DE1925114B2 - Process for the production of a sulfur-vulcanizable polymer from ethylene and at least one other α-alkylene and its use for the production of shaped bodies - Google Patents
Process for the production of a sulfur-vulcanizable polymer from ethylene and at least one other α-alkylene and its use for the production of shaped bodiesInfo
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- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines schwefelvulkanisierbaren Polymeren aus Äthylen, zumindest einem anderen a-Alkylen und zumindest einer mehrfach ungesättigten Verbindung, wobei eine Mischung dieser Monomeren in einem flüssigen Verteilungsmittel mit einem Katalysator zusammengebracht wird, der sich aus einer Aluminiumhalogenverbindung, einer Übergangsmetallverbindung und einer Organomagnesiumverbindung zusammensetzt. The invention relates to a method for producing a sulfur-vulcanizable polymer from Ethylene, at least one other α-alkylene and at least one polyunsaturated compound, wherein a mixture of these monomers is brought into contact with a catalyst in a liquid distribution medium which is composed of an aluminum halogen compound, a transition metal compound and an organomagnesium compound.
Das genannte Verfahren ist bekannt aus der niederländischen Patentanmeldung 6613606 wo als Organomagnesiumverbindung ein Diarylmagnesium, vorzugsweise Diphenylmagnesium, verwendet wird. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist, daß das Polymerisationsmittel keinen Sauerstoff, kein Wasser und auch keine anderen polaren Verbindungen enthalten darf. Ein weiterer Nachteil ist, daß die Diarylmagnesiumverbindung leicht zu der Bildung gefärbter Polymerisationsprodukte Anlaß gibt.The process mentioned is known from Dutch patent application 6613606 where as an organomagnesium compound a diaryl magnesium, preferably diphenyl magnesium, is used. A disadvantage of this process is that the polymerization agent must not contain any oxygen, water or other polar compounds. Another disadvantage is that the diaryl magnesium compound tends to give rise to colored polymerization products Cause.
Erfindungsgemäß wird nun als Organomagnesiumverbindung ein Alkyl- oder Cycloalkylmagnesiumderivat benutzt, wobei eine der Kohlenwasserstoffgruppen durch eine Alkoxygruppe, ein Chlor-, Brom- oder Jodatom oder eine Hydroxylgruppe ersetzt werden kann und das Verhältnis von Magnesium zum Übergangsmetall zwischen 0,1 und 200 bzw. zwischen AIu-"' minium-und Magnesium verbindung zwischen 0,5 und 30 liegt.According to the invention, an alkyl or cycloalkyl magnesium derivative is now used as the organomagnesium compound used, where one of the hydrocarbon groups by an alkoxy group, a chlorine, bromine or Iodine atom or a hydroxyl group can be replaced and the ratio of magnesium to the transition metal between 0.1 and 200 or between AIu- "' The minium and magnesium compound is between 0.5 and 30.
Der verwendete Katalysator ist sehr wirksam und läßt sich ausgezeichnet im Polymerisationsmittel lösen. Die betreffenden Magnesiumverbindungen fallenThe catalyst used is very effective and has excellent solubility in the polymerization agent. The magnesium compounds in question fall
ι<· nämlich ais farblose, klare Lösungen an. Ein Vorteil der erfindungsgemäß anwendbaren Magnesiumverbindungen besteht darin, daß man relativ größere Mengen einer solchen polaren Verbindung, z. B. Diäthyläther, in das Polymerisationsmittel einbringenι <· namely ais colorless, clear solutions. An advantage of the magnesium compounds which can be used according to the invention consists in the fact that one relatively larger Amounts of such a polar compound, e.g. B. diethyl ether, introduce into the polymerization agent
π kann. Mit Hilfe des erfindungsgemäß eingesetzten Katalysators lassen sich leicht homogene Polymerisate aus Äthylen, zumindest einem anderen a-Alkylen und zumindest einer mehrfach ungesättigten Verbindung herstellen, welche kein Gel enthalten und auf einfacheπ can. With the aid of the catalyst used according to the invention, easily homogeneous polymers can be produced from ethylene, at least one other α-alkylene and at least one polyunsaturated compound which do not contain gel and which are easy to use
:ii Weise mit Schwefel zu Vulkanisaten mit ausgezeichneten Eigenschaften zu verarbeiten sind. Weiter ist die initiale Aktivität des erfindungsgemäßen Katalysators größer als bei Anwendung eines Diarylmagnesiums als Organomagnesiumverbindung, was bei ei-: ii way with sulfur to vulcanizates with excellent Properties are to be processed. Next is the initial activity of the catalyst according to the invention greater than when using a diaryl magnesium as an organomagnesium compound, which is
r. nem Dauerverfahren mit kurzer Verweilzeit von Vorteil ist. Weitere Vorteile der Erfindung werden später erörtert.r. nem continuous process with a short dwell time of Advantage is. Further advantages of the invention are discussed later.
