Способ уменьшения молекулярной массы полипропилена
Иллюстрации
Показать всеИзобретение относится к области химии полимеров, а именно к применению гидроксиламиновых сложных эфиров для уменьшения молекулярной массы полипропилена, пропиленовых сополимеров или полипропиленовых смесей. При этом к пропиленовым полимерам, подвергаемым деструкции, добавляют, по меньшей мере, один гидроксиламиновый сложный эфир, выбранный из группы, включающей
где n обозначает 1, Ra обозначает ацильный радикал алифатической карбоновой кислоты, содержащей от 2 до 18 атомов углерода, R1′, R2′ и R3′ независимо друг от друга обозначают водородный атом или метил; a G означает ацил ацильного радикала алифатической карбоновой кислоты, содержащей от 1 до 18 атомов углерода, или ароматической карбоновой кислоты, содержащей от 7 до 18 атомов углерода;
где n обозначает 1, Ra обозначает ацильный радикал алифатической карбоновой кислоты, содержащей от 2 до 18 атомов углерода, R1′, R2′ и R3′ каждый независимо друг от друга означает водород или метил, G1 обозначает водородный атом, C2-C18алканоил, а G2 обозначает водородный атом, C1-C8алкил, ацил ацильного радикала алифатической карбоновой кислоты, содержащей от 1 до 18 атомов углерода;
где n обозначает 1, Ra обозначает ацильный радикал алифатической карбоновой кислоты, содержащей от 2 до 18 атомов углерода, R1′, R2′ и R3′ каждый независимо один от другого означает водород или метил, G3 имеет следующее значение C2-C8алкилен, С4-С22ацилоксиалкилен или ацильный радикал алифатической карбоновой кислоты, содержащей от 1 до 18 атомов углерода, и смесь нагревают до температуры ниже чем 280°С. Добавление гидроксиламиновых сложных эфиров приводит к возрастанию степени деструкции используемого полипропиленового полимера, что отражают повышенные значения скорости истечения расплава в сопоставлении с этим же показателем у исходного полимера. 2 з.п. ф-лы, 15 табл.
Реферат
Настоящее изобретение относится к новым гидроксиламиновым сложным эфирам и к способным полимеризоваться композициям, включающим эти гидроксиламиновые сложные эфиры и этиленово-ненасыщенный мономер или олигомер. Далее изобретение относится к применению гидроксиламиновых сложных эфиров в качестве инициаторов полимеризации и к применению гидроксиламиновых сложных эфиров для регулируемой деструкции полипропилена и для регулируемого увеличения молекулярной массы или сшивания полиэтилена.
Свободно-радикальная полимеризация относится к самым важным методам создания относительно длинной углеродной цепи. Ее применяют в технологии получения имеющих важное промышленное значение полимеров, таких, как полистирол, ПВХ, полиакрилаты, полиметакрилаты, ПАН (полиакрилонатрил) и другие полимеры. За техническими подробностями можно обратиться к до сих пор актуальной по данной теме общепризнанной работе G.Odian, Principles of Polymerization, McGraw-Hill New York 1970, а также к работам Н.-G.Elias, Makromolekule, издание 6-е, том I, Wiley-VCH, DE-Weinheim 1999, ISBN 3-527-29872-Х; K.Hatada, T.Kitayama, O.Vogl, Macromolecular Design of Polymeric Materials, Marcel Dekker New York 1997, ISBN 0-8247-9465-6; M.K.Mishra, Y.Yagci, Handbook of Radical Vinyl Polymerization, Marcel Dekker New York 1998, ISBN 0-8247-9464-8.
Процессы свободно-радикальной полимеризации начинают с использованием инициаторов. Инициаторами, которые стали общепринятыми в промышленной технологии, являются азосоединения, диалкилпероксиды, диацилпероксиды, гидропероксиды, термически нестойкие С-С-димеры, окислительно-восстановительные системы и фотоинициаторы.
Несмотря на их широкое применение, эти инициаторы обладают различными недостатками. Так, например, пероксиды отличаются исключительной легковоспламеняемостью и поддерживают горение. Вещества других классов являются потенциально взрывоопасными, вследствие чего их использование, хранение и транспортировка связаны с соблюдением дорогостоящих мер предосторожности.
Таким образом, существует естественная потребность в создании эффективных инициаторов, приемлемых для использования в промышленной технологии, которым свойственен удовлетворительный профиль безопасности в процессах свободно-радикальной полимеризации. В ЕР-А 735052 описан способ получения термопластичных полимеров, обладающих низкой полидисперсностью, который включает процессы свободно-радикальной полимеризации, проводимые добавлением в мономеры обычных инициаторов свободно-радикальной полимеризации в сочетании со стабильными свободными радикалами в качестве регуляторов полимеризации. В WO 98/30601 описаны нитроксильные радикалы (соединения >N-O•) на основе имидазолидинонов, дериватизированные из алкоксиаминов, и их применение в качестве инициаторов полимеризации. Аналогичным образом в WO 98/44008 описаны нитроксилы на основе морфолинонов, пиперазинонов и пмперазиндионов. В WO 00/07981 описаны ациклические алкоксиамины и их применение в качестве инициаторов полимеризации. В опубликованной заявке на патент Германии 19949352.9 описаны другие 5- и 6-членные гетероциклические алкоксиамины, которые замещены в одном или обоих α-положениях и благодаря размерам этих заместителей проявляют пространственную затрудненность.
