to C 2 -C 4 -alkyl radicals, in particular, C 1 -C 6 -cycloalkyl radicals, C 5 -C 6 -cycloalkyl radicals, C 2 -C 20 -aryl radicals, in particular C 1 -C 12 -aryl radicals, or C 7 - to C 20 -arylalkyl radicals, in particular C 7 - to C 12 -Arylalkylreste stand. If none of these variables is hydrogen, a tertiary amine is present. If one of these variables is hydrogen, a secondary amine is present. Stand two of these variables for hydrogen, there is a primary amine. If all of these variables are hydrogen, ammonia is present.
Typische Beispiele für solche Amine der allgemeinen Formel R7-NR8R9 sind Methyl-amin, Ethylamin, n-Propylamin, iso-Propylamin, n-Butylamin, tert.-Butylamin, sec.-Butylamin, iso- Butylamin, tert.-Amylamin, n-Hexylamin, n-Heptylamin, n-Octylamin, 2-Ethylhexylamin, Cyclo- pentylamin, Cyclohexylamin, Anilin, Dimethylamin, Diethylamin, Di-n-propylamin, Di-iso- propylamin, Di-n-butylamin, Di-tert.-butylamin, Di-sec.-butylamin, Di-iso-butylamin, Di-tert- amylamin, Di-n-hexylamin, Di-n-heptylamin, Di-n-octylamin, Di-(2-ethylhexyl)amin, Dicyclopen- tylamin, Dicyclohexylamin, Diphenylamin, Trimethylamin, Triethylamin, Tri-n-propylamin, Tri-iso- propylamin, Tri-n-butylamin, Tri-tert.-butylamin, Tri-sec.-butyl-amin, Tri-iso-butylamin, Tri-tert- amylamin, Tri-n-hexylamin, Tri-n-heptylamin, Tri-n-octyl-amin, Tri-(2-ethylhexyl)amin, Tricyclo- pentylamin, Tricyclohexylamin, Triphenylamin, Dimethylethylamin, Methyl-n-butylamin, N- Methyl-N-phenylamin, N,N-Dimethyl-N-phenylamin, N-Methyl-N,N-diphenylamin oder N-Methyl- N-ethyl-N-n-butylamin. Typical examples of such amines of the general formula R 7 -NR 8 R 9 are methylamine, ethylamine, n-propylamine, iso-propylamine, n-butylamine, tert-butylamine, sec-butylamine, isobutylamine, tert. -Amylamine, n-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, 2-ethylhexylamine, cyclopentylamine, cyclohexylamine, aniline, dimethylamine, diethylamine, di-n-propylamine, diisopropylamine, di-n-butylamine, di tert-butylamine, di-sec-butylamine, di-iso-butylamine, di-tert-amylamine, di-n-hexylamine, di-n-heptylamine, di-n-octylamine, di- (2-ethylhexyl) amine, dicyclopentylamine, dicyclohexylamine, diphenylamine, trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, triisopropylamine, tri-n-butylamine, tri-tert-butylamine, tri-sec-butyl-amine, tri-n-butylamine. iso-butylamine, tri-tert-amylamine, tri-n-hexylamine, tri-n-heptylamine, tri-n-octylamine, tri (2-ethylhexyl) amine, tricyclopentylamine, tricyclohexylamine, triphenylamine, dimethylethylamine, methyl n-butylamine, N-methyl-N-phenylamine, N, N-dimethyl-N-phenylamine, N-methyl-N, N-diphe nylamine or N-methyl-N-ethyl-Nn-butylamine.
Weiterhin kann als derartige stickstoffhaltige basische Verbindung auch eine Verbindung mit mehreren, insbesondere mit zwei oder drei Stickstoffatomen und mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen eingesetzt werden, wobei diese Stickstoffatome jeweils unabhängig voneinander Wasser- stoffatome oder aliphatische, cycloaliphatische oder aromatische Substituenten tragen. Beispiele für solche Polyamine sind 1 ,2-Ethylendiamin, 1 ,3-Propylendiamin, 1 ,4-Butylendiamin, Diethy- lentriamin, N-Methyl-1 ,2-ethylendiamin, N,N-Dimethyl-1 ,2-ethylendiamin, N,N'-Dimethyl-1 ,2- ethylendiamin oder N,N-Dimethyl-1 ,3-propylendiamin. Als derartige stickstoffhaltige basische Verbindung eignet sich hierbei jedoch insbesondere ein gesättigter, teilungesättigter oder ungesättigter stickstoffhaltiger Fünfring- oder Sechsring- Heterocyclus, der ein, zwei oder drei Ringstickstoffatome enthält und ein oder zwei weitere Ringheteroatome aus der Gruppe Sauerstoff und Schwefel und/oder Hydrocarbylreste, insbesondere d- bis C4-Alkylreste und/oder Phenyl, und/oder funktionelle Gruppen oder Heteroato- me als Substituenten, insbesondere Fluor, Chlor, Brom, Nitro und/oder Cyano, aufweisen kann, beispielweise Pyrrolidin, Pyrrol, Imidazol, 1 ,2,3- oder 1 ,2,4-Triazol, Oxazol, Thiazol, Piperidin, Pyrazan, Pyrazol, Pyridazin, Pyrimidin, Pyrazin, 1 ,2,3-, 1 ,2,4- oder 1 ,2,5-Triazin, 1 ,2,5- Oxathiazin, 2H-1 ,3,5-Thiadiazin oder Morpholin. In ganz besonderem Maße eignet sich als derartige stickstoffhaltige basische Verbindung jedoch Pyridin oder ein Derivat des Pyridins (insbesondere ein mono-, di- oder tri-d- bis C4- alkylsubstituertes Pyridin) wie 2-, 3-, oder 4-Methylpyridin (Picoline), 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4-, 3,5- oder 3,6-Dimethylpyridin (Lutidine), 2,4,6-Trimethylpyridin (Collidin), 2-, 3,- oder 4-tert- Butylpyridin, 2-tert.-Butyl-6-methylpyridin, 2,4-, 2,5-, 2,6- oder 3,5-Di-tert.-butylpyridin oder auch 2-, 3,- oder 4-Phenylpyridin. Man kann ein einzelne stickstoffhaltige basische Verbindung oder Mischungen solcher stickstoffhaltiger basischer Verbindungen einsetzen. Furthermore, such a nitrogen-containing basic compound can also be a compound having a plurality, in particular having two or three nitrogen atoms and having 2 to 20 carbon atoms, these nitrogen atoms each independently hydrogen atoms or aliphatic, cycloaliphatic or aromatic substituents. Examples of such polyamines are 1, 2-ethylenediamine, 1, 3-propylenediamine, 1, 4-butylenediamine, diethylenetriamine, N-methyl-1, 2-ethylenediamine, N, N-dimethyl-1, 2-ethylenediamine, N , N'-dimethyl-1, 2-ethylenediamine or N, N-dimethyl-1,3-propylenediamine. However, such a nitrogen-containing basic compound is in particular a saturated, partially unsaturated or unsaturated nitrogen-containing five-membered or six-membered heterocycle containing one, two or three ring nitrogen atoms and one or two further ring heteroatoms from the group oxygen and sulfur and / or hydrocarbyl, in particular C 1 - to C 4 -alkyl radicals and / or phenyl, and / or functional groups or heteroatoms as substituents, in particular fluorine, chlorine, bromine, nitro and / or cyano, may have, for example pyrrolidine, pyrrole, imidazole, 1, 2 , 3- or 1, 2,4-triazole, oxazole, thiazole, piperidine, pyrazane, pyrazole, pyridazine, pyrimidine, pyrazine, 1, 2,3-, 1, 2,4- or 1, 2,5-triazine, 1, 2,5-oxathiazine, 2H-1, 3,5-thiadiazine or morpholine. However, very particularly suitable as such nitrogen-containing basic compound is pyridine or a derivative of pyridine (in particular a mono-, di- or tri-d- to C 4 - alkyl-substituted pyridine) such as 2-, 3-, or 4-methylpyridine ( Picolines), 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4-, 3,5- or 3,6-dimethylpyridine (lutidines), 2,4,6-trimethylpyridine ( Collidine), 2-, 3, - or 4-tert-butylpyridine, 2-tert-butyl-6-methylpyridine, 2,4-, 2,5-, 2,6- or 3,5-di-tert. Butylpyridine or 2-, 3, - or 4-phenylpyridine. One can use a single nitrogen-containing basic compound or mixtures of such nitrogen-containing basic compounds.
Für den Einsatz von Isobuten oder eines Isobuten enthaltenden Monomerengemisches als zu polymerisierendem Monomer eignet sich als Isobuten-Quelle in Ausführungsform (A) und (B) sowohl Rein-Isobuten als auch Isobuten-haltige C4-Kohlenwasserstoffströme, beispielsweise C4-Raffinate, insbesondere "Raffinat 1 ", C4-Schnitte aus der Isobutan-Dehydrierung, C4-Schnitte aus Steamcrackern und aus FCC-Crackern (fluid catalysed Cracking), sofern sie weitgehend von darin enthaltenem 1 ,3-Butadien befreit sind. Ein C4-Kohlenwasserstoffstrom aus einer FCC- Raffinerieeinheit ist auch als "b/b"-Strom bekannt. Weitere geeignete Isobuten-haltige C4- Kohlenwasserstoffströme sind beispielsweise der Produktstrom einer Propylen-Isobutan- Cooxidation oder der Produktstrom aus einer Metathese-Einheit, welche in der Regel nach üblicher Aufreinigung und/oder Aufkonzentrierung eingesetzt werden. Geeignete C4- Kohlenwasserstoffströme enthalten in der Regel weniger als 500 ppm, vorzugsweise weniger als 200 ppm, Butadien. Die Anwesenheit von 1 -Buten sowie von eis- und trans-2-Buten ist weitgehend unkritisch. Typischerweise liegt die Isobutenkonzentration in den genannten C4- Kohlenwasserstoffströmen im Bereich von 30 bis 60 Gew.-%. So besteht Raffinat 1 in der Regel im wesentlichen aus 30 bis 50 Gew.-% Isobuten, 10 bis 50 Gew.-% 1 -Buten, 10 bis 40 Gew.-% eis- und trans-2-Buten sowie 2 bis 35 Gew.-% Butanen; beim erfindungsgemäßen Polymerisati- onsverfahren verhalten sich die unverzeigten Butene im Raffinat 1 in der Regel praktisch inert und nur das Isobuten wird polymerisiert. For the use of isobutene or an isobutene-containing monomer mixture as the monomer to be polymerized is suitable as isobutene source in embodiment (A) and (B) both pure isobutene and isobutene-containing C4 hydrocarbon streams, such as C4 raffinates, in particular "raffinate 1 ", C 4 cuts from isobutane dehydrogenation, C 4 cuts from steam crackers and FCC crackers (fluid catalysed cracking), provided that they are largely freed from 1, 3-butadiene contained therein. A C 4 hydrocarbon stream from an FCC refinery unit is also known as a "b / b" stream. Further suitable isobutene-containing C 4 hydrocarbon streams are, for example, the product stream of a propylene-isobutane co-oxidation or the product stream from a metathesis unit, which are generally used after customary purification and / or concentration. Suitable C 4 hydrocarbon streams generally contain less than 500 ppm, preferably less than 200 ppm, butadiene. The presence of 1-butene and of cis- and trans-2-butene is largely uncritical. Typically, the isobutene concentration in said C 4 hydrocarbon streams is in the range of 30 to 60 weight percent. Thus, raffinate 1 usually consists essentially of 30 to 50 wt .-% of isobutene, 10 to 50 wt .-% 1-butene, 10 to 40 wt .-% cis- and trans-2-butene and 2 to 35 wt .-% butanes; In the polymerization process according to the invention, the unsubstituted butenes in the raffinate 1 are generally virtually inert and only the isobutene is polymerized.
In einer bevorzugten Ausführungsform setzt man als Monomerquelle für die Polymerisation einen technischen C4-Kohlenwasserstoffstrom mit einem Isobuten-Gehalt von 1 bis 100 Gew.-%, insbesondere von 1 bis 99 Gew.-%, vor allem von 1 bis 90 Gew.-%, besonders bevorzugt von 30 bis 60 Gew.-%, insbesondere einen Raffinat 1 -Strom, einen b/b-Strom aus einer FCC- Raffinerieeinheit, einen Produktstrom einer Propylen-Isobutan-Cooxidation oder einen Produktstrom aus einer Metathese-Einheit ein. Das genannte Isobuten-haltige Monomerengemisch kann geringe Mengen an Kontaminanten wie Wasser, Carbonsäuren oder Mineralsäuren enthalten, ohne dass es zu kritischen Ausbeute- oder Selektivitätseinbußen kommt. Es ist zweckdienlich, eine Anreicherung dieser Verunreinigungen zu vermeiden, indem man solche Schadstoffe beispielsweise durch Adsorption an feste Adsorbentien wie Aktivkohle, Molekularsiebe oder Ionenaustauscher, aus dem Isobuten- haltigen Monomerengemisch entfernt. In a preferred embodiment, the monomer used for the polymerization is a technical C 4 -hydrocarbon stream having an isobutene content of from 1 to 100% by weight, in particular from 1 to 99% by weight, in particular from 1 to 90% by weight. %, more preferably from 30 to 60% by weight, in particular a raffinate 1 stream, a b / b stream from an FCC refinery unit, a product stream of a propylene-isobutane co-oxidation or a product stream from a metathesis unit. Said isobutene-containing monomer mixture may contain small amounts of contaminants such as water, carboxylic acids or mineral acids, without resulting in critical yield or selectivity losses. It is expedient to avoid an accumulation of these impurities by removing such pollutants from the isobutene-containing monomer mixture, for example by adsorption on solid adsorbents such as activated carbon, molecular sieves or ion exchangers.
Es können auch Monomermischungen von Isobuten beziehungsweise des Isobuten-haltigen Kohlenwasserstoffgemischs mit olefinisch ungesättigten Monomeren, welche mit Isobuten co- polymerisierbar sind, umgesetzt werden. Sofern Monomermischungen des Isobutens mit geeig- neten Comonomeren copolymerisiert werden sollen, enthält die Monomermischung vorzugsweise wenigstens 5 Gew.-%, besonders bevorzugt wenigstens 10 Gew.-% und insbesondere wenigstens 20 Gew.-% Isobuten, und vorzugsweise höchstens 95 Gew.-%, besonders bevorzugt höchstens 90 Gew.-% und insbesondere höchstens 80 Gew.-% Comonomere. It is also possible to react monomer mixtures of isobutene or of the isobutene-containing hydrocarbon mixture with olefinically unsaturated monomers which are copolymerizable with isobutene. If monomer mixtures of isobutene are to be copolymerized with suitable comonomers, the monomer mixture preferably contains at least 5% by weight, more preferably at least 10% by weight, and in particular at least 20% by weight of isobutene, and preferably at most 95% by weight, particularly preferably at most 90% by weight and in particular at most 80% by weight of comonomers.