Beispiele der erfindungsgemäß anwendbaren Magnesiumverbindung sind Dialkylmagnesium mit den-Examples of the magnesium compound which can be used according to the invention are dialkyl magnesium with the
SIi selben oder unterschiedlichen Alkylgruppen mit 1 bis 12 C-Atomen und vorzugsweise 2 bis 4 C-Atomen, z. B. Diäthylmagnesium, Dipropylmagnesium, Dibutylmagnesium, Didecylmagnesium und Didodecylmagnesium; Dicycloalkylmagnesium mit denselben oderThe same or different alkyl groups with 1 to 12 carbon atoms and preferably 2 to 4 carbon atoms, e.g. B. Diethylmagnesium, Dipropylmagnesium, Dibutylmagnesium, Didecyl magnesium and didodecyl magnesium; Dicycloalkylmagnesium with the same or
ι. unterschiedlichen Cycloalkylgruppen mit 3 bis 12 C-Atomen, und vorzugsweise 5 bis 6 C-Atomen. Ferner kann die Magnesiumverbindung sowohl eine Alkylwie eine Cycloalkylgruppe enthalten. In den vorhin erwähnten Verbindungen kann eine der Kohlenwas-ι. different cycloalkyl groups with 3 to 12 carbon atoms, and preferably 5 to 6 carbon atoms. Furthermore, the magnesium compound can be both an alkyl and contain a cycloalkyl group. In the compounds mentioned above, one of the hydrocarbons
Ki serstoffgruppen durch eine Alkoxygruppe, z. B. eine Äthoxy-, Isopropoxy-, Butoxy- oder Decoxygruppe, ferner durch ein Halogenatom, z. B. ein Chlor-, Brom- oder Jodatom oder durch eine Hydroxylgruppe ersetzt werden. Dafür kommen in Betracht Verbin-Ki hydrogen groups through an alkoxy group, e.g. Legs Ethoxy, isopropoxy, butoxy or decoxy group, furthermore by a halogen atom, e.g. B. a chlorine, Bromine or iodine atom or be replaced by a hydroxyl group. For this purpose, connections come into
ii düngen wie Äthylmagnesiumchlorid, Äthylmagnesiumbromid, Propylmagnesiumhydroxyd, Butyldecoxymagnesium, Dodecylbutoxymagnesium, Butylisopropoxy magnesium, Isobutylbutoxymagnesium und Cyclohexylbutoxymagnesium. Besonders bei der letz-ii fertilize like ethyl magnesium chloride, ethyl magnesium bromide, Propyl magnesium hydroxide, butyl decoxymagnesium, dodecylbutoxymagnesium, butylisopropoxy magnesium, isobutylbutoxymagnesium and cyclohexylbutoxymagnesium. Especially with the last
~><i ten Kategorie von Magnesiumverbindungen lassen sich vorteilhaft polare Verbindungen, wie Äther, z. B. Diäthyläther, Dibutyläther oder Tetrahydrofuran im Überschuß einsetzen, so daß die Magnesiumveibindung auf sehr einfache Weise und ohne die Notwen-~> <i th category of magnesium compounds advantageous polar compounds such as ethers, e.g. B. diethyl ether, dibutyl ether or tetrahydrofuran im Use excess so that the magnesium bond is very simple and without the necessary
r, digkeit von ätherfreien Bedingungen hergestellt werden kann. Bevorzugte Anwendung finden Diäthylmagnesium, Dibutylmagnesium, Butylisopropoxymagnesium und Butyldecoxymagnesium. Es können auch Gemische von Magnesiumverbindungen eingesetztcan be produced by ether-free conditions can. Diethylmagnesium, dibutylmagnesium, butylisopropoxymagnesium are preferred and butyl decoxymagnesium. Mixtures of magnesium compounds can also be used
mi werden.mi become.
Ferner können gegebenenfalls noch Aktivatoren für das Katalysatorsystem angewandt werden, z. B. ein Alkanol, ein Alkenol, ein Alkanolat, ein Alkenolat, eine Carbonsäure, ein Ester oder ein Salz dersel-Furthermore, activators can optionally also be used for the catalyst system, for. B. an alkanol, an alkenol, an alkanolate, an alkenolate, a carboxylic acid, an ester or a salt of the same
ivi ben, ein Aldehyd, ein Keton, Ozon, Sauerstoff und/ oder Wasser.ivi ben, an aldehyde, a ketone, ozone, oxygen and / or water.
Als Aluminiumhalogenverbindung kann ein AIuminiumtrihalogenid, z. B. Aluminiumtrichlorid oderAn aluminum trihalide, z. B. aluminum trichloride or
Aluminiumtribromid, oder ein Organoaluminiumhalogenid Anwendung finden. Gemische von Aluminiumverbindungen sind gleichfalls verwendbar. Geeignete Organoaluminiumhalogenide enthalten im Durchschnitt je Aluminiumatom minimal 1, jedoch maximal 2 Halogenatome und zumindest ein unmittelbar mit einem C-Atom an Aluminium gebundenes Kohlenwasserstoffradikal. Dieses Kohlenwasserstoffradikal kann eine Alkyl-, Cycloalkyl-, Alkaryl, Aryl- oder Aralkylgruppe sein. Beispiele sind Diäthylaluminiumchlorid, Monoäthylaluminiumchlorid, Diisobutylaluminiumchlorid, Diisobutylaluminiumbromid, Aluminiumäthylsesquichlorid, und Monohexylaluminiumdichlorid. Aluminum tribromide, or an organoaluminum halide Find application. Mixtures of aluminum compounds can also be used. Suitable Organoaluminum halides contain, on average, a minimum of 1 per aluminum atom, however a maximum of 2 halogen atoms and at least one directly bonded to aluminum with a carbon atom Hydrocarbon radical. This hydrocarbon radical can be an alkyl, cycloalkyl, alkaryl, aryl or be an aralkyl group. Examples are diethyl aluminum chloride, Monoethyl aluminum chloride, diisobutyl aluminum chloride, Diisobutyl aluminum bromide, aluminum ethyl sesquichloride, and monohexyl aluminum dichloride.
Als Verbindung eines Übergangsmetalls bedient man sich vorzugsweise einer Verbindung, insbesondere eines Chlorids eines Metalls der 4. bis einschließlich 6. Gruppe des Periodensystems gemäß Mendelejeff, insbesondere einer im Polymerisationsmittel löslichen Verbindung von 3- oder 4wertigem Titan oder Vanadin. Beispiele solcher Verbindungen sind TiBr., TU4, VCl4, VBr,, VOCl3 und VCl5, ZrCl4, MoCl5, MoCl4, MoCl3, WCl6 und insbesondere TiCl4 und/oder TiCl3. Gegebenenfalls können ein oder mehrere Halogenatome durch eine Alkoxygruppe oder einen Chelatrest ersetzt werden, so daß z. B. Tetrabutoxytitan oder Vanadinacetylacetonat in Betracht kommen.A compound is preferably used as a compound of a transition metal, in particular a chloride of a metal of groups 4 to 6 inclusive of the periodic table according to Mendelejeff, in particular a compound of trivalent or tetravalent titanium or vanadium which is soluble in the polymerization agent. Examples of such compounds are TiBr., TU 4 , VCl 4 , VBr ,, VOCl 3 and VCl 5 , ZrCl 4 , MoCl 5 , MoCl 4 , MoCl 3 , WCl 6 and in particular TiCl 4 and / or TiCl 3 . Optionally, one or more halogen atoms can be replaced by an alkoxy group or a chelate radical, so that, for. B. tetrabutoxytitanium or vanadium acetylacetonate come into consideration.
Das Verhältnis zwischen der Aluminiumverbindung und der Verbindung eines Übergangsmetalls kann innerhalb eines weiten Bereichs schwanken, z. B. zwischen 2:1 und 100:1 und vorzugsweise zwischen 5:1 und 45:1. Die Reihenfolge des Zusatzes der Katalysatorkomponenten kann beliebig gewählt werden. Vorzugsweise läßt man nicht zuerst die Übergangsmetallverbindung mit der Aluminiumhalogenverbindung reagieren. Die Katalysatorkomponenten werden - nach Lösung in einem Verteilungsmittel bei kontinuierlicher Durchführung des Verfahrens vorzugsweise direkt der Reaktionszone zugeführt. Man läßt vorzugsweise den Katalysator nach Vermischung der Katalysatorkomponenten einige Zeit, z. B. einige Sekunden bis weniger als 10 Minuten, vorzugsweise unter 0° C, z. B. bei -40° C, reifen.The ratio between the aluminum compound and the compound of a transition metal can vary within a wide range, e.g. B. between 2: 1 and 100: 1 and preferably between 5: 1 and 45: 1. The order of addition the catalyst components can be chosen as desired. It is preferred not to leave the transition metal compound first react with the aluminum halogen compound. The catalyst components are - after dissolving in a distribution agent continuous implementation of the process is preferably fed directly to the reaction zone. Man preferably leaves the catalyst for some time after mixing the catalyst components, e.g. B. some Seconds to less than 10 minutes, preferably below 0 ° C, e.g. B. at -40 ° C, mature.