Несмотря на такие предлагаемые возможности, которые в данной области техники являются типичными выбираемыми вариантами, для улучшения процессов свободно-радикальной полимеризации все еще сохраняется потребность в создании новых инициаторов полимеризации, которые можно безопасно применять и которые позволяют регулировать реакцию.
Было установлено, что особенно приемлемыми инициаторами полимеризации являются ациклические и циклические гидроксиламины разного строения, если их этерифицируют ацильными радикалами.
По изобретению предлагаются соединения
а) формулы:
где Ra обозначает ацильный радикал, выбранный из группы, включающей -С(=O)-Н, -С(=O)-С1-С19алкил, -С(=O)-С2-С19алкенил, -С(=O)-С2-С4алкенил-С6-С10арил, -С(=O)-С6-С10арил, -С(=O)-O-С1-С6алкил, -С(=O)-O-С6-С10арил, -С(=O)-NH-С1-С6алкил, -С(=O)-NH-С6-С10арил и -С(=O)-N(С1-С6алкил)2;
R1-R4 каждый обозначает C1-С6алкил;
R5 и R6 каждый независимо друг от друга обозначает водородный атом, С1-С6алкил или С6-С10арил; или R5 и R6 совместно обозначают атом кислорода;
Q обозначает прямую связь или двухвалентный радикал -(CR7R8)- или -(CR7R8-CR9R10)-, где
R7, R8, R9 и R10 каждый независимо друг от друга обозначает водородный атом или C1-С6алкил; а
Z1 обозначает атом кислорода или двухвалентный радикал -NR11-, где R11 обозначает водородный атом, C1-С6алкил, С6-С10арил или ацильный радикал Ra, имеющий одно из вышеуказанных значений; или
б) формулы Ia, где
Ra обозначает ацильный радикал, выбранный из группы, включающей -Р(=O)-С1-С19алкил, -Р(=O)2-С1-С19алкил, -Р(=O)-С6-С10арил, -Р=O(-С1-С19алкил)2, -Р=O(-С6-С10арил)2, -Р(=O)-O-С1-С6алкил, -Р(=O)-O-С6-С10арил, -Р=O(-O-С1-С6алкил)2, -Р=O(-O-С6-С10арил)2, -Р(-O-С1-С6алкил)2 и -Р(-O-С6-С10арил)2;
R1-R4 каждый обозначает C1-С6алкил;
R5 и R6 каждый независимо друг от друга обозначает водородный атом, C1-С6алкил или С6-С10арил; или
R5 и R6 совместно обозначают атом кислорода;
Q обозначает прямую связь или двухвалентный радикал -(CR7R8)- или -(CR7R8-CR9R10)-, где
R7, R8, R9 и R10 каждый независимо друг от друга обозначает водородный атом или C1-С6алкил; а
Z1 обозначает атом кислорода или двухвалентный радикал -NR11- или -(CR12R13)-, где
R11 обозначает водородный атом, C1-С6алкил или С6-С10арил или независимо друг от друга
один из радикалов R12 и R13 представляет собой водородный атом или С1-С6алкил, а другой представляет собой C1-С6алкил, C1-С6алкокси, С6-С10арилокси, ацилоксирадикал, выбранный из группы, включающей -O-С(=O)-Н, -O-С(=O)-С1-С19алкил, -O-C(=O)-C1-C54алкенил, -O-С(=O)-С6-С10арил, -O-С(=O)-С1-С36алкенил-С6-С10арил, -O-С(=O)-O-С1-С19алкил, -O-С(=O)-O-С6-С10арил, -O-С(=O)-NH-С1-С6алкил, -O-С(=O)-NH-С6-С10арил и -O-С(=O)-N(С1-С6алкил)2, C1-С6алкиламино-, ди-С1-С6алкиламино-, С6-С10ариламино-, ациламиногруппу, выбранную из ряда, включающего -NH-С(=O)-Н, -NH-C(=O)-C1-C19аалкил, -NH-С(=O)-С1-С54алкенил, -NH-С(=O)-С6- С10арил, -NH-С(=O)-С1-С36алкенил-С6-С10арил, -NH-С(=O)-O-С1-С19алкил, -NH-C(=O)-O-C6-C10арил, -NH-C(=O)-NH-C1-C6алкил, -NH-C(=O)-NH-C6-С10арил и -NH-С(=O)-N(С1-С6алкил)2, диациламиногруппу, выбранную из ряда, включающего -N[-С(=O)-С1-С19алкил]2 и -N[-С(=O)-С6-С10арил]2, или N-ацил-N-С1-С6алкиламиногруппу; или
оба радикала R12 и R13 совместно обозначают оксогруппу; или
в) формулы:
где)
Ra обозначает ацильный радикал, выбранный из группы, включающей -С(=O)-Н, -С(=O)-С1-С19алкил, -С(=O)-С2-С19алкенил, -С(=O)-С2-С4алкенил-С6-С10арил, -С(=O)-С6-С10арил, -С(=O)-O-С1-С6алкил, -С(=O)-O-С6-С10арил, -С(=O)-NH-С1-С6алкил, -С(=O)-NH-С6-С10арил и -С(=O)-N(С1-С6алкил)2;
R1-R4 каждый обозначает C1-С6алкил;
А обозначает заместитель в фенильных кольцах; а
m обозначает ноль или целое число от одного до четырех; или
г) формулы:
Ra обозначает ацильный радикал, выбранный из группы, включающей -С(=O)-Н, -С(=O)-С1-С19алкил, -С(=O)-С2-С19алкенил, -С(=O)-С2-С4алкенил-С6-С10арил, -С(=O)-С6-С10арил, -С(=O)-O-С1-С6алкил, -С(=O)-O-С6-С10арил, -С(=O)-NH-С1-С6алкил,-С(=O)-NH-С6-С10арил,-С(=O)-N(С1-С6алкил)2, -Р(=O)-С1-С19алкил, -Р(O)2-С1-С19алкил, -Р(=O)-С6-С10арил, -P=O(-C1- С19алкил)2, -Р=O(-С6-С10арил)2, -Р(=O)-O-С1-С6алкил, -Р(=O)-O-С6-С10арил, -Р=O(-O-С1-С6алкил)2, -Р=O(-O-С6-С10арил)2, -Р(-O-С1-С6алкил)2 и -Р(-O-С6-С10арил)2;
Rb имеет такие же значения, как указанные для Ra, или обозначает карбамоил, С1-С6алкилкарбамоил или ди-С1-С6алкилкарбамоил;
Rc и Rd каждый независимо друг от друга обозначает водородный атом, С1-С6алкил или С6-С10арил; а
R1-R3 каждый независимо друг от друга обозначает С1-С6алкил или С6-С10арил.
Эти соединения приемлемы в качестве инициаторов полимеризации, в особенности для использования в процессах полимеризации, поскольку их применение позволяет получать особенно чистые полимеры и сополимеры.
Понятие "полимер" охватывает олигомеры, соолигомеры, полимеры и сополимеры, например статистические блок-, полиблок-, звездообразные и градиентные сополимеры.
Еще одним ценным свойством новых соединений в промышленной технологии является их приемлемость для применения в качестве добавок в процессах уменьшения молекулярной массы полимеров, в частности полипропиленов, и в процессах достижения регулируемого увеличения молекулярной массы или сшивания полиэтилена.
Использованные в описании изобретения понятия и выражения имеют следующие предпочтительные значения.
В варианте а) С1-С19алкил в гидроксиламиновых сложных эфирах (Ia) представляет собой, например, С1-С6алкил, в частности метил, этил, н-пропил или изопропил, или н-, втор или трет-бутил, или прямоцепочечный или разветвленный пентил, или гексил, или С7-С19алкил, например прямоцепочечный или разветвленный гептил, октил, изооктил, нонил, трет-нонил, децил или ундецил, или прямоцепочечный С11-С19алкил, который совместно с радикалом -(С=O)- образует С14-С20алканоил, содержащий четное число атомов С, например лауроил (12С), миристоил (14С), пальмитоил (16С) или стеароил (18С).
С6-С10арил представляет собой, например, карбоциклический моноарил или диарил, предпочтительно моноарил, например фенил, который может быть монозамещенным или дизамещенным приемлемыми заместителями, например С1-С4алкилом, в частности метилом, этилом или трет-бутилом, С1-С4алкокси, например метокси или этокси, или атомом галогена, например атомом хлора. В случае дизамещения предпочтительны 2- и 6-положения.
Ацильный радикал Ra, выбранный из группы, включающей -С(=O)-Н, -С(=O)-С1-С19алкил, -С(=O)-С2-С19алкенил, -С(=O)-С2-С4алкенил-С6-С10арил, -С(=O)-С6-С10арил, -С(=O)-O-С1-С6алкил, -С(=O)-O-С6-С10арил, -C(=O)-NH-С1-С6алкил, -С(=O)-NH-С6-С10арил и -С(=O)-N(С1-С6алкил)2, может быть замещенным по свободным валентностям приемлемыми заместителями, например атомом фтора или хлора, а предпочтительно представляет собой формил, ацетил, трифторацетил, пивалоил, акрилоил, метакрилоил, олеоил, циннамоил, бензоил, 2,6-ксилоил, трет-бутоксикарбонил, этилкарбамоил или фенилкарбамоил.
С1-С6алкил в качестве значения R1-R4 в предпочтительном варианте представляет собой С1-С4алкил, в частности С1-С2алкил, например метил или этил.
В предпочтительных вариантах каждый из R1-R4 обозначает метил или этил. По другому варианту от одного до трех заместителей R1-R4 являются этилами. При этом остальными заместителями являются метилы.
R5 и R6 каждый в предпочтительном варианте обозначает водородный атом. В предпочтительном варианте каждый из С1-С6алкила и С6-С10арила в качестве значения R5 и R6 представляет собой метил или фенил.
R5 и R6 каждый в предпочтительном варианте обозначает атом кислорода, когда Z обозначает двухвалентный радикал -NR11- (R11 обозначает Н или С1-С4алкил). Q при этом обозначает прямую связь (пятичленное кольцо) или двухвалентный радикал -(CR7R8)- (шестичленное кольцо).
R7, R8, R9 и R10 в двухвалентных радикалах -(CR7R8)- или -(CR7R8-CR9R10)- каждый в предпочтительном варианте обозначает водородный атом, но может также представлять собой С1-С4алкил, как указанный выше, например метил.
R11 в двухвалентном радикале -NR11- обозначает водородный атом, С1-С6алкил, как указанный выше, в частности метил или трет-бутил, арил, например фенил, или ацильный радикал Ra, как указанный выше, в частности формил, ацетил, трифторацетил, пивалоил, бензоил, 2,6-ксилоил, трет-бутоксикарбонил, этилкарбамоил или фенилкарбамоил.
В варианте б) значения ацильного радикала Ra в гидроксиламиновом сложном эфире (Ia) выбирают из группы, включающей -Р(=O)-С1-С19алкил, -Р(=O)2-С1-С19алкил, -Р(=O)-С6-С10арил, -Р=O(-С1-С19алкил)2, -Р=O(-С6-С10арил)2, -Р(=O)-O-С1-С6алкил, -Р(=O)-O-С6-С10арил, -Р=O(-O-С1-С6алкил)2, -Р=O(-O-С6-С10арил)2, -Р(-O-С1-С6алкил)2 и -Р(-O-С6-С10арил)2. С1-С19алкил и С6-С10арил имеют такие же значения, как указанные выше в разделе а), например метил или фенил.
R1-R4 имеют такие же значения, как указанные выше в разделе а).
Аналогичным образом R5, R6, Q, R7, R8, R9 и R10 имеют такие же значения, как указанные выше в разделе а).
Z1 как в варианте б), так и в варианте а) может быть атомом кислорода или двухвалентным радикалом -NR11-. По-другому в варианте б) Z1 может также представлять собой двухвалентный радикал -(CR12R13)- где один из радикалов R12 и R13 представляет собой водородный атом или С1-С6алкил, а другой представляет собой С1-С6алкил, С1-С6алкокси, например метокси, этокси или н-пропокси, С6-С10арилокси, ацилоксирадикал, выбранный из группы, включающей -O-С(=O)-Н, -O-С(=O)-С1-С19алкил, -O-С(=O)-С1-С54алкенил, -O-С(=O)-С1-С10арил, -O-С(=O)-С1-С36алкенил-С6-С10арил, -O-С(=O)-O-С1-С6алкил, -О-С(=О)-О-С6-С10арил, -O-С(=O)-NH-С1-С6алкил, -O-С(=O)-NH-С6-С10арил и -O-С(=O)-N(С1-С6алкил)2, С1-С6алкиламино-, ди-С1-С6алкиламино-, С6-С10ариламино-, ациламинорадикал, выбранный из группы, включающей -NH-С(=O)-Н, -NH-С(=O)-С1-С19алкил, -NH-С(=O)-С1-С54алкенил, -NH-С(=O)-С6-С10арил, -NH-С(=O)-С1-С36алкенил-С6-С10арил, -NH-C(=O)-O-С1-С19алкил, -NH-С(=O)-O-С6-С10арил, -NH-С(=O)-NH-С1-С6алкил, -NH-С(=O)-NH-С6-С10арил и - NH-С(=O)-N(С1-С6алкил)2, диациламинорадикал, выбранный из группы, включающей -N[-C(=O)-С1-С19алкил]2 и -N[-C(=O)-С6-С10арил]2, или N-ацил-N-С1-С6алкиламинорадикал.
Примерами ацилокси являются формилокси, ацетокси, трифторацетокси, пивалоилокси, бензоилокси, 2,6-ксилоилокси, трет-бутоксикарбонилокси, этилкарбамоилокси или фенилкарбамоилокси.
Примерами -O-С(=O)-С1-С54алкенила или -O-С(=O)-С1-С36алкенил-С6-С10арила являются кислотные группы, дериватизированные из ненасыщенных димерных или тримерных кислот, содержащих большое число атомов С, например формул:
Примерами ациламинорадикала служат ацетиламино-, пивалоиламино- и трет-бутоксикарбониламинорадикалы.
Примерами диациламинорадикала служат N-ацетил-N-пивалоиламино- и диацетиламинорадикалы.
В варианте в) ацильный радикал Ra в гидроксиламиновом сложном эфире (Ib) выбирают из группы, включающей -С(=O)-Н, -С(=O)-С1-С19алкил, -С(=O)-С2-С19алкенил, -С(=O)-С2-С4алкенил-С6-С10арил, -С(=O)-С6-С10арил, -С(=O)-O-С1-С6алкил, -С(=O)-O-С6-С10арил, -С(=O)-NH-С1-С6алкил, -С(=O)-NH-С6-С10арил и -С(=O)-N(С1-С6алкил)2. Эти значения соответствуют определению ацильного радикала Ra в варианте а). Ацильный радикал Ra может быть замещенным по его свободным валентностям подходящими заместителями, например атомом фтора или хлора, а в предпочтительном варианте он представляет собой формил, ацетил, трифторацетил, пивалоил, бензоил, 2,6-диметилбензоил, трет-бутоксикарбонил, этилкарбамоил или фенилкарбамоил.
С1-С6алкил в качестве R1-R4 имеет такие же значения, как в варианте а), предпочтительно С1-С4алкил, в частности метил или этил.