Als copolymerisierbare Monomere kommen in Betracht: Vinylaromaten wie Styrol und a- Methylstyrol, d- bis C4-Alkylstyrole wie 2-, 3- und 4-Methylstyrol und 4-tert.-Butylstyrol, Halo- genstyrole wie 2-, 3- oder 4-Chlorstyrol sowie Isoolefine mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen wie 2- Methylbuten-1 , 2-Methylpenten-1 , 2-Methylhexen-1 , 2-Ethylpenten-1 , 2-Ethylhexen-1 und 2- Propylhepten-1 . Als Comonomere kommen weiterhin Olefine in Betracht, die eine Silylgruppe aufweisen, wie 1 -Trimethoxysilylethen, 1 -(Trimethoxysilyl)propen, 1 -(Trimethoxysilyl)-2- methylpropen-2, 1 -[Tri(methoxyethoxy)silyl]-ethen, 1 -[Tri(methoxyethoxy)silyl]propen, und 1 - [Tri(methoxyethoxy)silyl]-2-methylpropen-2. Weiterhin kommen - abhängig von den Polymerisationsbedingungen - als Comonomere auch Isopren, 1 -Buten und eis- und trans-2-Buten in Betracht. Sollen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Copolymere hergestellt werden, so kann das Verfahren so ausgestaltet werden, dass bevorzugt statistische Polymere oder bevorzugt Block- coplymere entstehen. Zur Herstellung von Blockcopolymeren kann man beispielsweise die verschiedenen Monomere nacheinander der Polymerisationsreaktion zuführen, wobei die Zugabe des zweiten Comonomers insbesondere erst dann erfolgt, wenn das erste Comonomer zumin- dest teilweise schon polymerisiert ist. Auf diese Weise sind sowohl Diblock-, Triblock- als auch höhere Blockcopolymere zugänglich, die je nach Reihenfolge der Monomerzugabe einen Block des einen oder anderen Comonomers als terminalen Block aufweisen. Blockcopolymere entstehen in einigen Fällen aber auch dann, wenn alle Comonomere zwar gleichzeitig der Polymerisationsreaktion zugeführt werden, eines davon aber signifikant schneller polymerisiert als das oder die anderen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn Isobuten und eine vinylaromati- sche Verbindung, insbesondere Styrol, im erfindungsgemäßen Verfahren copolymerisiert werden. Dabei entstehen vorzugsweise Blockcopolymere mit einem terminalen Polystyrolblock. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die vinylaromatische Verbindung, speziell Styrol, signifikant langsamer polymerisiert als Isobuten. Suitable copolymerizable monomers are: vinylaromatics such as styrene and α-methylstyrene, C 1 to C 4 -alkylstyrenes such as 2-, 3- and 4-methylstyrene and 4-tert-butylstyrene, halogenated styrenes such as 2-, 3- or 4-chlorostyrene and isoolefins having 5 to 10 carbon atoms such as 2-methylbutene-1, 2-methylpentene-1, 2-methylhexene-1, 2-ethylpentene-1, 2-ethylhexene-1 and 2-propylheptene-1. Other suitable comonomers are olefins which have a silyl group, such as 1-trimethoxysilylethene, 1- (trimethoxysilyl) propene, 1- (trimethoxysilyl) -2-methylpropene-2, 1 - [tri (methoxyethoxy) silyl] -ethene, 1 - [tri (methoxyethoxy) silyl] propene, and 1 - [tri (methoxyethoxy) silyl] -2-methylpropene-2. Furthermore, depending on the polymerization conditions, comopters also include isoprene, 1-butene and cis- and trans-2-butene. If copolymers are to be prepared by the process according to the invention, the process can be designed such that preferably random polymers or preferably block copolymers are formed. For the preparation of block copolymers, it is possible for example to feed the various monomers successively to the polymerization reaction, the addition of the second comonomer taking place in particular only when the first comonomer is at least partially already polymerized. In this way, both diblock, triblock and higher block copolymers are accessible, which have a block of one or the other comonomer as a terminal block, depending on the order of monomer addition. In some cases, however, block copolymers also form when all comonomers are simultaneously fed to the polymerization reaction, but one of them polymerizes significantly faster than the one or the other. This is the case in particular when isobutene and a vinylaromatic compound, in particular styrene, are copolymerized in the process according to the invention. Preferably, block copolymers are formed with a terminal polystyrene block. This is because the vinyl aromatic compound, especially styrene, polymerizes significantly slower than isobutene.
Die Polymerisation kann sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich erfolgen. Kontinuierliche Verfahren können in Analogie zu bekannten Verfahren des Standes der Technik zur kontinuierlichen Polymerisation von Isobuten in Gegenwart von Bortrifluorid-basierten Katalysatoren in flüssiger Phase durchgeführt werden. The polymerization can be carried out both continuously and discontinuously. Continuous processes can be carried out in analogy to known prior art processes for the continuous polymerization of isobutene in the presence of boron trifluoride-based catalysts in the liquid phase.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist sowohl für eine Durchführung bei niedrigen Temperaturen, z.B. bei -90°C bis 0 °C, als auch bei höheren Temperaturen, d.h. bei wenigstens 0°C, z.B. bei 0°C bis +30 °C oder bei 0°C bis +50°C, geeignet. Die Polymerisation gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird vorzugsweise jedoch bei Ausführungsform (A) bei niedrigeren Temperaturen, in der Regel bei -70°C bis -10°C, insbesondere bei -60°C bis -15°C, und bei Ausführungsform (B) bei etwas höheren Temperaturen von -30°C bis +50°C, insbesondere bei 0°C bis +30°C, beispielsweise bei Raumtemperatur (+20 bis +25°C) durchgeführt. Erfolgt die Polymerisation gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren bei oder oberhalb der Siedetemperatur des zu polymerisierende Monomers oder Monomerengemisches, so wird sie vorzugsweise in Druckgefäßen, beispielsweise in Autoklaven oder in Druckreaktoren, durchge- führt. The inventive method is suitable both for carrying out at low temperatures, for example at -90 ° C to 0 ° C, as well as at higher temperatures, ie at least 0 ° C, for example at 0 ° C to +30 ° C or at 0 ° C to + 50 ° C, suitable. However, the polymerization according to the process of the present invention is preferably carried out at lower temperatures in embodiment (A), usually at -70 ° C to -10 ° C, especially at -60 ° C to -15 ° C, and in embodiment (B). at slightly higher temperatures from -30 ° C to + 50 ° C, in particular at 0 ° C to + 30 ° C, for example at room temperature (+20 to + 25 ° C) carried out. If the polymerization according to the process according to the invention takes place at or above the boiling point of the monomer or monomer mixture to be polymerized, it is preferably carried out in pressure vessels, for example in autoclaves or in pressure reactors.
Vorzugsweise wird die Polymerisation gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren in Gegenwart eines inerten Verdünnungsmittels durchgeführt. Das verwendete inerte Verdünnungsmittel sollte geeignet sein, die während der Polymerisationsreaktion in der Regel auftretende Erhöhung der Viskosität der Reaktionslösung soweit zu verringern, dass die Abführung der entstehenden Reaktionswärme gewährleistet werden kann. Als Verdünnungsmittel sind solche Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemische geeignet, die gegenüber den eingesetzten Reagenzien inert sind. Geeignete Verdünnungsmittel sind beispielsweise aliphatische Kohlenwasserstoffe wie n-Butan, n-Pentan, n-Hexan, n-Heptan, n-Octan und Isooctan, cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe wie Cyclopentan und Cyclohexan, aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzol, Toluol und die Xy- lole, und halogenierte Kohlenwasserstoffe, insbesondere halogenierte aliphatische Kohlenwasserstoffe wie Methylchlorid, Dichlormethan, Trichlormethan (Chloroform), 1 ,1 -Dichlorethan, 1 ,2- Dichlorethan, Trichlorethan und 1 -Chlorbutan sowie halogenierte aromatische Kohlenwasserstoffe und in den Alkylseitenketten halogenierte Alkylaromaten wie Chlorbenzol, Monofluorme- thylbenzol, Difluormethylbenzol und Trifluormethylbenzol, sowie Mischungen der vorgenannten Verdünnungsmittel. Als halogenierte Kohlenwasserstoffe für die vorstehend und nachfolgend genannten inerten Verdünnungsmittel werden chlorierte Kohlenwasserstoffe, insbesondere reine Chlorkohlenwasserstoffe, bevorzugt. Vorzugsweise werden Fluorkohlenwasserstoffe von den hier einsetzbaren inerten Verdünnungsmitteln ausgenommen, um Restgehalte an Fluor im Polymerisat weitgehend auszuschließen. Als Verdünnungsmittel oder als Bestandteile der genannten Lösungsmittelgemische dienen auch die inerten Anteile von Isobuten-haltigen C4- Kohlenwasserstoffströmen. Preferably, the polymerization is carried out according to the process of the invention in the presence of an inert diluent. The inert diluent used should be suitable for reducing the increase in the viscosity of the reaction solution which usually occurs during the polymerization reaction to such an extent that the removal of the heat of reaction formed can be ensured. Suitable diluents are those solvents or solvent mixtures which are inert to the reagents used. Suitable diluents are, for example, aliphatic hydrocarbons such as n-butane, n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane and isooctane, cycloaliphatic hydrocarbons such as cyclopentane and cyclohexane, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and the xylenes, and halogenated Hydrocarbons, in particular halogenated aliphatic hydrocarbons, such as methyl chloride, dichloromethane, trichloromethane (chloroform), 1, 1-dichloroethane, 1, 2-dichloroethane, trichloroethane and 1-chlorobutane and halogenated aromatic hydrocarbons and alkylaromatics halogenated in the alkyl side chains, such as chlorobenzene, monofluoromethylbenzene, Difluoromethylbenzene and trifluoromethylbenzene, and mixtures of the aforementioned diluents. As halogenated hydrocarbons for the inert diluents mentioned above and below, chlorinated hydrocarbons, in particular pure chlorohydrocarbons, are preferred. Fluorohydrocarbons are preferably excluded from the inert diluents which can be used here in order to largely exclude residual contents of fluorine in the polymer. The inert constituents of isobutene-containing C 4 hydrocarbon streams are also used as diluents or as constituents of the solvent mixtures mentioned.
Vorzugsweise führt man gemäß Ausführungsform (A) die erfindungsgemäße Polymerisation in einem halogenierten Kohlenwasserstoff, insbesondere in einem halogenierten aliphatischen Kohlenwasserstoff, oder in einer Mischung aus halogenierten Kohlenwasserstoffen, insbesondere aus halogenierten aliphatischen Kohlenwasserstoffen, oder in einem Gemisch aus mindestens einem halogenierten Kohlenwasserstoff, insbesondere einen halogenierten aliphatischen Kohlenwasserstoff, und mindestens einem aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoff als inertem Verdünnungsmittel durch, beispielsweise ein Gemisch aus Dichlormethan und n-Hexan, üblicherweise im Vol. -Verhältnis von 10:90 bis 90:10, insbesondere von 50:50 bis 85:15. Vorzugsweise werden die Verdünnungsmittel vor ihrem Einsatz von Verunreinigungen wie Wasser, Carbonsäuren oder Mineralsäuren befreit, beispielsweise durch Adsorption an feste Adsorbentien wie Aktivkohle, Molekularsiebe oder Ionenaustauscher. Preferably, according to embodiment (A), the polymerization according to the invention is carried out in a halogenated hydrocarbon, in particular in a halogenated aliphatic hydrocarbon, or in a mixture of halogenated hydrocarbons, in particular halogenated aliphatic hydrocarbons, or in a mixture of at least one halogenated hydrocarbon, in particular a halogenated one aliphatic hydrocarbon, and at least one aliphatic, cycloaliphatic or aromatic hydrocarbon as an inert diluent, for example a mixture of dichloromethane and n-hexane, usually in the Vol. ratio of 10:90 to 90:10, in particular from 50:50 to 85: 15th Preferably, the diluents are freed before use of impurities such as water, carboxylic acids or mineral acids, for example by adsorption on solid adsorbents such as activated carbon, molecular sieves or ion exchangers.
In einer weiteren bevorzugten Variante der Ausführungsform (A) führt man die erfindungsgemäße Polymerisation in halogenfreien aliphatischen oder insbesondere halogenfreien aromati- sehen Kohlenwasserstoffen, insbesondere Toluol, durch. Für diese Ausführungsform hat sich Wasser in Kombination mit den genannten organischen Hydroxyverbindungen und/oder den genannten organischen Halogenverbindungen oder insbesondere als alleiniger Initiator als besonders vorteilhaft erwiesen. In a further preferred variant of embodiment (A), the polymerization according to the invention is carried out in halogen-free aliphatic or, in particular, halogen-free aromatic compounds. see hydrocarbons, especially toluene, by. For this embodiment, water has proven to be particularly advantageous in combination with said organic hydroxy compounds and / or the said organic halogen compounds or in particular as the sole initiator.
Vorzugsweise führt man gemäß Ausführungsform (B) die erfindungsgemäße Polymerisation in einem aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoff, in einem halo- genierten aliphatischen Kohlenwasserstoff oder in einer Mischung aus aliphatischen, cycloaliphatischen und/oder aromatischen Kohlenwasserstoffen oder aus halogenierten aliphatischen Kohlenwasserstoffen oder in einem Gemisch aus mindestens einem halogenierten aliphatischen Kohlenwasserstoff und mindestens einem aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoff als inertem Verdünnungsmittel durch. Preferably, according to embodiment (B), the polymerization according to the invention is carried out in an aliphatic, cycloaliphatic or aromatic hydrocarbon, in a halogenated aliphatic hydrocarbon or in a mixture of aliphatic, cycloaliphatic and / or aromatic hydrocarbons or halogenated aliphatic hydrocarbons or in a mixture at least one halogenated aliphatic hydrocarbon and at least one aliphatic, cycloaliphatic or aromatic hydrocarbon as an inert diluent.
Vorzugsweise wird die Polymerisation gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren unter weit- gehend aprotischen, insbesondere unter weitgehend wasserfreien Reaktionsbedingungen durchgeführt. Unter weitgehend aprotischen beziehungsweise weitgehend wasserfreien Reaktionsbedingungen versteht man, dass der Wassergehalt (bzw. der Gehalt an protischen Verunreinigungen) im Reaktionsgemisch weniger als 50 ppm und insbesondere weniger als 5 ppm beträgt. In der Regel wird man daher die Einsatzstoffe vor ihrer Verwendung durch physikali- sehe und/oder durch chemische Maßnahmen trocknen. Insbesondere hat es sich bewährt, die als Lösungsmittel eingesetzten aliphatischen oder cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffe nach üblicher Vorreinigung und Vortrocknung mit einer metallorganischen Verbindung, beispielsweise einer Organolithium-, Organomagnesium- oder Organoaluminium-Verbindung, in einer Menge zu versetzen, die ausreicht, um die Wasserspuren aus dem Lösungsmittel weitgehend zu entfernen. Das so behandelte Lösungsmittel wird dann vorzugsweise direkt in das Reaktionsgefäß einkondensiert. In ähnlicher Weise kann man auch mit den zu polymerisierenden Monomeren, insbesondere mit Isobuten oder mit den Isobuten-haltigen Mischungen verfahren. Auch die Trocknung mit anderen üblichen Trockenmitteln wie Molekularsieben oder vorgetrockneten O- xiden wie Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Calciumoxid oder Bariumoxid, ist geeignet. Die halo- genierten Lösungsmittel, für die eine Trocknung mit Metallen wie Natrium oder Kalium oder mit Metallalkylen nicht in Betracht kommt, werden mit dafür geeigneten Trocknungsmitteln, beispielsweise mit Calciumchlorid, Phosphorpentoxid oder Molekularsieb, von Wasser oder Wasserspuren befreit. In analoger Weise kann man auch diejenigen Einsatzstoffe trocknen, für die eine Behandlung mit Metallalkylen ebenfalls nicht in Betracht kommt, beispielsweise vinylaro- matische Verbindungen. Auch wenn Wasser als Initiator verwendet oder mitverwendet wird, sollte vorzugsweise Restfeuchtigkeit aus Lösungsmitteln und Monomeren vor Umsetzung durch Trocknung weitestgehend oder vollständig entfernt werden, um den Initiator Wasser gezielt in einer spezifizierten Mengen einsetzen zu können, wodurch man eine höhere Prozesskontrolle und Reproduzierbarkeit der Ergebnisse erhält. Preferably, the polymerization is carried out in accordance with the process of the invention under largely aprotic, in particular under substantially anhydrous reaction conditions. Under largely aprotic or largely anhydrous reaction conditions, it is understood that the water content (or the content of protic impurities) in the reaction mixture is less than 50 ppm and in particular less than 5 ppm. As a rule, therefore, the feedstocks will be dried by physical and / or chemical measures before being used. In particular, it has proven useful to use the aliphatic or cycloaliphatic hydrocarbons used as solvent after conventional pre-cleaning and predrying with an organometallic compound, such as an organolithium, organomagnesium or organoaluminum compound, in an amount sufficient to remove the traces of water from the Solvent largely remove. The solvent thus treated is then preferably condensed directly into the reaction vessel. Similarly, one can also proceed with the monomers to be polymerized, in particular with isobutene or with the isobutene-containing mixtures. Drying with other conventional drying agents such as molecular sieves or predried oxides such as alumina, silica, calcium oxide or barium oxide is also suitable. The halogenated solvents, which are not suitable for drying with metals such as sodium or potassium or with metal alkyls, are freed from water or traces of water with suitable drying agents, for example with calcium chloride, phosphorus pentoxide or molecular sieve. In an analogous manner, it is also possible to dry those starting materials for which a treatment with metal alkyls likewise does not come into consideration, for example vinylaromatic compounds. Even if water is used as an initiator or co-used, preferably residual moisture from solvents and monomers should be removed as far as possible prior to reaction by drying in order to use the initiator water targeted in a specified amounts, thereby obtaining a higher process control and reproducibility of the results ,
Die Polymerisation des Isobutens bzw. des Isobuten-haltigen Einsatzmaterials erfolgt in aller Regel spontan beim Inkontaktbringen des Polymerisationskatalysators, also des Eisenhaloge- nid-Donor-Komplexes, des Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplexes bzw. des Aluminiumalkyl- halogenid-Donor-Komplexes, insbesondere des Eisenchlorid-Donor-Komplexes bzw. des Alu- miniumtrichlorid-Donor-Komplexes, oder des mindestens eine organische Sulfonsäure enthaltenden Lewis-Säure-Komplexes mit oder ohne Donoren, mit dem Isobuten bzw. dem Isobuten- haltigen Monomerengemisch bei der gewünschten Reaktionstemperatur. Hierbei kann man so vorgehen, dass man die Monomere gegebenenfalls im Verdünnungsmittel vorlegt, auf Reaktionstemperatur bringt und anschließend den Polymerisationskatalysator, also den Eisenhalogenid-Donor-Komplex, den Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplex bzw. den Aluminiumalkylhalo- genid-Donor-Komplex, insbesondere den Eisenchlorid-Donor-Komplex bzw. den Alumini- umtrichlorid-Donor-Komplex, oder den mindestens eine organische Sulfonsäure enthaltenden Lewis-Säure-Komplex mit oder ohne Donoren, zugibt. Man kann auch so vorgehen, dass man den Polymerisationskatalysator, also den Eisenhalogenid-Donor-Komplex, den Aluminiumtriha- logenid-Donor-Komplex bzw. den Aluminiumalkylhalogenid-Donor-Komplex, insbesondere den Eisenchlorid-Donor-Komplex bzw. den Aluminiumtrichlorid-Donor-Komplex, oder den mindes- tens eine organische Sulfonsäure enthaltenden Lewis-Säure-Komplex mit oder ohne Donoren, gegebenenfalls im Verdünnungsmittel, vorlegt und anschließend die Monomere zugibt. Als Polymerisationsbeginn gilt dann derjenige Zeitpunkt, zu dem alle Reaktanden im Reaktionsgefäß enthalten sind. Zur Herstellung von Isobuten-Copolymeren kann man so vorgehen, dass man die Monomere, gegebenenfalls im Verdünnungsmittel, vorlegt und anschließend den Polymerisationskatalysator, also den Eisenhalogenid-Donor-Komplex, den Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplex bzw. den Aluminiumalkylhalogenid-Donor-Komplex, insbesondere den Eisenchlorid-Donor-Komplex bzw. den Aluminiumtrichlorid-Donor-Komplex, oder den mindestens eine organische Sulfonsäu- re enthaltenden Lewis-Säure-Komplex mit oder ohne Donoren, zugibt. Die Einstellung der Reaktionstemperatur kann vor oder nach der Zugabe des Polymerisationskatalysators, also des Eisenhalogenid-Donor-Komplexes, des Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplexes bzw. des A- luminiumalkylhalogenid-Donor-Komplexes, insbesondere des Eisenchlorid-Donor-Komplexes bzw. des Aluminiumtrichlorid-Donor-Komplexes, oder des mindestens eine organische Sulfon- säure enthaltenden Lewis-Säure-Komplexes mit oder ohne Donoren, erfolgen. Man kann auch so vorgehen, dass man zunächst nur eines der Monomere, gegebenenfalls im Verdünnungsmittel, vorlegt, anschließend den Polymerisationskatalysator, also den Eisenhalogenid-Donor- Komplex, den Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplex bzw. den Aluminiumalkylhalogenid-Donor- Komplex, insbesondere den Eisenchlorid-Donor-Kom-plex bzw. den Aluminiumtrichlorid-Donor- Komplex, oder den mindestens eine organische Sulfonsäure enthaltenden Lewis-Säure- Komplex mit oder ohne Donoren, zugibt und erst nach einer gewissen Zeit, beispielsweise wenn wenigstens 60%, wenigstens 80% oder wenigstens 90% des Monomers umgesetzt sind, das oder die weiteren Monomere zugibt. Alternativ kann man den Polymerisationskatalysator, also den Eisenhalogenid-Donor-Komplex, den Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplex bzw. der Aluminiumalkylhalogenid-Donor-Komplex, insbesondere den Eisenchlorid-Donor-Komplex bzw. den Aluminiumtrichlorid-Donor-Komplex, oder den mindestens eine organische Sulfonsäure enthaltenden Lewis-Säure-Komplex mit oder ohne Donoren, gegebenenfalls im Verdünnungs- mittel, vorlegen, anschließend die Monomere gleichzeitig oder nacheinander zugeben und dann die gewünschte Reaktionstemperatur einstellen. Als Polymerisationsbeginn gilt dann derjenige Zeitpunkt, zu dem der Polymerisationskatalysator, also der Eisenhalogenid-Donor-Komplex, der Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplex bzw. der Aluminiumalkylhalogenid-Donor-Komplex, ins- besondere der Eisenchlorid-Donor-Komplex bzw. der Aluminiumtrichlorid-Donor-Komplex, oder der mindestens eine organische Sulfonsäure enthaltende Lewis-Säure-Komplex mit oder ohne Donoren, und wenigstens eines der Monomere im Reaktionsgefäß enthalten sind. The polymerization of the isobutene or of the isobutene-containing feedstock usually takes place spontaneously when the polymerization catalyst, ie the iron halide, is brought into contact. nid donor complex, of the aluminum trihalide donor complex or of the aluminum alkyl halide donor complex, in particular of the iron chloride donor complex or of the aluminum trichloride donor complex, or of the Lewis acid containing at least one organic sulfonic acid. Acid complex with or without donors, with the isobutene or the isobutene-containing monomer mixture at the desired reaction temperature. In this case, it is possible to proceed by initially introducing the monomers into the diluent, bringing them to the reaction temperature and then adding the polymerization catalyst, ie the iron halide donor complex, the aluminum trihalide donor complex or the aluminum alkyl halide donor complex, in particular the Ferric chloride donor complex or the aluminum trichloride donor complex, or the at least one organic sulfonic acid-containing Lewis acid complex with or without donors, admits. It is also possible to use the polymerization catalyst, ie the iron halide donor complex, the aluminum trihalide donor complex or the aluminum alkyl halide donor complex, in particular the iron chloride donor complex or the aluminum trichloride donor complex. Complex, or the at least one organic sulfonic acid-containing Lewis acid complex with or without donors, optionally in the diluent, and then adding the monomers. The beginning of polymerization is then the time at which all the reactants are contained in the reaction vessel. For the preparation of isobutene copolymers, one can proceed by initially introducing the monomers, optionally in the diluent, followed by the polymerization catalyst, ie the iron halide donor complex, the aluminum trihalide donor complex or the aluminum alkyl halide donor complex, in particular the iron chloride donor complex or the aluminum trichloride-donor complex, or the at least one organic sulfonic acid-containing Lewis acid complex with or without donors, admits. The adjustment of the reaction temperature can be carried out before or after the addition of the polymerization catalyst, ie the iron halide donor complex, the aluminum trihalide donor complex or the aluminum halide donor complex, in particular the iron chloride donor complex or the aluminum trichloride complex. Donor complex, or the at least one organic sulfonic acid-containing Lewis acid complex with or without donors carried out. It is also possible to initially introduce only one of the monomers, if appropriate in the diluent, followed by the polymerization catalyst, ie the iron halide donor complex, the aluminum trihalide donor complex or the aluminum alkyl halide donor complex, in particular the iron chloride Donor complex or the aluminum trichloride donor complex or the at least one organic sulfonic acid-containing Lewis acid complex with or without donors, and only after a certain time, for example when at least 60%, at least 80% or at least 90% of the monomer is reacted, which adds or the other monomers. Alternatively, the polymerization catalyst, that is, the iron halide donor complex, the aluminum trihalide donor complex or the aluminum alkyl halide donor complex, in particular the iron chloride donor complex or the aluminum trichloride donor complex, or the at least one organic Sulfonic acid-containing Lewis acid complex with or without donors, optionally in the dilution Submit, then add the monomers simultaneously or sequentially and then set the desired reaction temperature. The beginning of polymerization is then the point in time at which the polymerization catalyst, ie the iron halide donor complex, the aluminum trihalide donor complex or the aluminum alkyl halide donor complex, in particular the iron chloride donor complex or the aluminum trichloride donor Complex, or the at least one organic sulfonic acid-containing Lewis acid complex with or without donors, and at least one of the monomers are contained in the reaction vessel.
Neben der hier beschriebenen diskontinuierlichen Vorgehensweise kann man die Polymerisati- on gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren auch als kontinuierliches Verfahren ausgestalten. Hierbei führt man die Einsatzstoffe, d.h. das oder die zu polymerisierenden Monomere, gegebenenfalls das Verdünnungsmittel sowie gegebenenfalls den Polymerisationskatalysator, also den Eisenhalogenid-Donor-Komplex, den Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplex bzw. den Aluminiumalkylhalogenid-Donor-Komplex, insbesondere den Eisenchlorid-Donor-Komplex bzw. den Aluminiumtrichlorid-Donor-Komplex, oder den mindestens eine organische Sulfonsäure enthaltenden Lewis-Säure-Komplex mit oder ohne Donoren, der Polymerisationsreaktion kontinuierlich zu und entnimmt kontinuierlich Reaktionsprodukt, so dass sich im Reaktor mehr oder weniger stationäre Polymerisationsbedingungen einstellen. Das oder die zu polymerisierenden Monomere können als solche, verdünnt mit einem Verdünnungs- oder Lösungsmittel oder als monomerhaltiger Kohlenwasserstoffstrom zugeführt werden. In addition to the discontinuous procedure described here, the polymerization can also be carried out in accordance with the process of the invention as a continuous process. This leads to the starting materials, i. the monomer or monomers to be polymerized, if appropriate the diluent and optionally the polymerization catalyst, ie the iron halide donor complex, the aluminum trihalide donor complex or the aluminum alkyl halide donor complex, in particular the iron chloride donor complex or the aluminum trichloride Donor complex, or the at least one organic sulfonic acid-containing Lewis acid complex with or without donors, the polymerization to continuously and continuously withdraws reaction product, so that set more or less stationary polymerization in the reactor. The monomer (s) to be polymerized may be supplied as such, diluted with a diluent or solvent, or as a monomer-containing hydrocarbon stream.
Der als Polymerisationskatalysator wirksame Eisenhalogenid-Donor-Komplex, der Alu- miniumtrihalogenid-Donor-Komplex bzw. der Aluminiumalkylhalogenid-Donor-Komplex, insbesondere der Eisenchlorid-Donor-Komplex bzw. der Aluminiumtrichlorid-Donor-Komplex, oder der mindestens eine organische Sulfonsäure enthaltende Lewis-Säure-Komplex mit oder ohne Donoren, liegt im Polymerisationsmedium in der Regel gelöst, dispergiert oder suspendiert vor. Auch eine Trägerung des Eisenhalogenid-Donor-Komplexes, des Aluminiumtrihalogenid-Donor- Komplexes bzw. des Aluminiumalkylhalogenid-Donor-Komplexes, insbesondere des Eisenchlo- rid-Donor-Komplexes bzw. des Aluminiumtrichlorid-Donor-Komplexes, oder des mindestens eine organische Sulfonsäure enthaltenden Lewis-Säure-Komplexes mit oder ohne Donoren, auf üblichen Trägermaterialien ist möglich. Geeignete Reaktortypen für das Polymerisationsverfahren der vorliegenden Erfindung sind üblicherweise Rührkesselreaktoren, Schlaufenreaktoren und Rohrreaktoren, aber auch Wirbelbettreaktoren, Wirbelschichtreaktoren, Rührtankreaktoren mit und ohne Lösungsmittel, Flüssigbettreaktoren, kontinuierliche Festbettreaktoren und diskon- tinuierliche Festbettreaktoren (batch-Fahrweise) The iron halide donor complex effective as the polymerization catalyst, the aluminum trihalide donor complex or the aluminum alkyl halide donor complex, in particular the iron chloride donor complex or the aluminum trichloride donor complex, or the at least one organic sulfonic acid-containing Lewis acid complex with or without donors is usually dissolved, dispersed or suspended in the polymerization medium. Also, a support of the iron halide donor complex, the aluminum trihalide donor complex or the Aluminiumalkylhalogenid-donor complex, in particular the iron chloride donor complex or the aluminum trichloride donor complex, or the at least one organic sulfonic acid-containing Lewis acid complex with or without donors, on conventional support materials is possible. Suitable reactor types for the polymerization process of the present invention are usually stirred tank reactors, loop reactors and tubular reactors, but also fluidized bed reactors, fluidized bed reactors, stirred tank reactors with and without solvents, liquid bed reactors, continuous fixed bed reactors and batchwise batchwise reactors.
Im erfindungsgemäßen Verfahren wird der als Polymerisationskatalysator wirksame Eisenhalogenid-Donor-Komplex, der Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplex bzw. der Aluminiumalkylha- logenid-Donor-Komplex, insbesondere der Eisenchlorid-Donor-Komplex bzw. der Alumini- umtrichlorid-Donor-Komplex, oder der mindestens eine organische Sulfonsäure enthaltende Lewis-Säure-Komplex mit oder ohne Donoren, in der Regel in solch einer Menge eingesetzt, dass das Molverhältnis von Element der 1. bis 8. Nebengruppe bzw. der 3. bis 5. Hauptgruppe des Periodensystems, vor allem von Eisen und Aluminium im Eisenhalogenid-Donor-Komplex, Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplex bzw. Aluminiumalkylhalogenid-Donor-Komplex, insbesondere im Eisenchlorid-Donor-Komplex bzw. Aluminiumtrichlorid-Donor-Komplex, oder im entsprechenden mindestens eine organische Sulfonsäure enthaltenden Lewis-Säure-Komplex mit oder ohne Donoren, zu Isobuten bei Homopolymerisation von Isobuten bzw. zur Gesamtmenge der eingesetzten polymerisationsfähigen Monomere bei Copolymerisation von Isobuten im Bereich von 1 :10 bis 1 :5000, insbesondere 1 :15 bis 1 :1000, vor allem 1 :20 bis 1 :250, liegt. In the process according to the invention, the iron halide donor complex effective as the polymerization catalyst, the aluminum trihalide donor complex or the aluminum alkyl halide donor complex, in particular the iron chloride donor complex or the aluminum trichloride donor complex, or the at least one organic sulfonic acid-containing Lewis acid complex with or without donors, usually used in such an amount that the molar ratio of element of the 1st to 8th subgroup or the 3rd to 5th main group of the Periodic Table, in particular of iron and aluminum in the iron halide donor complex, aluminum trihalide donor complex or aluminum alkyl halide donor complex, in particular in the iron chloride donor complex or aluminum trichloride donor complex, or in the corresponding at least one organic Sulfonic acid-containing Lewis acid complex with or without donors, to isobutene in homopolymerization of isobutene or to the total amount of the polymerizable monomers used in copolymerization of isobutene in the range of 1:10 to 1: 5000, in particular 1:15 to 1: 1000, especially 1: 20 to 1: 250, lies.
Zum Reaktionsabbruch wird das Reaktionsgemisch vorzugsweise desaktiviert, beispielsweise durch Zugabe einer protischen Verbindung, insbesondere durch Zugabe von Wasser, Alkoholen, wie Methanol, Ethanol, n-Propanol und Isopropanol oder deren Gemische mit Wasser, oder durch Zugabe einer wässrigen Base, z.B. einer wässrigen Lösung eines Alkali- oder Erdalkali- hydroxids wie Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Magnesiumhydroxid oder Calciumhydroxid, eines Alkali- oder Erdalkalicarbonats wie Natrium-, Kalium-, Magnesium- oder Calciumcarbonat, oder eines Alkali- oder Erdalkalihydrogencarbonats wie Natrium-, Kalium-, Magnesium- oder Calciumhydrogencarbonat. For reaction termination, the reaction mixture is preferably deactivated, for example by adding a protic compound, in particular by adding water, alcohols, such as methanol, ethanol, n-propanol and isopropanol or mixtures thereof with water, or by adding an aqueous base, e.g. an aqueous solution of an alkali metal or alkaline earth metal hydroxide such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, magnesium hydroxide or calcium hydroxide, an alkali metal or alkaline earth metal carbonate such as sodium, potassium, magnesium or calcium carbonate, or an alkali metal or alkaline earth metal hydrogencarbonate such as sodium, potassium, magnesium - or calcium bicarbonate.