Das Molverhältnis zwischen der Magnesiumverbindung und der Übergangsmetallverbindung kann in dem angegebenen Bereich schwanken. Im allgemeinen steigt die Katalysatoraktivität bei Zunahme dieses Verhältnisses anfangs an, erreicht anschließend einen Maximalwert, um danach wieder abzufallen. Das Verhältnis, bei dem die Aktivität ihren Höchstwert erreicht, verringert sich im allgemeinen je nachdem auch das Verhältnis Aluminium: Übergangsmetall kleiner wird. Das Magnesium/Übergangsmetallverhältnis liegt vorzugsweise zwischen 0,3 und SO, insbesondere zwischen V2 und 10.The molar ratio between the magnesium compound and the transition metal compound can vary within the specified range. In general, as this ratio increases, the catalyst activity initially increases, then reaches a maximum value and then decreases again. The ratio at which the activity reaches its maximum value is generally reduced as the aluminum: transition metal ratio also becomes smaller. The magnesium / transition metal ratio is preferably between 0.3 and 50, in particular between V 2 and 10.
Geeignete a-Alkylene, welche neben Äthylen als Monomerem verwendet werden können, sind die a-Alkylene mit maximal 9 C-Atomen, z. B. Propylen, Buten-1, Penten-1, Hexen-1, Octen-1, die verzweigten Isomeren derselben, z. B. 4-Methylpenten-l, Styrol, a-Methylstyrol, Vinylchlorid oder Acrylsäure, sowie Mischungen der obengenannten Verbindungen. Überaus geeignet ist Propylen und/oder Buten-1.Suitable a-alkylenes which can be used as monomers in addition to ethylene are the a- alkylenes with a maximum of 9 carbon atoms, e.g. B. propylene, butene-1, pentene-1, hexene-1, octene-1, the branched isomers thereof, e.g. B. 4-methylpentene-1, styrene, α-methylstyrene, vinyl chloride or acrylic acid, and mixtures of the above compounds. Propylene and / or 1-butene are extremely suitable.
Als mehrfach ungesättigte Verbindung kann jede gebräuchliche Verbindung dienen; sie enthält minimal zwei C = C-Bindungen und kann sowohl aliphatisch wie alicyclisch sein. Die aliphatischen, mehrfach un-Any customary compound can serve as the polyunsaturated compound; it contains minimal two C = C bonds and can be both aliphatic and alicyclic. The aliphatic, multiply un-
gesättigten Verbindungen enthalten im allgemeinen 3 bis 20 C-Atome, wobei es sowohl konjugierte wie nicht-konjugierte Doppelbindungen geben kann. Beispiele sind: 1,3-Butadien, Isopren, 2,3-Dimethylbutadien-1,3, 2-Äthylbutadien-l,3, Piperylen, Myrcen, Allen, 1,2-Butadien, 1,4,9-Decatriene, 1,4-Hexadien, 1,5-Hexadienund4-Methylhexadien-1,4. Die alicyclischen mehrfach ungesättigten Verbindungen, welche gegebenenfalls eine Brückengruppe enthalten, können sowohl mono- wie polycyclisch sein und auf Wunsch ein oder mehrere Halogenatome enthalten. Es können im allgemeinen z. B. die Alkyinorbornadiene verwendet werden; ferner die Alkylidennorbornene, insbesondere die 5-Alkylidennorbornene-2, in denen die Alkylidengruppe I bis 20 und vorzugsweise 1 bis 8 C-Atome enthält; die Alkenylnorbornene, insbesondere die 5-Alkeny!norbornene-2, deren Alkenylgruppe 3 bis 20 und vorzugsweise 3 bis 10 C-Atome enthält, z. B. 5-(2'-Methyl-2'-butenyl)-norbornen-2 und 5-(3'-Methyl-2'-butenyl)-norbornen-2; Dicyclopentadien und die mehrfach ungesättigten Verbindungen von Bicyclo-(2,2,l)-heptan, Bicyclo-(2,2,2)-octan, Bicyclo-(3,2,l)-octan und Dicyclo-(3,2,2)-nonan, wobei zumindest einer der Ringe ungesättigt ist. Ferner kommen Verbindungen, wie 4,7,8,9-Tetrahydroinden und Isopropyliden-tetrahydroinden in Betracht. Es werden insbesondere Dicyclopentadien, 5-Methylen- oder 5-Äthylidennorbornen-2 oder Hexadien-1,4 verwendet. Auch Gemisch der obengenannten Verbindungen können benutzt werden.Saturated compounds generally contain 3 to 20 carbon atoms, both conjugated and can give non-conjugated double bonds. Examples are: 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethylbutadiene-1,3, 2-ethylbutadiene-1,3, piperylene, myrcene, allene, 1,2-butadiene, 1,4,9-decatrienes, 1,4-hexadiene, 1,5-hexadiene and 4-methylhexadiene-1,4. the alicyclic polyunsaturated compounds, which may contain a bridging group, can be both monocyclic and polycyclic and, if desired, contain one or more halogen atoms. It can in general, for. B. the alkyinorbornadienes can be used; also the alkylidene norbornenes, especially the 5-alkylidene norbornene-2, in which the alkylidene group I to 20 and preferably Contains 1 to 8 carbon atoms; the alkenylnorbornenes, especially the 5-alkenylnorbornenes-2, their alkenyl groups Contains 3 to 20 and preferably 3 to 10 carbon atoms, e.g. B. 5- (2'-methyl-2'-butenyl) -norbornen-2 and 5- (3'-methyl-2'-butenyl) -norbornen-2; Dicyclopentadiene and the polyunsaturated compounds of bicyclo- (2.2.1) -heptane, bicyclo- (2.2.2) -octane, bicyclo- (3.2.1) -octane and dicyclo- (3.2.2) -nonane, wherein at least one of the rings is unsaturated. There are also compounds such as 4,7,8,9-tetrahydroindene and isopropylidene tetrahydroindene. In particular, dicyclopentadiene, 5-methylene or 5-ethylidene norbornene-2 or hexadiene-1,4 used. Mixtures of the abovementioned compounds can also be used.
