DE102012007728A1 - Process for the preparation of crosslinkable polyolefin copolymers - Google Patents

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Susanna Zimmer
Bernhard Rieger
Tobias Halbach
Jürgen Stohrer
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Wacker Chemie AG
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    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F210/00Copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond
    • C08F210/04Monomers containing three or four carbon atoms
    • C08F210/06Propene

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von vernetzbaren Copolymeren der allgemeinen Formel [1]

Figure 00000002
durch Übergangsmetall-katalysierte Copolymerisation von Olefinen der allgemeinen Formel [2] H2C=CH-R1 [2], mit Silanen der allgemeinen Formel [3]
Figure 00000003
in Gegenwart eines Übergangsmetallkatalysators (PK),
wobei
R1, Cn, m, p, q, R2, R3, R4 und R5 die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen aufweisen,
die Copolymere der allgemeinen Formel [1], bei denen R1 Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen bedeutet, sowie ein Verfahren zur wasserfreien Vernetzung der Copolymere der allgemeinen Formel [1] mit Katalysatoren K, die ausgewählt werden aus Lewis-Säuren und Brönstedt-Säuren.The invention relates to a process for the preparation of crosslinkable copolymers of the general formula [1]
Figure 00000002
by transition-metal-catalyzed copolymerization of olefins of the general formula [2] H 2 C = CH-R 1 [2], with silanes of the general formula [3]
Figure 00000003
in the presence of a transition metal catalyst (PK),
in which
R 1 , C n , m, p, q, R 2 , R 3 , R 4 and R 5 have the meanings given in claim 1,
the copolymers of the general formula [1] in which R 1 is a hydrocarbon radical having 1 to 20 carbon atoms, and a process for anhydrous crosslinking of the copolymers of the general formula [1] with catalysts K, which are selected from Lewis acids and Bronsted acids ,

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung vernetzbarer Olefincopolymere mittels übergangsmetallkatalysierter Polymerisation.The invention relates to a process for the preparation of crosslinkable olefin copolymers by means of transition metal-catalyzed polymerization.

Silanausgerüstete Polyolefine können entweder durch Pfropfung oder Copolymerisation hergestellt werden. Im Fall von Polyethylen wird hauptsächlich Vinyltrimethoxysilan radikalisch auf das PE gepfropft. Die Vernetzung dieser Polymere ist relativ aufwändig, da sie bei 90–120°C in einem Wasserbad bzw. unter Heißdampf stattfinden muss. Die Pfropfung ist beispielsweise in US 3646155 A dargelegt. Die Feuchtigkeitsvernetzung derart gepfropfter feuchtigkeitsvernetzender Polymere erfolgt aber sehr langsam. Eine radikalische Pfropfung auf andere Poly-α-Olefine wie Polypropylen führt zu einem Kettenabbau des Polyolefins und somit zu einer Verschlechterung der Polymereigenschaften.Silane-extended polyolefins can be prepared by either grafting or copolymerization. In the case of polyethylene, vinyltrimethoxysilane is mainly radically grafted onto the PE. The crosslinking of these polymers is relatively complicated, since it must take place at 90-120 ° C in a water bath or under superheated steam. The grafting is for example in US 3646155 A explained. However, the moisture crosslinking of such grafted moisture-crosslinking polymers takes place very slowly. Radical grafting on other poly-α-olefins such as polypropylene leads to chain degradation of the polyolefin and thus deterioration of the polymer properties.

Die Copolymerisation von Olefinen und Alkoxysilanen ist grossteils auf die radikalische Hochdruck-Copolymerisation von Ethylen und Vinyltrimethoxysilan beschränkt. Die radikalische Copolymerisation von Propylen funktioniert nicht auf Grund der Stabilität des Allylradikals. Zur Herstellung von Polypropylencopolymeren ist man auf die Übergangsmetallkatalysierte Copolymerisation angewiesen. Vinyltrimethoxysilan stellt jedoch ein Katalysatorgift dar und kann somit nicht mit Olefinen übergangsmetallkatalysiert copolymerisiert werden.The copolymerization of olefins and alkoxysilanes is largely limited to the high-pressure radical copolymerization of ethylene and vinyltrimethoxysilane. The radical copolymerization of propylene does not work due to the stability of the allylic radical. For the preparation of polypropylene copolymers is dependent on the transition metal-catalyzed copolymerization. However, vinyltrimethoxysilane is a catalyst poison and thus can not be copolymerized with olefins transition metal catalyzed.

Die Übergangsmetallkatalysierte Copolymerisation von Silanen mit Olefinen wird in verschiedenen Schriften dargestellt. M. Itoh et al. lehren in Macromolecules 1998, 31, 5609 die Polymerisation von Vinylsilanen mit Ziegler-Natta-Katalysatoren.The transition metal-catalyzed copolymerization of silanes with olefins is presented in various publications. M. Itoh et al. teach in Macromolecules 1998, 31, 5609 the polymerization of vinylsilanes with Ziegler-Natta catalysts.

Bei P. Longi et al. (Makromolekulare Chemie 1968, 116, 113 ) wird die Copolymerisation mit einem Ziegler-Natta-Katalysator von Propen und Allylsilan beschrieben. Das erhaltene Polymer kann anschließend mit Kaliumhydroxid vernetzt werden.at P. Longi et al. (Macromolecular Chemistry 1968, 116, 113 ) describes the copolymerization with a Ziegler-Natta catalyst of propene and allylsilane. The resulting polymer can then be crosslinked with potassium hydroxide.

A. Tsuchida et al. (Macromolecules 1997, 30, 2818–2824 ) und L. Zheng et al. (Macromolecules 2001, 34, 8034–8039) lehren die Copolymerisation von Olefinen mit Silsesquioxanen mit Hilfe von Zirconocenen als Katalysatoren. A. Tsuchida et al. (Macromolecules 1997, 30, 2818-2824 ) and L. Zheng et al. (Macromolecules 2001, 34, 8034-8039) teach the copolymerization of olefins with silsesquioxanes using zirconocenes as catalysts.

In A. Nakamura et al. (Chem. Rev. 2009, 109, 5215–5244 ) wird ein Überblick über die Copolymerisation von polaren Monomeren mit Olefinen gegeben. Es wird nur die Copolymerisation von Trimethylvinyl- und Triethylvinylsilan mit Ethen beschrieben. In US 2010331483 A werden vernetzbare Polymerabmischungen beschrieben, die mindestens eine Alkoxysilylgruppe vom Typ ≡Si-O-C(R1)(R2)(R3) enthalten, und deren Verwendung zur wasserfreien Silanvernetzung von Siloxanen und organischen Polymeren.In A. Nakamura et al. (Chem. Rev. 2009, 109, 5215-5244 ) gives an overview of the copolymerization of polar monomers with olefins. Only the copolymerization of trimethylvinyl- and triethylvinylsilane with ethene is described. In US 2010331483 A describes crosslinkable polymer blends containing at least one alkoxy silyl group of the type ≡Si-OC (R 1 ) (R 2 ) (R 3 ), and their use for the anhydrous silane crosslinking of siloxanes and organic polymers.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von vernetzbaren Copolymeren der allgemeinen Formel [1]

Figure 00020001
durch Übergangsmetall-katalysierte Copolymerisation von Olefinen der allgemeinen Formel [2] H2C=CH-R1 [2], mit Silanen der allgemeinen Formel [3]
Figure 00030001
in Gegenwart eines Übergangsmetallkatalysators (PK),
wobei
R1 Wasserstoff oder Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen,
Cn zweiwertiger unsubstituierter oder substituierter Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 50 Kohlenstoffatomen,
m die Werte 1, 2 oder 3,
p ganzzahlige Werte von 1 bis 100000,
q ganzzahlige Werte von 1 bis 100000
R2 Wasserstoff, Halogen, unsubstituierten oder substituierten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, Alkyloxyrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, Acyloxyrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, Alkenyloxyrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, OH, Metalloxyrest -O-M oder Rest -CH2-W, wobei W ein Heteroatom, ausgewählt aus N, O, P, S, darstellt und die freien Valenzen am Heteroatom durch Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen abgesättigt sind,
R3, R4, R5 Wasserstoff, Halogen, unsubstituierten oder substituierten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, Acylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder Carbonsäureestergruppe eines aliphatischen Alkohols mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, wobei zwei oder drei der Reste R3, R4, R5 miteinander verbunden sein können, mit der Maßgabe, dass höchstens 2 der Reste R3, R4, R5 Wasserstoff sind, bedeuten,
wobei die Copolymere der allgemeinen Formel [1] als statistische Copolymere, Block- oder Multiblockcopolymere oder Mischungen davon vorliegen.The invention relates to a process for the preparation of crosslinkable copolymers of the general formula [1]
Figure 00020001
by transition-metal-catalyzed copolymerization of olefins of the general formula [2] H 2 C = CH-R 1 [2], with silanes of the general formula [3]
Figure 00030001
in the presence of a transition metal catalyst (PK),
in which
R 1 is hydrogen or hydrocarbon radical having 1 to 20 carbon atoms,
C n is a divalent unsubstituted or substituted hydrocarbon radical having 1 to 50 carbon atoms,
m the values 1, 2 or 3,
p integer values from 1 to 100,000,
q integer values from 1 to 100000
R 2 is hydrogen, halogen, unsubstituted or substituted hydrocarbon radical having 1 to 20 carbon atoms, alkyloxy radical having 1 to 6 carbon atoms, acyloxy radical having 1 to 6 carbon atoms, alkenyloxy radical having 1 to 6 carbon atoms, OH, metalloxy radical -OM or radical -CH 2 -W, wherein W is a heteroatom selected from N, O, P, S, and the free valencies on the heteroatom are saturated by hydrocarbon radicals having 1 to 20 carbon atoms,
R 3 , R 4 , R 5 are hydrogen, halogen, unsubstituted or substituted hydrocarbon radical having 1 to 20 carbon atoms, acyl radical having 1 to 6 carbon atoms or carboxylic acid ester group of an aliphatic alcohol having 1 to 6 carbon atoms, wherein two or three of the radicals R 3 , R 4 , R 5 may be linked to one another, with the proviso that at most 2 of the radicals R 3 , R 4 , R 5 are hydrogen,
wherein the copolymers of the general formula [1] are present as random copolymers, block or multiblock copolymers or mixtures thereof.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind die Copolymere der allgemeinen Formel [1], bei denen R1 Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen bedeutet.Another object of the invention are the copolymers of general formula [1], in which R 1 is a hydrocarbon radical having 1 to 20 carbon atoms.

Die Copolymere der allgemeinen Formel [1] sind einfach herstellbar und sind leicht ohne den Zusatz von Wasser oder anderen Vernetzern vernetzbar.The copolymers of the general formula [1] are easy to prepare and are easily crosslinkable without the addition of water or other crosslinkers.

Die Copolymerisation der Olefin- und Silanmonomere der allgemeinen Formeln [2] und [3] erfolgt mit einem Übergangsmetallkatalysator (PK).The copolymerization of the olefin and silane monomers of the general formulas [2] and [3] is carried out with a transition metal catalyst (PK).

Als Katalysatoren PK eignen sich alle dem Fachmann bekannten Katalysatoren zur Insertionspolymerisation auf Basis früher Übergangsmetalle wie Ti, Zr, Hf, V, auf Basis später Übergangsmetalle wie Cr, Ni, Pd und Metallocenkatalysatoren. Bevorzugt sind Katalysatoren auf Basis später Übergangsmetalle wie Cr, Ni, Pd und Metallocenkatalysatoren. Ganz besonders bevorzugt sind Metallocenkatalysatoren auf Basis früher Übergangsmetalle wie Ti, Zr, Hf, V. Ein Beispiel hierfür ist Dichloro[rac-ethylenebis(indenyl)]zirconium(IV).Suitable catalysts PK are all known in the art for insertion polymerization based on early transition metals such as Ti, Zr, Hf, V, based on late transition metals such as Cr, Ni, Pd and metallocene catalysts. Preference is given to catalysts based on later transition metals such as Cr, Ni, Pd and metallocene catalysts. Very particular preference is given to metallocene catalysts based on early transition metals such as Ti, Zr, Hf, V. An example of this is dichloro [rac-ethylenebis (indenyl)] zirconium (IV).

Zur Aktivierung der Katalysatoren können alle gängigen Cokatalysatoren und Kombinationen von Cokatalysatoren eingesetzt werden. Beispiele für Cokatalysatoren sind Methylaluminoxan, Trimethylaluminium, Triethylaluminium, Triisobutylaluminium, Tris(pentafluorophenyl)boran, Trityltetrakis(pentafluorophenyl)borat, Tris(pentafluorophenyl)boran/Butylhydroxytoluol oder Trityltetrakis(pentafluorophenyl)borat/Butylhydroxytoluol.To activate the catalysts, all common cocatalysts and combinations of cocatalysts can be used. Examples of cocatalysts are methylaluminoxane, trimethylaluminum, triethylaluminum, triisobutylaluminum, tris (pentafluorophenyl) borane, trityltetrakis (pentafluorophenyl) borate, tris (pentafluorophenyl) borane / butylhydroxytoluene or trityltetrakis (pentafluorophenyl) borate / butylhydroxytoluene.

Die Katalysatoren PK können als homogene oder als heterogene Katalysatoren eingesetzt werden.The catalysts PK can be used as homogeneous or as heterogeneous catalysts.

Als Olefine der allgemeinen Formel [2] können alle Olefine eingesetzt werden, die mit den Katalysatoren PK polymerisiert werden können. R1 kann ein Alkyl- oder Aryl-Rest sein. Die Alkylreste können offenkettig oder cyclisch sein. Bevorzugt sind R1 Wasserstoff oder Alkylrest oder Arylrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen. Besonders bevorzugte Olefine der allgemeinen Formel [2] sind Ethen, Propen, 1-Buten, 1-Hexen, 1-Octen und Styrol.As olefins of the general formula [2] it is possible to use all olefins which can be polymerized with the catalysts PK. R 1 may be an alkyl or aryl radical. The alkyl radicals may be open-chain or cyclic. Preferably, R 1 is hydrogen or alkyl radical or aryl radical having 1 to 8 carbon atoms. Particularly preferred olefins of the general formula [2] are ethene, propene, 1-butene, 1-hexene, 1-octene and styrene.

Es können auch Mischungen aus Olefinen in beliebiger Zusammensetzung eingesetzt werden, wie z. B. Ethen/Propen- oder Ethen/1-Hexen- oder Ethen/1-Octen-Mischungen.It can also be used mixtures of olefins in any composition, such as. Example, ethene / propene or ethene / 1-hexene or ethene / 1-octene mixtures.

Das Molekulargewicht Mw der Copolymere liegt bevorzugt im Bereich von 1000–2000000 g/mol, besonders bevorzugt im Bereich von 10000–500000 g/mol, jeweils gemessen mittels GPC.The molecular weight M w of the copolymers is preferably in the range from 1000 to 20 000 g / mol, more preferably in the range from 10000-500000 g / mol, in each case measured by GPC.

Der Gehalt an Monomer 3 im Copolymer liegt bevorzugt bei 0,1–30 Gew.-%, besonders bevorzugt bei 0,5–15 Gew.-% insbesondere bevorzugt bei 1–10 Gew.-%.The content of monomer 3 in the copolymer is preferably 0.1-30% by weight, more preferably 0.5-15% by weight, more preferably 1-10% by weight.

Die Copolymerisation kann in Lösung, als Fällungspolymerisation, in Gasphase, in Suspension oder in Emulsion durchgeführt werden. Polymerisationstemperaturen liegen bevorzugt im Bereich von 0–150°C. Die Dauer der Polymerisation liegt bevorzugt bei 1–600 min.The copolymerization can be carried out in solution, as a precipitation polymerization, in gas phase, in suspension or in emulsion. Polymerization temperatures are preferably in the range of 0-150 ° C. The duration of the polymerization is preferably 1-600 min.

Wird die Polymerisation in Lösung durchgeführt, so eignen sich alle gängigen unpolaren organischen Lösemittel, die das Katalysatorsystem nicht deaktivieren, insbesondere aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Toluol, Hexan, Heptan, Cylclohexan, Benzol, Xylol. If the polymerization is carried out in solution, so are all common non-polar organic solvents that do not deactivate the catalyst system, in particular aliphatic and aromatic hydrocarbons such. For example, toluene, hexane, heptane, Cylclohexan, benzene, xylene.

Cn weist vorzugsweise mit 2 bis 30, insbesondere 3 bis 15 Kohlenstoffatome auf. Cn ist vorzugsweise ein aliphatischer Kohlenwasserstoffrest. Wenn Cn substituiert ist, sind die bevorzugten Substituenten Halogen und Cyanogruppen.C n preferably has from 2 to 30, in particular from 3 to 15, carbon atoms. C n is preferably an aliphatic hydrocarbon radical. When C n is substituted, the preferred substituents are halo and cyano groups.

p bedeutet vorzugsweise ganzzahlige Werte von 2 bis 100000, insbesondere von 250 bis 100000.p is preferably integer values from 2 to 100,000, in particular from 250 to 100,000.

q bedeutet vorzugsweise ganzzahlige Werte von 2 bis 100000, insbesondere von 10 bis 50000.q is preferably integer values from 2 to 100,000, in particular from 10 to 50,000.

Die Kohlenwasserstoffreste R2 weisen vorzugsweise höchstens 10, insbesondere höchstens 3 Kohlenstoffatome auf. Bei den Resten R2 handelt es sich bevorzugt um Wasserstoff, Chlor, Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Phenyl, Methoxy, Ethoxy, Propoxy, Acetoxy, Vinyl, OH. Wenn R2 einen Rest -CH2-W bedeutet sind die freien Valenzen am Heteroatom durch Alkyl- bzw. Arylreste mit vorzugsweise 1 bis 6 Kohlenstoffatomen abgesättigt.The hydrocarbon radicals R 2 preferably have at most 10, in particular at most 3, carbon atoms. The radicals R 2 are preferably hydrogen, chlorine, methyl, ethyl, propyl, butyl, phenyl, methoxy, ethoxy, propoxy, acetoxy, vinyl, OH. When R 2 is a radical -CH 2 -W, the free valences on the heteroatom are saturated by alkyl or aryl radicals having preferably 1 to 6 carbon atoms.

Besonders bevorzugt stellt der Rest R2 Methyl, Ethyl, Propyl, oder Butyl dar.The radical R 2 particularly preferably represents methyl, ethyl, propyl or butyl.

Die Reste R3, R4, R5 weisen vorzugsweise 1 bis 12, insbesondere 1 bis 6 Kohlenstoffatome auf. Besonders bevorzugt stellen die Reste R3, R4, R5 Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl-, Vinyl-, Phenyl- oder Carboxylreste -C(O)OCH3 dar.The radicals R 3 , R 4 , R 5 preferably have 1 to 12, in particular 1 to 6 carbon atoms. The radicals R 3 , R 4 , R 5 particularly preferably represent methyl, ethyl, propyl, butyl, vinyl, phenyl or carboxyl radicals -C (O) OCH 3 .

Wenn zwei oder drei der Reste R3, R4, R5 miteinander verbunden sind kann der so entstandene Rest aus einem Diol gebildet worden sein.When two or three of R 3 , R 4 , R 5 are joined together, the resulting residue may have been formed from a diol.

Halogen bedeutet vorzugsweise bei den Resten R3, R4, R5 und den Substituenten von R2, R3, R4, R5 und Cn Chlor oder Fluor.Halogen is preferably at the radicals R 3 , R 4 , R 5 and the substituents of R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and C n is chlorine or fluorine.

Beispiele für bevorzugte Silane der allgemeinen Formel [3] sind folgende Strukturen:

Figure 00070001
Examples of preferred silanes of the general formula [3] are the following structures:
Figure 00070001

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die wasserfreie Vernetzung der Copolymere der allgemeinen Formel [1] mit Katalysatoren K.Another object of the invention is the anhydrous crosslinking of the copolymers of general formula [1] with catalysts K.

Bevorzugte Katalysatoren (K) sind Lewis-Säuren und Brönstedt-Säuren. Beispiele für geeignete Lewis-Säuren sind Zinn, Zinnoxid sowie Zinnverbindungen, wie z. B. Dibutylzinndilaurat (DBTL), Titan, Titanoxid sowie Titanverbindungen, wie z. B. Titan(IV)isopropanolat, Titan(IV)acetylacetonat, Kupfer, Kupferoxid sowie Kupferverbindungen, wie z. B. Kupfer(I)trifluormethansulfonat, Eisen, Eisenoxid sowie Eisenverbindungen, wie z. B. Eisen(III)chlorid, Eisen(III)acetylacetonat, Mangan, Manganoxid sowie Manganverbindungen, wie z. B. Mangan(II)acetylacetonat, Aluminium, Aluminiumoxid sowie Aluminiumverbindungen, wie z. B. Preferred catalysts (K) are Lewis acids and Bronsted acids. Examples of suitable Lewis acids are tin, tin oxide and tin compounds, such as. As dibutyltin dilaurate (DBTL), titanium, titanium oxide and titanium compounds, such as. As titanium (IV) isopropanolate, titanium (IV) acetylacetonate, copper, copper oxide and copper compounds, such as. As copper (I) trifluoromethanesulfonate, iron, iron oxide and iron compounds, such as. As iron (III) chloride, iron (III) acetylacetonate, manganese, manganese oxide and manganese compounds, such as. B. manganese (II) acetylacetonate, aluminum, aluminum oxide and aluminum compounds, such as. B.

Aluminium(III)chlorid, Aluminium(III)isopropanolat, Trimethylaluminium, Bor, Boroxid sowie Borverbindungen, wie z. B. Bortrichlorid, Zirkonium, Zirkoniumoxid sowie Zirkoniumverbindungen, wie z. B. Zr(IV)acetylacetonat, Gallium, Galliumoxid sowie Galliumverindungen, z. B. Gallium(III)acetylacetonat, Cer, Ceroxid sowie Cerverbindungen, wie z. B. Cer(III)chlorid und Zink, Zinkoxid sowie Zinkverbindungen, wie z. B. Zinklaurinat bzw. Zinkpivalat.Aluminum (III) chloride, aluminum (III) isopropanolate, trimethylaluminum, boron, boron oxide and boron compounds, such as. As boron trichloride, zirconium, zirconium and zirconium compounds, such as. As Zr (IV) acetylacetonate, gallium, gallium oxide and gallium, z. B. gallium (III) acetylacetonate, cerium, cerium oxide and cerium compounds, such as. As cerium (III) chloride and zinc, zinc oxide and zinc compounds, such as. B. zinc laurinate or zinc pivalate.

Beispiele für geeignete Brönstedt-Säuren sind Carbonsäuren, wie beispielsweise Laurinsäure, Sulfonsäuren, wie beispielsweise Trifluormethansulfonsäure, p-Toluosulfonsäure und Dodecylbenzolsulfonsäure, Mineralsäuren, wie beispielsweise Salzsäure, Salpetersäure und Phosphorsäure.Examples of suitable Bronsted acids are carboxylic acids such as lauric acid, sulfonic acids such as trifluoromethanesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid and dodecylbenzenesulfonic acid, mineral acids such as hydrochloric acid, nitric acid and phosphoric acid.

Bevorzugt sind auch Verbindungen, die bei Bestrahlung mit energiereicher Strahlung, wie beispielsweise UV-Licht oder Elektronenstrahlung, unter Zersetzung Protonen freisetzen. Beispielhaft seien für derartige Verbindungen Diaryliodoniumverbindungen, wie beispielsweise {4-[(2-Hydroxytetradecyl)-oxy]-phenyl}phenyliodoniumhexafluoroantimonat, Diphenyliodoniumnitrat, Bis(4-tert.-butylphenyl)iodonium-p-toluolsulfonat, Bis(4-tert.-butylphenyl)iodonium-trifluormethansulfonat, Triarylsulfoniumverbindungen, wie beispielsweise 4-(Thiophenoxyphenyl)-diphenylsulfonium-hexafluoroantimonat, (4-Bromphenyl)diphenylsulfoniumtrifluormethansulfonat und N-Hydroxynaphthalimidetrifluormethansulfonat sowie 2-(4-Methoxystyryl)-4,6-bis(trichlormethyl)-1,3,5-triazin genannt.Preference is also given to compounds which, on irradiation with high-energy radiation, such as UV light or electron radiation, release protons with decomposition. Examples of such compounds are diaryliodonium compounds, such as, for example, {4 - [(2-hydroxytetradecyl) -oxy] -phenyl} phenyliodonium hexafluoroantimonate, diphenyliodonium nitrate, bis (4-tert-butylphenyl) iodonium p-toluenesulfonate, bis (4-tert. butylphenyl) iodonium trifluoromethanesulfonate, triarylsulfonium compounds such as 4- (thiophenoxyphenyl) -diphenylsulfonium hexafluoroantimonate, (4-bromophenyl) diphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate and N-hydroxynaphthalimidetrifluoromethanesulfonate and 2- (4-methoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1, Called 3,5-triazine.

Insbesondere kommen Katalysatoren (K) zum Einsatz, die eine Kondensation zwischen zwei Silanolgruppen, zwischen einer Silanolgruppe und einer Alkoxysilylgruppe, zwischen einer Silanolgruppe und einer Si-Cl-Gruppe bzw. zwischen einer Alkoxysilylgruppe oder Si-Cl-Gruppe und Wasser beschleunigen.In particular, catalysts (K) are used which accelerate a condensation between two silanol groups, between a silanol group and an alkoxysilyl group, between a silanol group and an Si-Cl group or between an alkoxysilyl group or Si-Cl group and water.

Zudem können Mischungen verschiedener Katalysatoren (K) zum Einsatz kommen. Der Katalysator (K) wird bevorzugt in einer Konzentration von mindestens 10 ppm, besonders bevorzugt mindestens 0,1 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Copolymere der allgemeinen Formel [1], eingesetzt. Der Katalysator (K) wird bevorzugt in einer Konzentration von höchstens 20 Gew.-%, besonders bevorzugt höchstens 10 Gew.-%, insbesondere höchstens 2 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Copolymere der allgemeinen Formel [1] eingesetzt.In addition, mixtures of different catalysts (K) can be used. The catalyst (K) is preferably used in a concentration of at least 10 ppm, particularly preferably at least 0.1% by weight, based in each case on the copolymers of the general formula [1]. The catalyst (K) is preferably used in a concentration of at most 20 wt .-%, more preferably at most 10 wt .-%, in particular at most 2 wt .-%, each based on the copolymers of general formula [1].

Die Vernetzung der Copolymere der allgemeinen Formel [1] mit den Katalysatoren K kann bevorzugt unter folgenden Bedingungen erfolgen. Erwärmen der Polymerabmischung mit Katalysator K für 1 s bis 48 h auf 5°C bis 300°C. Bevorzugt ist eine Temperatur von 5°C bis 190°C.The crosslinking of the copolymers of the general formula [1] with the catalysts K can preferably be carried out under the following conditions. Heating the polymer blend with catalyst K for 1 s to 48 h at 5 ° C to 300 ° C. Preferred is a temperature of 5 ° C to 190 ° C.

Vorzugsweise werden die Copolymere der allgemeinen Formel [1] zur Vernetzung auf eine Temperatur von mindestens 50°C, insbesondere mindestens 80°C gebracht. Vorzugsweise wird die Vernetzung bei einer Temperatur von höchstens 180°C, insbesondere höchstens 150°C durchgeführt.The copolymers of the general formula [1] are preferably brought to a temperature of at least 50 ° C., in particular at least 80 ° C., for crosslinking. Preferably, the crosslinking is carried out at a temperature of at most 180 ° C, in particular at most 150 ° C.

Als Energiequellen für die Vernetzung durch Erwärmen werden vorzugsweise Öfen, z. B. Umlufttrockenschränke, Heizkanäle, beheizte Walzen, beheizte Platten, Infrarot-Wärmestrahler oder Mikrowellen verwendet.As energy sources for the crosslinking by heating are preferably ovens, for. As circulating air drying cabinets, heating channels, heated rollers, heated plates, infrared radiant heaters or microwaves used.

Bevorzugt kann die Vernetzung auch durch Bestrahlen mit Ultraviolettlicht oder Elektronenstrahlung erfolgen.Preferably, the crosslinking can also be effected by irradiation with ultraviolet light or electron radiation.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens erfolgt die Vernetzung der Copolymere der allgemeinen Formel [1] durch thermische Zersetzung der Alkoxysilylgruppe der allgemeinen Formel [4] Si(R2)3-m(O-C(R3)(R4)(R5))m unter Bildung von Silanolgruppen Si(R2)3-m(-OH)m und einer anschließende Kondensation der Silanolgruppen. Bei der thermischen Zersetzung der Alkoxysilylgruppen der allgemeinen Formel [4] können als weitere Spaltprodukte vinyl-funktionelle Verbindungen freigesetzt werden.In a particularly preferred embodiment of the process, the crosslinking of the copolymers of the general formula [1] takes place by thermal decomposition of the alkoxysilyl group of the general formula [4] Si (R 2 ) 3-m (OC (R 3 ) (R 4 ) (R 5 )) m to form silanol groups Si (R 2) 3-m (OH) m and a subsequent condensation of the silanol groups. In the thermal decomposition of the alkoxysilyl groups of the general formula [4], vinyl-functional compounds can be liberated as further cleavage products.

Besonders bevorzugt erfolgt die Vernetzung der Copolymere der allgemeinen Formel [1] ohne Zutritt von (Luft-)Feuchtigkeit.Particularly preferably, the crosslinking of the copolymers of the general formula [1] takes place without the ingress of (air) moisture.

Der Vernetzungsgrad liegt bei 10–100%, bevorzugt bei 50–100%, besonders bevorzugt bei 90–100%. The degree of crosslinking is 10-100%, preferably 50-100%, particularly preferably 90-100%.

Die Copolymere der allgemeinen Formel [1] finden alleine oder als Bestandteil von Formulierungen bevorzugt Verwendung als Kabelisolation, als Rohre, als Verpackungsmaterial, als Chemikalienbehälter, als hitzebeständiges Material, als Bindemittel, als Schmelzkleber, als Reaktivschmelzkleber, zur Herstellung von Klebestellen, verklebten Strukturen, Beschichtungen, Lacken, Klebebändern, Klebefolien, drucksensitiven Klebern oder Schäumen.The copolymers of general formula [1] are used alone or as part of formulations preferably as cable insulation, as pipes, as packaging material, as a chemical container, as a heat-resistant material, as a binder, as a hot-melt adhesive, as a reactive hot-melt adhesive, for the production of splices, bonded structures, Coatings, lacquers, adhesive tapes, adhesive films, pressure-sensitive adhesives or foams.

Alle vorstehenden Symbole der vorstehenden Formeln weisen ihre Bedeutungen jeweils unabhängig voneinander auf. In allen Formeln ist das Siliciumatom vierwertig.All the above symbols of the above formulas each have their meanings independently of each other. In all formulas, the silicon atom is tetravalent.

BeispieleExamples

Soweit nicht anders angegeben sind alle Mengen- und Prozentangaben auf das Gewicht bezogen, alle Drücke 0,10 MPa (abs.) und alle Temperaturen 25°C.Unless otherwise indicated, all amounts and percentages are by weight, all pressures are 0.10 MPa (abs.) And all temperatures are 25 ° C.

Bei der Verwendung von hydrolyse- und luftempfindlichen Substanzen und bei der Polymerisation wurde mit Schlenk- und Gloveboxtechniken gearbeitet. Es wurden nur trockene, wasser- und sauerstofffreie Lösemittel verwendet. Propen 2.5 wurde von Westfalen AG, Deutschland geliefert und zusätzlich über Molekularsieb und einem Kupferkatalysator gereinigt.In the use of hydrolysis and air-sensitive substances and in the polymerization was worked with Schlenk and glove box techniques. Only dry, water and oxygen-free solvents were used. Propen 2.5 was supplied by Westfalen AG, Germany and additionally purified by molecular sieve and a copper catalyst.

Die 1H-NMR (300 MHz) spektroskopischen Messungen der Polymere wurden bei 100°C aufgenommen.The 1 H NMR (300 MHz) spectroscopic measurements of the polymers were taken at 100 ° C.

Für die Größenausschlusschromatographie (GPC) zur Bestimmung von Mw, Mn und PDI = Mw/Mn wurde ein Polymer Laboratories PL-GPC 220 Hochtemperatur Chromatograph mit 2 Olexis® 300 7,5 mm Säulen verwendet. Als Detektor diente ein RI-Detektor. Eluent war mit BHT stabilisiertes 1,2,4-Trichlorbenzol. Die Messungen wurden bei 160°C durchgeführt. Die Kalibrierung erfolgte anhand von Polyethylenstandards und die Auswertung mithilfe einer Auswertesoftware (CIRUS).For the size exclusion chromatography (GPC) = for the determination of M w, M n and PDI M w / M a Polymer Laboratories PL-GPC n 220 high temperature chromatograph with 2 Olexis used ® 300 7.5 mm columns. The detector was an RI detector. Eluent was BHT stabilized 1,2,4-trichlorobenzene. The measurements were carried out at 160 ° C. Calibration was based on polyethylene standards and the evaluation using evaluation software (CIRUS).

Zur dynamische Differenzkalorimetrie (DSC) wurde eine TA Instruments DSC Q 2000 verwendet, die mit Indium kalibriert wurde. Die Messungen wurden von –20 bis 200°C mit einer Heizrate von 10 K/min durchgeführt.For differential scanning calorimetry (DSC), a TA Instruments DSC Q 2000 calibrated with indium was used. The measurements were carried out from -20 to 200 ° C at a heating rate of 10 K / min.

Beispiel 1: Synthese von 1-Oktenyl-8-dichlormethylsilan.Example 1: Synthesis of 1-octenyl-8-dichloromethylsilane.

0,2 ml Karstedt Katalysator (Platin(0)-1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxan Komplex) Lösung in Xylol (2 Gew.-% Pt) und 189,6 g (1,72 mol) 1,7-Oktadien wurden auf 0°C gekühlt. Danach wurden langsam 65,9 g (573 mmol) Dichlormethylsilan zu der Lösung zugetropft und über Nacht auf Raumtemperatur erwärmt. Das Lösungsmittel wurde bei reduziertem Druck entfernt und das saubere Produkt wurde durch Destillation (0,2 mbar, 55°C) mit einer Ausbeute von 91 g (71%) erhalten.
1H-NMR (d8-Toluol): δ 5.73 (m, 1H, =CH-), 4.99 (m, 2H, =CH2), 1.93 (m, 2H, -CH2-), 1.28 (m, 4H, -CH2-), 1.11 (m, 4H, -CH2-), 0,40 (s, 3H, CH3).
29Si{1H}-NMR (d8-Toluol): δ – 32.7
0.2 ml Karstedt catalyst (platinum (0) -1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane complex) solution in xylene (2 wt.% Pt) and 189.6 g (1.72 mol ) 1,7-octadiene was cooled to 0 ° C. Thereafter, 65.9 g (573 mmol) of dichloromethylsilane were slowly added dropwise to the solution and warmed to room temperature overnight. The solvent was removed under reduced pressure and the neat product was obtained by distillation (0.2 mbar, 55 ° C) with a yield of 91 g (71%).
1 H-NMR (d8-toluene): δ 5.73 (m, 1H, = CH-), 4.99 (m, 2H, = CH 2 ), 1.93 (m, 2H, -CH 2 -), 1.28 (m, 4H , -CH 2 -), 1.11 (m, 4H, -CH 2 -), 0.40 (s, 3H, CH 3 ).
29 Si { 1 H} -NMR (d8-toluene): δ - 32.7

Beispiel 2: Synthese von 1-Oktenyl-8-di-tert-butoxy-methylsilan.Example 2: Synthesis of 1-octenyl-8-di-tert-butoxy-methylsilane.

62 g (553 mmol) Kaliumtert.-butanolat wurde für eine Stunde im Vakuum getrocknet und anschließend in 600 ml trockenem THF gelöst. Die Lösung wurde auf 0°C gekühlt und es wurden 50 g (223 mmol) 1-Oktenyl-8-dichlormethylsilan zugetropft. Nach der vollständigen Zugabe wurde die Lösung über Nacht auf Raumtemperatur erwärmt und anschließend für 1 h auf 60°C erhitzt. Der Niederschlag wurde abgetrennt und das Lösungsmittel im Vakuum entfernt. Das Produkt wurde durch Destillation (0,05 mbar, 70°C) mit einer Ausbeute von 28 g (42%) erhalten.
1H-NMR (C2D2Cl4): δ 5.73 (m, 1H, =CH-), 4.99 (m, 2H, =CH2), 1.93 (m, 2H, -CH2-), 1.50 (m, 2H, -CH2-), 1.33 (m, 4H, -CH2-), 1.29 (s, 18 H, -C- (CH3)3), 0.64 (m, 2H, -CH2-), 0.21 (s, 3H, -CH3).
29Si{1H}-NMR (d8-Toluol): δ – 19.50.
13C{1H}-NMR (CD2Cl2): δ 139.72, 114.49, 72.16, 34.19, 33.59, 32.28, 29.26, 23.79, 19.26, 1.48
62 g (553 mmol) of potassium tert-butoxide was dried in vacuo for one hour and then dissolved in 600 ml of dry THF. The solution was cooled to 0 ° C and 50 g (223 mmol) of 1-octenyl-8-dichloromethylsilane were added dropwise. After complete addition, the solution was warmed to room temperature overnight and then heated to 60 ° C for 1 h. The precipitate was separated and the solvent removed in vacuo. The product was obtained by distillation (0.05 mbar, 70 ° C) with a yield of 28 g (42%).
1 H NMR (C 2 D 2 Cl 4 ): δ 5.73 (m, 1H, = CH-), 4.99 (m, 2H, = CH 2 ), 1.93 (m, 2H, -CH 2 -), 1.50 ( m, 2H, -CH 2 -), 1.33 (m, 4H, -CH 2 -), 1.29 (s, 18 H, -C- (CH 3 ) 3), 0.64 (m, 2H, -CH 2 -) , 0.21 (s, 3H, -CH 3 ).
29 Si { 1 H} -NMR (d8-toluene): δ - 19.50.
13 C { 1 H} -NMR (CD 2 Cl 2 ): δ 139.72, 114.49, 72.16, 34.19, 33.59, 32.28, 29.26, 23.79, 19.26, 1.48

Beispiel 3: Copolymerisation von Propen und 1-Oktenyl-8-ditert-butoxy-methylsilan. Example 3: Copolymerization of propene and 1-octenyl-8-di-tert-butoxy-methylsilane.

Die Polymerisation wurde in einem 250 ml Schlenkkolben bei konstantem Druck und konstanter Temperatur durchgeführt. Der Kolben wurde mit 50 ml Toluol und 0,55 mmol Triisobutylaluminium (TIBA) (1,1 mol/l in Toluol) befüllt, nach 1 h Rühren wurden 1,2 mmol Butylhydroxytoluol (BHT) zugegeben und für eine weiter Stunde gerührt.The polymerization was carried out in a 250 ml Schlenk flask at constant pressure and temperature. The flask was charged with 50 mL of toluene and 0.55 mmol of triisobutylaluminum (TIBA) (1.1 mol / L in toluene), after stirring for 1 h, 1.2 mmol of butylhydroxytoluene (BHT) was added and stirred for an additional hour.

Zur Voraktivierung des Katalysators wurden 5 μmol Dichloro[rac-ethylenebis(indenyl)]zirconium(IV) in 5 ml Toluol gelöst. Anschließend wurden 200 Äquivalente TIBA (1,1 mol/l in Toluol) bezogen auf die Katalysatormenge zugegeben und die Lösung eine Stunde bei 60°C gerührt. Danach wurden 2,2 mmol BHT zugesetzt und die Lösung wurde für eine Stunde bei RT gerührt. Die Lösung mit dem voraktivierten Komplex und 1-Oktenyl-8-di-tert-butoxy-methylsilan (Silankonzentration: siehe untenstehende Tabelle 1) wurden in den Polymerisationskolben gegeben. Argon wurde durch Evakuieren entfernt und die Reaktionsmischung wurde mit Propen gesättigt. Die Polymerisation wurde durch Zugabe einer toluolischen Lösung von Tris(pentafluorophenyl)Boran oder Trityl-tetrakis(pentafluorophenyl)Borat (Mengen siehe nachfolgende Tabelle) über ein Septum in die Polymerisationslösung gestartet.To preactivate the catalyst, 5 μmol of dichloro [rac-ethylenebis (indenyl)] zirconium (IV) was dissolved in 5 ml of toluene. Subsequently, 200 equivalents of TIBA (1.1 mol / l in toluene) were added, based on the amount of catalyst, and the solution was stirred at 60 ° C. for one hour. Thereafter, 2.2 mmol of BHT were added and the solution was stirred for one hour at RT. The solution with the preactivated complex and 1-octenyl-8-di-tert-butoxy-methylsilane (silane concentration: see Table 1 below) was added to the polymerization flask. Argon was removed by evacuation and the reaction mixture was saturated with propene. The polymerization was started by adding a toluene solution of tris (pentafluorophenyl) borane or trityl-tetrakis (pentafluorophenyl) borate (amounts see table below) via a septum into the polymerization solution.

Der Olefinverbrauch wurde mit einem Gasflussmessgerät (Bronkhorst F-111C-HA-33P) gemessen; der Druck (Bronkhorst Pressure controller P-602C-FAC-33P) und der Olefinverbrauch wurde während der Polymerisation konstant gehalten. Nach der Polymerisation wurde die Reaktionsmischung in trockenem Isopropanol gefällt. Der Niederschlag wurde abfiltriert, mit trockenem Isopropanol gewaschen und einige Stunden im Hochvakuum getrocknet. Tabelle 1 Versuchsnummmer C (Silan) [mol/L] Katalysatoraktivität [kg/mol/h] Silangehalt im Polymer Tm [°C] Mw [g/mol] PDI [mol%] [Gew.-%] 1a 0 3200 0 0 136 40000 4 2b 0,0066 2800 0,4 2,8 134 40000 4 3b 0,0132 920 0,5 4,1 132 40000 4 4b 0,0198 800 0,7 5,4 130 40000 4 5b 0,0264 680 1,1 7,9 129 40000 4 6b 0,033 560 1,0 7,1 118 20000 2 7c 0,33 200 1,4 10,2 125 40000 4 8d 0,33 280 1,4 10,2 123 40000 4 9e 0,33 240 1,4 10,2 125 40000 4 p(Propen) = 1,2 bar; Polymerisationszeit = 30 min; T = 60°C.
a nicht erfindungsgemäss
b Aktivierung mit 7,5 mmol Trityl-Tetrakis(pentafluorophenyl)Borat
c Aktivierung mit 4,5 mmol Trityl-Tetrakis(pentafluorophenyl)Borat
d Aktivierung mit 10 mmol Tris(pentafluorophenyl)Boran
e Aktivierung mit 25 mmol Tris(pentafluorophenyl)Boran
The olefin consumption was measured with a gas flow meter (Bronkhorst F-111C-HA-33P); the pressure (Bronkhorst pressure controller P-602C-FAC-33P) and the olefin consumption were kept constant during the polymerization. After the polymerization, the reaction mixture was precipitated in dry isopropanol. The precipitate was filtered off, washed with dry isopropanol and dried under high vacuum for a few hours. Table 1 Versuchsnummmer C (silane) [mol / L] Catalyst activity [kg / mol / h] Silane content in the polymer T m [° C] M w [g / mol] PDI [Mol%] [Wt .-%] 1 a 0 3200 0 0 136 40000 4 2 b 0.0066 2800 0.4 2.8 134 40000 4 3 b 0.0132 920 0.5 4.1 132 40000 4 4 b 0.0198 800 0.7 5.4 130 40000 4 5 b 0.0264 680 1.1 7.9 129 40000 4 6 b 0.033 560 1.0 7.1 118 20000 2 7 c 0.33 200 1.4 10.2 125 40000 4 8 d 0.33 280 1.4 10.2 123 40000 4 E 0.33 240 1.4 10.2 125 40000 4 p (propene) = 1.2 bar; Polymerization time = 30 min; T = 60 ° C.
a not according to the invention
b Activation with 7.5 mmol trityl tetrakis (pentafluorophenyl) borate
c Activation with 4.5 mmol trityl tetrakis (pentafluorophenyl) borate
d Activation with 10 mmol tris (pentafluorophenyl) borane
e Activation with 25 mmol tris (pentafluorophenyl) borane

Beispiel 4: Vernetzung der Copolymere und Bestimmung des Gelgehalts.Example 4: Crosslinking of Copolymers and Determination of Gel Content.

Vernetzung:Networking:

500 mg des Polymers wurden in 5 ml Toluol bei 100 °C gelöst, und es wurden 0,1 ml Trifluormethansulfonsäure zugegeben. Die Lösung wurde über Nacht bei RT gerührt und anschließend wurde das Polymer in Methanol gefällt und im Vakuum getrocknet.500 mg of the polymer was dissolved in 5 ml of toluene at 100 ° C and 0.1 ml of trifluoromethanesulfonic acid was added. The solution was stirred at RT overnight and then the polymer was precipitated in methanol and dried in vacuo.

Gelgehaltstest: Gelgehaltstest:

In Anlehnung an DIN EN 579 wurden 100 mg der Proben in VA-Stahlnetze (Maschenweite 100 μm) eingebracht. Diese wurden mit Xylol (600 ml auf 10 Proben), unter Zusatz von 1 Gew.-% 2,2'-methylenebis(6-tert-butyl-4-methylphenol) als Antioxidationsmittel, 8 h lang extrahiert. Das Lösemittel wurde heiß abgegossen, die Proben gut mit Aceton gespült und bis zur Gewichtskonstanz getrocknet. Es wurde das Gewicht des leeren Netzes (m1), des Netzes mit der Probe (m2) und des Netzes mit Probe nach der Extraktion (m3) bestimmt. Der Gelgehalt G (vernetzter Anteil der Probe in %) berechnet sich zu: G(%) = (m3 – m1)/(m2 – m1)·100 Tabelle 2 Versuchsnummmer c(Silan) [mol/L] Gelgehalt G nach Vernetzung [Gew.-%] 1* 0 0 2 0,0066 10 3 0,0132 98 ± 2 4 0,0198 98 ± 2 5 0,0264 98 ± 2 6 0,033 98 ± 2 7 0,33 98 ± 2 8 0,33 98 ± 2 9 0,33 98 ± 2 * nicht erfindungsgemässBased on DIN EN 579 100 mg of the samples in VA steel nets (mesh size 100 microns) were introduced. These were extracted with xylene (600 ml on 10 samples) with the addition of 1% by weight of 2,2'-methylenebis (6-tert-butyl-4-methylphenol) as antioxidant for 8 hours. The solvent was poured off hot, the samples rinsed well with acetone and dried to constant weight. The weight of the empty net (m 1 ), the net with the sample (m 2 ) and the net with sample after extraction (m 3 ) were determined. The gel content G (crosslinked portion of the sample in%) is calculated as: G (%) = (m 3 -m 1 ) / (m 2 -m 1 ) × 100 Table 2 Versuchsnummmer c (silane) [mol / L] Gel content G after crosslinking [% by weight] 1* 0 0 2 0.0066 10 3 0.0132 98 ± 2 4 0.0198 98 ± 2 5 0.0264 98 ± 2 6 0.033 98 ± 2 7 0.33 98 ± 2 8th 0.33 98 ± 2 9 0.33 98 ± 2 * not according to the invention

Beispiel 5 (nicht erfindungsgemäss): Copolymerisation von Propen und Vinyltrimethoxysilan.Example 5 (not according to the invention): Copolymerization of propene and vinyltrimethoxysilane.

Die Polymerisation wurde in einem 250 ml Schlenkkolben bei konstantem Druck und Temperatur durchgeführt. Der Kolben wurde mit 50 ml Toluol und 0,55 mmol Triisobutylaluminium (TIBA) (1,1 mol/l in Toluol) bezogen auf die Katalysatormenge befüllt und eine Stunde gerührt. Danach wurden 1,2 mmol Butylhydroxytoluol (BHT) zugegeben und für eine weitere Stunde gerührt.The polymerization was carried out in a 250 ml Schlenk flask at constant pressure and temperature. The flask was charged with 50 ml of toluene and 0.55 mmol of triisobutylaluminum (TIBA) (1.1 mol / l in toluene) based on the amount of catalyst and stirred for one hour. Thereafter, 1.2 mmol of butylhydroxytoluene (BHT) was added and stirred for an additional hour.

Für die Voraktivierung des Katalysators wurden 5 μmol Dichloro[rac-ethylenebis(indenyl)]zirconium(IV) in 5 ml Toluol gelöst. Anschließend wurden 200 Aquivalente TIBA (1,1 mol/l in Toluol) zugegeben und die Lösung eine Stunde bei 60°C gerührt. Danach wurden 2,2 mmol BHT zugesetzt und die Lösung wurde für eine Stunde bei RT gerührt. Die Lösung mit dem voraktivierten Komplex und Vinyltrimethoxysilan (0,7 mmol, 0,1 g) wurden in den Polymerisationskolben gegeben. Argon wurde durch Evakuieren entfernt und die Reaktionsmischung wurde mit Propen gesättigt. Die Polymerisation wurde durch Zugabe von 7,5 μmol Trityltetrakis(pentafluorophenyl)Borat (Lösung in Toluol) über ein Septum in die Polymerisationslösung gestartet.For the preactivation of the catalyst, 5 μmol of dichloro [rac-ethylenebis (indenyl)] zirconium (IV) was dissolved in 5 ml of toluene. Subsequently, 200 equivalents of TIBA (1.1 mol / l in toluene) were added and the solution was stirred at 60 ° C for one hour. Thereafter, 2.2 mmol of BHT were added and the solution was stirred for one hour at RT. The preactivated complex solution and vinyltrimethoxysilane (0.7 mmol, 0.1 g) were added to the polymerization flask. Argon was removed by evacuation and the reaction mixture was saturated with propene. The polymerization was started by adding 7.5 μmol of trityltetrakis (pentafluorophenyl) borate (solution in toluene) via a septum into the polymerization solution.

Der Olefinverbrauch wurde mit einem Gasflussmessgerät (Bronkhorst F-111C-HA-33P) gemessen; der Propendruck von 1,2 bar(Bronkhorst pressure controller P-602C-FAC-33P) und der Propenverbrauch wurde während der Polymerisation konstant gehalten. Druck und Propenverbrauch wurden während der Polymerisation aufgezeichnet. Nach einer Polymerisationszeit von 30 min wurde die Reaktionsmischung in trockenem Isopropanol gefällt. Es konnte kein Polymer isoliert werden.The olefin consumption was measured with a gas flow meter (Bronkhorst F-111C-HA-33P); the 1.2 bar proof pressure (Bronkhorst pressure controller P-602C-FAC-33P) and the propene consumption were kept constant during the polymerization. Pressure and propene consumption were recorded during the polymerization. After a polymerization time of 30 minutes, the reaction mixture was precipitated in dry isopropanol. No polymer could be isolated.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • US 2010331483 A [0007] US 2010331483 A [0007]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • M. Itoh et al. lehren in Macromolecules 1998, 31, 5609 [0004] M. Itoh et al. teach in Macromolecules 1998, 31, 5609 [0004]
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  • A. Tsuchida et al. (Macromolecules 1997, 30, 2818–2824 [0006] A. Tsuchida et al. (Macromolecules 1997, 30, 2818-2824 [0006]
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  • A. Nakamura et al. (Chem. Rev. 2009, 109, 5215–5244 [0007] A. Nakamura et al. (Chem. Rev. 2009, 109, 5215-5244 [0007]
  • DIN EN 579 [0057] DIN EN 579 [0057]

Claims (11)

Verfahren zur Herstellung von vernetzbaren Copolymeren der allgemeinen Formel [1]
Figure 00170001
durch Übergangsmetall-katalysierte Copolymerisation von Olefinen der allgemeinen Formel [2] H2C=CH-R1 [2], mit Silanen der allgemeinen Formel [3]
Figure 00170002
in Gegenwart eines Übergangsmetallkatalysators (PK), wobei R1 Wasserstoff oder Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, Cn zweiwertigen unsubstituierten oder substituierten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 50 Kohlenstoffatomen, m die Werte 1, 2 oder 3, p ganzzahlige Werte von 1 bis 100000, q ganzzahlige Werte von 1 bis 100000, R2 Wasserstoff, Halogen, unsubstituierten oder substituierten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, Alkyloxyrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, Acyloxyrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, Alkenyloxyrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, OH, Metalloxyrest -O-M oder Rest -CH2-W, wobei W ein Heteroatom, ausgewählt aus N, O, P, S, darstellt und die freien Valenzen am Heteroatom durch Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen abgesättigt sind, R3, R4, R5 Wasserstoff, Halogen, unsubstituierten oder substituierten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, Acylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder Carbonsäureestergruppe eines aliphatischen Alkohols mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, wobei zwei oder drei der Reste R3, R4, R5 miteinander verbunden sein können, mit der Maßgabe, dass höchstens 2 der Reste R3, R4, R5 Wasserstoff sind, bedeuten, wobei die Copolymere der allgemeinen Formel [1] als statistische Copolymere, Block- oder Multiblockcopolymere oder Mischungen davon vorliegen.
Process for the preparation of crosslinkable copolymers of the general formula [1]
Figure 00170001
by transition-metal-catalyzed copolymerization of olefins of the general formula [2] H 2 C = CH-R 1 [2], with silanes of the general formula [3]
Figure 00170002
in the presence of a transition metal catalyst (PK), wherein R 1 is hydrogen or a hydrocarbon radical having 1 to 20 carbon atoms, C n is a divalent unsubstituted or substituted hydrocarbon radical having 1 to 50 carbon atoms, m is 1, 2 or 3, p is an integer value of 1 to 100 000, q are integer values from 1 to 100,000, R 2 is hydrogen, halogen, unsubstituted or substituted hydrocarbon radical having 1 to 20 carbon atoms, alkyloxy radical having 1 to 6 carbon atoms, acyloxy radical having 1 to 6 carbon atoms, alkenyloxy radical having 1 to 6 carbon atoms, OH, metalloxy radical -OM or radical -CH 2 -W, where W is a heteroatom selected from N, O, P, S, and the free valencies on the heteroatom are saturated by hydrocarbon radicals having 1 to 20 carbon atoms, R 3 , R 4 , R 5 is hydrogen, Halogen, unsubstituted or substituted hydrocarbon radical having 1 to 20 carbon atoms, acyl radical having 1 to 6 carbon atoms or carboxylic acid ester group of an aliphatic alcohol having 1 to 6 carbon atoms, wherein two or three of the radicals R 3 , R 4 , R 5 may be joined together, with the proviso that at most 2 of the radicals R 3 , R 4 , R 5 are hydrogen where the copolymers of the general formula [1] are present as random copolymers, block or multiblock copolymers or mixtures thereof.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem als Katalysatoren PK Katalysatoren auf Basis von Ti, Zr, Hf, V, Cr, Ni und Pd eingesetzt werden.Process according to claim 1, in which catalysts based on Ti, Zr, Hf, V, Cr, Ni and Pd are used as catalysts. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Olefine der allgemeinen Formel [2] ausgewählt werden aus Ethen, Propen, 1-Buten, 1-Hexen, 1-Octen und Styrol.A process according to any one of the preceding claims wherein the olefins of general formula [2] are selected from ethene, propene, 1-butene, 1-hexene, 1-octene and styrene. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem Cn ein aliphatischer Kohlenwasserstoffrest mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen ist.A process according to any one of the preceding claims, wherein Cn is an aliphatic hydrocarbon radical having from 2 to 30 carbon atoms. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem R2 ausgewählt wird aus Chlor, Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Phenyl, Methoxy, Ethoxy, Propoxy, Acetoxy, Vinyl und OH.A process according to any one of the preceding claims wherein R 2 is selected from chloro, methyl, ethyl, propyl, butyl, phenyl, methoxy, ethoxy, propoxy, acetoxy, vinyl and OH. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Reste R3, R4, R5 ausgewählt werden aus Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl-, Vinyl-, Phenylresten und Resten -C(O)OCH3.A process according to any one of the preceding claims wherein the radicals R 3 , R 4 , R 5 are selected from methyl, ethyl, propyl, butyl, vinyl, phenyl radicals and radicals -C (O) OCH 3 . Vernetzbare Copolymere der allgemeinen Formel [1]
Figure 00190001
wobei R1 Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, Cn zweiwertigen unsubstituierten oder substituierten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 50 Kohlenstoffatomen, m die Werte 1, 2 oder 3, p ganzzahlige Werte von 1 bis 100000, q ganzzahlige Werte von 1 bis 100000, R2 Wasserstoff, Halogen, unsubstituierten oder substituierten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, Alkyloxyrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, Acyloxyrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, Alkenyloxyrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, OH, Metalloxyrest -O-M oder Rest -CH2-W, wobei W ein Heteroatom, ausgewählt aus N, O, P, S, darstellt und die freien Valenzen am Heteroatom durch Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen abgesättigt sind, R3, R4, R5 Wasserstoff, Halogen, unsubstituierten oder substituierten Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, Acylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder Carbonsäureestergruppe eines aliphatischen Alkohols mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, wobei zwei oder drei der Reste R3, R4, R5 miteinander verbunden sein können, mit der Maßgabe, dass höchstens 2 der Reste R3, R4, R5 Wasserstoff sind, bedeuten, wobei die Copolymere der allgemeinen Formel [1] als statistische Copolymere, Block- oder Multiblockcopolymere oder Mischungen davon vorliegen.
Crosslinkable Copolymers of the General Formula [1]
Figure 00190001
where R 1 is a hydrocarbon radical having 1 to 20 carbon atoms, C n is a divalent unsubstituted or substituted hydrocarbon radical having 1 to 50 carbon atoms, m is 1, 2 or 3, p is integer values of 1 to 100,000, q is integer values of 1 to 100,000, R 2 Hydrogen, halogen, unsubstituted or substituted hydrocarbon radical having 1 to 20 carbon atoms, alkyloxy radical having 1 to 6 carbon atoms, acyloxy radical having 1 to 6 carbon atoms, alkenyloxy radical having 1 to 6 carbon atoms, OH, metalloxy radical -OM or radical -CH 2 -W, where W is a heteroatom selected from N, O, P, S, and the free valencies on the heteroatom are saturated by hydrocarbon radicals having 1 to 20 carbon atoms, R 3 , R 4 , R 5 is hydrogen, halogen, unsubstituted or substituted hydrocarbon radical having 1 to 20 Carbon atoms, acyl radical having 1 to 6 carbon atoms or carboxylic acid ester group of an aliphatic alcohol having 1 to 6 carbon atoms, where two or three of the radicals R 3 , R 4 , R 5 may be linked to one another, with the proviso that at most 2 of the radicals R 3 , R 4 , R 5 are hydrogen, where the copolymers of the general formula [1] as random copolymers, block or multiblock copolymers or mixtures thereof.
Verfahren zur wasserfreien Vernetzung der Copolymere der allgemeinen Formel [1] gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, mit Katalysatoren K, die ausgewählt werden aus Lewis-Säuren und Brönstedt-Säuren.Process for anhydrous crosslinking of the copolymers of the general formula [1] according to one of the preceding claims, with catalysts K selected from Lewis acids and Bronsted acids. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Copolymere der allgemeinen Formel [1] auf eine Temperatur von 50°C bis 180°C gebracht werden.A process according to claim 8, wherein the copolymers of the general formula [1] are brought to a temperature of 50 ° C to 180 ° C. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Copolymere der allgemeinen Formel [1] mit UV-Licht bestrahlt werden.The method of claim 8, wherein the copolymers of the general formula [1] are irradiated with UV light. Verwendung der Copolymeren der allgemeinen Formel [1] gemäß Anspruch 1 bis 7 alleine oder als Bestandteil von Formulierungen als Kabelisolation, als Rohre, als Verpackungsmaterial, als Chemikalienbehälter, als hitzebeständiges Material, als Bindemittel, als Schmelzkleber, als Reaktivschmelzkleber, zur Herstellung von Klebestellen, verklebten Strukturen, Beschichtungen, Lacken, Klebebändern, Klebefolien, drucksensitiven Klebern oder Schäumen.Use of the copolymers of the general formula [1] according to claims 1 to 7 alone or as a constituent of formulations as cable insulation, as pipes, as packaging material, as chemical container, as heat-resistant material, as binder, as hot melt adhesive, as reactive hot-melt adhesive, for the production of splices, bonded structures, coatings, paints, adhesive tapes, adhesive films, pressure-sensitive adhesives or foams.
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