Im erfindungsgemäßen Verfahren werden als Monomer-Komponente (b) die beschriebenen hochreaktiven Isobutenhomo- oder -copolymeren mit einem Gehalt an terminalen Vinyliden- Doppelbindungen (α-Doppelbindungen) pro Polyisobuten-Kettenende von wenigstens 50 Mol- To, vorzugsweise von wenigstens 60 Mol-%, vorzugsweise von wenigstens 70 Mol-%, vorzugsweise von wenigstens 80 Mol-%, vorzugsweise von wenigstens 85 Mol-%, besonders bevorzugt von wenigstens 90 Mol-%, besonders bevorzugt von mehr als 91 Mol-% und insbesondere von wenigstens 95 Mol-%, z.B. von nahezu 100 Mol-%, eingesetzt. Insbesondere verwendet man auch hochreaktive Isobuten-Copolymere, die aus Isobuten und wenigstens einem vinylaromati- sche Monomer, insbesondere Styrol, aufgebaut sind, und einem Gehalt an terminalen Vinyl- iden-Doppelbindungen (α-Doppelbindungen) pro Polyisobuten-Kettenende von wenigstens 50 Mol-%, vorzugsweise von wenigstens 60 Mol-%, vorzugsweise von wenigstens 70 Mol-%, vorzugsweise von wenigstens 80 Mol-%, vorzugsweise von wenigstens 80 Mol-%, vorzugsweise von wenigstens 85 Mol-%, besonders bevorzugt von wenigstens 90 Mol-%, besonders bevorzugt von mehr als 91 Mol-% und insbesondere von wenigstens 95 Mol-%, z.B. von nahezu 100 Mol-%, aufweisen. Zur Herstellung solcher Copolymeren aus Isobuten und wenigstens einem vinylaromatischen Monomer, insbesondere Styrol, wird Isobuten oder ein Isobuten-haltiger Kohlenwasserstoffschnitt mit dem wenigstens einem vinylaromatischen Monomer in einem Gew.- Verhältnis Isobuten zu Vinylaromat von 5 bis 95 zu 95 bis 5, insbesondere von 30 bis 70 zu 70 bis 30, copolymerisiert. In the process according to the invention, the described highly reactive isobutene homopolymers or copolymers having a content of terminal vinylidene double bonds (α-double bonds) per polyisobutene chain end of at least 50 mol%, preferably of at least 60 mol%, are described as monomer component (b). , preferably of at least 70 mol%, preferably of at least 80 mol%, preferably of at least 85 mol%, more preferably of at least 90 mol%, more preferably of more than 91 mol% and in particular of at least 95 mol% %, eg of nearly 100 mol% used. In particular, highly reactive isobutene copolymers are used, which are composed of isobutene and at least one vinylaromatic monomer, in particular styrene, and have a content of terminal vinylidene double bonds (α-double bonds) per polyisobutene chain end of at least 50 molar %, preferably of at least 60 mol%, preferably of at least 70 mol%, preferably of at least 80 mol%, preferably of at least 80 mol%, preferably of at least 85 mol%, particularly preferably of at least 90 mol% , more preferably more than 91 mol%, and especially at least 95 mol%, eg of nearly 100 mol%. To prepare such copolymers from isobutene and at least one vinylaromatic monomer, in particular styrene, isobutene or an isobutene-containing hydrocarbon cut with the at least one vinylaromatic monomer in a ratio by weight of isobutene to vinylaromatic from 5 to 95: 95 to 5, in particular 30 from 70 to 70 to 30, copolymerized.
Vorzugsweise weisen die erfindungsgemäß eingesetzten hochreaktiven Isobutenhomo- oder - copolymere und speziell die Isobutenhomopolymere eine Polydispersität (PDI = Mw/Mn) von 1 ,05 bis weniger als 3,5, vorzugsweise von 1 ,05 bis weniger als 3,0, vorzugsweise von 1 ,05 bis weniger als 2,5, vorzugsweise von 1 ,05 bis 2,3, besonders bevorzugt von 1 ,05 bis 2,0 und ins- besondere von 1 ,1 bis 1 ,85 auf. Typische Werte für PDI liegen bei optimaler Verfahrensführung bei 1 ,2 bis 1 ,7. The highly reactive isobutene homo- or copolymers and especially the isobutene homopolymers used according to the invention preferably have a polydispersity (PDI = M w / M n ) of from 1:05 to less than 3.5, preferably from 1:05 to less than 3.0, preferably from 1.05 to less than 2.5, preferably from 1.05 to 2.3, more preferably from 1.05 to 2.0, and in particular special from 1, 1 to 1, 85 on. Typical values for PDI are 1, 2 to 1, 7 for optimal process control.
Vorzugsweise besitzen die erfindungsgemäß eingesetzten hochreaktiven Isobutenhomo- oder - copolymere ein zahlenmittleres Molekulargewicht Mn (bestimmt durch Gelpermeationschroma- tographie) von vorzugsweise 500 bis 250.000, besonders bevorzugt von 500 bis 100.000, stärker bevorzugt von 500 bis 25.000 und insbesondere von 500 bis 5000. Isobutenhomopolymere besitzen noch stärker bevorzugt ein zahlenmittleres Molekulargewicht Mn von 500 bis 10.000 und insbesondere von 500 bis 5.000, z.B. von etwa 1000 oder von etwa 2300. The highly reactive isobutene homo- or copolymers used according to the invention preferably have a number-average molecular weight M n (determined by gel permeation chromatography) of preferably 500 to 250,000, particularly preferably 500 to 100,000, more preferably 500 to 25,000 and in particular 500 to 5000 isobutene homopolymers even more preferably, have a number average molecular weight M n of from 500 to 10,000, and more preferably from 500 to 5,000, eg from about 1,000 or from about 2,300.
Insbesondere eignen sich als Monomer-Komponente (b) für das erfindungsgemäße Verfahren solche Isobutenpolymere, die durch Homopolymerisation von Isobuten oder Copolymerisation von Isobuten mit bis zu 20 Gew.-% n-Buten gebildet wurden, monofunktionell sind und ein zahlenmittleres Molekulargewicht (Mn) von 500 bis 5000, vor allem 650 bis 2500, aufweisen. Particularly suitable monomer components (b) for the process according to the invention are those isobutene polymers which have been formed by homopolymerization of isobutene or copolymerization of isobutene with up to 20% by weight of n-butene, are monofunctional and have a number-average molecular weight (M n ). from 500 to 5000, especially 650 to 2500 have.
Insbesondere eignen sich als Monomer-Komponente (b) für das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin solche Isobutenpolymere, die durch Homopolymerisation von Isobuten oder Copolymerisation von Isobuten mit bis zu 20 Gew.-% n-Buten, jeweils unter Mitverwendung eines dioder trifunktionellen Initiators (Inifers), gebildet wurden, di- oder trifunktionell sind und ein zah- lenmittleres Molekulargewicht (Mn) von 500 bis 10.000, vor allem 1000 bis 5000, aufweisen. In particular, suitable monomer components (b) for the process according to the invention are those isobutene polymers which are obtained by homopolymerization of isobutene or copolymerization of isobutene with up to 20% by weight of n-butene, in each case with the use of a di or trifunctional initiator (inifers), have di- or trifunctional and a number-average molecular weight (M n ) of 500 to 10,000, especially 1000 to 5000, have.
Insbesondere eignen sich als Monomer-Komponente (b) für das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin solche Isobutenpolymere, die durch Copolymerisation von Isobuten mit mindestens einem vinylaromatischen Comonomer, insbesondere Styrol, gegebenenfalls unter Mitverwen- dung eines di- oder trifunktionellen Initiators (Inifers), gebildet wurden, mono-, di- oder trifunktionell sind und ein zahlenmittleres Molekulargewicht (Mn) von 500 bis 15.000, vor allem 1000 bis 10.000, aufweisen. In particular, suitable monomer components (b) for the process according to the invention are those isobutene polymers which have been formed by copolymerization of isobutene with at least one vinylaromatic comonomer, in particular styrene, if appropriate with the use of a difunctional or trifunctional initiator (inifers), mono-, di- or trifunctional and have a number average molecular weight (M n ) of 500 to 15,000, especially 1000 to 10,000, have.
Als Monomer-Komponente (a) kommen vorzugsweise monoethylenisch ungesättige Dicarbon- säuren mit 4 bis 10, insbesondere 4 bis 8, vor allem 4 bis 6 Kohlenstoffatomen und deren Anhydride sowie deren Halb- und Vollester als deren Derivate in Betracht, beispielsweise Maleinsäure, Fumarsäure, Itaconsäure, Mesaconsäure, Methylenmalonsäure, Citraconsäure, Maleinsäureanhydrid, Itaconsäureanhydrid, Citraconsäureanhydrid, Methylmalonsäureanhydrid, Maleinsäuremonomethylester, Maleinsäuredimethylester, Fumarsäuremonomethylester, Fumarsäu- redimethylester, Fumarsäuremonoethylester oder Fumarsäurediethylester. Als Esteralkohole eignen sich hierbei insbesondere d- bis C2o-Alkanole, vor allem d- bis Ce-Alkanole. Auch Mischungen solcher Dicarbonsäuren bzw. Dicarbonsäureanhydride oder Halb- oder Vollester sind einsetzbar. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform setzt man als Monomer- Komponente (a) Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure oder einen Fumarsäurehalb- oder -vollester ein. Als Monomer-Komponente (c) kommen alle solche Monomere in Betracht, die mit den Monomer-Komponenten (a) und (b) copolymerisierbar sind. Monomer component (a) are preferably monoethylenically unsaturated dicarboxylic acids having 4 to 10, in particular 4 to 8, especially 4 to 6 carbon atoms and their anhydrides and their semiestral and full esters as their derivatives, for example maleic acid, fumaric acid, Itaconic acid, mesaconic acid, methylenemalonic acid, citraconic acid, maleic anhydride, itaconic anhydride, citraconic anhydride, methylmalonic anhydride, monomethyl maleate, dimethyl maleate, monomethyl fumarate, fumarate, fumaric acid monoethyl ester or diethyl fumarate. Particularly suitable ester alcohols here are, in particular, C 1 - to C 20 -alkanols, especially C 1 -to-alkanols. It is also possible to use mixtures of such dicarboxylic acids or dicarboxylic anhydrides or half or full esters. In a particularly preferred embodiment, the monomer component (a) used is maleic anhydride, fumaric acid or a fumaric acid half-ester or full-ester. Suitable monomer component (c) are all those monomers which are copolymerizable with the monomer components (a) and (b).
In einer bevorzugten Ausführungsform setzt man als Monomer-Komponente (c) eine monoethy- lenisch ungesättigte C3- bis Cio-Monocarbonsäure oder einen Ester, insbesondere einen Ci - bis C4o-Alkylester, hiervon, ein lineares 1 -Olefin mit 2 bis 40, insbesondere 8 bis 30 Kohlenstoffatomen, Styrol oder ein Styrolderivat, einen Vinylether mit insgesamt 3 bis 40, insbesondere 3 bis 20 Kohlenstoffatomen, einen Allylether mit insgesamt 4 bis 41 , insbesondere 4 bis 21 Kohlenstoffatomen oder eine Mischung solcher Comomerer ein. In a preferred embodiment, the monomer component (c) used is a monethylenically unsaturated C 3 - to C 16 -monocarboxylic acid or an ester, in particular a C 1 - to C 40 -alkyl ester, thereof a linear 1-olefin having 2 to 40, in particular 8 to 30 carbon atoms, styrene or a styrene derivative, a vinyl ether having a total of 3 to 40, in particular 3 to 20 carbon atoms, an allyl ether having a total of 4 to 41, in particular 4 to 21 carbon atoms or a mixture of such comonomers.
Geeignete monoethylenisch ungesättigte C3- bis Cio-Monocarbonsäuren sind beispiels-weise Acrylsäure, Methacrylsäure, Dimethacrylsäure, Ethylacrylsäure, Crotonsäure, Allylessigsäure und Vinylessigsäure sowie deren Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-, Isopropyl-, n-Butyl-, Isobutyl-, sec- Butyl-, tert.-Butyl-, 2-Ethylhexyl-, n-Decyl-, n-Dodecyl- oder n-Octadecylester. Suitable monoethylenically unsaturated C 3 - to Cio-monocarboxylic acids are, for example, acrylic acid, methacrylic acid, dimethacrylic acid, ethylacrylic acid, crotonic acid, allylacetic acid and vinylacetic acid and also their methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl , sec-butyl, tert-butyl, 2-ethylhexyl, n-decyl, n-dodecyl or n-octadecyl ester.
Geeignete lineare 1 -Olefine mit 2 bis 40, insbesondere 8 bis 30 Kohlenstoffatomen sind beispielsweise 1 -Octen, 1 -Nonen, 1 -Decen, 1 -Undecen, 1 -Dodecen, 1 -Tetradecen, 1 -Hexadecen, 1 -Octadecen, 1 -Eicosen sowie technische Mischungen wie aus C20-C24-I -Olefinen oder C24-C28- 1 -Olefinen. Suitable linear 1-olefins having 2 to 40, in particular 8 to 30, carbon atoms are, for example, 1-octene, 1 -none, 1-decene, 1-undecene, 1-dodecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, 1-octadecene, 1 -Eicoses and technical mixtures such as C20-C24-I olefins or C24-C28-1 olefins.
Geeignete Styrolderivate sind beispielsweise α-Methylstyrol, d- bis C4-Alkylstyrole wie 2-, 3- und 4-Methylstyrol und 4-tert.-Butylstyrol, Halogenstyrole wie 2-, 3- oder 4-Chlorstyrol. Suitable styrene derivatives are, for example, α-methylstyrene, C 1 -C 4 -alkylstyrenes, such as 2-, 3- and 4-methylstyrene and 4-tert-butylstyrene, halostyrenes, such as 2-, 3- or 4-chlorostyrene.
Geeignete Vinylether mit insgesamt 3 bis 40, insbesondere 3 bis 20 Kohlenstoffatomen sind insbesondere Vinylalkylether mit 1 bis 30, vor allem 1 bis 20 Kohlenstoffatomen im Alkylrest, wobei der Alkylrest noch weitere Substituenten wie Hydroxylgruppen, Alkoxyreste, Aminogrup- pen oder Dialkylaminogruppen tragen kann. Beispiele hierfür sind Methylvinylether, Ethylvinyl- ether, n-Propylvinylether, Isobutylvinylether, 2-Ethylhexylvinylether, n-Decylvinylether, n- Dodecylvinylether, n-Octadecylvinylether, 2-(Dimethyl-amino)ethylvinylether und 2-(Di-n- butylamino)ethylvinylether. Suitable vinyl ethers having a total of 3 to 40, in particular 3 to 20 carbon atoms are in particular vinyl alkyl ethers having 1 to 30, especially 1 to 20 carbon atoms in the alkyl radical, wherein the alkyl radical can carry further substituents such as hydroxyl groups, alkoxy radicals, amino groups or dialkylamino groups. Examples thereof are methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, isobutyl vinyl ether, 2-ethylhexyl vinyl ether, n-decyl vinyl ether, n-dodecyl vinyl ether, n-octadecyl vinyl ether, 2- (dimethylamino) ethyl vinyl ether and 2- (di-n-butylamino) ethyl vinyl ether ,
Geeignete Allylether mit insgesamt 4 bis 41 , insbesondere 4 bis 21 Kohlenstoffatomen sind insbesondere Allylalkylether mit 1 bis 30, vor allem 1 bis 20 Kohlenstoffatomen im Alkylrest, wobei der Alkylrest noch weitere Substituenten wie Hydroxylgruppen, Alkoxyreste, Aminogruppen o- der Dialkylaminogruppen tragen kann. Beispiele hierfür sind Methylallylether, Ethylallylether, n- Propylallylether, Isobutylallylether, 2-Ethylhexylallylether, n-Decylallylether, n-Dodecylallylether, n-Octadecylallylether, 2-(Dimethylamino)-ethylallylether und 2-(Di-n-butylamino)ethylallylether. Suitable allyl ethers having a total of 4 to 41, in particular 4 to 21, carbon atoms are in particular allylalkyl ethers having 1 to 30, especially 1 to 20, carbon atoms in the alkyl radical, where the alkyl radical may carry further substituents such as hydroxyl groups, alkoxy radicals, amino groups or dialkylamino groups. Examples of these are methyl allyl ether, ethyl allyl ether, n-propyl allyl ether, isobutyl allyl ether, 2-ethylhexyl allyl ether, n-decyl allyl ether, n-dodecyl allyl ether, n-octadecyl allyl ether, 2- (dimethylamino) ethyl allyl ether and 2- (di-n-butylamino) ethyl allyl ether.
Neben den genannten Monomeren können aber auch noch Amide und C bis C4o-Alkylamide von monoethylenisch ungesättigten C3- bis Cio-Monocarbonsäuren, z. B. Acrylamid oder Me- thacrylamid, Mono- und D1-C1- bis C4o-alkylester, Mono- und Diamide und Mono- und D1-C1- bis C4o-alkylamide von monoethylenisch ungesättigten C4- bis Cio-Monocarbonsäuren, z. B. Mal- einsäuremonomethylester oder Maleinsäuredimethylester, d- bis C4o-Aminoalkylester von mo- noethylenisch ungesättigten C3- bis Cio-Monocarbonsäuren, z. B. Dimethylaminoethylacrylat, Vinyl- und Allylester von gesättigten d- bis C2o-Monocarbonsäuren, z. B. Vinylformiat, Vinylace- tat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat, Vinyllaurat, Vinylstearat, Vinylpivalat, Allylacetat, Allylbutyrat oder Allylstearat, N-Vinylcarbonsäureamide von d- bis Ce-Monocarbonsäuren, z. B. N-In addition to the monomers mentioned but can also amides and C to C4o-alkylamides of monoethylenically unsaturated C 3 - to Cio-monocarboxylic acids, eg. As acrylamide or methacrylamide, mono- and D1-C 1 - to C4o-alkyl esters, mono- and diamides and mono- and D1-C 1 - to C 4 -alkylamides of monoethylenically unsaturated C 4 - to Cio-monocarboxylic acids, eg. Painting monomethyl monoesters or dimethyl maleate, C 1 to C 40 aminoalkyl esters of monoethylenically unsaturated C 3 - to C 1 monocarboxylic acids, eg. B. dimethylaminoethyl, vinyl and allyl esters of saturated d- to C2o-monocarboxylic acids, eg. Vinyl acetate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl laurate, vinyl stearate, vinyl pivalate, allyl acetate, allyl butyrate or allyl stearate, N-vinylcarboxamides of d- to Ce-monocarboxylic acids, e.g. B. N
Vinylformamid oder N-Vinylacetamid, sowie N-Vinylderivate von stickstoffhaltigen Heterocyclen, z. B. N-Vinylimidazol, N-Vinylmethylimidazol, N-Vinylpyrrolidon der N-Vinylcaprolactam, als Monomer-Komponenten (c) Verwendung finden. Die Copolymerisate aus den Monomer-Komponenten (a), (b) und (c) können im Prinzip nach allen bekannten üblichen Polymerisationsverfahren hergestellt werden, beispielsweise durch Substanz-, Emulsions-, Suspensions-, Fällungs- oder Lösungspolymerisation. Bei allen genannten Polymerisationsverfahren wird üblicherweise unter Ausschluß von Sauerstoff gearbeitet, vorzugsweise in einem Stickstoffstrom. Für alle Polymerisationsmethoden sind übliche Appara- turen verwendbar, beispielsweise Autoklaven oder Rührkessel. Besonders bevorzugt ist hier die Substanzpolymerisation; sie kann vorteilhafterweise bei Temperaturen von 80 bis 300°C, insbesondere von 120 bis 200°C, durchgeführt werden, wobei die niedrigste zu wählende Polymerisationstemperatur etwa 20°C über der Glastemperatur des gebildeten Copolymerisates liegen sollte. Die Polymerisationsbedingungen im einzelnen werden zweckmäßigerweise nach dem zu erzielenden Molekulargewicht des Copolymerisates gewählt; so ergibt eine Polymerisation bei höheren Temperaturen Copolymerisate mit niedrigeren Molekulargewichten, während bei niedrigeren Polymerisationstemperaturen Copolymerisate mit höheren Molekulargewichten resultieren. Die Copolymerisation der Monomer-Komponenten (a), (b) und (c) wird in aller Regel in Gegenwart von Radikale bildenden Verbindungen durchgeführt. Man benötigt von diesen Polymerisationsinitiatoren üblicherweise bis zu 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,2 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Summe aller eingesetzten Monomere. Geeignete Polymerisationsinitiatoren sind beispielsweise Peroxidverbindungen wie tert.-Butylperpivalat, tert.-Butylperneodecanoat, tert- Butylperethylhexanoat, tert.-Butylperisobutyrat, Di-tert.-butylperoxid, Di-tert.-amylperoxid, Diace- tylperoxidicarbonat und Dicyclohexylperoxidicarbonat sowie Azoverbindungen wie 2,2'- Azobis(isobutyronitril). Die Initiatoren können jeweils alleine oder in Mischung untereinander eingesetzt werden. Sie werden bei der Substanzpolymerisation vorzugsweise separat oder in Form einer Lösung in den Polymerisationsreaktor eingebracht. Die Monomer-Komponenten (a), (b) und (c) können bei Temperaturen oberhalb von 200°C prinzipiell auch in Abwesenheit von Polymerisationsinitiatoren copolymerisiert werden. Vinylformamide or N-vinylacetamide, and N-vinyl derivatives of nitrogen-containing heterocycles, eg. As N-vinylimidazole, N-vinylmethylimidazole, N-vinylpyrrolidone of N-vinylcaprolactam, as monomer components (c) find use. The copolymers of the monomer components (a), (b) and (c) can in principle be prepared by all known conventional polymerization processes, for example by bulk, emulsion, suspension, precipitation or solution polymerization. In all of the above-mentioned polymerization processes, the reaction is usually carried out in the absence of oxygen, preferably in a stream of nitrogen. Conventional apparatus can be used for all polymerization methods, for example autoclaves or stirred tanks. Particularly preferred here is the bulk polymerization; It may advantageously be carried out at temperatures of 80 to 300 ° C, in particular from 120 to 200 ° C, wherein the lowest to be selected polymerization temperature should be about 20 ° C above the glass transition temperature of the copolymer formed. The polymerization conditions in detail are suitably chosen according to the molecular weight of the copolymer to be achieved; Thus, polymerization at higher temperatures gives copolymers with lower molecular weights, while at lower polymerization temperatures copolymers with higher molecular weights result. The copolymerization of the monomer components (a), (b) and (c) is usually carried out in the presence of free-radical-forming compounds. Of these polymerization initiators usually required up to 10 wt .-%, preferably 0.2 to 5 wt .-%, based on the sum of all monomers used. Suitable polymerization initiators are, for example, peroxide compounds such as tert-butyl perpivalate, tert-butylperneodecanoate, tert-butyl perethylhexanoate, tert-butyl perisobutyrate, di-tert-butyl peroxide, di-tert-amyl peroxide, diacetyl peroxydicarbonate and dicyclohexyl peroxydicarbonate and azo compounds such as 2,2 '- Azobis (isobutyronitrile). The initiators can each be used alone or mixed with one another. In the bulk polymerization, they are preferably introduced separately or in the form of a solution into the polymerization reactor. The monomer components (a), (b) and (c) can be copolymerized at temperatures above 200 ° C in principle even in the absence of polymerization initiators.
Um niedrigermolekulare Copolymerisate herzustellen, ist es oft zweckmäßig, die Copolymerisation in Gegenwart von Reglern durchzuführen. Hierfür können übliche Regler wie d- bis C4- Aldehyde, Ameisensäure und organische SH-Gruppen enthaltende Verbindungen, z. B. 2-In order to prepare lower molecular weight copolymers, it is often useful to carry out the copolymerization in the presence of regulators. For this purpose, conventional regulators such as d- to C 4 - aldehydes, formic acid and organic compounds containing SH groups, for. Eg 2-
Mercaptoethanol, 2-Mercaptopropanol, Mercaptoessigsäure oder tert.-Butylmercaptan, verwen- det werden. Diese Polymerisationsregler werden normalerweise in Mengen von 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge aller Monomeren, eingesetzt. Mercaptoethanol, 2-mercaptopropanol, mercaptoacetic acid or tert-butyl mercaptan. be. These polymerization regulators are normally used in amounts of from 0.1 to 10% by weight, based on the total amount of all monomers.
Um höhermolekulare Copolymerisate herzustellen, ist es oft zweckmäßig, bei der Polymerisati- on in Gegenwart von Kettenverlängerern zu arbeiten. Solche Kettenverlängerer sind Verbindungen mit zwei- oder mehrfach ethylenisch ungesättigten Gruppen wie Divinylbenzol, Pentae- rythrittriallylether, Glykoldiacrylat, Glycerintriacrylat oder Polyethylenglykoldiacrylate. Sie können bei der Polymerisation in Mengen von bis zu 5 Gew.-% , bezogen auf die Gesamtmenge aller Monomeren, zugesetzt werden. To produce relatively high molecular weight copolymers, it is often expedient to work in the presence of chain extenders in the polymerization. Such chain extenders are compounds having di- or polyethylenically unsaturated groups, such as divinylbenzene, pentaerythritol triallyl ether, glycol diacrylate, glycerol triacrylate or polyethylene glycol diacrylates. They can be added in the polymerization in amounts of up to 5 wt .-%, based on the total amount of all monomers.
Die Copolymerisation kann kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt werden. The copolymerization can be carried out continuously or batchwise.
Nach erfolgter radikalischer Copolymerisation der Monomerkomponenten (a), (b) und gegebenenfalls (c) wird ein Teil der oder alle Carbonsäure- oder Carbonsäurederivatfunktionen im re- sultierenden Isobutencopolymerisat, welche aus der Monomer-Kompo-nente (a) herrühren oder bei Mitverwendung einer carboxylgruppenhaltigen Monomerkomponente (c) auch mit aus dieser stammen können, mit Ammoniak, einem Mono- oder Polyamin, einem Alkohol oder einer Mischung hieraus in die entsprechenden Derivate umgewandelt, welche dann normalerweise A- mino- und/oder quaternisierte Amino- und/oder Amido- und/oder Imidogruppen aufweisen. After radical copolymerization of the monomer components (a), (b) and, if appropriate, (c), part or all of the carboxylic acid or carboxylic acid derivative functions in the resulting isobutene copolymer originating from the monomer component (a) or if one is used carboxyl-containing monomer component (c) can also be obtained from this, with ammonia, a mono- or polyamine, an alcohol or a mixture thereof converted into the corresponding derivatives, which then normally amino- and / or quaternized amino and / or amido and / or imido groups.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird hierzu ein Teil der oder alle Carbonsäure- oder Carbonsäurederivatfunktionen im resultierenden Isobutencopolymerisat mit einem Mono- oder Polyamin der allgemeinen Formel HNR13R14, in der die Reste R13 und R14 gleich oder verschieden sein können und für Wasserstoff, aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffreste, primäre oder sekundäre, aromatische oder aliphatische Aminoalkylenreste, Polyaminoalkylen- reste, Hydroxyalkylenreste, Polyoxyalkylenreste, die gegebenenfalls Aminoendgruppen tragen, oder Heteroaryl- oder Heterocyclylreste, die gegebenenfalls Aminoendgruppen tragen, stehen können oder gemeinsam mit dem Stickstoffatom, an das sie gebunden sind, eine Ring bilden, in dem noch weitere Heteroatome vorhanden sein können, oder einer Mischung solcher Amine umgesetzt, wobei ein resultierendes Carbonsäureamid- oder Carbonsäureimid-Derivat noch durch weitere Umsetzung mit mindestens einem C2- bis Ci2-Dicarbonsäureanhydrid, mit mindestens einem C2- bis C4-Alkylencarbonat und/oder mit Borsäure modifiziert werden kann. In a preferred embodiment, this is a part of or all carboxylic acid or carboxylic acid derivative functions in the resulting isobutene with a mono- or polyamine of the general formula HNR 13 R 14 , in which the radicals R 13 and R 14 may be the same or different and for hydrogen, aliphatic or aromatic hydrocarbon radicals, primary or secondary, aromatic or aliphatic aminoalkylene radicals, polyaminoalkylene radicals, hydroxyalkylene radicals, polyoxyalkylene radicals which optionally bear amino end groups, or heteroaryl or heterocyclyl radicals which optionally carry amino end groups, or together with the nitrogen atom to which they are bonded form a ring in which even more heteroatoms may be present, or reacted a mixture of such amines, wherein a resulting Carbonsäureamid- or carboxylic acid imide derivative or by further reaction with at least one C2 to Ci2 dicarboxylic anhydride, can be modified with at least one C2 to C4 alkylene carbonate and / or with boric acid.
Resultierende Carbonsäureamid- und Carbonsäureimid-Derivate werden oft, insbesondere beim Einsatz im Schmierstoff-Formulierungen, zur Verbesserung des Quellverhaltens von E- lastomeren, welche beispielsweise in Dichtungen von Motoren, Aggregaten oder Vorrichtungen, die mit den genannten Derivaten oder mit diese enthaltenden Schmierstoff-Formulierungen in Kontakt kommen, eingebaut sind, noch mit mindestens einem C2- bis C12- Dicarbonsäureanhydrid wie Maleinsäureanhydrid oder Phthalsäureanhydrid, mit mindestens einem C2- bis C4-Alkylencarbonat wie Ethylencarbonat oder Propylencarbonat und/oder mit Borsäure modifiziert. Als Aminkomponenten, insbesondere als solche der allgemeinen Formel HNR13R14, kommen in Betracht: Resultant Carbonsäureamid- and Carbonsäureimid derivatives are often, in particular when used in the lubricant formulations, for improving the swelling behavior of elastomers, which for example in seals of engines, units or devices, with the said derivatives or with these containing lubricant formulations come in contact, are incorporated, nor modified with at least one C2 to C12 dicarboxylic anhydride such as maleic anhydride or phthalic anhydride, with at least one C2 to C4 alkylene carbonate such as ethylene carbonate or propylene carbonate and / or with boric acid. Suitable amine components, in particular those of the general formula HNR 13 R 14 , are:
• Ammoniak; • ammonia;
• Aliphatische und aromatische, primäre und sekundäre Amine mit 1 bis 50, insbesondere 1 bis 20 Kohlenstoffatomen wie Methylamin, Ethylamin, n-Propylamin, Di-n-butylamin oder Cyclohexylamin; · Amine, in den R13 und R14 mit dem Stickstoffatom, an das sie gebunden sind, eine gemeinsamen Ring bilden, der noch weitere Heteroatome, insbesondere Stickstoff und/oder Sauerstoff und/oder Schwefel, enthalten kann, wie Morpholin, Pyridin, Piperidin, Pyrrol, Pyrimidin, Pyrrolin, Pyrrolidin, Pyrazin oder Pyridazin; · Hydroxyalkylen- und Polyoxyalkylenreste tragende Amine, in denen R13 und/oder R14 für einen Rest der Formel -(R16-0)p-H stehen, wobei R16 einen C2- bis Cio-Alkylenrest bedeutet und p eine ganze Zahl von 1 bis 30 ist, z. B. Ethanolamin, 2-Aminopropanol-1 oder Neopen- tanolamin; · Aminoendgruppen tragende Polyoxyalkylenamine, in denen R13 und/oder R14 für einen Rest der Formel -R17-0-(R16-0)p-R18-NR19R2° steht, wobei R16, R17 und R18 für C2- bis C10- Alkylenreste stehen, p die oben angegebene Bedeutung hat und R19 und R20 für Wasserstoff, gegebenenfalls Hydroxy- und/oder Amino-substituiertes d- bis Cio-Alkyl oder CQ- bis Cio-Aryl steht, z. B. Polyoxypropylendiamine oder Bis-(3-aminopropyl)-tetrahydrofurane; Aliphatic and aromatic, primary and secondary amines having 1 to 50, in particular 1 to 20 carbon atoms such as methylamine, ethylamine, n-propylamine, di-n-butylamine or cyclohexylamine; Amines in which R 13 and R 14 with the nitrogen atom to which they are attached form a common ring which may contain further heteroatoms, in particular nitrogen and / or oxygen and / or sulfur, such as morpholine, pyridine, piperidine , Pyrrole, pyrimidine, pyrroline, pyrrolidine, pyrazine or pyridazine; Hydroxyamylene- and polyoxyalkylene-bearing amines in which R 13 and / or R 14 is a radical of the formula - (R 16 -O) p -H, where R 16 is a C 2 -C 10 -alkylene radical and p is an integer from 1 to 30, z. Ethanolamine, 2-aminopropanol-1 or neopentanolamine; Amino-end-bearing polyoxyalkyleneamines in which R 13 and / or R 14 is a radical of the formula -R 17 -O- (R 16 -O) p -R 18 -NR 19 R 2 °, where R 16 , R 17 and R 18 is C 2 - to C 10 -alkylene radicals, p has the abovementioned meaning and R 19 and R 20 is hydrogen, optionally hydroxy- and / or amino-substituted d- to Cio-alkyl or CQ to Cio-aryl , z. Polyoxypropylenediamines or bis (3-aminopropyl) tetrahydrofurans;
• Polyamine, in denen R13 und/oder R14 für einen Rest der Formel -(R16-NR19)q-R20 stehen, in der die Reste R16, R19 und R20 die oben angegebenen Bedeutungen haben und q eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist; als solche Polyamine kommen in Betracht: Ethylendiamin, Propylen- diamin, Dimethylaminopropylamin, Diethylentriamin, Dipropylentriamin, Triethylentetramin, Tripropylentetramin, Tetraethylenpentamin, Tetrapropylenpentamin, Ethylaminoethylamin, Dimethylaminoethylamin, Isopropylaminopropylamin, Ethylendipropylentetramin, 2-Di- isopropylaminoethylamin, Aminoethylethanolamin, Ethylenpropylentriamin, Ν,Ν,Ν',Ν'-Tetra- (3-aminopropyl)-ethylendiamin, 2-(3-Aminopropyl)-cyclohexylamin, 2,5- Dimethylhexandiamin-2,5, N,N,N',N",N"-Penta-(3-aminopropyl)-dipropylentriamin sowie Po- lyamine, die einen Heterocyclus als Strukturbestandteil enthalten, z. B. Aminoethylpiperazin. Polyamines in which R 13 and / or R 14 are a radical of the formula - (R 16 -NR 19 ) q -R 20 in which the radicals R 16 , R 19 and R 20 have the meanings given above and q is an integer from 1 to 6; such polyamines are: ethylenediamine, propylenediamine, dimethylaminopropylamine, diethylenetriamine, dipropylenetriamine, triethylenetetramine, tripropylenetetramine, tetraethylenepentamine, tetrapropylenepentamine, ethylaminoethylamine, dimethylaminoethylamine, isopropylaminopropylamine, ethylenedipropylenetetramine, 2-diisopropylaminoethylamine, aminoethylethanolamine, ethylenepropylenetriamine, Ν, Ν, Ν ', Ν'-tetra- (3-aminopropyl) -ethylenediamine, 2- (3-aminopropyl) -cyclohexylamine, 2,5-dimethylhexanediamine-2,5, N, N, N', N ", N" -penta- (3-aminopropyl) -dipropylentriamin and polyamines which contain a heterocycle as a structural component, for. B. aminoethylpiperazine.
Als Aminkomponente können auch Mischungen verschiedener Amine eingesetzt werden. As the amine component, it is also possible to use mixtures of different amines.
Unter Verbindungen mit quaternisierten Aminogruppen sind hier insbesondere quaternisierte Stickstoffverbindungen zu verstehen, die durch Addition einer Verbindung, die wenigstens eine mit einem Anhydrid reaktive Sauerstoff- oder Stickstoff-haltige Gruppe und zusätzlich wenigstens eine quaternisierbare Aminogruppe enthält, an eine Anhydridgruppierung im Isobutencopo- lymerisat und nachfolgende Quaternisierung, insbesondere mit einem Epoxid, insbesondere in Abwesenheit von freier Säure, erhältlich sind, wie sie in der EP-Patentanmeldung Az. 10 168 622.8 beschrieben werden. Als Verbindungen mit wenigstens einer mit einem Anhydrid reaktiven Sauerstoff- oder Stickstoff-haltigen Gruppe und zusätzlich wenigstens einer quaternisierba- ren Amino-gruppe eignen sich insbesondere Polyamine mit mindestens einer primären oder sekundären Aminogruppe und mindestens einer tertiären Aminogruppe wie 3-(Dimethyl- amino)propylamin. Compounds with quaternized amino groups are in particular quaternized nitrogen compounds which are obtained by addition of a compound which contains at least one anhydride-reactive oxygen- or nitrogen-containing group and additionally at least one quaternizable amino group to an anhydride moiety in the isobutene nucleus. lymerisat and subsequent quaternization, in particular with an epoxide, especially in the absence of free acid, are available, as described in EP Patent Application Az. 10 168 622.8. Polyamines having at least one primary or secondary amino group and at least one tertiary amino group such as 3- (dimethylamino) are particularly suitable as compounds having at least one anhydride-reactive oxygen- or nitrogen-containing group and additionally at least one quaternizable amino group. propylamine.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird zur Umwandlung in Derivate nach erfolgter radikalischer Copolymerisation der Monomerkomponenten (a), (b) und gegebenenfalls (c) ein Teil der oder alle Carbonsäure- oder Carbonsäurederivatfunktionen im resultierenden Isobuten- copolymerisat mit einem Alkohol der allgemeinen Formel R15OH, in der der Reste R15 für einen aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffreste, einen Hydroxyal- kylenrest, einen Polyoxyalkylenrest stehen kann, oder einer Mischung solcher Alkohole umge- setzt. Bei der Umwandlung mit einwertigen Alkoholen bilden sich normalerweise Gruppierungen mit Carbonsäureestergruppen, bei der Umwandlung mit zweiwertigen Alkoholen Gruppierungen mit Hydroxygruppen im Endprodukt aus. In a further preferred embodiment, the conversion into derivatives after radical copolymerization of the monomer components (a), (b) and optionally (c) a part of or all carboxylic acid or carboxylic acid derivative functions in the resulting isobutene copolymer with an alcohol of the general formula R 15th OH, in which the radicals R 15 can be an aliphatic, cycloaliphatic or aromatic hydrocarbon radical, a hydroxyalkylene radical, a polyoxyalkylene radical, or a mixture of such alcohols. In the case of the conversion with monohydric alcohols, groups with carboxylic acid ester groups are usually formed; in the case of the conversion with dihydric alcohols, groups with hydroxyl groups are formed in the end product.
Beispiele für derartige Alkohol der allgemeinen Formel R15OH sind Methanol, Ethanol, n- Propanol, Isopropanol, n-Butanol, Isobutanol, sec.-Butanol, tert.-Butanol, n-Pentanol, n- Hexanol, n-Heptanol, n-Octanol, 2-Ethylhexanol, n-Nonanol, Isononanol, n-Decanol, 2- Propylheptanol, n-Undecanol, n-Dodecanol, n-Tridecanol, Isotridecanol, n-Tetradecanol, n- Hexadecanol, n-Octadecanol, Cyclohexanol, Phenol, Kresole, Benzylalkohol, 1 -Phenylethanol, 2-Phenylethanol, Ethylenglykol, 1 ,2-Propylenglykol, 1 ,3-Propylenglykol sowie Polyethylenglyko- le der Formel HO-(CH2CH20)rH, in der r für eine Zahl von 2 bis 50, insbesondere von 2 bis 10, vor allem von 2 bis 5, steht. Examples of such alcohols of the general formula R 15 OH are methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, tert-butanol, n-pentanol, n-hexanol, n-heptanol, n -Octanol, 2-ethylhexanol, n-nonanol, isononanol, n-decanol, 2-propylheptanol, n-undecanol, n-dodecanol, n-tridecanol, isotridecanol, n-tetradecanol, n-hexadecanol, n-octadecanol, cyclohexanol, phenol , Cresols, benzyl alcohol, 1-phenylethanol, 2-phenylethanol, ethylene glycol, 1, 2-propylene glycol, 1, 3-propylene glycol and polyethylene glycols of the formula HO- (CH 2 CH 2 O) r H in which r is a number from 2 to 50 , in particular from 2 to 10, especially from 2 to 5, stands.
Als Alkoholkomponente können auch Mischungen verschiedener Alkohole eingesetzt werden. Die Umwandlungsprodukte der Isobutencopolymerisate mit Ammoniak, einem Mono- oder Po- lyamin, einem Alkohol oder einer Mischung hieraus in die entsprechenden Derivate werden in an sich bekannter Weise durch Umsetzung der Isobutencopolymerisate mit den genannten Reaktanden erhalten. Das molare Verhältnis der Isobutencopolymerisate zu den genannten Reaktanden hängt von der Zahl der Säure- bzw. Anhy-dridgruppen im Isobutencopolymerisat ab. Diese kann in bekannter Weise beispielsweise durch Titration mit einer starken Base bestimmt werden. Im allgemeinen werden pro Mol Amin oder Alkohol 0,1 bis 3 Äquivalente Säureoder Anhydridgruppen bzw. der genannten Säurederivate im Isobutencopolymerisat eingesetzt. In der Regel werden die Ausgangsmaterialien zur Reaktion vermischt und auf 30 bis 200°C erhitzt. Vorzugsweise erfolgt die Reaktion unter einer Schutzgasatmosphäre, z. B. in einem Stickstoffstrom. Die Reaktion kann ohne oder in inerten Lösungsmitteln vorgenommen werden. Als hierfür geeignete inerte Lösungsmittel sind insbesondere aliphatische und aromatische Koh- lenwasserstoffe wie Hexan, Toluol, Xylol sowie Mineralöle zu nennen. Der Fortgang der Reaktion kann beispielsweise IR-spektroskopisch verfolgt werden. As the alcohol component it is also possible to use mixtures of different alcohols. The conversion products of the isobutene copolymers with ammonia, a mono- or polyamine, an alcohol or a mixture thereof into the corresponding derivatives are obtained in a manner known per se by reacting the isobutene copolymers with the stated reactants. The molar ratio of the isobutene to the said reactants depends on the number of acid or Anhy-dridgruppen in Isobutencopolymerisat from. This can be determined in a known manner, for example by titration with a strong base. In general, 0.1 to 3 equivalents of acid or anhydride groups or of the acid derivatives mentioned are used per mole of amine or alcohol in the isobutene copolymer. In general, the starting materials are mixed for the reaction and heated to 30 to 200 ° C. Preferably, the reaction is carried out under a protective gas atmosphere, for. B. in a stream of nitrogen. The reaction can be carried out without or in inert solvents. Suitable inert solvents suitable for this purpose are, in particular, aliphatic and aromatic hydrocarbons. Hydrocarbons such as hexane, toluene, xylene and mineral oils. The progress of the reaction can be followed, for example, by IR spectroscopy.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch neue Isobutencopolymerisat-Derivate, wel- che erhältlich sind durch radikalische Copolymerisation von The present invention also relates to novel isobutene copolymer derivatives which are obtainable by free-radical copolymerization of
(a) 10 bis 90 Mol-%, vorzugsweise 20 bis 60 Mol-%, insbesondere 20 bis 60 Mol-%, (a) 10 to 90 mol%, preferably 20 to 60 mol%, in particular 20 to 60 mol%,
mindestens einer monoethylenisch ungesättigten C4- bis Ci2-Dicarbonsäure oder deren Anhydrid, at least one monoethylenically unsaturated C 4 - to C 12 -dicarboxylic acid or its anhydride,
(b) 10 bis 90 Mol-%, vorzugsweise 10 bis 70 Mol-%, insbesondere 10 bis 70 Mol-%, (b) 10 to 90 mol%, preferably 10 to 70 mol%, in particular 10 to 70 mol%,
eines hochreaktiven Isobutenhomopolymeren mit einem zahlengemittelten Mole kulargewicht (Mn) von 500 bis 20.000 und einem Gehalt von wenigstens 50 Mol- % an terminalen Vinyliden-Doppelbindungen pro Polyisobuten-Kettenende der allgemeinen Formel I of a highly reactive isobutene homopolymer having a number-average molecular weight (M n ) of from 500 to 20,000 and a content of at least 50 mol% of terminal vinylidene double bonds per polyisobutene chain end of the general formula I
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in der
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in the
R10, R11 und R12 unabhängig voneinander Wasserstoff, d- bis C2o-Alkyl, C5- bis R 10 , R 11 and R 12 independently of one another are hydrogen, C 1 - to C 20 -alkyl, C 5 - to
Ce-Cycloalkyl, CQ- bis C20-A1 I, C7- bis C2o-Alkylaryl oder Phenyl, wobei ein aromatischer Kern noch ein oder mehrere C bis C4-Alkyl- oder C bis C4-Alkoxy- reste oder Gruppierungen der allgemeinen Formel II Ce-cycloalkyl, CQ- to C20-Al I, C 7 - to C 20 -alkylaryl or phenyl, where an aromatic nucleus is also one or more C 1 to C 4 -alkyl or C 1 to C 4 -alkoxy radicals or groups of the general groups Formula II
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als Substituenten tragen kann, bezeichnen, wobei höchstens eine der Variablen
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as a substituent, with at most one of the variables
R10, R11 oder R12 Wasserstoff bedeutet und mindestens eine der Variablen R10, R 10 , R 11 or R 12 is hydrogen and at least one of the variables R 10 ,
R11 oder R12 Phenyl, welches noch ein oder mehrere C bis C4-Alkyl- oder C1- bis C4-Alkoxyreste oder ein oder zwei Gruppierungen der allgemeinen Formel II als Substituenten tragen kann, bezeichnet, und n für eine Zahl von 8 bis 350, insbesondere 9 bis 100, vor allem 12 bis 50 steht, wobei bei telechelen Isobutenhomopolymeren I die zwei oder drei Variablen n R 11 or R 12 is phenyl which may carry as substituents one or more C -C 4 alkyl or C 1 to C 4 alkoxy or one or two groups of the general formula II, respectively, and n is a number of 8 to 350, in particular 9 to 100, especially 12 to 50, where in telechelic isobutene homopolymers I the two or three variables n
gleich oder verschieden sein können, (c) 0 bis 50 Mol-%, vorzugsweise 0 bis 50 Mol-%, insbesondere 1 bis 50 Mol-%, eines oder mehrerer monoethylenisch ungesättigter Verbindungen, die mit den may be the same or different, (C) 0 to 50 mol%, preferably 0 to 50 mol%, in particular 1 to 50 mol% of one or more monoethylenically unsaturated compounds, which with the
Monomer-Komponenten (a) und (b) copolymerisierbar sind, und anschließende Umsetzung eines Teils der oder aller Carbonsäure- oder Carbonsäurederivatfunktionen im resultierenden Isobutencopolymerisat mit Ammoniak, einem Mono- oder Poly- amin, einem Alkohol oder einer Mischung der genannten Reaktanden unter Ausbildung von Gruppierungen mit Hydroxy- und/oder Carbonsäureester- und/oder Amino- und/oder quaterni- sierten Amino- und/oder Amido- und/oder Imido-gruppen.  Monomer components (a) and (b) are copolymerizable, and subsequent reaction of a part or all of the carboxylic acid or carboxylic acid derivative functions in the resulting isobutene copolymer with ammonia, a mono- or poly- amine, an alcohol or a mixture of said reactants to form Groups with hydroxyl and / or carboxylic acid ester and / or amino and / or quaternized amino and / or amido and / or imido groups.
Die erfindungsgemäß hergestellten Derivate von Isobutencopolymerisaten eignen sich beispielsweise als Kraft- und Schmierstoffadditive. Die erfindungsgemäß hergestellten Derivate von Isobutencopolymerisaten werden aus Polyiso- butenen mit einem hohen Gehalt an terminalen Vinyliden-Doppelbindungen, welcher meist deutlich höher als 90 Mol-% ist, hergestellt und lassen sich somit in hohen Ausbeuten erzeugen. Weiterhin sind Aussehen und die Konsistenz dieser Derivate, beispielsweise deren Farbe, verbessert. Weiterhin sind auch die physikalischen Eigenschaften dieser Derivate, insbesonde- re das Viskositätsverhalten bei tiefen Temperaturen, sowie die Löslichkeiten, insbesondere in polaren Medien, die Temperaturstabiliät und die Lagerstabilität der Derivate verbessert. Das verwendete Katalysatorsystem für die Erzeugung der Polyisobutene in der Vorstufe ist ausreichend aktiv, langlebig, unproblematisch in der Handhabung und störungsunanfällig, insbesondere ist es frei von Fluor, somit wird unerwünschte aufgrund von Restfluorgehalt bedingte Kor- rosion auf metallischen Materialien und Stahlsorten vermieden. The derivatives of isobutene copolymers prepared according to the invention are suitable, for example, as fuel and lubricant additives. The derivatives of isobutene copolymers prepared according to the invention are prepared from polyisobutenes having a high content of terminal vinylidene double bonds, which is usually significantly higher than 90 mol%, and can thus be produced in high yields. Furthermore, the appearance and the consistency of these derivatives, for example their color, are improved. Furthermore, the physical properties of these derivatives, in particular the viscosity behavior at low temperatures, and the solubilities, in particular in polar media, the temperature stability and the storage stability of the derivatives are improved. The catalyst system used for the production of the polyisobutenes in the precursor is sufficiently active, durable, easy to handle and prone to failure, in particular it is free of fluorine, thus undesirable due to residual fluorine content-related corrosion on metallic materials and steel grades is avoided.

Claims

Patentansprüche claims
1 . Verfahren zur Herstellung von Derivaten von Isobutencopolymerisaten durch radikalische Copolymerisation von 1 . Process for the preparation of derivatives of isobutene copolymers by free-radical copolymerization of
(a) 10 bis 90 Mol-% mindestens einer monoethylenisch ungesättigten C4- bis (A) 10 to 90 mol% of at least one monoethylenically unsaturated C 4 - bis
Ci2-Dicarbonsäure oder deren Anhydrid oder deren Halb- oder Vollester,  Ci2-dicarboxylic acid or its anhydride or its half or full ester,
(b) 10 bis 90 Mol-% eines hochreaktiven Isobutenhomo- oder -copolymeren (b) 10 to 90 mole percent of a highly reactive isobutene homo- or copolymer
mit einem zahlengemittelten Molekulargewicht (Mn) von 1 10 bis 250.000 und einem Gehalt von wenigstens 50 Mol-% an terminalen Vinyliden-Dop- pelbindungen pro Polyisobuten-Kettenende, das Struktureinheiten aus mono-, di- oder trifunktionellen Initiatoren eingebaut enthalten kann, having a number average molecular weight (M n ) of from 10 to 250,000 and a content of at least 50 mol% of terminal vinylidene double bonds per polyisobutene chain end, which may contain structural units of mono-, di- or trifunctional initiators,
(c) 0 bis 50 Mol-% eines oder mehrerer monoethylenisch ungesättigter Verbindungen, die mit den Monomer-Komponenten (a) und (b) copolymerisierbar sind, und anschließende Umsetzung eines Teils der oder aller Carbonsäure- oder Carbonsäurederivatfunktionen im resultierenden Isobutencopolymerisat mit Ammoniak, einem Mono- o- der Polyamin, einem Alkohol oder einer Mischung der genannten Reaktanden unter Ausbildung von Gruppierungen mit Hydroxy- und/oder Carbonsäureester- und/oder Amino- und/oder quaternisierten Amino- und/oder Amido- und/oder Imidogruppen, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Erzeugung der Monomer-Komponente (b) Isobuten oder ein Isobuten enthaltendes Monomerengemisch in Gegenwart (c) 0 to 50 mol% of one or more monoethylenically unsaturated compounds which are copolymerizable with the monomer components (a) and (b), and subsequent reaction of part or all of the carboxylic acid or carboxylic acid derivative functions in the resulting isobutene copolymer with ammonia, a mono or the polyamine, an alcohol or a mixture of said reactants to form groups having hydroxy and / or carboxylic acid ester and / or amino and / or quaternized amino and / or amido and / or imido groups, characterized characterized in that to produce the monomer component (b) isobutene or an isobutene-containing monomer mixture in the presence
(A) eines als Polymerisationskatalysator wirksamen Eisenhalogenid-Donor- Komplexes, eines Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplexes oder eines Aluminumalkylhalogenid-Donor-Komplexes, welcher als Donor eine organische Verbindung mit mindestens einer Ether-Funktion oder einer Carbonsäureester-Funktion enthält, oder (A) an iron halide donor complex effective as a polymerization catalyst, an aluminum trihalide donor complex or an aluminum alkyl halide donor complex containing as donor an organic compound having at least one ether function or carboxylic ester function, or
(B) mindestens einer als Polymerisationskatalysator geeigneten Lewis-Säure (B) at least one suitable as a polymerization catalyst Lewis acid
oder eines als Polymerisationskatalysator wirksamen Komplexes aus mindestens einer Lewis-Säure und mindestens einem Donor und in Gegenwart mindestens eines Initiators, wobei man als mindestens einen Initiator eine organische Sulfonsäure der allgemeinen Formel Z-SO3H einsetzt, in der die Variable Z einen d- bis C2o-Alkylrest, d- bis C2o-Halogenalkylrest, C5- bis Ce-Cycloalkylrest, CQ- bis C2o-Arylrest oder einen C7- bis C2o-Arylalkylrest bezeichnet, polymerisiert. or a complex effective as a polymerization catalyst of at least one Lewis acid and at least one donor and in the presence of at least one initiator, wherein at least one initiator is an organic sulfonic acid of the general formula Z-SO3H in which the variable Z is a d- to C2o Alkyl radical, C 1 - to C 20 haloalkyl radical, C 5 - to Ce -cycloalkyl radical, C 2 - to C 20 -aryl radical or a C 7 - to C 20 -arylalkyl radical, polymerized.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass man zur Erzeugung der Monomer-Komponente (b) gemäß Ausführungsform (A) Isobuten oder ein Isobuten enthaltendes Monomerengemisch in Gegenwart eines als Polymerisationskatalysator wirksamen Eisen- chlorid-Donor-Komplexes oder Aluminiumtrichlorid-Donor-Komplexes polymerisiert. Process according to Claim 1, characterized in that isobutene or an isobutene-containing monomer mixture is polymerized in the presence of an iron chloride-donor complex or aluminum trichloride-donor complex which is effective as a polymerization catalyst to produce the monomer component (b) according to embodiment (A) ,
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Erzeugung der Monomer-Komponente (b) gemäß Ausführungsform (A) als Polymerisationskatalysator einen Eisenhalogenid-Donor-Komplex, einen Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplex oder einen Aluminumalkylhalogenid-Donor-Komplex einsetzt, welcher als Donor einen Dihydrocar- bylether der allgemeinen Formel R1-0-R2 enthält, in der die Variablen R1 und R2 unabhängig voneinander d- bis C2o-Alkylreste, C5- bis Ce-Cycloalkylreste, CQ- bis C2o-Arylreste oder C7- bis C2o-Arylalkylreste bezeichnen. A process as claimed in claim 1 or 2, wherein an iron halide donor complex, an aluminum trihalide donor complex or an aluminum alkyl halide donor complex is used as the polymerization catalyst to produce the monomer component (b) according to embodiment (A), which contains as donor a dihydrocarbyl ether of the general formula R 1 -O-R 2 , in which the variables R 1 and R 2 independently of one another are C 1 - to C 20 -alkyl radicals, C 5 - to C 6 -cycloalkyl radicals, C 2 - to C 20 -aryl radicals or C 7 to C 20 arylalkyl radicals.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Erzeugung der Monomer-Komponente (b) gemäß Ausführungsform (A) als Polymerisationskatalysator einen Eisenhalogenid-Donor-Komplex, einen Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplex oder einen Aluminumalkylhalogenid-Donor-Komplex einsetzt, welcher als Donor einen Carbonsäu- rehydrocarbylester der allgemeinen Formel R3-COOR4 enthält, in der die Variablen R3 und R4 unabhängig voneinander d- bis C2o-Alkylreste, C5- bis Ce-Cycloalkylreste, CQ- bis C20- Arylreste oder C7- bis C2o-Arylalkylreste bezeichnen. A process as claimed in claim 1 or 2, wherein an iron halide donor complex, an aluminum trihalide donor complex or an aluminum alkyl halide donor complex is used as the polymerization catalyst to produce the monomer component (b) according to embodiment (A), which contains, as donor, a carboxylic acid hydrocarbyl ester of the general formula R 3 -COOR 4 in which the variables R 3 and R 4 independently of one another denote C 1 - to C 20 -alkyl radicals, C 5 - to C 6 -cycloalkyl radicals, C 2 - to C 20 -aryl radicals or C 7 - designate to C2o-arylalkyl radicals.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Erzeugung der Monomer-Komponente (b) gemäß Ausführungsform (A) als Polymerisationskatalysator einen Eisenhalogenid-Donor-Komplex, einen Aluminiumtrihalogenid-Donor-Komplex oder einen Aluminumalkylhalogenid-Donor-Komplex einsetzt, bei dem die Donor-Verbindung eine Gesamt-Kohlenstoffzahl von 3 bis 16 aufweist. Process according to claims 1 to 4, characterized in that one uses for the production of the monomer component (b) according to embodiment (A) as the polymerization catalyst, an iron halide donor complex, an aluminum trihalide donor complex or an aluminum alkyl halide donor complex in which the donor compound has a total carbon number of 3 to 16.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Erzeugung der Monomer-Komponente (b) gemäß Ausführungsform (A) die Polymerisation unter Mitverwendung eines Initiators durchführt, welcher ausgewählt ist unter organischen Hydroxy- verbindungen, bei denen eine oder mehrere Hydroxylgruppen an jeweils ein sp3- hybridisiertes Kohlenstoffatom oder an einen aromatischen Ring gebunden sind, organischen Halogenverbindungen, bei denen eine oder mehrere Halogenatome an jeweils ein sp3-hybridisiertes Kohlenstoffatom gebunden sind, Protonensäuren und Wasser. Process according to Claims 1 to 5, characterized in that, to produce the monomer component (b) according to embodiment (A), the polymerization is carried out using an initiator selected from organic hydroxy compounds in which one or more hydroxyl groups are each bonded to an sp 3 - hybridized carbon atom or to an aromatic ring, organic halogen compounds in which one or more halogen atoms are bonded to each sp 3 -hybridized carbon atom, proton acids and water.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Initiator ausgewählt ist unter Wasser, einer oder mehreren Protonensäuren, Methanol, Ethanol, 1 -Phenylethanol, 1 -(p- Methoxyphenyl)ethanol, n-Propanol, Isopropanol, 2-Phenyl-2-propanol, n-Butanol, Isobuta- nol, sec.-Butanol, tert.-Butanol, 1 -Phenyl-1 -chlorethan, 2-Phenyl-2-chlorpropan, tert- Butylchlorid und 1 ,3- oder 1 ,4-Bis(1 -hydroxy-1 -methylethyl)benzol sowie Mischungen hier- aus. A method according to claim 6, characterized in that the initiator is selected from water, one or more protic acids, methanol, ethanol, 1-phenylethanol, 1- (p-methoxyphenyl) ethanol, n-propanol, isopropanol, 2-phenyl-2- propanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, tert-butanol, 1-phenyl-1-chloroethane, 2-phenyl-2-chloropropane, tert-butyl chloride and 1, 3 or 1, 4-bis (1-hydroxy-1-methylethyl) benzene and mixtures thereof. out.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Erzeugung der Monomer-Komponente (b) gemäß Ausführungsform (A) die Polymerisation in Gegen- wart von 0,01 bis 10 mmol, jeweils bezogen auf 1 Mol eingesetztes Isobuten-Monomer bei Homopolymerisation von Isobuten bzw. auf 1 Mol der Gesamtmenge der eingesetzten polymerisationsfähigen Monomere bei Copolymerisation von Isobuten, einer stickstoffhaltigen basischen Verbindung durchführt. 8. The method according to claims 1 to 7, characterized in that for the production of the monomer component (b) according to embodiment (A), the polymerization in the presence of 0.01 to 10 mmol, each based on 1 mol of isobutene used Monomer in homopolymerization of isobutene or to 1 mole of the total amount of the polymerizable monomers used in copolymerization of isobutene, a nitrogen-containing basic compound performs.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass man als stickstoffhaltige basische Verbindung Pyridin oder ein Derivat des Pyridins einsetzt. A method according to claim 8, characterized in that is used as the nitrogen-containing basic compound pyridine or a derivative of pyridine.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Erzeugung der Monomer-Komponente (b) gemäß Ausführungsform (A) die Polymerisation in einem ha- logenierten aliphatischen Kohlenwasserstoff oder in einer Mischung aus halogenierten a- liphatischen Kohlenwasserstoffen oder in einem Gemisch aus mindestens einem halogenierten aliphatischen Kohlenwasserstoff und mindestens einem aliphatischen, cycloaliphati- schen oder aromatischen Kohlenwasserstoff oder in einem halogenfreien aliphatischen oder halogenfreien aromatischen Kohlenwasserstoff als inertem Verdünnungsmittel durchführt. 10. The method according to claims 1 to 9, characterized in that to produce the monomer component (b) according to embodiment (A), the polymerization in a halogenated halogenated halogenated hydrocarbon or in a mixture of halogenated aliphatic hydrocarbons or in a mixture of at least one halogenated aliphatic hydrocarbon and at least one aliphatic, cycloaliphatic or aromatic hydrocarbon or in a halogen-free aliphatic or halogen-free aromatic hydrocarbon as an inert diluent.
1 1 . Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass man gemäß Ausführungsform (B) als mindestens einen Initiator eine organische Sulfonsäure ausgewählt aus Methansul- fonsäure, Trifluormethansulfonsäure, Trichlormethansulfonsäure und Toluolsulfonsäure einsetzt oder Mischungen hieraus. 1 1. A method according to claim 1, characterized in that according to embodiment (B) is used as at least one initiator, an organic sulfonic acid selected from methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, trichloromethanesulfonic acid and toluenesulfonic acid or mixtures thereof.
12. Verfahren nach Anspruch 1 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass man gemäß Ausführungsform (B) als Lewis-Säure für den als Polymerisationskatalysator wirksamen Komplex mindestens eine Verbindung ausgewählt aus den binären Chlor- und Fluorverbindungen der Elemente der 1 . bis 8. Nebengruppe und der 3. bis 5. Hauptgruppe des Periodensystems oder Mischungen hieraus einsetzt. 12. The method according to claim 1 or 1 1, characterized in that according to embodiment (B) as Lewis acid for the complex effective as the polymerization catalyst at least one compound selected from the binary chlorine and fluorine compounds of the elements of the first to the 8th subgroup and the 3rd to 5th main group of the periodic table or mixtures thereof.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass man als Lewis-Säure eine binäre Chlor- oder Fluorverbindung ausgewählt aus BCI3, AICI3, TiCU, FeC , FeC , ZnC , BF3, AIF3, TiF4, FeF2, FeF3 und ZnF2 einsetzt. 13. The method according to claim 12, characterized in that as Lewis acid, a binary chlorine or fluorine compound selected from BCI 3 , AICI3, TiCu, FeC, FeC, ZnC, BF3, AIF3, TiF 4 , FeF 2 , FeF 3 and ZnF 2 uses.
14. Verfahren nach den Ansprüchen 1 , 1 1 , 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass man gemäß Ausführungsform (B) einen als Polymerisationskatalysator wirksamen Komplex einsetzt, welcher als Donor eine organische Verbindung mit mindestens einer Ether-Funktion oder einer Carbonsäureester-Funktion enthält. 14. The method according to claims 1, 1 1, 12 and 13, characterized in that one uses according to embodiment (B) a complex effective as a polymerization catalyst containing as donor an organic compound having at least one ether function or a carboxylic acid ester function ,
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die als Donor fungierende organischen Verbindung einen Dihydrocarbylether der allgemeinen Formel R1-0-R2, in der die Variablen R1 und R2 unabhängig voneinander C bis C2o-Alkyl-reste, C5- bis Ce-Cyclo- alkylreste, CQ- bis C2o-Arylreste oder C7- bis C2o-Arylalkylreste bezeichnen, oder einen Car- bonsäurehydrocarbylester der allgemeinen Formel R3-COOR4, in der die Variablen R3 und R4 unabhängig voneinander d- bis C2o-Alkylreste, C5- bis Ce-Cycloalkylreste, CQ- bis C20- Arylreste oder C7- bis C2o-Arylalkylreste bezeichnen, darstellt. 15. The method according to claim 14, characterized in that the functioning as a donor organic compound is a dihydrocarbyl ether of the general formula R 1 -0-R 2 , in which the variables R 1 and R 2 are independently C to C 20 alkyl radicals, C5 - to Ce-Cyclo alkyl radicals, CQ- to C 20 -aryl radicals or C 7 - to C 20 -arylalkyl radicals, or a carboxylic acid hydrocarbylcarboxylic acid of the general formula R 3 -COOR 4 , in which the variables R 3 and R 4 independently of one another denote C 1 - to C 20 -alkyl radicals, C5 to Ce cycloalkyl radicals, CQ to C20 aryl radicals or C 7 - to denote C2o arylalkyl radicals.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die als Donor fungierende organische Verbindung eine Gesamt-Kohlenstoffzahl von 3 bis 16 aufweist. 16. The method according to claim 15, characterized in that the functioning as a donor organic compound has a total carbon number of 3 to 16.
17. Verfahren nach den Ansprüchen 1 , 1 1 , 12, 13, 14, 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass man gemäß Ausführungsform (B) die Polymerisation unter Mitverwendung mindestens eines weiteren Initiators durchführt, welcher mono- oder polyfunktionell und unter organischen Hydroxyverbindungen, organischen Halogenverbindungen, Protonensäuren und Wasser ausgewählt ist. 18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der der mindestens eine zusätzliche Initiator ausgewählt ist unter Wasser, einer oder mehreren Protonensäuren, Methanol, Ethanol, 1 -Phenylethanol, 1 -(p-Methoxyphenyl)ethanol, n-Propanol, Isopropanol, 2- Phenyl-2-propanol, n-Butanol, Isobutanol, sec.-Butanol, tert.-Butanol, 1 -Phenyl-1 - chlorethan, 2-Phenyl-2-chlorpropan, tert.-Butylchlorid und 1 ,3- oder 1 ,4-Bis(1 -hydroxy-1 - methylethyl)benzol sowie Mischungen hieraus. 17. The method according to claims 1, 1 1, 12, 13, 14, 15 and 16, characterized in that according to embodiment (B), the polymerization is carried out with concomitant use of at least one further initiator which mono- or polyfunctional and organic hydroxy compounds , organic halogen compounds, proton acids and water is selected. 18. The method according to claim 17, characterized in that the at least one additional initiator is selected from water, one or more protic acids, methanol, ethanol, 1-phenylethanol, 1 - (p-methoxyphenyl) ethanol, n-propanol, isopropanol, 2-phenyl-2-propanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, tert-butanol, 1-phenyl-1-chloroethane, 2-phenyl-2-chloropropane, tert-butyl chloride and 1, 3- or 1,4-bis (1-hydroxy-1-methylethyl) benzene and mixtures thereof.
19. Verfahren nach den Ansprüchen 1 , 1 1 , 12, 13, 14, 15, 16, 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, dass man gemäß Ausführungsform (B) die Polymerisation in Gegenwart von 0,01 bis 10 mmol, jeweils bezogen auf 1 Mol eingesetztes Isobuten-Monomer bei Homopolymerisa- tion von Isobuten bzw. auf 1 Mol der Gesamtmenge der eingesetzten polymerisationsfähigen Monomere bei Copolymerisation von Isobuten, einer stickstoffhaltigen basischen Verbindung durchführt. 19. The method according to claims 1, 1 1, 12, 13, 14, 15, 16, 17 and 18, characterized in that according to embodiment (B), the polymerization in the presence of 0.01 to 10 mmol, in each case based on 1 mol of isobutene monomer used in homopolymerization of isobutene or to 1 mol of the total amount of the polymerizable monomers used in copolymerization of isobutene, a nitrogen-containing basic compound.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass man als stickstoffhaltige basi- sehe Verbindung Pyridin oder ein Derivat des Pyridins einsetzt. 20. The method according to claim 19, characterized in that one uses pyridine or a derivative of pyridine as the nitrogen-containing base see connection.
21 . Verfahren nach den Ansprüchen 1 , 1 1 , 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 und 20, dadurch gekennzeichnet, dass man gemäß Ausführungsform (B) die Polymerisation bei einer Temperatur von -30°C bis +50°C durchführt. 21. Process according to claims 1, 1, 1, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 and 20, characterized in that, according to embodiment (B), the polymerization is carried out at a temperature of -30 ° C to +50 ° C performed.
22. Verfahren nach den Ansprüchen 1 , 1 1 , 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 und 21 , dadurch gekennzeichnet, dass man gemäß Ausführungsform (B) die Polymerisation in einem aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoff, in einem halogenierten a- liphatischen Kohlenwasserstoff oder in einer Mischung aus aliphatischen, cycloaliphatischen und/oder aromatischen Kohlenwasserstoffen oder aus halogenierten aliphatischen Kohlenwasserstoffen oder in einem Gemisch aus mindestens einem halogenierten aliphatischen Kohlenwasserstoff und mindestens einem aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromati- sehen Kohlenwasserstoff als inertem Verdünnungsmittel durchführt. 22. The method according to claims 1, 1 1, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 and 21, characterized in that according to embodiment (B) the polymerization in an aliphatic, cycloaliphatic or aromatic Hydrocarbon, in a halogenated aliphatic hydrocarbon or in a mixture of aliphatic, cycloaliphatic and / or aromatic hydrocarbons or halogenated aliphatic hydrocarbons or in a mixture of at least one halogenated aliphatic hydrocarbon and at least one aliphatic, cycloaliphatic or aromatic see hydrocarbon as an inert diluent.
23. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Erzeugung der Monomer-Komponente (b) als Monomerquelle für die Polymerisation einen techni- sehen C4-Kohlenwasserstoffstrom mit einem Isobuten-Gehalt von 1 bis 100 Gew.-%, insbesondere einen Raffinat 1 -Strom, einen b/b-Strom aus einer FCC-Raffinerieeinheit, einen Produktstrom einer Propylen-Isobutan-Cooxidation oder einen Produktstrom aus einer Metathese-Einheit, einsetzt. 24. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 23, bei dem die Monomer-Komponente (b) durch23. The method according to claims 1 to 22, characterized in that for the production of the monomer component (b) as a monomer source for the polymerization see a technical C4 hydrocarbon stream having an isobutene content of 1 to 100 wt .-%, in particular a raffinate 1 stream, a b / b stream from an FCC refinery unit, a product stream of a propylene-isobutane co-oxidation or a product stream from a metathesis unit. 24. The method according to claims 1 to 23, wherein the monomer component (b) by
Homopolymerisation von Isobuten oder Copolymerisation von Isobuten mit bis zu 20 Gew.- % n-Buten gebildet wurde, monofunktionell ist und ein zahlenmittleres Molekulargewicht (Mn) von 500 bis 5000 aufweist. 25. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 23, bei dem die Monomer-Komponente (b) durchHomopolymerization of isobutene or copolymerization of isobutene with up to 20% by weight of n-butene was formed, monofunctional and has a number average molecular weight (M n ) of 500 to 5000. 25. The method according to claims 1 to 23, wherein the monomer component (b) by
Homopolymerisation von Isobuten oder Copolymerisation von Isobuten mit bis zu 20 Gew.- % n-Buten, jeweils unter Mitverwendung eines di- oder trifunktionellen Initiators (Inifers), gebildet wurde, di- oder trifunktionell ist und ein zahlenmittleres Molekulargewicht (Mn) von 500 bis 10.000 aufweist. Homopolymerization of isobutene or copolymerization of isobutene with up to 20% by weight of n-butene, each with the use of a di- or trifunctional initiator (Inifers), is formed, di- or trifunctional and has a number average molecular weight (M n ) of 500 to 10,000.
26. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 23, bei dem die Monomer-Komponente (b) durch Copolymerisation von Isobuten mit mindestens einem vinylaromatischen Comonomer, gegebenenfalls unter Mitverwendung eines di- oder trifunktionellen Initiators (Inifers), gebildet wurde, mono-, di- oder trifunktionell ist und ein zahlenmittleres Molekulargewicht (Mn) von 500 bis 15.000 aufweist. 26. The method according to claims 1 to 23, wherein the monomer component (b) by copolymerization of isobutene with at least one vinyl aromatic comonomer, optionally with concomitant use of a di- or trifunctional initiator (Inifers) was formed, mono-, di- or is trifunctional and has a number average molecular weight (M n ) of 500 to 15,000.
27. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 26, bei dem als Monomer-Komponente (a) Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure oder ein Fumarsäurehalb- oder -vollester eingesetzt wird. 28. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 27, bei dem als Monomer-Komponente (c) eine mo- noethylenisch ungesättigte C3- bis Cio-Monocarbonsäure oder einen Ester hiervon, ein lineares 1 -Olefin mit 2 bis 40 Kohlenstoffatomen, Styrol oder ein Styrolderivat, ein Vinylether mit insgesamt 3 bis 40 Kohlenstoffatomen, ein Allylether mit insgesamt 4 bis 41 Kohlenstoffatomen oder eine Mischung solcher Comomerer eingesetzt wird. 27. The method according to claims 1 to 26, wherein as the monomer component (a) maleic anhydride, fumaric acid or a Fumarsäurehalb- or -vollester is used. 28. The method according to claims 1 to 27, wherein the monomer component (c) is a monoethylenically unsaturated C 3 - to Cio monocarboxylic acid or an ester thereof, a linear 1-olefin having 2 to 40 carbon atoms, styrene or a Styrene derivative, a vinyl ether having a total of 3 to 40 carbon atoms, an allyl ether having a total of 4 to 41 carbon atoms or a mixture of such comonomer is used.
29. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 28, bei dem nach erfolgter radikalischer Copolymerisation der Monomerkomponenten (a), (b) und gegebenenfalls (c) ein Teil der oder alle Carbonsäure- oder Carbonsäurederivatfunktionen im resultierenden Isobutencopolymerisat mit einem Mono- oder Polyamin der allgemeinen Formel HNR13R14, in der die Reste R13 und R14 gleich oder verschieden sein können und für Wasserstoff, aliphatische oder aromatische29. The method according to claims 1 to 28, wherein after the radical copolymerization of the monomer components (a), (b) and optionally (c) a part of or all carboxylic acid or carboxylic acid derivative functions in the resulting isobutene with a mono- or polyamine of the general Formula HNR 13 R 14 , in which the radicals R 13 and R 14 may be identical or different and are hydrogen, aliphatic or aromatic
Kohlenwasserstoffreste, primäre oder sekundäre, aromatische oder aliphatische Aminoalky- lenreste, Polyaminoalkylenreste, Hydroxyalkylenreste, Polyoxyalkylenreste, die gegebenenfalls Aminoendgruppen tragen, oder Heteroaryl- oder Heterocyclylreste, die gegebenenfalls Aminoendgruppen tragen, stehen können oder gemeinsam mit dem Stickstoffatom, an das sie gebunden sind, eine Ring bilden, in dem noch weitere Heteroatome vorhanden sein können, oder einer Mischung solcher Amine umgesetzt werden, wobei ein resultierendes Carbonsäureamid- oder Carbonsäureimid-Derivat noch durch weitere Umsetzung mit min- destens einem C2- bis Ci2-Dicarbonsäureanhydrid, mit mindestens einem C2- bis C4- Alkylencarbonat und/oder mit Borsäure modifiziert werden kann. Hydrocarbon radicals, primary or secondary, aromatic or aliphatic aminoalkyl radicals, polyaminoalkylene radicals, hydroxyalkylene radicals, polyoxyalkylene radicals which may carry amino end groups, or heteroaryl or heterocyclyl radicals which may be present Amino end groups can carry, stand or together with the nitrogen atom to which they are attached, form a ring in which further heteroatoms may be present, or a mixture of such amines are reacted, wherein a resulting Carbonsäureamid- or Carbonsäureimid derivative by further reaction with at least one C2 to Ci2-dicarboxylic acid anhydride, with at least one C 2 to C 4 - alkylene carbonate may be modified and / or with boric acid.
30. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 28, bei dem nach erfolgter radikalischer Copolymeri- sation der Monomerkomponenten (a), (b) und gegebenenfalls (c) ein Teil der oder alle Carbonsäure- oder Carbonsäurederivatfunktionen im resultierenden Isobutencopolymerisat mit einem Alkohol der allgemeinen Formel R15OH, in der der Reste R15 für einen aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffreste, einen Hydroxyalkylenrest, einen Polyoxyalkylenrest stehen kann, oder einer Mischung solcher Alkohole umgesetzt werden. 30. Process according to claims 1 to 28, in which after radical copolymerization of the monomer components (a), (b) and optionally (c) a part of or all carboxylic acid or carboxylic acid derivative functions in the resulting isobutene with an alcohol of the general formula R 15 OH, in which the radicals R 15 may be an aliphatic, cycloaliphatic or aromatic hydrocarbon radicals, a hydroxyalkylene radical, a polyoxyalkylene radical, or a mixture of such alcohols.
31 . Isobutencopolymerisat-Derivate, erhältlich durch radikalische Copolymerisation von 31. Isobutene copolymer derivatives, obtainable by free-radical copolymerization of
(a) 10 bis 90 Mol-% mindestens einer monoethylenisch ungesättigten C4- bis (A) 10 to 90 mol% of at least one monoethylenically unsaturated C 4 - bis
Ci2-Dicarbonsäure oder deren Anhydrid,  Ci2-dicarboxylic acid or its anhydride,
(b) 10 bis 90 Mol-% eines hochreaktiven Isobutenhomopolymeren mit einem (B) 10 to 90 mol% of a highly reactive isobutene homopolymer with a
zahlengemittelten Molekulargewicht (Mn) von 500 bis 20.000 und einem Gehalt von wenigstens 50 Mol-% an terminalen Vinyliden-Doppelbindungen pro Polyisobuten-Kettenende der allgemeinen Formel I number average molecular weight (M n ) of 500 to 20,000 and a content of at least 50 mol% of terminal vinylidene double bonds per polyisobutene chain end of the general formula I.
Figure imgf000045_0001
in der
Figure imgf000045_0001
in the
R10, R11 und R12 unabhängig voneinander Wasserstoff, C bis C2o-Alkyl, C5- bis Ce-Cycloalkyl, CQ- bis C20-A1 I, C7- bis C2o-Alkylaryl oder Phenyl, wobei ein aromatischer Kern noch ein oder mehrere C bis C4-Alkyl- oder C bis C4-Alkoxyreste oder Gruppierungen der allgemeinen Formel II R 10 , R 11 and R 12 are each independently hydrogen, C 2 -C 20 -alkyl, C 5 -C 6 -cycloalkyl, C 2 -C 20 -alkyl, C 7 - to C 20 -alkylaryl or phenyl, where one aromatic nucleus is still one or more a plurality of C 4 -C 4 -alkyl or C 4 -C 4 -alkoxy radicals or groups of the general formula II
Figure imgf000045_0002
als Substituenten tragen kann, bezeichnen, wobei höchstens eine der Vari- ablen R10, R11 oder R12 Wasserstoff bedeutet und mindestens eine der Variablen R10, R11 oder R12 Phenyl, welches noch ein oder mehrere d- bis C4- Alkyl- oder d- bis C4-Alkoxyreste oder ein oder zwei Gruppierungen der allgemeinen Formel II als Substituenten tragen kann, bezeichnet, und n für eine Zahl von 8 bis 350 steht, wobei bei telechelen Isobutenhomopolymeren I die zwei oder drei Variablen n im Molekül gleich oder verschieden sein können,
Figure imgf000045_0002
as a substituent, with at most one of the variables ablen R 10, R 11 or R 12 is hydrogen and at least one of the variables R 10, R 11 or R 12 is phenyl, which contain one or more d- to C 4 - alkyl or d- to C 4 alkoxy or one or denotes two groupings of the general formula II as substituents, and n stands for a number from 8 to 350, where in the case of telechelic isobutene homopolymers I the two or three variables n in the molecule may be identical or different,
(c) 0 bis 50 Mol-% eines oder mehrerer monoethylenisch ungesättigter Verbindungen, die mit den Monomer-Komponenten (a) und (b) copolymerisierbar sind, und anschließende Umsetzung eines Teils der oder aller Carbonsäure- oder Carbonsäurederivatfunktionen im resultierenden Isobutencopolymerisat mit Ammoniak, einem Mono- o- der Polyamin, einem Alkohol oder einer Mischung der genannten Reaktanden unter Ausbildung von Gruppierungen mit Hydroxy- und/oder Carbonsäureester- und/oder Amino- und/oder quaternisierten Amino- und/oder Amido- und/oder Imidogruppen. (c) 0 to 50 mol% of one or more monoethylenically unsaturated compounds which are copolymerizable with the monomer components (a) and (b), and subsequent reaction of part or all of the carboxylic acid or carboxylic acid derivative functions in the resulting isobutene copolymer with ammonia, a mono or the polyamine, an alcohol or a mixture of said reactants to form groups having hydroxy and / or carboxylic acid ester and / or amino and / or quaternized amino and / or amido and / or imido groups.
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