Im allgemeinen brauchen nur geringe Mengen dieser mehrfach ungesättigten Verbindungen, z. B. 0,5 bis 10 Gew.-%, in das amorphe Polymere eingebaut zu werden, um dennoch eine gute Vulkanisation zu erreichen; es können aber auch größere Mengen verarbeitet werden.In general, only small amounts of these polyunsaturated compounds, e.g. B. 0.5 up to 10% by weight, to be incorporated into the amorphous polymer in order to nevertheless achieve good vulcanization reach; but larger quantities can also be processed.
Die Polymerisationsreaktion findet gewöhnlich bei einer Temperatur zwischen —40 und 80° C, vorzugsweise bei lObis 50° C, statt. Der Druck wird meistens 1 bis 50 at betragen, es kann aber auch bei höheren oder niedrigeren Drücken gearbeitet werden. Den Vorzug hat ein kontinuierliches Verfahren, es ist allerdings auch ein halbkontinuierliches oder absatzweise durchgeführtes Verfahren möglich, gegebenenfalls in einer oder mehreren Stufen.The polymerization reaction usually takes place at a temperature between -40 and 80 ° C, preferably at 10 to 50 ° C instead. The pressure will usually be 1 to 50 at, but it can also be higher or lower pressures. A continuous process has the advantage, but it is a semi-continuous or batch process is also possible, if appropriate in one or more stages.
Als Verteilungsmittel kann jede Flüssigkeit benutzt werden, welche sich in bezug auf den Katalysator inert verhält, z. B. ein oder mehrere gesättigte, aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Butan, Pentan, Hexan, Heptan, Pentamethylheptan oder Petroleumfraktionen; weiter aromatische Kohlenwasserstoffe, z. B. Benzol oder Toluol, oder halogenierte aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe, z. B. Tetrachloräthylen. Es kann vorzugsweise bei solchen Temperatur- und Druckbedingungen gearbeitet werden, daß ein oder mehrere Monomeren, insbesondere das a-Alkylen, z. B. Propylen, flüssig ist und in solcher Menge beigegeben werden kann, daß es als Verteilungsmittel dient. Ein weiteres Verteilungsmittel ist dann überflüssig. Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einem gas- und flüssigkeitsgefüllten Polymerisationsreaktor stattfinden; bevorzugt wird hier ein ganz mit Flüssigkeit gefüllter Reaktor.Any liquid which is inert with respect to the catalyst can be used as the distribution medium behaves, e.g. B. one or more saturated, aliphatic hydrocarbons, such as butane, pentane, hexane, heptane, Pentamethylheptane or petroleum fractions; further aromatic hydrocarbons, e.g. B. benzene or toluene, or halogenated aliphatic or aromatic hydrocarbons, e.g. B. tetrachlorethylene. It can preferably be carried out at such temperature and pressure conditions that a or more monomers, especially α-alkylene, z. B. propylene, is liquid and can be added in such an amount that it is used as a distribution agent serves. Another means of distribution is then superfluous. The inventive method can in one gas- and liquid-filled polymerization reactor take place; A whole with is preferred here Liquid filled reactor.
Das Molekulargewicht der Polymeren wird durch die spezifische Viskosität bezeichnet; diese Viskosität wird gemessen an einer Lösung von 0,1 g Polymerem in 100 cm3 Dekalin bei 135° C. Das Molekulargewicht kann meistens durch Einsatz von sogenanntenThe molecular weight of the polymers is indicated by the specific viscosity; this viscosity is measured on a solution of 0.1 g of polymer in 100 cm 3 of decalin at 135 ° C. The molecular weight can usually be determined by using so-called
Kettenreglern, ζ. B. Acetylen, Zinkalkylen und Alkylhalogeniden und vorzugsweise durch Anwendung von Wasserstoff beeinflußt werden. Schon sehr geringe Mengen Wasserstoff haben ei nen ausreichenden Einfluß auf das Molekulargewicht und sind noch löslich im Polymerisationsmittel.Chain regulators, ζ. B. acetylene, zinc alkylene and alkyl halides and are preferably influenced by the use of hydrogen. Very little Amounts of hydrogen have a sufficient influence on the molecular weight and are still soluble in the polymerization agent.
