[发明专利]新颖的草酸过氧化物组合物及用途

说明书

本发明涉及新颖的在化学领域分类为结构式A的草酸过氧化物(oxalic acidperoxide)组合物

(其中R、R¹、R²、R³、Z和n的定义将在下面的发明综述中给出)，其实例有草酸3-叔丁基过氧-1，3-二甲基丁烯丙酯，以及该新颖的结构式A的草酸过氧化物组合物的用途。该组合物的固有的使用特性使其能适于作为引发剂用于a)聚合烯类不饱和单体，b)用于固化不饱和聚酯树脂，c)用于熟化弹性体，d)用于交联聚烯烃，e)用于改性聚烯烃，f)用于将乙烯基单体接枝到聚合物主链上，以及g)用于两种或更多种不相容的聚合物的混合物相容化。

在聚合物工业上需要有效的用于烯烃聚合物的自由基交联剂，它们能给出较长的抗焦时间，导致更快的交联速率。由于高密度聚乙烯(HDPE)的熔体流动慢，因此必须在抗焦时间相对较短的温度下与过氧化物混合。如果抗焦时间太短，在过氧化物混合步骤中HDPE会过早发生交联。这是很不希望发生的。在HDPE的交联中，主要用于交联的过氧化物为2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧)-3-己炔(Lupersol 130；由ELF ATOCHEM North America，Inc.生产)。在所有市售的过氧化物中，Lupersol 130具有最高的10小时半衰期温度(131℃)。引发剂的10小时半衰期温度定义为在10小时中50％的引发剂分解的温度。一般来说10小时半衰期温度越高，在给定温度下的抗焦时间越长。

虽然将Lupersol 130混入HDPE给出了足够的抗焦时间，但聚合物生产者仍对在聚乙烯的交联过程中由Lupersol 130产生的有毒的分解产物而抱怨。这些有毒的分解产物被认为是由Lupersol 130中的碳-碳三键产生的，因为不含碳-碳三键的同样的过氧化物(2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧)-3-己烷)不产生有毒的分解产物。在聚乙烯交联领域需要能延长抗焦时间且几乎不产生有毒的分解产物的有效的聚乙烯交联剂。

本发明的新颖的草酸过氧化物组合物(草酸3-叔丁基过氧-1，3-二甲基丁烯丙酯)能满足这些交联要求中的大多数，且发现是比Lupersol 130更有效的HDPE交联剂。在196.1℃(385°F)在HDPE中，发现草酸3-叔丁基过氧-1，3-二甲基丁烯丙酯比Lupersol 130有效得多，且与Lupersol 130相比能使HDPE更快地交联。因此，对于交联HDPE，它比Lupersol 130更优越。由于草酸3-叔丁基过氧-1，3-二甲基丁烯丙酯不含碳-碳三键，因此在聚乙烯交联期间产生有毒的分解产物的可能性不大。

近年来，大多数商品化的新颖的聚合材料为由两种或更多种不同的聚合物组成的聚合物共混物和聚合物“合金”。造成这种共聚物共混物和聚合物“合金”商品化发展趋势的原因包括这些材料的开发和商品化所需时间短，包括进行所需的研究和开发努力以开发这些材料的成本与从单体开发完全新颖的聚合物的成本相比相对较低，以及开发聚合物共混物和聚合物“合金”(“可以特制”)以符合使用特性的能力，因此它们既不过度设计(over-engineered)也不设计不足(under-engineered)，而只是恰到好处。

通过共混得到提高的聚合物性能包括：

更好的加工性

冲击强度改进

提高的阻燃性

提高的防渗性能

提高的拉伸性能

提高的粘合性

提高的熔体流动性

提高的热畸变温度(HDT)

提高的耐热性

提高的劲度

提高的耐化学药剂性

提高的紫外光稳定性

在开发新颖的共混物和“合金”中遇到的问题是几乎所有的两种或更多种聚合物的混合物具有固有的不相容性或不溶混性。聚合物共混物和“合金”的不相容性的后果是它们是不稳定的，而且在足够的时间和温度下会形成分离相，因而对聚合物共混物和聚合物“合金”的物理性能具有不利的影响。一般来说，树脂配混人员已经发现带有与共混物和“合金”中的各个聚合物组分相容的链段的嵌段和接枝共聚物能形成具有提高的相稳定性和物理性能的共混物和“合金”。

低成本的共混物和“合金”是由两种或更多种加成聚合物工业化生产的，如含有低密度聚乙烯(LDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)和聚丙烯(PP)的共混物。这些低成本共混物的相容性可通过与过氧化物交联或通过使用上述相容化嵌段或接枝共聚物而得到提高。