[发明专利]聚烯烃官能化的方法

说明书

发明人：Man Kit NG,David FERRUGHELLI,Hong CHENG,Emmanuel ULYSSE,Donna J.CROWTHER,Edward LEMON,Patrick BRANT

对相关申请的交叉引用

本申请要求2013年9月23日提交的美国专利系列号U.S.S.N.61/881,284的优先权，在此通过引文将其引入。

发明领域

本发明一般地涉及一种改性乙烯基封端的聚烯烃的方法，特别是采用α,β-不饱和羰基化合物改善乙烯基封端的聚烯烃的官能化的方法以及所得到的官能化的聚合物。

发明背景

本发明人已经发现，与具有范围在大约500至3000g/摩尔的相当的数均分子量(Mn)的乙烯叉基封端的聚异丁烯相比，乙烯基封端的基于丙烯的均聚物(以及丙烯与更高级α-烯烃(例如1-丁烯和1-己烯)的共聚物)的热官能化,尤其是马来酸化反应，展现了较慢的动力学。例如商购的高度反应性的PIB(Mn 750g/摩尔,乙烯叉基封端的,大约83-87％)在1.6当量的马来酸酐(MA)的存在下，在190℃在大约1个大气压下(玻璃仪器条件)进行马来酸化持续大约2小时而提供一种PIB-SA材料，其每个聚合物链具有大约1.11个丁二酸酐官能团(例如参见下面的实施例1)。相比之下，当在高压釜中使用2当量的MA时，在200℃在大约120-140psi的氮气下2小时以后，Mn大约为1000g/摩尔的乙烯基封端的无规立构聚丙烯(aPP)仅仅提供了这样一种乙烯基封端的PP-SA材料:其每个聚合物具有少于0.21个丁二酸酐官能团(参见例如下面的实施例6)。结果,为了在190℃或以下的温度达到高的转化率，典型地需要长的反应时间(30至80小时)和/或大过量的马来酸酐。

不理解为什么乙烯基封端的PP的马来酸化速率是如此地低，并且意想不到它会如此地缓慢。当这两种反应物采用六元状物环状过渡态时，可以根据烯丙基氢的相对反应性、空间位阻来合理解释乙烯基双键比乙烯叉基双键更低的反应性(乙烯叉基中的三个甲基氢原子对乙烯基中的两个内部亚甲基氢原子)。因此对于鉴定一种有条件的实用方法存在技术上的需要，这种实用方法将会在热“烯”反应进行中提供乙烯基双键被酸酐基团(被马来酸酐或其它烯属不饱和羧酸衍生物)高度官能化。

相关的公开包括2013年3月14日提交的美国专利系列号13/804,727；2013年3月14日提交的美国专利系列号13/804,507；US 2010-0170829；US 2009-0318646；US 7,183,359；R.Mülhaupt等人，“来源于乙烯叉基封端的低聚丙烯的新的聚丙烯材料”，在4 POLYMER FOR ADVANCED TECHNOLOGY pp.439-449(1993)中；R.Mülhaupt等人，“在特制的丁二酸酐封端的低聚丙烯增容剂存在下，聚丙烯/聚酰胺-6的反应性共混"，在4 POLYMER FOR ADVANCED TECHNOLOGY pp.465-474(1993)中；A.S.Sainath，“丁二酸酐和丁二酸二钠封端的低分子量聚乙烯的合成和表征"，42(13)MACROMOLECULES 4356-4358(2009)；和M.Thompson等人，“经由奥尔德烯反应的聚丙烯的末端官能化”，在39(2)POLYMER 327-334(1998)中。

发明概述

本文所公开的发明涉及将乙烯基封端的聚烯烃官能化的方法，一种意想不到地缓慢并且效率低下的反应，该方法包括使乙烯基封端的聚烯烃与α,β-不饱和羰基化合物在至少150℃，但是高达250℃或更高的温度以及至少14psi，但是高达200或300psi或更高的压力下结合(正如本领域技术人员将会理解的那样，意思是在能有效地进行所需的化学反应的条件下接触或"反应"),从而形成官能化的聚烯烃。优选地，所述官能化的聚烯烃包含下式中的一种或多种表示的化合物或化合物的混合物:

其中每个R¹独立地选自氢和C₁-C₄或C₁₀烷基；n是从2或20至500或800的整数；并且每个X独立地是衍生自α,β-不饱和羰基化合物的官能团。

详细描述