Aus der bei der Polymerisation gebildeten Reaktionsmischung kann, gegebenenfalls nach Entaktivierung des Katalysators mit z. B. Wasser, Alkohol oder einer Säure, das Polymere, gegebenenfalls unter Zusatz von Wasser, Dampf oder Methanol, abdestilliert werden.From the reaction mixture formed during the polymerization, optionally after deactivation of the catalyst with z. B. water, alcohol or an acid, the polymer, optionally with addition of water, steam or methanol, are distilled off.
Das erfindungsgemäß anfallende Polymere enthält gewöhnlich zwischen 20 und 75 Gew.-% Äthylen, 24 bis 79 Gew.-% eines oder mehrerer anderer α-Alkylene und zumindest 0,5 Gew.-% ein- oder mehrfach ungesättigter Verbindungen. Für Spezialzwecke kann das Polymere größere Mengen, z. B. bis zu 30 Gew.-%, einer mehrfach ungesättigten Verbindung enthalten. The polymer obtained according to the invention usually contains between 20 and 75% by weight of ethylene, 24 up to 79% by weight of one or more other α-alkylenes and at least 0.5% by weight of mono- or polyunsaturated compounds. For special purposes can the polymer in larger amounts, e.g. B. contain up to 30 wt .-%, a polyunsaturated compound.
Den so gebildeten Polymeren können die üblichen Chemikalien beigegeben werden, z. B. Zinkoxyd, Stearinsäure, Schwefel, Antioxydationsmittel, organische Beschleuniger, z. B. Tetramethylthiuramdisulfid, sogenannte »Klebrigmacher« Farbstoffe und Pigmente. Gegebenenfalls können wenigstens einige dieser Mittel, z. B. ein oder mehrere Antioxydationsmittel, bereits während des Polymerisationsvorgangs beigegeben werden. Sie können als solche zugesetzt werden, vorzugsweise aber werden sie zuvor in der Flüssigkeit oder den Flüssigkeiten, welche ais Verteilungsmittel bei der Polymerisation benutzt werden, oder in einem oder mehreren der flüssigen oder verflüssigten Monomeren vermischt. Es können während der Polymerisation auch verstärkende Füllstoffe, wie Kreide, Kaolin und Ruß und die sogenannten Strecköle in das Polymere eingemischt werden.The customary chemicals can be added to the polymers formed in this way, e.g. B. zinc oxide, Stearic acid, sulfur, antioxidants, organic accelerators, e.g. B. tetramethylthiuram disulfide, so-called "tackifiers" dyes and pigments. If necessary, at least some can this means, e.g. B. one or more antioxidants, already during the polymerization process be added. They can be added as such, but they are preferably added beforehand in the Liquid or liquids which are used as a dispersing agent in the polymerization, or mixed in one or more of the liquid or liquefied monomers. It can during the polymerization also reinforcing fillers such as chalk, kaolin and carbon black and the so-called extender oils are mixed into the polymer.
Die Polymeren ergeben nach Vulkanisation ein Produkt, das sich durch seine ausgezeichneten Eigenschaften sehr gut für Autoreifen eignet. Vermischung der erfindungsgemäßen Polymeren mit anderen, geringungesättigten Kautschuken, z. B. Butylkautschuk und/oder mit stark ungesättigten Kautschuken, z. B. Butadienstyrolkautschuke, ergeben nach Vulkanisation Produkte mit ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften. Die Polymeren können ferner bei der Herstellung von Fahrradreifen, Förderbändern, Schuhwerk, Bodenbelag und Dichtungsstreifen angewandt werden.After vulcanization, the polymers result in a product that is characterized by its excellent properties very suitable for car tires. Mixing of the polymers according to the invention with other, slightly unsaturated Rubbers, e.g. B. butyl rubber and / or with highly unsaturated rubbers, e.g. B. Butadiene styrene rubbers produce products with excellent mechanical properties after vulcanization. The polymers can also be used in the manufacture of bicycle tires, conveyor belts, Footwear, flooring and waterproofing strips are applied.
Die erfindungsgemäß gebildeten Polymerisate lassen sich auf einfache Weise durch Erhitzung mit Schwefel bei einer Temperatur von 100 bis 250° C, vorzugsweise 140 bis 170° C, vulkanisieren. Es können gegebenenfalls die für Butylkautschuk üblichen Vulkanisationsrezepte benutzt werden. Außerdem können auch Quellen für freie Radikale, wie Peroxyde, benutzt werden, dies ist aber keine Bedingung.The polymers formed according to the invention can easily be added by heating Vulcanize sulfur at a temperature of 100 to 250 ° C, preferably 140 to 170 ° C. It can If necessary, the vulcanization recipes customary for butyl rubber can be used. aside from that Free radical sources such as peroxides can also be used, but this is not a requirement.
Die erfindungsgemäßen Polymeren können in Form von Krumen, Folien, Strähnen oder Ballen geliefert werden.The polymers according to the invention can be supplied in the form of crumbs, films, strands or balls will.
Nachfolgende Beispiele bezwecken eine nähere Erläuterung.The following examples are intended to provide a more detailed explanation.
In einen doppelwandigen, mit einem Rührwerk, einem Thermometer, einem Gaseintritts- und Gasaustrittsrohr ausgestatteten Metallreaktor werden 0,9 Liter Benzol eingebracht. Anschließend werden 100 mMol Butadien-1,3 eingebracht und ferner Äthylen und Propylen in einem Molverhältnis von 60:40 eingeleitet; dieses Einleiten von Äthylen und Propylen wird während der Polymerisation fortge-"· führt. Danach werden die in Benzol gelösten Katalysatorbestandteile Diäthylaluminiumchlorid, Titantetrachlorid und Dibutylmagnesium beigegeben, und zwar in Mengen von 6,0 bzw. 0,1 und 2,0 mMol. Das Volumen beträgt letzten Endes 1 Liter. Die Polymeri-In a double-walled one with a stirrer, a thermometer, a gas inlet and gas outlet pipe equipped metal reactor are introduced 0.9 liters of benzene. Then be 100 mmol of butadiene-1,3 introduced and also ethylene and propylene in a molar ratio of 60:40 initiated; this introduction of ethylene and propylene is continued during the polymerization. leads. The catalyst components dissolved in benzene are then diethylaluminum chloride and titanium tetrachloride and dibutylmagnesium added, in amounts of 6.0 or 0.1 and 2.0 mmol. That Ultimately, the volume is 1 liter. The polymer
I» sationstemperatur wird auf 30° C gehalten, und der Polymerisationsdruck beträgt 0,7 at. Der Polymerisationsvorgang wird nach zwei Stunden beendet, wonach man 84 g Polymeres erhält. Dieses Polymere enthält 26 Gew-% Propylen und ist zu 0,13 mgäq/gThe ionization temperature is kept at 30.degree. C., and the The polymerization pressure is 0.7 at. The polymerization process is ended after two hours, after which time 84 g of polymer are obtained. This polymer contains 26% by weight propylene and is 0.13 mgeq / g
r> ungesättigt. Die spezifische Viskosität beträgt 3,3.r> unsaturated. The specific viscosity is 3.3.
Bei einem Dauerversuch wird unter Benutzung derselben Katalysatorkomponenten in gleichen Kon-In a long-term test, the same catalyst components are used in the same con-
'" zentrationen mit Heptan als Verteilungsmittel gearbeitet. Das Verhältnis Äthylen zu Propylen beträgt 30:70. Der Druck beläuft sich auf 1 at. Die mittlere Verweilzeit ist 30 Minuten. Je Liter Verteilungsmittei werden 110 mMol Butadien beigegeben. Je Liter Po-'"centrations worked with heptane as a distribution medium. The ratio of ethylene to propylene is 30:70. The pressure is 1 at. The middle one Dwell time is 30 minutes. 110 mmol of butadiene are added per liter of distribution agent. Per liter of po-
Ji lymerisationsmittel fällt eine Menge von 9,6 g Polymerisat an, das 39 Gew.-% Propylen enthält und zu 0,47 mgäq/g ungesättigt ist. Die spezifische Viskosität beträgt 1,7. Ji lymerisationsmittel accumulates an amount of 9.6 g of polymer which contains 39 wt .-% propylene and is 0.47 mgeq / g unsaturated. The specific viscosity is 1.7.