Предпочтительное фенильное кольцо не замещено (m обозначает 0). Когда фенильное кольцо замещено, подходящими заместителями А у фенильного кольца являются, в частности, функциональные группы, выбранные из ряда, включающего амино-, С1-С4алкиламино-, например метиламино- или этиламино-, С1-С4-диалкиламино-, например диметиламино- и диэтиламиногруппу, гидрокси, оксогруппу, тио, -NO2, карбокси и атом галогена, или представляют собой заместители, выбранные из ряда, включающего С1-С20 алкил, как указанный выше, и С2-С20алкенил, например винил или аллил.
Вариант г) охватывает ациклические гидроксиламиновые сложные эфиры (Ic), где Ra обозначает ацильный радикал, выбранный из группы, включающей -С(=O)-Н, -С(=O)-С1-С19алкил, -С(=O)-С2-С19алкенил, -С(=O)-С2-С4алкенил-С6-С10арил, -С(=O)-С6-С10арил, -С(=O)-O-С1-С6алкил, -С(=O)-O-С6-С10арил, -С(=O)-NH-С1-С6алкил, -С(=O)-NH-С6-С10арил и -С(=O)-N(С1-С6алкил)2. Эти значения соответствуют определениям ацильного радикала Ra в варианте а). В предпочтительном варианте Ra обозначает ацильный радикал, выбранный из группы, включающей -Р(=O)-С1-С19алкил, -Р(=O)2-С1-С19алкил, -Р(=O)-С6-С10арил, -Р=O(-С1-С19алкил)2, -Р=O(-С6-С10арил)2, -Р(=O)-O-С1-С6алкил, -Р(=O)-O-С6-С10арил, -Р=O(-O-С1-С6алкил)2, -Р=O(-O-С6-С10арил)2, -Р(-O-С1-С6алкил)2 и -Р(-O-С6-С10арил)2. Эти значения соответствуют определениям ацильного радикала Ra с фосфорсодержащими ацильными группами в варианте б).
Rc и Rd, а также С1-С6алкильные или С6-С10арильные группы R1-R3 представляют собой, например, метил, этил, н-пропил или изопропил, н-бутил, изобутил, трет-бутил, фенил или нафтил.
По предпочтительному варианту выполнения изобретения предлагаются соединения
а) формулы Ia, где
Ra обозначает ацильный радикал, выбранный из группы, включающей -С(=O)-С1-С19алкил, -С(=O)-С2-С19алкенил, -С(=O)-С2-С4алкенил-С6-С10арил, -С(=O)-С6-С10арил, -С(=O)-O-С1-С6алкил, -С(=O)-NH-С1-С6алкил, -С(=O)- NH-С6-С10арил и -С(=O)-N(С1-С6алкил)2;
R1-R4 каждый обозначает С1-С2алкил;
R5 и R6 каждый независимо друг от друга обозначает водородный атом или С1-С6алкил или R5 и R6 совместно обозначают атом кислорода;
Q обозначает одинарную связь или двухвалентный радикал -(CR7R8)- или -(CR7R8-CR9R10)-, где
R7, R8, R9 и R10 каждый обозначает водородный атом; а Z1 обозначает атом кислорода или двухвалентный радикал -NR11-, где R11 обозначает водородный атом, С1-С6алкил или С6-С10арил; или
б) формулы Ia, где
Ra обозначает ацильный радикал, выбранный из группы, включающей -Р(=O)-С1-С19алкил, -Р(=O)2-С1-С19алкил, -Р(=O)-С6-С10арил, -Р=O(-С1-С19алкил)2 и -Р=O(-С6-С10арил)2;
R1-R4 каждый обозначает С1-С2алкил;
R5 и R6 каждый независимо друг от друга обозначает водородный атом, С1-С6алкил или R5 и R6 совместно обозначают атом кислорода;
Q обозначает одинарную связь или двухвалентный радикал -(CR7R8)- или -(CR7R8-CR9R10)-, где
R7, R8, R9 и R10 каждый обозначает водородный атом; а
Z1 обозначает атом кислорода или двухвалентный радикал -NR11- или -(CR12R13)-, где
R11 обозначает водородный атом, С1-С6алкил или С6-С10арил или независимо друг от друга
один из радикалов R12 и R13 представляет собой водородный атом, а другой представляет собой ацилоксирадикал, выбранный из группы, включающей -O-С(=O)-С1-С19алкил, -O-С(=O)-С6-С10арил, -O-С(=O)-O-С1-С6алкил, -O-С(=O)-O-С6-С10арил, -O-С(=O)-NH-С1-С6алкил, -O-С(=O)-NH-С6-С10арил и -O-С(=O)- N(С1-С6алкил)2; или в)
в) формулы Ib, где
Ra обозначает ацильный радикал, выбранный из группы, включающей -С(=O)-С1-С19алкил, -С(=O)-С6-С10арил, -С(=O)-O-С1-С6алкил, -C(=O)-NH-С1-С6алкил, -С(=O)-NH-С6-С10арил и -С(=O)-N(С1-С6алкил)2;
R1-R4 каждый обозначает С1-С2алкил; а
m обозначает ноль; или
г) формулы Ic, где
Ra обозначает ацильный радикал, выбранный из группы, включающей -С(=O)-С1-С19алкил, -С(=O)-С6-С10арил, -С(=O)-O-С1-С6алкил, -C(=O)-NH-С1-С6алкил, -С(=O)-NH-С6-С10арил и -С(=O)-N(С1-С6алкил)2, -P(=O)-С1-С19алкил, -Р(=O)2-С1-С19алкил, -Р(=O)-С6-С10арил, -Р=O(-С1-С19алкил)2, -Р=O(-С6-С10арил)2, -Р(=O)-O-С1-С6алкил, -Р(=O)-O-С6-С10арил, -Р=O(-O-С1-С6алкил)2, -Р=O(-O-С6-С10арил)2, -Р(-O-С1-С6алкил)2 и -Р(-O-С6-С10арил)2;
Rb имеет такие же значения, как указанные для Ra, или обозначает карбамоил, С1-С6алкилкарбамоил или ди-С1-С6алкилкарбамоил;
Rc и Rd каждый независимо друг от друга обозначает водородный атом, С1-С6алкил или С6-С10арил; a R1-R3 каждый обозначает С1-С2алкил или С6-С10арил.
В особенно предпочтительном варианте выполнения изобретения предлагаются соединения
а) формулы Ia, где
Ra обозначает ацильный радикал, выбранный из группы, включающей -С(=O)-С1-С19алкил, бензоил и -С(=O)-O-С1-С6алкил;
R1-R4 каждый обозначает С1-С2алкил;
R3 и R6 каждый независимо друг от друга обозначает водородный атом или метил или R5 и R6 совместно обозначают атом кислорода;
Q обозначает прямую связь или двухвалентный радикал -(CR7R8)- или -(CR7R8-CR9R10)-, где
R7, R8, R9 и R10 каждый обозначает водородный атом; а
Z1 обозначает атом кислорода или двухвалентный радикал -NR11-, где
R11 обозначает водородный атом, С1-С6алкил или С6-С10арил; или б) формулы Ia, где
Ra обозначает ацильный радикал, выбранный из группы, включающей -Р(=O)2-С1-С19алкил, -Р=O(-С1-С19алкил)2 и -Р=O(-С6-С10арил)2; R1-R4 каждый обозначает С1-С2алкил;
R5 и R6 каждый независимо друг от друга обозначает водородный атом, С1-С6алкил или R5 и R6 совместно обозначают атом кислорода;
Q обозначает прямую связь или двухвалентный радикал -(CR7R8)- или -(CR7R8-CR9R10)-, где
R7, R8, R9 и R10 каждый обозначает водородный атом; а
Z1 обозначает атом кислорода или двухвалентный радикал -NR11- или -(CR12R13)-, где
R11 обозначает водородный атом, С1-С6алкил или С6-С10арил или независимо друг от друга
один из радикалов R12 и R11 представляет собой водородный атом, а другой представляет собой ацилоксирадикал, выбранный из группы, включающей -O-С(=O)-С1-С19алкил, бензоил, -O-С(=O)-O-С1-С6алкил и бензилоксикарбонилокси; или
в) формулы Ib, где
Ra обозначает ацильный радикал, выбранный из группы, включающей -С(=O)-С1-С19алкил, бензоил и -С(=O)-O-С1-С6алкил;
R1-R4 каждый обозначает С1-С2алкил; а
m обозначает ноль; или
г) формулы Ic, где
Ra обозначает ацильный радикал, выбранный из группы, включающей -С(=O)-С1-С19алкил, бензоил, -С(=O)-O-С1-С6алкил, -Р(=O)2-С1-С19алкил, -Р=O(-С1-С19алкил)2 и -Р=O(-С6-С10арил)2;
Rb имеет такие же значения, как указанные для Ra, или обозначает карбамоил, С1-С6алкилкарбамоил или ди-С1-С6алкилкарбамоил;
Rc и Rd каждый независимо друг от друга обозначает водородный атом, С1-С6алкил или С6-С10арил; а
R1-R3 каждый независимо друг от друга обозначает С1-С2алкил или С6-С10арил.
Представленные выше соединения в соответствии с вариантами от а) до г) являются новыми; их можно получать по методам, которые известны. Эти соединения представлены как вспомогательные вещества для полимеризации или инициаторы полимеризации в способных полимеризоваться композициях, которые включают по меньшей мере по одному этиленово-ненасыщенному способному полимеризоваться мономеру или олигомеру и соединение в соответствии с одним из вышеописанных вариантов от а) до г).
Таким образом, по изобретению далее предлагается композиция, включающая
А) по меньшей мере один этиленово-ненасыщенный способный полимеризоваться мономер или олигомер и
Б) по меньшей мере одно из представленных выше соединений от а) до г).
Приемлемые этиленово-ненасыщенные мономеры или олигомеры можно полимеризовать таким путем, который известен, с применением методов свободно-радикальной полимеризации.
Мономеры, приемлемые для свободно-радикальной полимеризации, представляют собой, например, этиленово-ненасыщенные способные полимеризоваться мономеры, выбранные из группы, включающей алкены, сопряженные диены, стиролы, акролеин, винилацетат, винилпирролидон, винилимидазол, малеиновый ангидрид, акриловую кислоту, производные акриловой кислоты, винилгалогениды и винилиденгалогениды.
Примерами алкенов и сопряженных алкенов служат этилен, изопрен, 1,3-бутадиен и α-С5-С18алкены.
Подходящие стиролы могут быть замещенными в фенильном радикале одним-тремя заместителями, выбранными из группы, включающей гидрокси, С1-С4алкокси, например метокси или этокси, атомы галогена, например атом хлора, аминогруппу и С1-С4алкил, например метил или этил.
Подходящие производные акриловой кислоты выбирают, например, из группы, включающей С1-С4алкилакриловые кислоты, амиды, нитрилы, ангидриды и соли акриловой кислоты и С1-С4алкилакриловых кислот, С1-С24алкилакрилаты и С1-С24алкил-С1-С4алкилакрилаты.
Особенно предпочтительными производными акриловой кислоты являются метакриловая кислота и ее соли, акриловый ангидрид и метакриловый ангидрид, С1-С24алкилакрилаты и -метакрилаты, моно- и ди-С1-С4алкиламино-С2-С4алкилакрилаты и -метакрилаты, гидрокси-С2-С4алкилакрилаты и -метакрилаты, (С1-С4алкил)3силилокси-С2-С4алкилакрилаты и -метакрилаты, (С1-С4алкил)3силил-С2-С4алкилакрилаты и -метакрилаты, гетероциклил-С2-С4алкилакрилаты и метакрилаты, акриловые и метакриловые эфиры, содержащие группы поли-С2-С4алкиленгликолевых эфиров, которые в свою очередь могут быть этерифицированы замещенными С1-С24алкоксигруппами, акриламиды и метакриламиды, моно- и ди-С1-С4алкиламиды акриловой и метакриловой кислот, амино-С2-С4алкиламиды акриловой и метакриловой кислот и акрилонитрил.
Приемлемыми солями акриловой кислоты или метакриловой кислоты являются, например, (С1-С4алкил)4аммониевые или (С1-С4алкил)3NH-соли, например тетраметиламмониевая, тетраэтиламмониевая, триметиламмониевая или триэтиламмониевая соль, триметил-2-гидроксиэтиламмониевая или триэтил-2-гидроксиэтиламмониевая соль, диметил-2-гидроксиэтиламмониевая или диэтил-2-гидроксиэтиламмониевая соль.
Приемлемыми С1-С24алкилакрилатами и метакрилатами являются эти последние, этерифицированные, например, метилом, этилом, н-бутилом, изобутилом, трет-бутилом, 2-этилгексилом, изоборнилом, изодецилом, лаурилом, миристилом, стеарилом или бегенилом.
Примерами моно- и ди-С1-С4алкиламино-С2-С4алкилакрилатов и -метакрилатов служат 2-монометиламиноэтилакрилат и -метакрилат, 2-диметиламиноэтилакрилат и -метакрилат и соответствующие 2-моноэтиламиноэтиловый и 2-диэтиламиноэтиловый эфиры, а также 2-трет-бутиламиноэтилакрилат и -метакрилат.
Примерами гидрокси-С2-С4алкилакрилатов и -метакрилатов служат 2-гидроксиэтилакрилат и -метакрилат (ГЭА, ГЭМА), а также 2-гидроксипропилакрилат и -метакрилат (ГПА, ГПМА).
Примерами силилокси-С2-С4алкилакрилатов и -метакрилатов служат 2-триметилсилилоксиэтилакрилат и -метакрилат (ТМС-ГЭА, ТМС-ГЭМА). Примерами (С1-С4алкил)3силил-С2-С4алкилакрилатов и -метакрилатов являются 2-триметилсилилэтилакрилат и -метакрилат, а также 3-триметилсилил-н-пропилакрилат и -метакрилат.
Акриловые и -метакриловые эфиры, содержащие группы поли-С2-С4алкиленгликолевых эфиров, которые могут быть в свою очередь этерифицированными замещенными С1-С24алкоксигруппами, отвечают формуле:
где R1 и R2 каждый независимо друг от друга обозначает водородный атом или метил, а R3 обозначает С1-С24алкил, например метил, этил, н-пропил или изопропил, н-бутил, изобутил или трет-бутил, н-пентил или неопентил, лаурил, миристил или стеарил, или арил-С1-С24алкил, например бензил или фенил-н-нонил, или, кроме того, С1-С24алкиларил или С1-С24алкиларил-С1-С24алкил.
Примерами гетероциклил-С2-С4алкилакрилатов и -метакрилатов являются 2-(N-морфолинил, -2-пиридил, -1-имидазолил, -2-оксо-1-пирролидинил, -4-метилпиперидин-1-ил или -2-оксоимидазолидин-1-ил)этилакрилат и -метакрилат.
Примерами вышеупомянутых моно- и ди-С1-С4алкиламидов акриловой кислоты и метакриловой кислоты, ди-С1-С4алкиламино-С2-С4алкиламидов акриловой кислоты и метакриловой кислоты и амино-С2-С4алкиламидов акриловой кислоты и метакриловой кислоты являются N,N-диметилакриламид, N,N-диметил(мет)акриламид, 2-(N,N-диметиламиноэтил)акриламид, 2-(N,N-диметиламиноэтил)метакриламид, 2-аминоэтилакриламид и 2-аминоэтилметакриламид.
Вышеупомянутые производные акриловой кислоты содержатся в способной полимеризоваться композиции в качестве мономеров или в смеси с акриловой кислотой.
В такой композиции компонент Б) содержится относительно компонента А) в количестве от 0,01 до 30 мольных%, предпочтительно от 0,05 до 10 мольных %, особенно предпочтительно от 0,1 до 1,0 мольных %.
Предпочтительная композиция в соответствии с изобретением представляет собой композицию, включающую
А) по меньшей мере один этиленово-ненасыщенный способный полимеризоваться мономер или олигомер, выбранный из группы, включающей мономерные и олигомерные алкены, стиролы, сопряженные диены, акролеин, винилацетат, винилпирролидон, винилимидазол, малеиновый ангидрид, акриловую кислоту, С1-С4алкилакриловые кислоты, амиды, нитрилы, ангидриды и соли акриловой кислоты и С1-С4алкилакриловых кислот, С1-С24алкилакрилаты, С1-С24алкил-С1-С4алкилакрилаты, винилгалогениды и винилиденгалогениды; и
Б) по меньшей мере одно из вышеупомянутых соединений от а) до г).
Вышеописанные композиции могут дополнительно включать обычные добавки, которые по другому варианту можно также вводить после полимеризации. Такие добавки можно вводить в небольших количествах, например поглотители УФ-лучей или светостабилизаторы, например соединения, выбранные из группы, включающей гидроксифенилбензотриазолы, гидроксифенилбензофеноны, оксальамиды и гидроксифенил-симм. триазины. Особенно подходящими светостабилизаторами являются те, которые выбирают из группы, включающей пространственно затрудненные амины (ЗАСС, затрудненные аминовые светостабилизаторы), например типа 2-(2-гидроксифенил)-1,3,5-триазина и 2-гидроксифенил-2Н-бензотриазола. Примерами светостабилизаторов 2-(2-гидроксифенил)-1,3,5-триазинового типа служат соединения, известные из патентной литературы, в частности из US 4619956, ЕР-А 434608, US 5198498, US 5322868, US 5369140, US 5298067, WO 94/18278, ЕР-А 704437, GB-A 2297091 или WO 96/28431.
Композиции могут дополнительно включать другие обычные добавки, например наполнители, такие, как карбонат кальция, силикаты, стекло и материалы из стекловолокна, тальк, каолин, слюда, сульфат бария, оксиды и гидроксиды металлов, углеродная сажа, графит, измельченная древесина и измельченные или волокнистые материалы из других природных продуктов, синтетические волокна, пластификаторы, смазки, эмульгаторы, пигменты, флуидизаторы, катализаторы, оптические отбеливатели, антипирены, антистатики и газообразователи.
Вышеупомянутые полимеры могут содержаться в композиции в концентрациях от примерно 0,01 до 99,0 мас.%, предпочтительно от 0,1 до 95 мас.%, в частности от 1,0 до 90,0 мас.%, преимущественно от 5,0 до 80,0 мас.%, в пересчете на содержание мономера в композиции.
Кроме того, по изобретению дополнительно предлагается способ получения вышеописанного олигомера, соолигомера, полимера или сополимера свободно-радикальной полимеризацией с использованием либо вышеописанных новых соединений в соответствии с вариантами от а) до г), либо известных гидроксиламинов, у которых гидроксильную группу этерифицируют указанными ацильными радикалами Ra.
По предпочтительному варианту предлагается способ получения олигомера, соолигомера, полимера или сополимера свободно-радикальной полимеризацией, характеризующийся тем, что на композицию, включающую
α) по меньшей мере один этиленово-ненасыщенный способный полимеризоваться мономер или олигомер и
β) одно из вышеупомянутых новых соединений от а) до г), воздействуют реакционными условиями свободно-радикальной полимеризации.
Подобным же образом по изобретению предлагается способ получения олигомера, соолигомера, полимера или сополимера свободно-радикальной полимеризацией, характеризующийся тем, что на композицию, включающую
α) этиленово-ненасыщенный способный полимеризоваться мономер или олигомер и
β) по меньшей мере одно соединение формулы 1а, где
Ra обозначает ацильный радикал, выбранный из группы, включающей -С(=O)-Н, -С(=O)-С1-С19алкил, -(C(=О)С2-С19алкенил, -С(=O)-С2-С4алкенил-С6-С10арил, -С(=O)-С6-С10арил, -С(=O)-O-С1-С6алкил, -С(=O)-O-С6-С10арил, -С(=O)-NH-С1-С6алкил, -С(=O)-NH-С6-С10арил, -С(=O)-N(С1-С6алкил)2, -Р(=O)-С1-С19алкил, -Р(=O)2-С1-С19алкил, -Р(=O)-С6-С10арил, -Р=O(-С1-С19алкил)2, -Р=O(-С1-С10арил)2, -Р(=O)-O-С1-С6алкил, -Р(=O)-O-С6-С10арил, -P=O(-O-С1-С6алкил)2, -Р=O(-O-С6-С10арил)2, -Р(-O-С1-С6алкил)2 и -Р(-O-С6-С10арил)2;
R1-R4 каждый обозначает С1-С6алкил;
R5 и R6 каждый независимо друг от др