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KR100819680B1 - 트리옥세판 화합물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하기 화학식 1 및 화학식 2의 화합물과, 상기 화합물들을 포함하는 조성물에 관한 것이다.
(화학식 1)
Figure 112003003306470-pct00007
(화학식 2)

Description

트리옥세판 화합물{NOVEL TRIOXEPAN COMPOUNDS}
본 발명은 두개의 신규한 트리옥세판 화합물 또는 치환된 1,2,4-트리옥사시클로헵탄에 관한 것이다.
유기 퍼옥시드는 오래전부터 다양한 용도가 알려져 있다. 예를들면 Kirk & Othmer's Encyclopedia of Chem. Tech., 3rd Ed, Vol. 17, page 57에 공지된 화합물은 하기 일반식(X)의 1,2,4-트리옥사시클로헵탄이다.
Figure 112003003306470-pct00001
WO 98/50354에서는 상기 화합물의 용도 뿐만아니라 4개의 관련 트리옥세판 화합물의 용도가 기술되어 있으며, 가교화 공정에서 조제(coagent)와 함께 하기 일반식(Y)의 생성물을 포함한다.
Figure 112003003306470-pct00002
지금까지 기술된 화합물은 예를들면 폴리프로필렌의 제어된 분해 공정 및/또는 고급-고체(high-solid) 아크릴레이트 중합 공정에서 사용되는 경우 충분한 효율 및/또는 충분한 비용 효율성을 보이지 않는 것을 발견하였다. 아마도 이러한 이유로 트리옥세판 화합물이 산업에서 통상적으로 사용되지 않는다. 전형적으로는 유기 퍼옥시드의 다른 형태가 사용될 수 있으며, 비록 상기 퍼옥시드를 안전하게 취급하기 위해서 점질화(희석)가 요구되고/되거나 비용이 증가됨에도 불구하고 사용된다.
놀랍게도, 우리는 상기 공정에서 종래에 사용되는 퍼옥시드에 대한 대체물로서 사용될 수 있는 개선된 성질을 갖는 2개의 신규한 1,2,4-트리옥사시클로헵탄으로, 가령 2,5-디-tert-부틸퍼옥시-2,5-디메틸 헥산 및 3,6,9-트리에틸-3,6,9-트리메틸-1,4,7-트리퍼옥소노난을 발견하였다.
따라서, 본 발명은 상기 두개의 신규한 1,2,4-트리옥사시클로헵탄 화합물에 관한 것이다. 특히 우리는 하기 화학식 1 및 화학식 2의 두개의 화합물을 청구한다.
Figure 112003003306470-pct00003
Figure 112003003306470-pct00004
상기 화합물은 HOC(CH3)HCH2C(CH3)2OOH를, 각각 메틸 에틸 케톤 및 메틸 이소-부틸 케톤과 반응시키는 종래 방법에 의해서 합성될 수 있다. 소망한다면, 적당한 종래의 점질화제(phlegmatizing agent)를 사용하여 점질화될 수 있다.
상기 화합물은 폴리프로필렌을 분해하고 고급-고체 코팅 조성물에 사용되는 폴리아크릴레이트를 제조하는데 특히 유용한 것을 발견하였으며, 하기의 실시예에서 상세하게 기술되어 있다.
실험
사용된 화학물질:
보레알리스(Borealis, 상표명) HC001A-B1 호모-폴리프로필렌 파우더(PP) (Borealis제)
이르가녹스(Irganox, 상표명) 1010 (Ciba Specialty Chemicals제)
트리고녹스(Trigonox, 상표명) 101(2,5-디-tert-부틸퍼옥시-2,5-디메틸 헥산) (Akzo Nobel제)
트리고녹스(상표명) 301 3,6,9-트리에틸-3,6,9-트리메틸-1,4,7-트리퍼옥소노난 (Akzo Nobel제)
솔베소(Solvesso, 상표명) 100 및 엑세이트(Exxate,상표명) 700 (ExxonMobil제)
사용되는 다른 모든 화학물질은 Acros Chemicals(분석용 품질)에 의해서 제공되는 것이며, 추가적인 정제없이 사용된다.
실시예 1-5 및 비교실시예 A-H
본 실시예에서, (사용된) 퍼옥시드가 디클로로메탄(대략 5 중량% 용액)에 용해되고, 0.005 중량% 또는 0.01 중량%의 활성 산소가 도입될 수 있는 양으로 PP와 혼합된다(폴리프로필렌의 중량에 근거함, 하기의 표 참조). 또한 PP의 중량에 근거하여 이르가녹스(상표명) 1010 안정화제 0.1 중량%가 혼합된다. 상기 혼합물은 디클로로메탄을 제거하기위해서 실온에서 한밤동안 컵보드에 둔다. 스크류하우징 타입(screwhousing type) 15/22를 구비한 플라스티컬러(Plasticolor) 2000 단일 스크류 펌프를 사용하는 리오멕스(Rheomex, 상표명) TW100 인텐시브 혼합 스크류를 구비한 Haake Rheocord(상표명) 시스템 40에 수득된 혼합물을 공급한다. 낮은 산소 조건을 유지하기위해서, 질소를 호퍼로 도입하고(2.5 ℓ/분), Rheocord의 다이 주변에 도입한다(9 ℓ/분).
압출하는 동안 스크류 속도는 50 rpm으로 설정하고, 온도는 190/250/250/250 ℃(조건 1) 또는 160/225/225/225 ℃(조건 2)로 설정한다. 수득된 스트랜드는 수조를 사용하여 냉각시키고, 오토마틱(Automatik, 상표명) ASG5 제립기를 사용하여 입상화한다. 분석하기 전에, 상기 과립은 60 ℃에서 한밤동안 건조시킨다.
중합체의 MFI가 ASTM D 1238(230 ℃/2.16 ㎏)을 사용하여 종래의 방법으로 분석된다(230 ℃/2.16 ㎏).
하기의 결과가 얻어진다:
실시예 퍼옥시드 PP내 활성산소 압출기 조건 토크(Nm) MFI(g/10분)
1 화학식 1 0.005% 1 16 82
2 화학식 1 0.010% 1 13 215
3 화학식 1 0.010% 2 25 292
4 화학식 2 0.005% 2 29 112
5 화학식 2 0.010% 2 25 265
A 없음 0 1 24 3
B 없음 0 2 23 3
C 일반식 X 0.010% 2 26 228
D 일반식 Y 0.010% 1 32 14
E 트리고녹스(상표명) 101 0.005% 1 34 30
F 트리고녹스(상표명) 101 0.010% 2 32 71
G 트리고녹스(상표명) 301 0.010% 1 18 84
H 트리고녹스(상표명) 301 0.010% 2 28 84
상기에서 화학식 1 및 화학식 2의 화합물은 PP의 조절된 분해에서, 특히 높은 MFI를 갖는 PP를 제조하는데 매우 효과적인 것을 볼 수 있다. 생성물 X가 유효하지 않은 것은 그의 휘발성과 일부 관련될 수 있다.
실시예 6 내지 8과, 비교실시예 I 및 J
본 실시예에서, 터빈 교반기, 환류 응축기 및 주입 포트를 구비한 60 ㎜ 직경 및 80 ㎜ 높이의 자켓이 부착된 유리 반응기를 사용하여 용매 중에서 아크릴레이트를 중합시킨다.
용매(40g)가 반응기로 첨가된다. 실험에서 사용된 퍼옥시드가 설정된 온도에서 15분의 반감기를 갖도록 온도를 조절한다. 126 ℃ 이하의 중합 온도를 위해서, 부틸 아세테이트를 용매로 사용한다. 126 ℃ 내지 165 ℃에서 중합하기위해서, 솔베소(상표명) 100이 사용되고, 엑세이트(상표명) 700이 165~200 ℃의 온도에서 중합하는데 사용된다.
질소가 사용되어, 산소가 없는 중합 조건을 만든다. 단량체(40g의 부틸 아크릴레이트, 28g의 히드록시에틸 메타크릴레이트, 20g의 스티렌, 10g의 메틸 메타크릴레이트 및 2g의 메타크릴산) 및 30 meq.의 개시제(분자당 하나의 OO결합을 갖는 화합물에 대해서 30 mmole, 분자당 두개의 OO결합을 갖는 화합물에 대해서 15mmole 등)가 4시간에 걸쳐서 Watson Marlow 펌프를 사용하는 반응기로 계량된다. 그후 중합은 동일한 온도에서 또 다른 시간동안 계속된다.
수득된 중합체가 종래의 방법으로 분석된다. 분자량은 폴리스티렌 표준을 사용하는 HP-SEC에 의해서 측정된다. 제조된 수지의 고체 함량은 무게분석에 의해서 약 1g의 수지를 정확하게 칭량하고, 상기 시료를 약 10g의 톨루엔에 용해시켜서, 125 ℃에서 4시간동안 강제 공기 순환하는 오븐에서 건조시킴으로써 측정된다. 시료를 냉각한 후에, 원래 시료의 중량으로 잔류 물질의 중량을 나눈 것이 고체 함량이다. 점도가 25 ℃에서 Brookfield 점도계를 사용하여 측정된다.
참조 생성물 "고리형-MIAKP"가 WO 96/03397에서 조성물 V로 제공되는 순서를 사용하지만, 이소-부틸 케톤 대신에 이소-아밀 케톤을 사용하여 현장에서 제조했다. 상기 생성물이 점질화되고, 67.3 중량%의 퍼옥시드를 포함한다. 다른 대조예로, 트리고녹스(상표명) 301(고리형-MEK 퍼옥시드, 무향의 미네랄 주정내 41% 용액)(Akzo Nobel제)이 사용된다. 상기 화합물은 현대의 고급-고체 아크릴레이트 중합 개시제의 대표예로서 고려된다. 본 발명에 따른 트리옥세판은 기술적으로 순수한 형태이며, 95중량% 이상의 퍼옥시드를 함유한다.
결과가 하기에 개시되었다.
실시예 퍼옥시드 중합 온도 고체(%) Mw Mn D
6 화학식 1 180 69.9 4,500 1,750 2.5
7 화학식 1 200 70.0 2,400 1,300 1.8
8 화학식 2 165 69.2 5,700 2,750 2.0
I 고리형-MIAKP 180 70.8 6,000 1,900 3.1
J 트리고녹스(상표명) 301 200 71.3 2,900 1,500 2.0
상기 결과는 본 발명에 따른 트리옥세판이 좁은 분자량 분포를 갖는 저분자량의 고급-고체 아크릴레이트 수지의 제조에 매우 효과적인 개시제임을 보여준다.

Claims (3)

  1. 하기 화학식 1의 화합물.
    (화학식 1)
    Figure 112003003306470-pct00005
  2. 하기 화학식 2의 화합물.
    (화학식 2)
    Figure 112003003306470-pct00006
  3. 제 1 항 또는 제 2 항의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 중합체 개시제용 조성물.
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