Способ получения полиэтоксисилоксанового связующего
Изобретение относится к химической технологии, в частности к способам получения полиэтоксисилоксановых связующих, и может быть использовано в химической промышленности для производства этилсиликатных связующих, применяемых при получении керамических материалов. Изобретение позволяет упростить технологический процесс получения керамических изделий на основе полиэтоксисилоксанового связующего - снижается температура обжига с 1200-1300 до 300-900°С, что значительно снижает энергозатраты и позволяет получать изделия без усадки и механической обработки с высокой механической прочностью при поперечном изгибе (50-60 МПа) с сохранением стабильности диэлектрических характеристик. Способ заключается в том, что проводят гидролитическую поликонденсацию при 293-313 К тетраэтоксисилана в смеси спирта и 20-90%-ного водного раствора перекиси водорода в присутствии кислого катализатора с последующей выдержкой реакционной массы при 293-298 К, при следующим соотношении компонентов, мас.ч.: тетраэтоксисилан 75,00-88,50 и водный раствор перекиси водорода 11,50-25,00. 3 табл.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУ БЛИН (19) (И) (51)5 С 08 С 77/02
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbtTHRM
ПРИ ГКНТ СССР
Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4313723/23-05 (22) 06.10.87 (46) 15.10.90. Бюл. № 38 (71) Новомосковский филиал Московского химико-технологического института им. Д.И. Менделеева и Государственный научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений (72) И.М. Костылев, В.M. Копылов, Э.А,. Кириченко, А.Н. Поливанов, Н.В. Новикова, А.А. Алексеев и В.А.. Мазаев (53) 678.84 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 15200?4, кл. С 08.G 77/02, 19.06.86. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НОЛИЭТОКСИСИЛОКСАНОВОГО СВЯЗУЮЩЕГО (57) Изобретение относится к химической технологии, в частности к способам получения полизтоксисилоксановых связующих, и может быть использовано в химической промышленности для производства этилсиликатных
Изобретение относится к химической технологии, в частности к способал(получения полиэтоксисилоксановых связующих, и может быть использо-. вано в химической промышленности дляпроизводства этилсиликатных связующих, применяемых при получении керамических материалов.
Цель изобретения — упрощение тех-. нологического процесса получения ке" рамических изделий на основе .полиэтоксисилоксанового связующего.
2 связующих, применяемых при получении керамических материалов. Изобретение позволяет упростить технологичес-. кий процесс получения керамических изделий на основе полиэтоксисилоксанового связующего — снижается температура обжига с 1200-1300 до 300-900 С, что значительно снижает энергозатраты и позволяет получать изделия без усадки и механической обработки с высокой механической прочностью при поперечном изгибе (50-60 MIIa) с со-. хранением стабильности,циэлектрических характеристик. Способ заключается в том, что проводят гидролитическую поликонденсацию при 293-313 К тетраэтоксисилана в смеси спирта и
20-90%-ного водного раствора перекиси водорода в присутствии кислого катализатора с последующей выдержкой реакционной массы при 293298 К, следующем соотношении и компонентов, мас.ч.: тетраэтоксисилан
75,00-88,50 и водный раствор перекиси водорода 11,50-25,00. 3 табл.
Пример 1. В реактор, снабженный обратным холодильником, двумя капельными воронками и мешалкой, заг-. ружают 0,28 мас.ч. абсолютированного этилового спирта и 0,11 мас.ч.
37%-ной соляной кислоты. Далее при работающей мешалке в реактор вводят одновреленно 88,5 мас.ч. тетраэтоксисилана и 11,5 мас.ч. 20%-ного раствора перекиси водорода. Последние два компонента вводят со скоростью, обеспечивающей саморазогрев реакцион1599390 зить температуру обжига с 1200-1300 до 300-900 С, что значительно снижает энергозатраты и позволяет получать изделия без усадки и механической обработки с высокой механической прочностью при поперечном изгибе (50—
60 МПа) с сохранением стабильности диэлектрических характеристик. ной массы до температуры не более
313 К. Время смешения реагентов 2 ч.
Далее реакционную массу выдерживают при 293 К в течение 730 ч. Время saвершения процесса определяется хроматографически по исчезновению тетраэтоксисилана. По завершении процесса из реакционной массы отгоняют . этиловый спирт при температуре 293 К !О и давлении 266 МПа. Для полученного полиэтоксисилоксана определяют элементный состав, содержание перекисных . групп, а также температуру, при ко-. торой происходит полная потеря органи-15 ческого обрамления, в условиях термоокислительной деструкции при скорости подъема температуры 10 град/мин.
Пример ы 2-16, Синтез других полиэтоксисилоксанов по примерам 2-16 20 выполняют по методике, описанной в примере 1.
Загрузки реагентов приведены в табл,l.
Формула из об р ет ения
Способ получения полиэтоксисилоксанового связующего гидролитической ,поликонденсацией тетраэтоксисилана в смеси спирта и гидролизующего агента в присутствии кислого катализатора при нагревании с последующей выдержкои реакционной массы при 293298 К, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологического процесса получения керамичес-. ких изделий на основе полиэтоксисилоксанового связующего, в качестве гидролизующего агента используют 20-90%-ный водный раствор перекиси водорода и гидролитическую поликонденсацию проводят при 293-313 К при следующем соотношении тетраэтоксисилана и гидролизирующего агента, мас.ч.:
Тетраэтоксисилан 75,00-88,50
Гидролизующий агент
Условия получения и характеристики полпэтоксисилоксанов приведены в табл.2.
Влияние скорости нагрева на ди- 30 электрические свойства кварцевой керамики приведены в табл.3 °
Предлагаемое полиэтоксисилоксановое связующее для пропитки заготовок из кварцевой керамики позволяет сни11,50-25,00
Таблица 1
Соляная кис лота, мас.ч.
Пероксид (перекись) водорода, мас.ч.
ТетраэтокснПример силан, мас.ч;
Спирт
Концем Содержарация ние в смеси
Содержание в
Концент Содержарация ние в смеси смеси, мас.ч.
2
4
5 б
7»
8»
11
12»
13
l4
88,50
88,50
88,50
88,50
88,50
88,50
88,50
88,50
85,63
79,94
75,00
73,4
88,50
88,50
88,50
20 11,50
30 11,50
50 11 50
70 11,50
80 11,50
90 11,50
10 11,50
80 8,63
80 13,94
80 19,58
80 25,00
80 26,00
80 11 50
80 11,50
80 11 50
С,Н ОН 0,28
С H OH 0,28
С Н5ОН 0,28
С,Н ОН 0,28
С НЕОН О, 28
С НЕОН 0,28
С Н50Н 0,28
С НЕОН . 0,28
С,Н,ОН 0,31 .,С НЕОН 0,34
С К ОН 0,40
С Н ОН 0,4
C H OH О, 28
С Н ОН 0,28
C H OH 0,28
37
37
37
37
37 37
37
37
37 37
37
37
l8
0,11
0 11
О,!1
О,ll
0,11
0,1!
0,11
0,11
0,12
0 14
0,20
0,20
0,1!
0,11
О, 1 !
Продолжение табл. 1
1599390 (перекись) мас.ч. !!
Концент-
: рация! Концент4 Содержа! Содержаиие в
Содержание в
1 рация
Тип ние в смеси
; смеси смеси, мас.ч.
80 1 1,50 1.-СЗН,,ОН 0,28 37 0,11
О 5,1(Н О) С. Р ОЙ 43 05 17 0 15
16
17
88,50
51, 70
Т а б л и ц а 2
Характеристики
Условия получения
Пример
Содержание, мас.7
Температура нагрева, отвечающая полному удалению органического обрамления, К
Время выдержки гидролизата при
293298 К, ч
Время гидролиза при
293313 К, ч
Н
2,0 730
2,0 600
2,2 480
2,7 390
2,9 360
3,0 330
1,8 1000
2 5 1000
2
4
6
7У
39,1 8,0
40,1 8,8
33,9 9,8
37,3 7,6
37,6 8,0
38,5 8,3
38,7 7,9.
18,8 2,8
19,0 3,1
20,1 3,6
17,9 5,2
19,3 6,2
18,5 6,7
19.,0 0,5
9 4,5 330
10 5,0 180
ll 6,0 120
12Я
39,5 8,3
36,7 7,1
35,5 6,6
18,3
18,0
17,1
5,6
8,7
19,4
37,5 7,2
36,0 7,0
39,g 8,2
37,0 7,9
30,1 6,0
18,5 8,0
19,5 3,2
19,1 2,7
19,8 6,3
24,5 0
13 2,5 720, 14 1 5 1000
15 3,3 480
16 2,9 360
3,2 1000! !, Тетраэтокси- ; Пероксид
Пример 1 силан, мас.ч; водорода, "К-итролъные примеры
П1,имер по известному способу Контрольные примеры
° И
Примеры по известному способу
Соляная кисСпирт ,лота, мас.ч.
953
823
803
783
773
753
983-993
Полимеры не образуются
873
853
853
Образуется гель
823
813
783
773
993
1599390
Т а б л и ц а 3
ЕВФ 10
0,1 С/мин
5,0оС/мнн
20 ъ 200
Испытания проводили на образцах кварцевой керамики, пропитанной полизтоксиснлоксановым связующим, полученным по известному и предлагаемому способам
Составитель А. Музафаров
Редактор М. Петрова Техред И.Моргентал Корректор Н. Ренская
Заказ 3121 Тираж 435 Подгисное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101
Скорость нагрева кварцевой керамики до 500 С
Водный гидролизат по известному способу
Перекисный гидролизат по предлагаемому способу