'" Beispiel 3'"Example 3
Beispiel 2 wird wiederholt, allerdings jetzt unter Benutzung einer Katalysatorzusammensetzung von 1 mMol Diäthylaluminiumchlorid, 0,25 mMol/1 Din.-Butylmagnesium und 0,025 mMol/1 Titantetra-'' chlorid. Statt Butadien wird jetzt eine Menge von 30 mMol/l Dicyclopentadien zugesetzt. Je Liter Polymerisationsmittel werden 27 g Polymeres erhalten, das außer Äthylen noch 49 Gew.-% Propylen und 3,8 Gew.-% Dicyclopentadien enthält. Anwendung von Diäthylmagnesium statt Di-n.-butylmagnesium ergibt etwa dasselbe Resultat.Example 2 is repeated, but now using a catalyst composition from 1 mmol diethylaluminum chloride, 0.25 mmol / 1 Din.-Butylmagnesium and 0.025 mmol / 1 titanium tetra- '' chloride. Instead of butadiene, an amount of 30 mmol / l dicyclopentadiene is now added. Per liter of polymerisation agent 27 g of polymer are obtained which, in addition to ethylene, also contain 49% by weight of propylene and 3.8 Contains wt .-% dicyclopentadiene. Use of diethyl magnesium instead of di-n.-butyl magnesium yields roughly the same result.
j- Nach Wiederholung von Versuch 3, wobei statt 30 mMol/1 Dicyclopentadien jetzt 20 mMol/1 5-Äthylidennorbornen-2 benutzt werden, wird eine Ausbeute von 30 g Polymerisat erhalten, welche 0,7 Gew.-% 5-Äthylidennorbornen enthält. Die imj- After repeating experiment 3, where instead of 30 mmol / 1 dicyclopentadiene now 20 mmol / 1 5-ethylidene norbornene-2 are used, becomes a Yield of 30 g of polymer obtained which contains 0.7% by weight of 5-ethylidene norbornene. The in
-„ vorliegenden Beispiel eingesetzte Magnesiumverbindung enthält mehr als zwei Moleküle Dibutyläther je Atom Magnesium.- "Magnesium compound used in this example contains more than two molecules of dibutyl ether per atom of magnesium.
■•j Ein Gemisch von Äthylen, Propylen und 5-Äthylidennorbornen-2 wurde kontinuierlich bei einer Temperatur von 25 ° C und einem Druck von 1 at polymerisiert. Dabei wurden pro Stunde in den Reaktor geleitet:■ • j A mixture of ethylene, propylene and 5-ethylidene norbornene-2 was polymerized continuously at a temperature of 25 ° C and a pressure of 1 atm. The following were fed into the reactor per hour:
bo a) 200 ml Heptan, in denen 1 mMol Dibutylmagnesium und 40 mMol 5-Äthylidennorbornen-2 gelöst waren,bo a) 200 ml of heptane, in which 1 mmol of dibutylmagnesium and 40 mmol of 5-ethylidene-norbornene-2 were dissolved,
b) 900 ml Heptan, in denen das Reaktionsprodukt von 4 mMol Diäthylaluminiumchlorid mitb) 900 ml of heptane, in which the reaction product of 4 mmol of diethylaluminum chloride with
to 1 mMol Decanol gelöst war, undto 1 mmol of decanol was dissolved, and
c) eine Lösung von 0,1 mMol TiCl4 in 900 ml Heptan. c) a solution of 0.1 mmol of TiCl 4 in 900 ml of heptane.
Außerdem wurden dem Reaktor stündlich 66 LiterIn addition, the reactor was using 66 liters per hour
gasförmiges Äthylen und 154 Liter gasförmiges Propylen /.ugeleitet. Die mittlere Verweilzeil im Reaktor betrug M) Minuten. gaseous ethylene and 154 liters of gaseous propylene /.leitleit. The mean residence time in the reactor was M) minutes.
Pro Stunde wurden HM g Tei polymeres erhalten.HM g of part polymer were obtained per hour.
Ein Gemisch aus Äthylen, Propylen und Dicyclo- pentadien wurde kontinuierlich bei einer Temperatur von 25° C und einem Druck von 1 at polymerisiert. Pro Stunde wurden dem Reaktor zugeleitet: A mixture of ethylene, propylene and dicyclopentadiene was polymerized continuously at a temperature of 25 ° C. and a pressure of 1 atm. The following were fed into the reactor per hour:
a) eine Lösung von 0,5 mMol Dibutylmagnesium und 60 mMol Dicyclopentadien in 200 ml Heptan, a) a solution of 0.5 mmol of dibutyl magnesium and 60 mmol of dicyclopentadiene in 200 ml of heptane,
b) 900 ml Heptan, in denen das Reaktionsprodukl von 2 mMol Diäthylaluminiumchlorid milb) 900 ml of heptane, in which the reaction product of 2 mmol of diethylaluminum chloride mil
"> 0,5 mMol Decanol gelöst war, und"> 0.5 mmol of decanol was dissolved, and
c) eine Lösung von 0,045 mMol TiCl4 in 900 m Heptan.c) a solution of 0.045 mmol TiCl 4 in 900 m heptane.
Außerdem wurden stündlich 55 Liter Äthylen unc Liter Propylen in den Reaktor eingebracht.
ι» Die Ausbeute an Terpolymerem betrug 54 g prc Stunde.In addition, 55 liters of ethylene and liters of propylene per hour were introduced into the reactor.
The yield of terpolymer was 54 g per hour.
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| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |