NO325853B1

NO325853B1 - Polymer kommpound

Info

Publication number: NO325853B1
Application number: NO20041556A
Authority: NO
Inventors: Ferdinand Männle
Original assignee: Nor X Ind As
Priority date: 2004-04-16
Filing date: 2004-04-16
Publication date: 2008-08-04
Also published as: WO2005100469A1; AU2005233485A1; CN1984951A; KR20070052700A; EP1751226A1; AU2005233485B2; NO20041556D0; CA2563003C; ATE453685T1; NO20041556L; US20120123042A1; US8183315B2; JP5091664B2; CN1984951B; KR101258481B1; JP2007532750A; US20070290176A1; US8481628B2; DE602005018635D1; CN103254481A

Description

Foreliggende oppfinnelse angår polymer kompound omfattende av minst et polyolefin og minst en termoplast som ikke er et polyolefin.

Et annet aspekt av oppfinnelsen angår tilpasningen av forskjellige egenskaper av en polymer kompound ved egnet valg av de ovennevnte komponentene. I henhold til et tredje aspekt angår oppfinnelsen anvendelse av slike polymere kompounds.

Bakgrunn

Polymere materialer finner anvendelse i stadig nye kategorier av produkter, så som for komponenter til biler, båter, fly, innen elektronikkindustri og annen avansert industri, samt til lakker og andre overflatebelegg, spesialemballasje etc. Bruken av polymere materialer i nye kategorier produkter er bare begrenset av produktenes egenskaper. Det er således et kontinuerlig behov for å utvikle polymere produkter med bedrede egenskaper i form av for eksempel økt ripefasthet, økt værbestandighet, økt UV-bestandighet, forbedret antioksidasjonsevne, antikorrosjonsevne, kjemisk bestandighet etc.

I tillegg til rene polymermaterialer, er det også utviklet produkter basert på materialer som kan betegnes som hybrider mellom uorganiske og organiske materialer, det vil si at det er makromolekyler som kan ha en uorganisk kjerne, men med organiske forgreninger.

Organiske polymermolekyler med forgrenete strukturer har et enormt økonomisk vekstpotensial, spesielt som komponenter i nye materialer. Viktige eksempler på slike polymermolekyler er såkalte dendrimerer med perfekt forgrenete strukturer og såkalte hyperforgrenete polymerer med statistisk fortløpende forgreninger. Både dendrimerer og hyperforgrenete polymerer betegnes som dendritiske polymerer. Dendritisk (fra gresk "dendron" = "tre") karakteriserer prinsippet av en fortløpende forgrening som er mer eller mindre perfekt (G.R. Newkome, C.N. Moorefield, F. Vogtle, "Dendrimers and Dendrons: Concepts, Syntheses, Applications", Wiley-VCH, Weinheim, (2001)). Formel 1 viser den prinsipielle forskjellen mellom lineære polymerer på den ene siden og dendritiske polymerer (hyperforgrenete polymerer og dendrimerer) på den andre siden.

K = kime (begynnelsen av polymermolekylet) D = dendritisk forgrening

L = lineær forplanting T = terminering (slutten av polymermolekylet) Formel 1

Dendritiske polymerer er spesielt interessante fordi T-enhetene kan bære funksjonelle grupper og densiteten av tilgjengelige funksjonelle grupper per vekt- eller volumenhet av polymeren er mye større enn hva tilfelle er for lineære polymerer. Funksjonelle T-grupper kan brukes for å utøve en funksjon i et materiale, for eksempel som antioksidant, UV-absorber eller radikalfanger, som beskrevet i WO publikasjon nr. 02092668. Alternativt kan T-gruppene brukes som meget effektive tverrbindere av organiske materialer så som epoksyresiner eller polyuretaner eller som tverrbindere av termoplaster. På grunn av den høye tverrbindingsgrad mellom dendritiske polymerer og slike organiske materialer, er dendritiske polymerer som tverrbindere overlegne i forhold til klassiske tverrbindere så som polyaminer, polyalkoholer eller flerfunksjonelle akrylater. Høyere tverrbindingsgrad i et organisk materiale som for eksempel en tverrbundet termoplast forbedrer viktige egenskaper av materialet så som mekaniske egenskaper, kjemisk resistens, og anvendelser ved høye temperaturer i tillegg til vær- og slitasjebestandighet (Hans Zweifel (ed.), Plastics Additives Handbook, Carl Hanser Verlag, Miinchen, (2001), 725-811). T-gruppene kan også brukes for å organisere dendritiske polymerer i et nettverk. Som komponent i et materiale kan dendritiske polymerer dermed føre til forbedrete barriereegneskaper. Alternativt kan slike dendritiske polymerer brukes som bindemidler eller som komponent i en herdeplast.

Dendrimerer lages som regel i forholdsvis kompliserte og kostnadskrevende synteseprosesser som omfatter flere trinn. Prosessbetingelsene må overholdes nøye for å oppnå en perfekt fortløpende forgrenete struktur. De industrielle anvendelser er dermed begrenset.

En prinsipiell fremgangsmåte for fremstillingen av hyperforgrenete polymerer ble tidlig beskrevet av Flory (P.J. Flory, Principles of Polymer Chemistry, Cornell University, (1953)). Polymerisering av en AB2-monomer hvor A kan reagere med B men reaksjonen mellom A og A eller B og B er utelukket, fører til hyperforgrenete polymerer.

En annen måte å fremstille hyperforgrenete polymerer på er å bruke en reaktiv monomer som samtidig bærer en initiator, et såkalt inimer. Et eksempel er den basekatalyserte reaksjonen av inimeren glycidol med kimen trimetylolpropan som vist i formel 2.

K = kime (begynnelsen av polymermolekylet) D = dendritisk forgrening L = lineær forplanting T = terminering (slutten av polymermolekylet) Formel 2

Hyperforgrenete polymerer som lages på denne måten har tilnærmet like egenskaper som tilsvarende dendrimerer (A. Sunder, R. Hanselmann, H. Frey, R. Miihlhaupt; Macromolecules,

(1998), 32, 4240). Dette innebærer spesielt en mye lavere viskositet enn lineære polyetere med et sammenlignbart antall fritt tilgjengelige HO-grupper. Et karakteristisk trekk i fremstillingsprosessen er at inimeren glycidol må tilsettes til kimen svært langsomt og i meget stor fortynning. Dette reduserer kostnadseffektiviteten av prosessen betraktelig, og begrenser anvendbarheten av hyperforgrenete polymerer i industrielle anvendelser. Det er kjent å gjøre visse modifikasjoner spesielt på T-gruppene av hyperforegenete polymerer. J.-P. Majoral, A.-M. Caminade og R. Kraemer, Anales de Quimica Int. Ed., (1997), 93, 415-421 beskriver funksjonaliseringen av dendrimerer som inneholder fosfor. Funksjonaliseringen av T-gruppene kan gjennomføres med identiske/ lignende kjemiske grupper eller forskjellige kjemiske grupper.

FR 2761691 omtaler dendrimerer som har funksjonelle amingrupper på overflaten som modifiseres ved omsetning med sykliske thioestere. Omsetningen fører til en dendrimeroverflate med thiolgrupper som er knyttet til dendrimeren via amid- eller amidinbindinger. Produktene kan brukes som antioksidanter. Dendrimerene som beskrives er av typen polyamidoamine-dendrimerer (PAMAM-dendrimerer). PAMAM-dendrimerer inneholder tertiære aminer som kan forholdsvis lett brytes ned etter omsetning til kvaternære ammoniumsalter eller aminoksider (A. W. Hofmann, Justus Liebigs Ann. Chem. (1851), 78, 253-286; A. C. Cope, E. R. Trumbull, Org. React. (1960), 11, 317-493; A. C. Cope, T. T. Foster, p. H. Towle, J. Am. Chem. Soc. (1949), 71, 3929-3935). Kvaternære ammoniumsalter eller aminoksider fra aminbaserte dendrimerer kan dannes når tilsetningsstoffer som er basert på aminbaserte dendrimerer innarbeides/ kompounderes i termoplaster med påfølgende bearbeiding av termoplasten (for eksempel filmblåsing, ekstrudering, støping). En slik degradering fører på den ene siden til delvis nedbrytning av dendrimerens kjerne og på den andre siden til dannelse av nedbrytningsprodukter som kan lekke ut og dermed redusere overflatekvaliteten til polymerproduktet. I tillegg kan tertiære aminer under bearbeiding av termoplasten danne frie radikaler ved dekomponering av hydroperoksider (A. V. Tobolsky, R.B. Mesrobian, Organic Peroxides, (1954), Interscience Publishers, New York, p. 104-106). Dendrimerer og hyperforgrenete polymerer som inneholder tertiære aminer kan dermed føre til utilsiktet nedbrytning av termoplaster under bearbeiding, lagring eller bruk.

WO 01/48057 omtaler multifunksjonelle stabilisatorer mot termooksidativ nedbrytning basert på en kjernestruktur som inneholder tertiære aminer. Som nevnt ovenfor kan dette medføre utilsiktet nedbrytning av kjernestrukturen under bearbeiding, lagring eller bruk av termoplaster. Molvekt av en typisk stabilisator fremstilt som i WO 01/48057 er 1246 g/mol.

WO 97/19987 omtaler kombinasjoner av polymeradditiver og modifiserte dendrimerer som kan brukes i polymermaterialer. I eksemplifiseringen av WO 97/19987 er dendrimeren basert på polypropylenimin (PPI) av 3., 4. og 5. generasjon og dermed 16, 32 og 64 terminale amingrupper. Kjernestrukturen inneholder tertiære aminer, noe som kan medføre utilsiktet nedbrytning av kjernestrukturen under bearbeiding, lagring eller bruk av termoplaster. Modifiseringen av PPI-dendrimeren med en fettsyre for å danne et multifunksjonelt fettsyreamid skjer ved oppvarming i et egnet løsningsmiddel. Tertiære amingruppene i kjernestrukturen av dendrimeren og primære amingrupper på dendrimerens overflate kan under tilstedeværelse av oksygen bidra til delvis nedbrytning av dendrimerstrukturen. Som nevnt ovenfor kan det dannes frie radikaler ved dekomponering av hydroperoksider. En slik delvis nedbrytning antydes ved at modifiserte PPI-dendrimerer er svak brun eller gulaktig i eksempel I, XI og XII i WO 97/19987. Typiske molekylvekter for modifiserte PPI-dendrimerer i WO 97/19987 er 10 000-40 000 g/mol. I WO 02/092668 omtales permanente eller overflateaktive hyperforgrenete eller dendritiske stabilisatorer som består av minst en additivgruppe og en hyperforgrenet eller dendritisk kjerne. I eksemplifiseringen av WO 02/092668 brukes utelukkende dendritiske kjerner basert på 2,2-bis-(hydroksymetyl)-propansyre. Den dendritiske kjernen og bindingen til additivgruppen er dermed som regel basert på esterbindinger, noe som gjør stabilisatorene følsom mot hydrolyse. I tillegg viser eksempliifseringen av WO 02/092668 at molekylvekten av de fremstilte stabilisatorene, bestemt med gelpermeasjonskromatografi ligger mellom 1000 og 1500 g/mol.

En type partikulære polymerer med tilsvarende egenskaper som hyperforgrenete polymerer består av en uorganisk SixO(i.5)X-kjerne med en T-gruppe per Si-atom og er kjent som POSS (polyhedral oligosilsesquioksaner). Den mest kjente forbindelsen av den klassen er en POSS med x=8 og tilnærmet kubisk struktur (C. Sanchez, G.J. de A.A. Soler-Illia, F. Ribot, T. Lalot, CR. Mayer, V. Cabuil; Chem. Mater., (2001), 13, 3066). Fremstillingen av POSS er kostbar (M.C. Gravel, C. Zhang, M. Dinderman, R.M. Laine; Appl. Organometal. Chem., (1999), 13, 329-336 and WO 01/10871) og den industrielle anvendelsen er dermed begrenset.

En annen type partikulære polymerer med tilsvarende egenskaper som hyperforgrenete polymerer som består av en uorganisk SixO(15)X-kjerne og som bærer en T-gruppe per Si-atom kan fremstilles i en sol-gel prosess ved kontrollert hydrolyse og kondensasjon av en silan med sammensetning:

hvor Y er valgt blant hydrolyserbare rester og X-B tilsvarer i utgangspunktet T-gruppen. Prosessen er beskrevet for eksempel i søkerens eget WO publikasjon nr. 0208343. Sol-gel-prosesser kan være kostnadseffektive prosesser slik at de lar seg gjennomføre i industriell skala ved bruk av gunstige råmaterialer og milde betingelser, det vil si uten bruk av høye trykk eller temperaturer, og uten spesielle forholdsregler som ekstrem fortynning eller lignende. Derved kan partikulære polymerer med tilsvarende egenskaper som hyperforgrenete polymerer og som fremstilles ved hjelp av sol-gel-prosesser, finne industrielle anvendelser på mange områder.

Mange eksempler på anvendelser av sol-gel-produkter i polymerprodukter er kjent (DE 19933098, EP 666290). Som regel legges det i disse anvendelsene stor vekt på den uorganiske SixO(15)X-kjerne med en størrelse i nanometerområdet og dermed sol-gel-produktets egenskap som uorganisk nanopartikkel jfr. DE 19933098, EP 0486469. De organiske restene X-B brukes typisk for å forankre sol-gel-produktet i en organisk matriks jfr. EP 486469.

Sol-gel prosessen som innebærer hydrolyse og kondensasjon av en silan hvor X-B-gruppen inneholder ett eller flere amingrupper er spesielt enkelt, fordi det ikke trenges noen ekstern katalysator og fordi prosessen kan gjennomføres ved romtemperatur eller beskjeden oppvarming. Et eksempel er kontrollert hydrolyse og kondensasjon av y-aminopropyltiralkoksysilan som beskrevet i søkerens eget patentsøknad WO publikasjon nr. 0208343. Kontrollert hydrolyse og kondensasjon av silaner hvor X-B-gruppen inneholder en eller flere amingrupper, fører typisk til en sol hvor det resulterende partikulære polymerproduktet har en organisk/ uorganisk struktur (hybridpolymer) som kan sammenlignes med et hyperforgrenet polymerprodukt med flere mer eller mindre frie amingrupper i T-gruppene. Slike organiske/ uorganiske hybridpolymerer viser et stort antall funksjonelle T-grupper i forhold til deres vekt og/ eller volum. Samtidig sørger den i forhold til lineære polymerer kompakte formen til viktige egenskaper så som lav viskositet og gode innblandingsegenskaper i både herdeplaster og termoplaster. Et eksempel på en organisk/ uorganisk hybridpolymer med tilsvarende egenskaper som en hyperforgrenet polymer er vist i formel 3:

D = dendritisk forgrening basert på SiOL5 T = terminering (funksjonelle T-grupper) D-grupper som er knyttet til færre enn tre D-enheter bærer ikke hydrolyserte og/eller kondenserte substituenter

Formel 3

Bruk av fettløslige metallforbindelser hvor metallet innehar den høyeste stabile oksidasjonstilstanden ved standardbetingelser og/ eller organisk/ uorganiske hybridpolymerer med tilsvarende egenskaper som hyperforgrenete polymerer kan forbedre kompatibiliteten mellom forskjellige termoplaster. I tillegg kan polymer kompounds bestående av minst en polyolefin, minst en av de følgende komponenter

a) termoplast som ikke er polyolefin,

b) hyperforgrenet organisk/ uorganisk hybridpolymer som har en uorganisk kjerne og organiske grener som sammen danner en partikkelstruktur, c) fettløselig metallforbindelse hvor metallet innehar den høyeste stabile oksidasjonstilstanden ved standardbetingelser (25°C og maksimalt 98% luftfuktighet) i tillegg til kjente polymeradditiver (Hans Zweifel (ed.), Plastics Additives Handbook, Carl Hanser Verlag, Miinchen, (2001)) brukes i anvendelser som kan overgå anvendelsen av rene termoplaster eller termoplastblandinger.

Formål

Det er et formål ved foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe polymer kompounds bestående av minst et polyolefin, og hvor egenskaper værbestandighet, ripefasthet og viskositet, tverrbindingsgrad, langtidsstabilitet, barriereegenskaper, flamme- og temperaturbestandighet, stivhet, retensjon av additiver og/ eller nedbrytningsprodukter, kontrollert frigivelse av additiver enkelt kan tilpasses i avhengighet av den enkelte applikasjon.

Oppfinnelsen

De ovennevnte formål er oppnådd ved en polymer kompound som angitt i patentkrav 1.

I henhold til et annet aspekt av oppfinnelsen angår anvendelse av slik polymer kompound som angitt i patentkravene 17-19.

Foretrukne utførelsesformer fremgår av de uselvstendige patentkrav.

Forskjellen mellom fremstillingsmetodene for den polyforgrenete organisk/ uorganisk hybridpolymer beskrevet i kravene 2 og 12, avhenger utelukkende av om man tar utgangspunkt i organisk, aminofunksjonelle silaner som er hydrolysert og kondensert eller som ikke er hydrolysert. I det sistnevnte tilfellet gjøres hydrolyse og kondensasjon som første trinn i en minst totrinns prosess. I det førstnevnte tilfelle er det åpenbart at et slikt trinn er overflødig og derfor utelates. Fagmannen vil også forstå at gruppen X-B velges slik at denne ikke lar seg hydrolysere ved de betingelser som er aktuelle for fremgangsmåten.

I begge tilfeller blir frie amingrupper modifisert ved en egnet kjemisk omsetning etter at hydrolyse og kondensasjon av silanen er avsluttet. Egnede kjemiske omsetninger gjennomføres mellom de frie amingrupper i T-gruppene og reaktive forbindelser som fortrinnsvis reagerer faktisk kvantitativt med mer eller mindre frie amingrupper ved temperaturer typisk lavere enn 470 K og trykk typisk lavere enn 0,3 MPa.

Spesielt interessant er sol-gel-prosesser hvor T-gruppene kan kjemisk modifiseres i ett eller flere tileggstrinn rett etter at hydrolyse og kondensasjon er avsluttet og hvor det brukes det samme reaktorutstyr som under hydrolyse og kondensasjon av silanen. Slike batchprosesser danner grunnlag for en meget kostnadseffektiv fremstilling av partikulære organiske/ uorganiske polyforgrenete polymerer som kan bære et stort antall forskjellige T-grupper og som dermed kan anvendes i et stort antall forskjellige industrielle anvendelsesområder.

Med reaksjoner typiske for primære eller sekundære aminer, menes addisjonsreaksjoner, substitusjonsreaksjoner og kombinasjoner av disse med egnede reaktanter, så som, men ikke begrenset til, forbindelser inneholdende epoksygrupper, isocyanatgrupper, reaktive dobbelbindinger, substituerbare grupper og protonavgivende grupper.

Med kontrollert hydrolyse og kondensasjon menes i denne beskrivelse hydrolyse og kondensasjon av en egnet silanforbindelse som beskrevet i søkerens egen WO publikasjon nr. 0208343 med den variasjonen at reaksjonsblandingen tilsettes en egnet stabilisator som hindrer oksidativ nedbrytning av reaktanter og reaksjonsprodukter under hydrolyse og kondensasjon og etterfølgende modifisering.

Ved foreliggende oppfinnelse blir komponent c) i kompound fremstilt ved en sol-gel prosess som omfatter minst to trinn i den definert kronologiske rekkefølgen. I det første trinn lages kjernen ved kontrollert hydrolyse og kondensasjon av en silan med sammensetning:

med de forutsetninger/ definisjoner som fremgår av patentkrav 2 eller 12.

I det andre trinn lages de organiske grener ved at N-H hydrogenatomer på X-B-gruppen blir erstattet ved reaksjoner som er typiske for primære og sekundære aminer. I slike reaksjoner kan det brukes reaktive forbindelser så som epoksider, sykliske og ikke sykliske syrederivater, blokkerte og ikke blokkerte isocyanater, forbindelser med reaktive dobbelbindinger, aldehyder, ketoner, protonavgivende forbindelser samt forbindelser R-X som er sammensatt av

a) et egnet atom eller en atomgruppe X og

b) en gruppe R

hvor R-X kan reagere med mer eller mindre frie amingrupper i en substitusjonsreaksjon der et atom

eller en atomgruppe X blir byttet ut med en amingruppe (Endre Berner, "Lærebok i organisk kjemi", Aschehoug & Co., Oslo (1964), s. 144-147) og hvor gruppen R er valgt blant ikke substituert mettet eller umettet Ci-C24-alkyl, substituert mettet eller umettet Ci-C24-alkyl, substituert eller ikke substituert aryl, alifatisk eller aromatisk karbonyl, idet karbonkjedene av nevnte forbindelser evt. kan inneholde ett eller flere av elementene oksygen, nitrogen, svovel, fosfor, silisium og bor, eller grupper som er valgt blant kondensasjonsprodukter eller addisjonsprodukter av en eller flere typer kjemiske forbindelser så som syrer, alkoholer, fenoler, aminer, aldehyder eller epoksider og hvor atomet eller en atomgruppe X fortrinnsvis er valgt blant halogen, substituert eller ikke substituert alkoksyl, fenoksyl, amin, karboksylat, sulfonat, sulfinat, fosfonat eller fosfinat. Eksempler på egnede epoksider er monoglycidylforbindelser som kan beskrives som

hvor Ri er valgt blant grupper så som hydrogen, ikke substituert mettet eller umettet Ci-C24-alkyl, substituert mettet eller umettet Ci-C24-alkyl, substituert eller ikke substituert aryl, alifatisk eller aromatisk karbonyl, idet karbonkj edene av nevnte forbindelser evt. kan inneholde ett eller flere av elementene oksygen, nitrogen, svovel, fosfor, silisium og bor, eller hvor Ri er valgt blant kondensasjonsprodukter eller addisjonsprodukter av en eller flere typer kjemiske forbindelser så som syrer, alkoholer, fenoler, aminer, aldehyder eller epoksider. Eksempler på egnede epoksider er videre forbindelser med epoksiderte C=C dobbelbindinger som kan beskrives som

hvor Ri - R4 er valgt blant grupper så som hydrogen, ikke substituert mettet eller umettet C1-C24-alkyl, substituert mettet eller umettet Ci-C24-alkyl, substituert eller ikke substituert aryl, alifatisk eller aromatisk karbonyl, idet karbonkj edene av nevnte forbindelser evt. kan inneholde ett eller flere av elementene oksygen, nitrogen, svovel, fosfor, silisium og bor, eller hvor Ri er valgt blant kondensasjonsprodukter eller addisjonsprodukter av en eller flere typer kjemiske forbindelser så som syrer, alkoholer, fenoler, aminer, aldehyder eller epoksider.

Eksempler på reaktive dobbeltbindinger er A=B dobbeltbindinger hvor A, B er valgt blant elementene C, O, N, S eller P.

Eksempler på egnede syrederivater er

derivater av karboksylsyrer

derivater av sulfonsyrer derivater av sulfinsyrer

sykliske syrederivater

n = 0-10

Y = O, S, N-Ri

Kullsyrederivater

Y = O, S, N-Ri, Z = 0, S, N-Ri

sykliske syreanhydrider og tilsvarende derivater

n= 1 - 10

Y = O, S, N-Ri

sykliske kullsyrederivater

n= 1- 10

Y = O, S, N-Ri, Z = O, S, N-Ri

hvor Ri er valgt blant grupper så som hydrogen, ikke substituert mettet eller umettet Q-C^-alkyl, substituert mettet eller umettet Ci-C24-alkyl, substituert eller ikke substituert aryl, alifatisk eller aromatisk karbonyl, idet karbonkj edene av nevnte forbindelser evt. kan inneholde ett eller flere av elementene oksygen, nitrogen, svovel, fosfor, silisium og bor, eller hvor Ri er valgt blant kondensasjonsprodukter eller addisjonsprodukter av en eller flere typer kjemiske forbindelser så som syrer, alkoholer, fenoler, aminer, aldehyder eller epoksider og X er en egnet avgangsgruppe så som halogen, substituert eller ikke substituert alkoksy, fenoksy, amin, karboksylat, sulfonat, sulfinat, fosfonat eller fosfinat.

Eksempler på egnede isocyanater kan beskrives som

hvor Ri er valgt blant grupper så som hydrogen, ikke substituert mettet eller umettet Q-C^-alkyl, substituert mettet eller umettet Ci-C24-alkyl, substituert eller ikke substituert aryl, alifatisk eller aromatisk karbonyl, idet karbonkj edene av nevnte forbindelser evt. kan inneholde ett eller flere av elementene oksygen, nitrogen, svovel, fosfor, silisium og bor, eller hvor Ri er valgt blant kondensasjonsprodukter eller addisjonsprodukter av en eller flere typer kjemiske forbindelser så som syrer, alkoholer, fenoler, aminer, aldehyder eller epoksider og hvor isocyanatgruppen kan være blokkert ved hjelp av kjente kjemiske stoffer. Eksempler på egnede aldehyder og ketoner kan beskrives som

hvor Ri er valgt blant grupper så som hydrogen, ikke substituert mettet eller umettet Q-C^-alkyl, substituert mettet eller umettet Ci-C^-alkyl, substituert eller ikke substituert aryl, alifatisk eller aromatisk karbonyl, idet karbonkj edene av nevnte forbindelser evt. kan inneholde ett eller flere av elementene oksygen, nitrogen, svovel, fosfor, silisium og bor, eller hvor Ri er valgt blant kondensasjonsprodukter eller addisjonsprodukter av en eller flere typer kjemiske forbindelser så som syrer, alkoholer, fenoler, aminer, aldehyder eller epoksider.

Et eksempel på en kombinasjon av reaksjoner er

a) omsetning N-H hydrogenatomer på den ikke-hydrolyserbare substituenten X-B-gruppen med en epoksid, noe som danner en aminoalkohol. b) omsetning av aminoalkoholen med et keton eller aldehyd, noe som danner en oxalidin.

Med kontrollert hydrolyse og kondensasjon i denne beskrivelse menes hydrolyse og kondensasjon

av en egnet silanforbindelse som beskrevet i søkerens egen WO publikasjon nr. 0208343 med den variasjonen at reaksjonsblandingen tilsettes en egnet stabilisator som hindrer oksidativ nedbrytning av reaktanter og reaksjonsprodukter under hydrolyse og kondensasjon og etterfølgende modifisering.

I fremstillingen av polyforgrenet organisk/ uorganisk hybridpolymer ved en sol-gel prosess, hvilken hybridpolymer har form av en uorganisk kjerne og med organiske grener, tilsettes reaksjonsblandingen en egnet stabilisator som hindrer oksidativ nedbrytning av reaktanter og reaksjonsprodukter under hydrolyse og kondensasjon og etterfølgende modifisering av X-B-Si(-Y)3. Egnede stabilisatorer er radikalfangere basert på hindrete aminer, en eller flere antioksidanter eller en kombinasjon av disse (Hans Zweifel (ed.), Plastics Additives Handbook, Carl Hanser Verlag, Munchen, (2001), 10-19).

Ved først å hydrolysere molekylene som utgjør den uorganiske kjerne og deretter gjennom egnet reaksjon, addisjon eller substitusjon, knytte på de organiske grener, oppnås det en spesielt høy grad av forgrening og en kontroll med partikkelstørrelsen i den resulterende sol som ikke tidligere er oppnådd. Dette innebærer flere fordeler. For det første fører det til at hydrolysen lar seg gjennomføre mer fullstendig enn hva tilfellet er hvis partikkelblandingen har et innslag av til dels meget store partikler. For det andre unngår man risikoen for at vann som benyttes til hydrolyse, i noen utstrekning reagerer uønsket med aktive grupper i de organiske deler av molekylene.

Det gis ved oppfinnelsen mulighet for fremstilling av et stort antall forskjellig funksjonaliserte organisk/ uorganiske hybridpolymer med tilsvarende egenskaper som en hyperforgrenet polymerer er tilgjengelig gjennom en og samme to-trinns-batchprosess under milde betingelser (T < 470 K og trykk P< 0,3 MPa).

Slike organisk/ uorganiske hybridpolymere vil ha egenskaper som er sammenlignbare med egenskapene til organiske, hyperforgrenete polymerere, og kan anvendes på mange områder: som funksjonelle additiver i termoplaster og herdeplaster, for eksempel som antioksidant, UV-absorber eller radikalfanger, som tverrbinder i termoplaster og herdeplaster, som komponenter i bindemiddel, lakk, og beleggprodukter og som funksjonelt materiale i andre sammenhenger. Brukt som tilsetningsmiddel bidrar de polyforgrenete hybridpolymere fremstilt ifølge oppfinnelsen blant annet til en varig øket ripefasthet og værbestandighet i de produkter de tilsettes.

Temperatur- og hydrolysestabilitet hos de organisk/ uorganiske hybridpolymere ifølge oppfinnelsen er bedre enn hos de organiske hyperforgrenete polymere på grunn av stabile Si-O-bindinger i polymerkjernen og at polymerkjernen har en kompakt struktur ved en meget høy kryssbindingsgrad.

Det oppnås reversible viskositetsendringer ved oppvarming/avkjøling på grunn av den partikulære strukturen med en stabil uorganisk kjerne og funksjonsbærende organiske grupper som er knyttet til den uorganiske kjernen, hvilket er viktig i forbindelse med etterfølgende behandling/ prosessering av produkter basert på oppfinnelsen.

Valget av fremgangsmåten ved fremstilling av materialer og produkter i oppfinnelsen muliggjør en industriell utnyttelse av oppfinnelsen på en kostnadseffektiv måte. Fremstilling av materialer og produkter i henhold til oppfinnelsen baserer på en batchprosess under milde betingelser (T < 470 K og trykk P < 0,3 MPa) og hvor utgangsstoffer er valgt blant en bestemt gruppe ikke kostbare silaner og bulkkjemikalier som brukes i store mengder i industrielle anvendelser av polymerer.

Ved hensiktsmessig valg av råmaterialer til fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, kan det fremstilles stabilisatorer, beleggdannende tilsetningsmidler eller andre tilsetningsmidler. Slike stabilisatorer eller andre tilsetningsmidler gir et bredere anvendelsesområde enn hva som er tilfelle for kjente monofunksjonelle stabilisatorer og kan benyttes i lakk, maling, herdeplaster og termoplaster. Ved hensiktsmessig valg av råmateriale kan det for eksempel ved kombinasjon med en egnet polymer, oppnås et utmerket barrieresjikt mot molekyler i gass og væskeform, som vann, 02, C02 og hydrokarboner.

Det er også mulig ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen å fremstille tilsetningsstoff for å hindre utlekking av additiver og/ eller nedbrytningsprodukter. Tilsvarende kan det dannes selvorganiserende nettverk, så som i bindemidler eller termostabile / termoreversible nettverk som kan anvendes i funksjonelle materialer.

Fettløselige metallforbindelser som brukes i polymer kompound i henhold til oppfinnelsen er reaksjonsproduktet av et metallsalt med en C8 - C24 fettsyre eller et C8 - C24 fettsyrederivat, i en prosess hvor det ved hjelp av et egnet oksidasjonsmiddel blir sikret at metallet innehar den høyeste stabile oksidasjonstilstanden ved standardbetingelser (25°C og maksimalt 98% luftfuktighet). Et spesielt trekk av fremstillingsprosessen kan være at C8 - C24 fettsyre eller et C8 - C24 fettsyrederivat er helt eller delvis halogenert. Et annet spesielt trekk av fremstillingsprosessen kan være at C8 - CM fettsyre eller et C8 - C24 fettsyrederivat er helt eller delvis umettet. Et tredje spesielt trekk av fremstillingsprosessen kan være at oksidasjonsmiddelet som brukes er hydrogenperoksid eller et organisk peroksid.

I og for seg kjente polymeradditiver er beskrevet av Hans Zweifel (Hans Zweifel (ed.), Plastics Additives Handbook, Carl Hanser Verlag, Miinchen, (2001)).

Polymer kompound ifølge oppfinnelsen kan anvendes som et overgangssjikt mellom et belegg basert på polyforgrenet organisk/ uorganisk hybridpolymer og en termoplast.

Eksempler

Eksperiment 1

Fremstilling av polyforgrenet organisk/ uorganisk hybridpolymer ved en sol-gel prosess

a) 221,4 g (1,00 mol) y-aminopropyltrietoksysilan (A-I 100, GE Silicones, USA) settes i en 1000 ml rundkolbe med slangekjøler og magnetrører. Det tilsettes en blanding av 93,6 g

(0,60 mol) butyldiglykol (BDG) og 22,5 g (1,30 mol) vann og 1,00 g Tinuvin 123 (Ciba Specialty Chemicals, Sveits). Blandingen varmes opp i et oljebad ved 110°C under tilbakeløp i 45 minutter. Deretter fjernes flyktige reaksjonsprodukter eller reaktanter i en vakuumdestillasjon ved oljebadtemperatur 110°C - 160°C og en vakuumgradient fra ca. 1000 mbar til mindre enn 20 mbar. Destillasjonen avsluttes etter at trykket i rundkolben har oppnådd 20 mbar eller mindre i 10 minutter. Ca. 192 ml destillat ble fanget opp. Reaksjonsproduktet er en klar, ufarget væske med Gardner Color = 1 (iht. Gardner Color Scale/ASTMD1544).

b) Reaksjonsproduktet fra a) varmes opp til 70°C for å oppnå en klar væske. Så tilsettes det 256,4 g (1,00 mol) Araldite DY-E (glycidyleter av Ci2-CM-alkohol, Vantico AG (Huntsman

AG), Sveits) tilsettes og reaksjonsblandingen holdes v/ 70°C i en time. Det oppstår et klart produkt med Gardner Color = 1, som er en seig gel ved 20°C og lettflytende ved 90°C.

Destillatet i a) inneholder bare ubetydelige mengder flyktig amin. I et tilsvarende eksperiment hvor ingen stabilisator (som for eksempel Tinuvin 123) er brukt under fremstillingsprosessen inneholder destillatet i a) forholdsmessig store mengde av flyktige aminprodukter, noe som skyldes nedbrytning av A-I 100 under synteseprosessen.

Eksperiment 2- 7

Fremstilling av polyforgrenet organisk/ uorganisk hybridpolymer ved en sol-gel prosess som i eksperiment 1, men ved bruk av andre epoksidforbindelser eller en blanding av epoksidforbindelser i trinn b). Følgende produkter ble fremstilt:

BGE = tert-butylglycidyleter, CAS [7665-72-7], Sigma-Aldrich Norway AS

MGE = Glycidylmetakrylat, CAS [106-91-2], Sigma-Aldrich Norway AS, stabilisert ved tilsetning av 0,2% antioksidant hydrokininmonometyleter CAS [150-76-5], Sigma-Aldrich Norway AS

Araldite DY-K = glycidyl-2-metylfenyleter, CAS [2210-79-9], Huntsman AG, Sveits

FGE = furfurylglycidyleter, CAS [5380-87-0], Sigma-Aldrich Norway AS

Alle produkter er klare seige geler ved 20°C og lettflytende klare væsker ved 90°C.

Eksperiment 8

I sammenligning med eksperiment 5, brukes det en bifunksjonell epoksid som epoksid 2:

Araldite DY-C = l,4-Bis(2,3-epoksypropoksy)-metylsykloheksan, Huntsman AG, Sveits.

Produktet er en klar gel som ikke blir mindre viskøs og flytende ved oppvarming. Ved 200°C begynner produktet å degradere uten at en viskositetsendring var observerbar.

Eksperiment 9

Sammenligning med eksperiment 3, men hvor trinn b) gjennomføres før trinn a):

Produktet er en klar gel, men mye sterkere farget enn produktet fra eksperiment 3.

Eksperiment 10

Fremstilling av polyforgrenet organisk/ uorganisk hybridpolymer ved en sol-gel prosess ved samtidig å inkorporere en UV-absorber under fremstillingen

(0,60 mol) butyldiglykol (BDG) og 22,5 g (1,30 mol) vann og 1,00 g Tinuvin 123 (Ciba Specialty Chemicals, Sveits). Blandingen varmes opp i et oljebad ved 110°C under

tilbakeløp i 45 minutter. Til det fortsatt varme reaksjonsproduktet tilsettes det en oppvarmet løsning av 12,0 g Cyasorb UV-1164 (Cytec Inc., USA) løst i 36 ml toluen. Deretter fjernes flyktige reaksjonsprodukter eller reaktanter i en vakuumdestillasjon ved oljebadtemperatur 110°C - 160°C og en vakuumgradient fra ca. 1000 mbar til mindre enn 20 mbar.

Destillasjonen avsluttes etter at trykket i rundkolben har oppnådd 20 mbar eller mindre i 10 minutter. Ca. 226 ml destillat ble fanget opp. Reaksjonsproduktet er en klar væske med Gardner Color = 3 (iht. Gardner Color Scale / ASTM Dl544).

b) Reaksjonsproduktet fra a) varmes opp til 70°C for å oppnå en klar væske. Så tilsettes det 512,8 g (1,00 mol) Araldite DY-E (glycidyleter av Ci2-CM-alkohol, Vantico AG (Huntsman

AG), Sveits) tilsettes og reaksjonsblandingen holdes v/ 70°C i en time. Det oppstår et klart produkt med Gardner Color = 3, som er en seig gel ved 20°C og lettflytende ved 90°C. Ved 20°C viser produktet etter noen timer tegn til krystallisering. produktet ble klar og lettflytende ved oppvarming til 70°C.

Eksperiment 11

Fremstilling av polyforgrenet organisk/ uorganisk hybridpolymer ved en sol-gel prosess etterfulgt av en to-trinns modifisering a) 221,4 g (1,00 mol) y-aminopropyltrietoksysilan (A-I 100, Crompton Corporation (GE Plastics), USA) settes i en 1000 ml rundkolbe med slangekjøler og magnetrører. Det tilsettes en blanding av 93,6 g (0,60 mol) butyldiglykol (BDG) og 22,5 g (1,30 mol) vann og 1,00 g Tinuvin 123 (Ciba Specialty Chemicals, Sveits). Blandingen varmes opp i et oljebad ved 110°C under tilbakeløp i 45 minutter. Deretter fjernes flyktige reaksjonsprodukter eller reaktanter i en vakuumdestillasjon ved oljebadtemperatur 110°C - 160°C og en vakuumgradient fra ca. 1000 mbar til mindre enn 20 mbar. Destillasjonen avsluttes etter at trykket i rundkolben har oppnådd 20 mbar eller mindre i 10 minutter. Ca. 192 ml destillat ble fanget opp. Reaksjonsproduktet er en klar, ufarget væske med Gardner Color = 1 (iht. Gardner Color Scale / ASTM Dl544)

b) Reaksjonsproduktet fra a) varmes opp til 70°C for å oppnå en klar væske. Så tilsettes det 130,2 g (1,00 mol) tert-butylglycidyleter tilsettes og reaksjonsblandingen holdes v/ 70°C i

en time. Det tilsettes en løsning av 98,1 g (1,00 mol) sykloheksanon i 100 ml toluen. Reaksjonsblandingen kokes under tilbakeløp i 15 minutter og deretter fjernes flyktige reaksjonsprodukter eller reaktanter ved vakuumdestillasjon. Det oppstår et klart produkt med Gardner Color = 2, som er en seig gel ved 20°C og lettflytende ved 90°C.

Eksperiment 12

På tilsvarende måte som eksperiment 11 ble det laget en polyforgrenet organisk/ uorganisk hybridpolymer med funksjonelle grupper av typen hindret amin ved bruk av triacetonamin (2,2,6,6-tetrametyl-4-piperidinon, CAS [826-36-8], Sigma-Aldrich Norway AS).

Eksperiment 13

På tilsvarende måte som eksperiment 11 ble det laget en polyforgrenet organisk/ uorganisk hybridpolymer med funksjonelle fenolgrupper ved bruk av 3-hydroxybenzaldehyd (CAS [100-83-4], Sigma-Aldrich Norway AS).

Eksperiment 14

Fremstilling av polyforgrenet organisk/ uorganisk hybridpolymer ved en sol-gel prosess ved bruk av en ester a) 221,4 g (1,00 mol) y-aminopropyltrietoksysilan (A-I 100, Crompton Corporation (GE Plastics), USA) settes i en 1000 ml rundkolbe med slangekjøler og magnetrører. Det tilsettes en blanding av 93,6 g (0,60 mol) butyldiglykol (BDG) og 22,5 g (1,30 mol) vann og 1,00 g produkt fra eksperiment 11. Blandingen varmes opp i et oljebad ved 110°C under tilbakeløp i 45 minutter. Deretter fjernes flyktige reaksjonsprodukter eller reaktanter i en vakuumdestillasjon ved oljebadtemperatur 110°C - 160°C og en vakuumgradient fra ca. 1000 mbar til mindre enn 20 mbar. Destillasjonen avsluttes etter at trykket i rundkolben har oppnådd 20 mbar eller mindre i 10 minutter. Ca. 192 ml destillat ble fanget opp. Reaksjonsproduktet er en klar, ufarget væske med Gardner Color = 1 (iht. Gardner Color Scale/ASTM Dl 544)

b) reaksjonsproduktet fra a) varmes opp til 70°C for å oppnå en klar væske. Så tilsettes det en løsning av 136,2 g (1,00 mol) metylbenzoat (CAS [93-58-3], Sigma-Aldrich Norway AS)

og 0,5 g eddiksyreanhydrid (CAS [108-24-7], Sigma-Aldrich Norway AS) i 150 ml toluen tilsettes og reaksjonsblandingen kokes under tilbakeløp i en time. Deretter fjernes flyktige reaksjonsprodukter eller reaktanter ved vakuumdestillasjon. Det oppstår et klart produkt med Gardner Color = 1, som er en seig gel ved 20°C og lettflytende ved 90°C.

Eksperiment 15

Fremstilling av polyforgrenet organisk/ uorganisk hybridpolymer ved en sol-gel prosess ved bruk av en isocyanat

(0,60 mol) butyldiglykol (BDG) og 22,5 g (1,30 mol) vann og 1,00 g produkt fra eksperiment 11. Blandingen varmes opp i et oljebad ved 110°C under tilbakeløp i 45 minutter. Deretter fjernes flyktige reaksjonsprodukter eller reaktanter i en vakuumdestillasjon ved oljebadtemperatur 110°C - 160°C og en vakuumgradient fra ca. 1000 mbar til mindre enn 20 mbar. Destillasjonen avsluttes etter at trykket i rundkolben har

oppnådd 20 mbar eller mindre i 10 minutter. Ca. 192 ml destillat ble fanget opp. Reaksjonsproduktet er en klar, ufarget væske med Gardner Color = 1 (iht. Gardner Color Scale/ASTM Dl 544)

b) reaksjonsproduktet fra a) varmes opp til 70°C for å oppnå en klar væske. Så tilsettes det 155,4 g (1,00 mol) oktylisocyanat (CAS [3158-26-7], Sigma-Aldrich Norway AS) og

reaksjonsblandingen holdes v/ 70°C i en time. Det oppstår produkt som er hvit og voksaktig ved 20°C og som ved 90°C blir en lettflytende væske med Gardner Color = 1.

Eksperiment 16

Produktet fra eksperiment 6 påføres ved 100°C en plasmabehandlet polyetylenplate (Borealis AS, Norge) og herdes ut ved å varme opp platen med påført produkt fra eksperiment 5 til 160°C i 2 timer og 80°C i 16 timer. Det dannes et regelmessig belegg med god heft til polyolefinoverflaten. Belegget løser seg ikke fra polyolefinoverflaten ved å sette det ferdige produktet i xylen i 180 timer ved 40°C.

Eksperiment 17

Produktene fra eksperiment 1, 2 og 12 ble kompoundert inn i en polypropylenhomopolymer (HG430MO, Borealis AS) ved hjelp av en Clextral spesialinstrumentert dobbeltskrueekstruder. Mengde polyforgrenet organisk/ uorganisk hybridpolymer var 5% i alle tilfellene. De kompounderte produktene ble sprøytestøpt ved hjelp av en Battenfeld sprøytestøpemaskin prøvestaver i henhold til ASTM D3641. Prøvestavene er homogene og omtrent like transparent enn sprøytestøpt polypropylenhomopolymer uten polyforgrenet organisk/ uorganisk hybridpolymer.

Eksperiment 18

Viskositet av produktet fra eksperiment 12 ble målt i et rheometer av typen Physika MCR 300 ved 20°C og 90°C. Målingene ble gjennomført tre ganger med den samme prøven og gjennomsnittsverdien for de to aktuelle temperaturer beregnet. Resultatet er vist i tabellen nedenfor. Til sammenligning ble det målt viskositeten av POSS-forbindelsen Isooktyl-POSS (cage mixture; Sigma-Aldrich Norway AS, ref.-nr. 560383). tabellen inneholder også viskositetsverdiene til n-butanol i det aktuelle temperaturområdet (Handbook of Chemistry and Physics, CRC Press, 71. ed., (1990-1991)).

Den relative endringen i viskositet vist for resultatet av eksperiment 12 (ifølge oppfinnelsen), er av en faktor 1000, mens den for de sammenlignende eksempler er av en faktor 80 (POSS) henholdsvis mindre enn 5 (n-butanol).

Eksperiment 19

Prøvestaver som fremstilt i eksperiment 17 og som inneholder polyforgrenet organisk/ uorganisk hybridpolymer fremstilt i eksperiment 1 ble strekktestet iht. ASTM D638. Resultatene fra strekktestingen beskrives ved E-modul [MPa], maksimal strekkstyrke [MPa] og bruddforlengelse [%]. Tabell 5 og tabell 6 viser resultatene fra strekktestingen.

Polymerkompound 1 tilsvarer ren PP-homopolymer av typen HG430MO (Borealis AS, Norge)

Polymerkompound 2 består av 90% PP-homopolymer av typen HG430MO og 10% polyforgrenet organisk/ uorganisk hybridpolymer fremstilt i eksperiment 1. Prøvestavene ble kjølt ned til 25°C rett etter sprøtestøpingen.

Polymerkompound 3 består av 90% PP-homopolymer av typen HG430MO og 10% polyforgrenet organisk/ uorganisk hybridpolymer fremstilt i eksperiment 1. Prøvestavene ble etterherdet ved 130°C i 1 time før de ble kjølt ned til 25°C.

Resultatene i tabellen viser at polymerkompound i henhold til oppfinnelsen sammenlignet med ren termoplast kan ha tydelig forbedret bruddforlengelse, mens reduksjonen i maksimal strekkstyrke fortsatt er akseptabel.

Eksperiment 20

Fremstilling av en fettløslig jern(III)forbindelse ("Nor-X")

Syntesen gjennomføres i en oppvarmbar 5-liters-glassreaktor med to tilsetningstraktere, en mekanisk drevet glassrører, et glassommantlet termometer, en destillasjonskjøler, et regulerbart luftinntak og en bunnventil. 2,180 kg (7,66 mol) stearinsyre smeltes i reaktoren. Luftinntaket innstilles til ca. 200 ml luft per minutt og temperaturen i reaktoren justeres til 120°C. 600 g (2,22 mol) jern(III)kloirdheksahydrat løses i 600 ml vann for å oppnå ca. 900 ml vandig jern(III)kloridløsning. Fra den ene tilsetningstrakten tilsettes den vandige jern(III)kloridløsning med ca. 20 ml per minutt til smeltet stearinsyre. Tilførselen av vandig jern(III)kloridløsning justeres slik at mengden destillert vann og hydrogenklorid tilsvarer mengden tilført vandig jern(III)kloridløsning. Kontinuerlig tilførsel av luft og tilsetning av 2 ml per minutt av en 3% vandig hydrogenperoksidløsning fra den andre tilsetningstrakten, sørger for at oksidasjonstrinnet (III) av jern(III)ionene opprettholdes. Etter avsluttet tilsetning av vandig jern(III)kloridløsning, kokes og destilleres blandingen under kontinuerlig tilførsel av luft og tilsetning av 5 ml per minutt av en 3% vandig hydrogenperoksidløsning inntil den tydelige gule fargen av vandig jern(III)kloridløsning ikke er observerbar. Deretter helles jernstearatproduktet gjennom bunnventilen i 10 liter 3% vandig hydrogenperoksidløsning. Etter at den påfølgende gassutviklingen nærmer seg slutten filtreres jernstearatproduktet fra væskefasen og vaskes grundig med vann for å fjerne eventuelle rester av jern(III)klorid. Jernstearatproduktet dispergeres så i 1 % vandig hydrogenperoksidløsning ved 45 °C i 2 timer ved hjelp av en dispergerstav. Det dispergerte jernstearatproduktet filtreres fra væskefasen, vaskes grundig med vann og tørkes i et varmluftsovn 50°C.

Eksperiment 21

Polymerkompounds basert på PP-homopolymer (HG430MO), LLDPE (Exact 0230, Exxon), polyforgrenet organisk/ uorganisk hybridpolymer som fremstilt i eksperiment 2 (eks. 2), fettløslig jernforbindelse ("Nor-X", s. eksperiment 20) og en stabilisatorblanding (50% Irgafos 168, Ciba Specialty Chemicals og 50% Cyasorb UV-2908, Cytec).

Tabellen viser at polymer kompounds i henhold til oppfinnelsen kan ha materialegenskaper som overgår materialegenskapene av termoplastene som er brukt,

Eksperiment 22

Polymerkompounds basert på PP-homopolymer (HG125MO, Borealis), LLDPE (FG5190, Borealis), og fettløslig jernforbindelse ("Nor-X", s, eksperiment 20) ble fremstilt ved ekstrudering i en Clextral spesialinstrumentert dobbeltskrueekstruder, Polymercompounds ble sprøytestøpt ved hjelp av en Battenfeld-sprøytestøpemaskin prøvestaver i henhold til ASTM D3641, Prøvestaverne ble strekktestet iht, ASTM D638, Resultatene fra strekktestingen beskrives ved E-modul [MPa], maksimal strekkstyrke [MPa] og bruddforlengelse [%] i tabellen nedenfor,

Resultatene viser at fettløslige jernprodukter som fremstilt i eksperiment 20 ("Nor-X") kan egne seg som kompatibilisatorer for PP / LLDPE, Polymer kompounds i tabellen ovenfor med 0,5% fettløslig jernprodukt ("Nor-X") viste utmerkete egenskaper i folieblåsing, noe som ikke var tilfelle for de fleste polymer kompound uten "Nor-X",

Claims

1. Polymer kompound, karakterisert ved at den omfatter: a) 50-99,88 vekt-% av minst en polyolefin, b) 0-49,88 vekt-% av termoplast som ikke er polylefin, c) inntil 20 vekt-% av minst en hyperforgrenet organisk/ uorganisk hybridpolymer som har en uorganisk kjerne og organiske grener som sammen danner en partikkelstruktur, d) 0-1 vekt-% av fettløselig metallforbindelse som er reaksjonsproduktet av et metallsalt med en C8 - C24 fettsyre eller et C8 - C24 fettsyrederivat, i en prosess hvor det ved hjelp av et egnet oksidasjonsmiddel blir sikret at metallet innehar den høyeste stabile oksidasjonstilstanden ved standardbetingelser (25°C og maksimalt 98% luftfuktighet), e) 0,02-1 vekt-% av i og for seg kjente polymeradditiver, -idet den relative andel av komponent c) i vekt-% er større enn 0 og samtidig at summen av andelene av komponentene b) og d) i vekt-% er større enn 0.

2. Polymer kompound som angitt i patentkrav 1, karakterisert ved at den polyforgrenete organisk/ uorganisk hybridpolymer er fremstilt ved en sol-gel prosess og hvor fremstillingsprosessen som omfatter minst følgende trinn i kronologiske rekkefølge: i) at kjernen lages ved kontrollert hydrolyse og kondensasjon av en silan med sammensetning: hvor X= NRiH i det Ri, er valgt mellom hydrogen, mettet eller umettet Ci-Cig-alkyl, substituert eller ikke substituert aryl, idet karbonkj edene av nevnte forbindelser eventuelt kan inneholde ett eller flere av elementene oksygen, nitrogen, svovel, fosfor, silisium og bor, og/eller eventuelt inneholde en eller flere hydrolyserbare silanenheter, eller Ri er valgt blant kondensasjonsprodukter eller addisjonsprodukter av en eller flere typer kjemiske forbindelser så som syrer, alkoholer, fenoler, aminer, aldehyder eller epoksider, B er en lenkegruppe valgt mellom mettet eller umettet Ci-Cig-alkylen, substituert eller ikke substituert arylen idet karbonkjedene av nevnte forbindelser evt. kan inneholde ett eller flere forgreninger og/ eller ett eller flere av elementene oksygen, nitrogen, svovel, fosfor, silisium og bor, Y er valgt blant hydrolyserbare rester så som alkoksy, karboksyl, halogen, ii) at de organiske grener lages ved at N-H hydrogenatomer på X-B-gruppen blir erstattet ved addisjons- og/ eller substitusjonsreaksjon.

3. Polymer kompound som angitt i patentkrav 2, karakterisert ved at erstatning av N-H hydrogenatomer i den forgrenete organisk/ uorganisk hybridpolymer gjøres ved en addisjonsreaksjon.

4. Polymer kompound som angitt i patentkrav 2, karakterisert ved at erstatning av N-H hydrogenatomer gjøres ved en substitusjonsreaksjon.

5. Polymer kompound som angitt i patentkrav 2, karakterisert ved at addisjonsreaksjonen består av omsetning av N-H hydrogenatomer med en A=B dobbeltbinding hvor A, B er valgt blant elementene C, O, N, S eller P.

6. Polymer kompound som angitt i patentkrav 2, karakterisert ved at addisjonsreaksjonen skjer ved ringåpning av en epoksygruppe.

7. Polymer kompound som angitt i patentkrav 6, karakterisert ved at ringåpning av en epoksygruppe etterfølges av omsetning (reaksjon) med et keton.

8. Polymer kompound som angitt i patentkrav 2, karakterisert ved at addisjonsreaksjonen skjer ved omsetning av N-H hydrogenatomer med en isocyanat.

9. Polymer kompound som angitt i patentkrav 2, karakterisert ved at addisjonsreaksjonen skjer ved ringåpning av et syklisk syreanhydrid eller ringåpning av et syklisk kullsyrederivat.

10. Polymer kompound som angitt i patentkrav 2, karakterisert ved at substitusjonsreaksjonen skjer ved reaksjon med minst ett derivat av en lineær eller syklisk, monofunksjonell karboksylsyre.

11. Polymer kompound som angitt i patentkrav 2, karakterisert ved at substitusjonsreaksjonen skjer ved reaksjon med minst ett derivat av en sulfinsyre.

12. Polymer kompound som angitt i patentkrav 1, karakterisert ved at den polyforgrenete organisk/ uorganisk hybridpolymer er fremstilt ved en sol-gel prosess basert på i det minste delvis hydrolyserte organisk aminofunksjonelle silaner fremstilt ved kontrollert hydrolyse og kondensasjon av en silan med sammensetning: hvor X= NRiH i det Ri, er valgt mellom hydrogen, mettet eller umettet Ci-Cig-alkyl, substituert eller ikke substituert aryl, idet karbonkj edene av nevnte forbindelser eventuelt kan inneholde ett eller flere av elementene oksygen, nitrogen, svovel, fosfor, silisium og bor, og/eller eventuelt inneholde en eller flere hydrolyserbare silanenheter, eller Ri er valgt blant kondensasjonsprodukter eller addisjonsprodukter av en eller flere typer kjemiske forbindelser så som syrer, alkoholer, fenoler, aminer, aldehyder eller epoksider, B er en lenkegruppe valgt mellom mettet eller umettet Ci-Cig-alkylen, substituert eller ikke substituert arylen idet karbonkjedene av nevnte forbindelser evt. kan inneholde ett eller flere forgreninger og/ eller ett eller flere av elementene oksygen, nitrogen, svovel, fosfor, silisium og bor, Y er valgt blant hydrolyserbare rester så som alkoksy, karboksyl, halogen, idet N-H hydrogenatomer i hybridpolymeren etter hydrolyse og kondensasjonstrinnet erstattes med organiske rester, idet de organiske grener lages ved at N-H hydrogenatomer på X-B-gruppen blir erstattet ved substitusjons- og/ eller addisjonsreaksjon.

13. Polymer kompound som angitt i patentkrav 1, karakterisert ved at den fettløselige metallforbindelsen er reaksjonsproduktet av et metallsalt med en C8 - CM fettsyre eller et C8 - CM fettsyrederivat, i en prosess hvor det ved hjelp av et egnet oksidasjonsmiddel blir sikret at metallet innehar den høyeste stabile oksidasjonstilstanden ved standardbetingelser (25°C og maksimalt 98% luftfuktighet),

14. Polymer kompound som angitt i patentkrav 13, karakterisert ved at Cs - C24 fettsyren eller Cg - C24 fettsyrederivatet er helt eller delvis halogenert.

15. Polymer kompound som angitt i patentkrav 13, karakterisert ved at Cs - C24 fettsyren eller Cg - C24 fettsyrederivatet er helt eller delvis umettet.

16. Polymer kompound som angitt i patentkravl3, karakterisert ved at oksidasjonsmiddelet er hydrogenperoksid eller et organisk peroksid.

17. Anvendelse av polymer kompound som angitt i et hvilket som helst av de foregående patentkrav som et barrieresjikt mot molekyler i gass og væskeform, som vann, CO2, oksygen og hydrokarboner.

18. Anvendelse av polymer kompound som angitt i et hvilket som helst av de foregående patentkrav som flammehemmende materiale.

19. Anvendelse av polymer kompound som angitt i et hvilket som helst av de foregående patentkrav som et overgangssjikt mellom et belegg basert på polyforgrenet organisk/ uorganisk hybridpolymer og en termoplast.