非爆炸性双磺酰叠氮化物制造技术

本发明专利技术涉及具有通式(I)的化合物：N3O2S‑Ar‑L‑Ar'‑SO2N3，其中：‑Ar和Ar'为芳族构建单元，且‑L为包含至少一种杂原子和记为Sp”且具有至少两个碳原子的有机链的连接基团，本发明专利技术还涉及具有以下通式(II)的化合物，其中：‑Ar和Ar'为芳族构建单元，‑L为共价键或连接基团，‑m和n为0或1，且m和n中的至少一者为1，‑Sp和Sp'为具有至少两个碳原子的有机链。本发明专利技术还涉及这些化合物作为聚合物制造中的交联剂的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非爆炸性双磺酰叠氮化物专利
本专利技术涉及一类用作交联剂且具有非爆炸性能的磺酰叠氮化合物。技术背景化学交联剂，例如有机过氧化物和硅烷，能够连接聚合物链，从而产生三维聚合物网络。交联反应导致聚合物相比于相应的非交联原始聚合物具有优异的材料特性。具体而言，热塑性聚烯烃和弹性体是经常通过交联而被改性的聚合物，所述交联改性能够改善它们的流变性质(例如熔融强度)、以及它们的一般加工性和/或它们的最终机械性能。交联后的聚合物的物理性能，例如特定的分子量分布、拉伸和剪切强度以及柔韧性通常得以改善。基于过氧化物的交联工艺是自由基过程，其难以控制，并且会产生分解的副产物。基于硅烷的工艺是两步过程，其也由自由基过氧化物反应引发，从而将硅烷嫁接到聚合物上。随后的第二步是交联反应，其包括烷氧基的水解。叠氮化物，更具体而言双磺酰叠氮化合物在本领域中以具有优势的交联剂著称。磺酰叠氮化物偶联工艺依赖于磺酰叠氮化物的热分解，这会产生处于单重态下的氮宾(nitrene)，而已知所述氮宾经历碳-氢(C-H)插入而形成磺酰基氨基键。该过程可通过工艺温度和叠氮化物的浓度来控制。磺酰叠氮化物交联相对于自由基交联的主要优势在于，前者具有更好的加工性(反应的控制、对流速没有不利影响)、更少的副产物以及更加均匀的聚合物交联(导致更好的机械性能)。例如，文件GB1129399描述了使用诸如双叠氮化物这样的交联剂来生产聚合物纤维。其中提到了磺酰叠氮化物和叠氮基甲酸酯，具体而言，提到了1,10-癸烷双(磺酸叠氮化物)和4,4'-二苯醚双(磺酸叠氮化物)。文件US3298975涉及包含作为交联剂的磺酰叠氮化物的局部发泡聚乙烯。其描述了一种氯脂族聚(磺酰叠氮化物)的新合成方法，但是也提到了未氯化的烷烃双(磺酰叠氮化物)，例如1,6-双(4-叠氮基磺酰基苯基)己烷。文件US3352798和GB1080619涉及聚(磺酰叠氮化物)作为宽范围聚合物用交联剂的用途。其中提到了芳烯属烃基(Aralkylene)和一些包含醚基的磺酰叠氮化合物。文件BE638643、BE638644和BE622066涉及使用与上述其它文件中相似的磺酰叠氮化物或叠氮基甲酸酯交联剂来生产聚丙烯泡沫塑料或中空聚丙烯塑料。大多数上述化学磺酰叠氮化物交联剂体系的一个重要劣势在于，这些交联剂具有爆炸性。因此，它们必须与钝化剂一起使用，这使得交联工艺更加昂贵。此外，钝化剂不易处理，需要精确的工业调整，并且并非所有应用都希望存在钝化剂。例如，DPO-BSA(4,4'-二苯醚-双(磺酸叠氮化物))是一种广为人知的双-磺酰叠氮化物交联剂，其目前被用于聚合物制造或后处理工业中。但是，根据联合国测试与标准手册(UN-manualfortestsandcriteria)中的两项测试以及(德国)爆炸物法案(克南试验中在局部受限下加热时对冲击敏感且具有爆炸性)，DPO-BSA的劣势在于具有爆炸性。为了对该化合物进行运输、安全处理和例如在挤出工艺中对其进行技术使用，需要利用惰性的非爆炸性物质(钝化剂)对该化合物进行钝化。一种典型的钝化组合物含有少于67％(w/w)的DPO-BSA和多于33％(w/w)的稳定剂，例如1010。需要针对塑料制造工艺来调整钝化剂，需要为每一种新组合进行开发和测试。因此，需要一种非爆炸性或爆炸性低的交联剂，其不需要或需要更少的钝化，这种交联剂还能够以容易的方式有利地合成。非爆炸性或爆炸性更低的交联剂还会导致合成、配制以及运输成本的降低。专利技术概述本专利技术的第一个目标是提供一种具有以下通式的化合物：(I)N3O2S-Ar-L-Ar'-SO2N3，其中：-Ar和Ar'为芳族构建单元，且-L为连接基团，其包含至少一种杂原子和记为Sp”且具有至少两个碳原子的有机链；所述化合物不包括：(C1)(C2)(C3)(C4)(C5)(C6)(C7)(C8)(C9)(C10)根据一种实施方式，本专利技术化合物不包括具有以下通式的化合物：(III)N3O2S-(Ar-z)-R1-Sp”'-(R2-(Ar-z)-SO2N3)x，其中：-Ar为芳族构建单元，-Z为氢原子或氯原子，-x大于或等于1，-R1为诸如-CO-NH-或-NH-CO-或-CO-N-CH3这样的连接基团，-R2为诸如-CO-NH-或-NH-CO-或-CO-N-CH3或-CH＝CH-这样的连接基团，-Sp”'为具有至少一个碳原子或共价键的有机链。根据一种实施方式，连接基团L中的至少一种杂原子选自硫、氮和氧。根据一种实施方式，有机链Sp”是脂族链，并且优选是线性的。根据一种实施方式，有机链Sp”包含2～20个碳原子，优选6～16个碳原子。根据一种实施方式，Ar为苯基，或者Ar'为苯基，且优选Ar和Ar'都是苯基，所述苯基被取代或未被取代。根据一种实施方式，L是Y-Sp”-Y'，其中：-Y和Y'都是包含杂原子的官能团，所述官能团优选独立选自-O-、-NH-、-NR-、-OC(＝O)NH-、-OC(＝O)NR'-、-OC(＝O)O-、-NHC(＝O)NH-、-NHC(＝O)O-、-NHC(＝O)NR'-、-NRC(＝O)NH-、-NRC(＝O)O-、-NRC(＝O)NR'-、-S-、-SO2-、-C(＝O)O-、-C(＝O)NH-、-C(＝O)NR-、-C(＝O)-、-OC(＝O)-、-NHC(＝O)-和-NRC(＝O)-，R和R'为烷基或芳基，且—Sp”如上文所定义。根据一种实施方式，Ar和Ar'为取代或未取代的苯基，L为O-Sp”-O，且有机链Sp”为优选包含至少3个、优选至少4个、更优选至少5个、最优选至少6个碳原子的脂族链。根据一种实施方式，化合物具有以下通式：(I”)(N3O2S-Ar-Y)2Sp”，其中，Ar、Y和Sp”如上文所定义。根据一种实施方式，化合物为1,6-双-(4-叠氮基磺酰基苯氧基)-己烷。根据一种实施方式，化合物为1,10-双-(4-叠氮基磺酰基苯氧基)-癸烷。根据一种实施方式，化合物为1,2-双-(4-叠氮基磺酰基苯氧基)-十六烷。根据一种实施方式，化合物为4,8-双-(4-叠氮基磺酰基苯氧基甲基)-三环[5.2.1.02.6]癸烷的同分异构混合物。根据一种实施方式，化合物为1,4-双-(4-叠氮基磺酰基苯氧基甲基)-环己烷。根据一种实施方式，化合物为1,n-双-(4-叠氮基磺酰基苯基)-聚乙二醇醚。本专利技术的第二个目标是提供一种具有以下通式的化合物：(II)其中：-Ar和Ar'为芳族构建单元，-L'为共价键或连接基团，-m和n为0或1，且m和n中的至少一者为1，-Sp和Sp'为具有至少两个碳原子的有机链；所述化合物不包含：(C11)根据一种实施方式，L'包含至少一种杂原子，优选选自硫、氮和氧。根据一种实施方式，m为1且n为0；或者m为0且n为1。根据一种实施方式，Sp和/或Sp'是脂族链，并且优选是线性的。根据一种实施方式，Sp和/或Sp'包含2～20个碳原子，优选6～18个碳原子。根据一种实施方式，L'选自-O-、-NH-、-NR-、-OC(＝O)NH-、-OC(＝O)NR'-、-OC(＝O)O-、-NHC(＝O)NH-、-NHC(＝O)O-、-NHC(＝O)NR'-、-NRC(＝O)NH-、-NRC(＝O)O-、-NR本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化合物，所述化合物的通式为：(I)N3O2S‑Ar‑L‑Ar'‑SO2N3，其中：—Ar和Ar'为芳族构建单元，且—L为包含至少一种杂原子和记为Sp”且具有至少两个碳原子的有机链的连接基团；所述化合物不包含：(C1)

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.13 EP PCT/EP2015/0553451.一种化合物，所述化合物的通式为：(I)N3O2S-Ar-L-Ar'-SO2N3，其中：—Ar和Ar'为芳族构建单元，且—L为包含至少一种杂原子和记为Sp”且具有至少两个碳原子的有机链的连接基团；所述化合物不包含：(C1)(C2)(C3)(C4)(C5)(C6)(C7)(C8)(C9)(C10)2.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，不包含具有以下通式的化合物：(III)N3O2S-(Ar-z)-R1-Sp”'-(R2-(Ar-z)-SO2N3)x，其中：—Ar为芳族构建单元，—Z为氢原子或氯原子，—x大于或等于1，—R1为诸如-CO-NH-或-NH-CO-或-CO-N-CH3这样的连接基团，—R2为诸如-CO-NH-或-NH-CO-或-CO-N-CH3或-CH＝CH-这样的连接基团，—Sp”'为具有至少一个碳原子或共价键的有机链。3.如权利要求1或2所述的化合物，其特征在于，所述连接基团L中的所述至少一种杂原子选自硫、氮和氧。4.如权利要求1～3中任一项所述的化合物，其特征在于，所述有机链Sp”为脂族链，且优选是线性的。5.如权利要求1～4中任一项所述的化合物，其特征在于，所述有机链Sp”包含2～20个碳原子，优选6～16个碳原子。6.如权利要求1～5中任一项所述的化合物，其特征在于，Ar为苯基，或者Ar'为苯基，且优选Ar和Ar'都是苯基，所述苯基被取代或未被取代。7.如权利要求1～6中任一项所述的化合物，其特征在于，L为Y-Sp”-Y'，其中：-Y和Y'都是包含杂原子的官能团，所述官能团优选独立选自-O-、-NH-、-NR-、-OC(＝O)NH-、-OC(＝O)NR'-、-OC(＝O)O-、-NHC(＝O)NH-、-NHC(＝O)O-、-NHC(＝O)NR'-、-NRC(＝O)NH-、-NRC(＝O)O-、-NRC(＝O)NR'-、-S-、-SO2-、-C(＝O)O-、-C(＝O)NH-、-C(＝O)NR-、-C(＝O)-、-OC(＝O)-、-NHC(＝O)-和-NRC(＝O)-，R和R'为烷基或芳基，且-Sp”如上文所定义。8.如权利要求7所述的化合物，其特征在于，Ar和Ar'为取代或未取代的苯基，L为O-Sp”-O，且所述有机链Sp”为优选包含至少3个、优选至少4个、更优选至少5个、最优选至少6个碳原子的脂族链。9.如权利要求7或8所述的化合物，其特征在于，具有以下通式：(I”)(N3O2S-Ar-Y)2Sp”，其中，Ar、Y和Sp”如上文所定义。10.如权利要求1～9中任一项所述的化合物，其特征在于，所述化合物为1,6-双-(4-叠氮基磺酰基苯氧基)-己烷。11.如权利要求1～9中任一项所述的化合物，其特征在于，所述化合物为1,10-双-(4-叠氮基磺酰基苯氧基)-癸烷。12.如权利要求1～9中任一项所述的化合物，其特征在于，所述化合物为1,2-双-(4-叠氮基磺酰基苯氧基)-十六烷。13.如权利要求1～9中任一项所述的化合物，其特征在于，所述化合物为4,8-双-(4-叠氮基磺酰基苯氧基甲基)-三环[5.2.1.02.6]癸烷的同分异构混合物。14.如权利要求1～9中任一项所述的化合物，其特征在于，所述化合物为1,4-双-(4-叠氮基磺酰基苯氧基甲基)-环己烷。15.如权利要求1～9中任一项所述的化合物，其特征在于，所述化合物为1,n-双-(4-叠氮基磺酰基苯基)-聚乙二醇醚。16.一种化合物，所述化合物的通式为：(II)其中：-Ar和Ar'为芳族构建单元，-L'为共价键或连接基团，-m和n为0或1，且m和n中的至少一者为1，-Sp和Sp'为具有至少两个碳原子的有机链；所述化合物不包括：(C11)17.如权利要求16所述的化合物，其特征在于，L'包含至少一种杂原子，优选选自硫、氮和氧。18.如权利要求16或17所述的化合物，其特征在于，m为1且n...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·哈勒，T·杜兰德，
申请(专利权)人：戴纳米特诺贝尔爆炸材料和系统工程有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE