[发明专利]用于使不饱和聚合物环氧化的方法

说明书

一种用于使不饱和聚合物环氧化的方法，包括在不存在溶剂的情况下混合不饱和聚合物与过氧酸以产生环氧化的聚合物。该方法可以不需要溶剂，不需要催化剂，不需要或需要很少施加的外部热量输入，不需要施加冷却，需要较少的环氧化剂，更快速和/或导致更有效的不饱和聚合物的转化。

技术领域

本申请涉及用于不饱和聚合物的环氧化的方法，特别是不饱和弹性体，具体地不饱和异烯烃共聚物，例如丁基橡胶。

背景技术

环氧基团是赋予不饱和聚合物特别是不饱和弹性体极性的有效方式。环氧化弹性体的制造通常需要长的反应时间、使用过量的起始材料、使用溶剂、使用催化剂和/或随后在包装之前通过碱性介质精加工，导致生产成本较高。因此，只有环氧化的天然橡胶是可商购的。

美国专利公开US 2014/357794描述了一种官能化弹性体的方法，其第一步是环氧化。其中，US 2014/357794描述了一种典型的环氧化方法，其中在催化剂存在下，在降低的温度(0℃)下在溶液中使用间氯过氧苯甲酸(mCPBA)将弹性体处理6小时。

美国专利公开US 2007/0276062描述了用于生产环氧化弹性体聚合物的方法，其中在水存在下，将至少一种含有烯属不饱和度的弹性体聚合物与至少一种过氧化氢前体和至少一种羧酸或其衍生物混合。

中国专利公开CN1290709描述了一种用于含有双键的弹性体的催化环氧化反应方法，其通过在存在催化剂(即过渡金属络合物)而无溶剂的情况下，使烷基过氧化氢和弹性体反应。该方法特别排除了过酸环氧化体系。

聚(异丁烯-共-异戊二烯)或IIR是一种通常称为丁基橡胶的合成弹性体，其自1940年代以来，通过异丁烯与少量异戊二烯(1-5摩尔％)的无规阳离子共聚来制备。由于其分子结构，IIR具有优异的不透空气性、高损耗模量、氧化稳定性和延长的抗疲劳性。

丁基橡胶应理解为是异烯烃和一种或多种作为共聚单体的优选共轭的多烯烃的共聚物。市售丁基橡胶包含大部分的异烯烃和少量，通常不超过2.5mol％的共轭多烯烃。丁基橡胶或共聚物通常以淤浆法制备，其使用甲基氯作为稀释剂并且使用Friedel-Crafts催化剂作为聚合引发剂的一部分。在美国专利号2,356,128和Ullmanns Encyclopedia ofIndustrial Chemistry,卷A 23,1993,第288-295页中进一步描述了该方法，其全部内容通过引证并入本文。

仍然期望快速、高效且经济的用于将不饱和聚合物特别是丁基橡胶环氧化的方法。

发明内容

提供了用于不饱和聚合物的环氧化的方法，包括在不存在溶剂的情况下混合不饱和聚合物与过氧酸以制备环氧化的聚合物。

该方法可以具有一个或多个优点，包括不需要溶剂，不需要催化剂，不需要或需要很少外部热量输入，不需要施加冷却，需要较少的环氧化剂，更快速，和/或导致聚合物更有效的转化。

在下面的详细描述的过程中，将描述其他特征或者其他特征将变得显而易见。应该理解的是，可以将本文描述的每个特征与任何一个或多个其他描述的特征以任意组合使用，并且除了对本领域技术人员显而易见之外，每个特征不一定依赖于另一特征的存在。

具体实施方式

根据本发明，不饱和聚合物的环氧化包括在不存在溶剂的情况下混合不饱和聚合物与过氧酸以生产环氧化的聚合物。所得到的环氧化的聚合物至少部分被环氧化。可以实现高达100％的转化效率(环氧化效率)。可以实现约50-100％或甚至约60-100％或甚至约75-100％或甚至约85-100％或甚至约90-100％范围内的转化效率，并且仅取决于过氧酸的纯度。即使在没有催化剂的情况下也可以实现这种转化效率。优选地，该方法可以在不存在催化剂的情况下进行。

混合参数：