Диглицидиловый эфир на основе бетулинола в качестве мономера для получения эпоксиполимеров с высокими диэлектрическими свойствами

 

Изобретение касается замещенных бетулинола, в частности диглицилового эфира на основе бетулинола общей ф-лы @ , где R = @ - мономера для синтеза эпоксиполимеров с высокими диэлектрическими свойствами. Цель - создание новых более эффективных мономеров для указанного назначения. Синтез ведут реакцией бетулинола с соответствующим ангидридом (стехиометрическое соотношение 1:2 моль) при 150°С с проведением процесса до содержания карбоксильных групп, равного половине от их первоначального значения. В случае взаимодействия образующегося продукта с эпихлоргидрином в присутствии тетраметиламмония хлорида при 100°С реакцию проводят до отсутствия карбоксильных групп в реакционной системе. Последующее дегидрохлорирование ведут твердой щелочью при интенсивном перемешивании и 40°С в течение 2 ч. Выход,%

массовая доля эпоксигрупп, мас.%, брутто-ф-ла: а) 75

10,3

C<SB POS="POST">50</SB>H<SB POS="POST">72</SB>O<SB POS="POST">10</SB>

б) 80

10,2

C<SB POS="POST">51</SB>H<SB POS="POST">72</SB>O<SB POS="POST">10</SB>

в) 73

10,6

C<SB POS="POST">49</SB>H<SB POS="POST">66</SB>O<SB POS="POST">10</SB>

г) 70

10,6

C<SB POS="POST">49</SB>H<SB POS="POST">62</SB>O<SB POS="POST">10</SB>. Новые мономеры для эпоксидных смол снижают у последних тангенс угла диэлектрических потерь с 0,0167 до 0,0066 при 20°С. 1 табл.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ! К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ где R—

СН3

CH-С"СН

3 2

CH 0-С

СН СНСН ОС

2 р

0 0

II

С вЂ” 0

CIf5 cHä

2 2

1 /

0 0 (21) 4755925/04 (22) 27.09.89 (46) 23.08.91. Бюл. Р 31 (71) Украинский научно-исследовательский институт пластмасс и Институт элементоорганических соединений

АН СССР (72) II.С. Клебанов, В.А. Алдошин, И.П. Петько, О.В. Епишева, В.А. Васнев, И.Н. Суркова, С.В. Виноградова (SU) и Линдберг

Йохан (Г1) (53) 547.689.6 (088.8) (56) Чернин И.Э. и др. Эпоксидные полимеры и композиции. — М.: Химия, 1982, 230 с.

Эпоксндные смолы и материалы на их основе. Каталог, 1985.

Лапицкий В.А, и др. Пластические массы, 1973, Ф 3, с; 45-49.

Препаративная органическая химия.

М.: Химия, 1964, 908 с. (54) ДИГЛИЦИДИЛОВЫЙ ЭФИР НА ОСНОВЕ

БЕТУЛИПОЛА В КАЧЕСТВЕ МОНОМЕРА ДЛЯ

ПОЛУЧЕНИЯ ЭПОКСИПОЛИМЕРОВ С ВЫСОКИМИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ (57) Изобретение касается замещенных бетулинола, в частности диглицидилового эфира на основе бетулинола общей формулы

„.SU„„1671666 A 1 (Д1) С 07 J 63/00, С 08 С 59/20 мономера для синтеза эпоксиполимеров с высокими диэлектрическими свойствами. Цель — создание новых более эффективных мономеров для указанного назначения. Синтез ведут реакцией бетулинола с соответствующим ангидридом (стехиометрическое соотношеО

«а ние 1; 2 моль) при 150 С с проведени- Ж ем процесса до содержания карбоксильных групп, равного половине от их первоначального значения. В случае С взаимодействия образующегося продукта с эпихлоргидрином в присутствии тетраметиламмоння хлорида при 100 С о реакцию проводят до отсутствия карбоксильных групп в реакционной системе. 1 Ь

Последующее дегидрохлорирование ведут твердой щелочью при интенсив- seems ном перемешивании и 40 С в течение ©) о

2 ч. Выход,Х; массовая доля эпок- ф сигрупп, мас.X., брутто-ф-ла: а) 75; ф

103; С Нуу01о б),80; 102;

С у If 22 0<о 1 8) 73 э 1Оь 61 С49 f66 О о ъ

r) 70; 10,6; С

I у последних тангенс угла диэлектри- . 2 ческих потерь с 0,0167 до 0,0066 3ь при 20 С. 1 табл.

1671666

Изобретение относится к диглицидилоным эфирам общей формулы

СН-С=СН

II

СН20-С

Я

СН CHCH2ОС

,2 2

О р

О

ll

С-О

CH ÑÍ, СОСН2СНСН2 ll 1/

0 О

20 где RСН о

40 полученным на основе бетулинола.

Диглицидилоный эфир используется в качестве мономера для получения эпоксидных полимерных материалов, обладающих повышенными диэлектрическими свойствами.

Цель изобретения — новые диглицидиловые эфиры на основе бетулинола

35 для синтеза эпоксиполимеров, обеспечивающих увеличение электроизоляционных свойств полимеров.

Целевое соединение получают из соединения, которое образуется при взаимодействии бетулинола с соответствующим ангидридом (стехиометричесо кое соотношение 1: 2 моль) при 150 С.

Реакцию проводят до тех пор, пока содержание карбоксильных групп н

45 реакционной системе не станет равным половине от их начального значения.

При взаимодействии образующегося соединения с эпнхлоргидрином (ЭХГ) (молярное соотношение 1:20) н присут50 ствии хлористого тетраметиламмония при 100ОС (реакцию проводят до отсутствия карбоксильных групп н реакционной системе) с последующим дегицрохлорированием полученного дихлоргидринового эфира твердой щелочью при ино тенсивном перемешивании при 40 С в течение 2 ч получают соединение формулы (Z).

П р и и е р 1. К расплану 154 г (1 t1) гексагидрофталевого ангидрила добавляют 207 г (0,5 H) бетулинола и выдерживают реакционную смесь при

150 С и перемешинании до половинного содержания карбоксильных групп от их начального значения, Получают твердое вещество со следующими аналитическими данными: кислотное число

154 мг КОН/г.

Найдено, . С 72,23; Н 9,04; ,О 17,93.

С44Нбб О

Вычислено,7.: С 73,13; Н 9,14;

О 17,73, кислотное число 155 мг КОН/г.

Полученный продукт растворяют н

925 r (10 ?1) ЭХГ, добавляют катализатор — хлористый тетраметиламмоний

1,64 г (0,015 ?1) и выдерживают при перемешинании н течение 2-3 ч (до отсутствия кислотного числа) при температуре 100 С. Образовавшиеся хлоргидриноные эфиры дегидрохлорируют

48 г (1,2 ?1) едкого натра, который добавляется в реакционную смесь равными порциями н течение 2 ч при 40 С, 11осле прибавления едкого натра дают выдержку 1 ч в условиях, аналогичных условиям дегидрохлориронания. Затем отфильтровывают соль, раствор смолы в 3XI нейтрализуют 20;-ным раствором уксусной кислоты до нейтральной реакции среды и промывают три раза

300 г ноды, растноритель отгоняют, а продукт вакуумируют при 120 С и давлении 2-5 мм рт.ст, в течение 1

1,5 ч.

Полученный эпоксид представляет собой твердое вещество со следующими аналитическими данными: массовая доля эпоксидных групп 9,087., массовая доля хлора гидролизуемого

0,82, выход 312 r (757. от теории), Найдено, l: С 71,84; Н 8,93;

О 19,48.

С оНaz04О

Вычислено,7. С 71,94; Н 8,63;

О 19,18. ?1ассовая доля эпоксидных групп 10,3.

Строение полученного эпоксида подтверждено анализом ИК-спектров. В

ИК-спектрах присутствуют сильные поносы поглошения при 1740 см 1 и

1720 см 1, подтнержцающие наличие в молекуле сложноэфирных групп, эпоьсидное кольцо глицидилоного остатка характеризуется полосами при 860 и 910 см

16

Пример 2. Диглицидиловый эфир на основе бетулинола получают аналогично примеру 1, но в качестве ангидрида используют 166 r (1 M) изометилтетрагидрофталевого ангидрида.

Полученный эпоксид представляет собой твердое вещество со следующими аналитическими данными: массовая доля эпоксидных групп 9,37, массовая доля хлора гидролизуемого 1,11, выход 307. от теории.

Найдено,X: С 72,36; Н 8,64;

0 13,82.

65! 1720 IQ

Вычислено,7,: С 72, 51; Н 8, 53;

0 13, 96. 11ассовая доля эпоксидных групп 10,2.

Пример 3. Диглицидиловый эфир на основе бетулинола получают аналогично примеру 1, но в качестве ангидрида используют 152 (1 I1) тетрагидрофталевого ангидрида. Полученный эпоксид представляет собой твердое вещество со следующими аналитическими данными: массовая доля эпоксидных групп 3,97, массовая доля хлора гидролизуемого 1,27, выход 73Х от теории.

Найдено,X: С 72,36; Н 8,13;

0 !9,56. !

<) 11660 lo

Вычие;1ено, Ж: С 72, 24; Н 8, 11;

И 19,66, Иассовая доля эпоксидных групп 10,6.

Пример 4. Диглицидиловый эфир на основе бетулинола получают аналогично примеру 1, но в качестве ангидрида используют 148 r (1 И) фталевого ангидрида. Полученный эпоксид представляет собой твердое вещество со следующими аналитическими данными: массовая доля эпоксидных групп 3,74, массовая доля хлора гидролизуемого 1,8У, выход 707 от теории.

Найдено,7: С 72,64; H 7,58;

0 19„69

С 4 6 01о

Вычисчено,Е: С 72 59 Н 7 65

0 19,69. 11ассовая доля эпоксидных групп !0,6.

Пример 5. В смеситель с Z-образными лопастями загружают 100 г

-..покси11ной смолы, полученной по примеру 1, отвердитель гексагидрофталеI:ый ан1идрид (ГГФА). Тщательно перемешанную композицию заливают в металлические формы, снабженные разделительной смазкой, и отверкдают по

71666 режиму, в С/ч: 100/2+120/21 1()/.".

+170/5.

Диэлектрическая проницаемость

5 (g) удельное объемное электриче

% кое сопротивление (1)1,) и тангс нс угла диэлектрических 11отерь (1.д 1) приведены в таб:1ице

10 Как видно и.l таблицы, применение предлагаемых соединений псзвсляс т повысить ди >лектри 1ес1ие свойства полимеров пс сравнению с известными: при небо11ьц1пх .i. 111è÷llllõ в;1излект15 рической проницаемости и удельном объемном элс ктрическом сопротивлении, тангенс угла IH 1лек гр1ьческих потерь уменьщается от 0,0167 дс 0,0066 при о

20 С, т.е. и 2,5 раза, и случае поли20 меров, полученных на nc Isness эпоксидной смолы по примеру 1 . При этом диэлектричес к11« свойства, как и для эпокси,снои смо:1ы УП-612 практически не изменяются в кн1роком 1ьчтервале температур. з < б р е т е и и я

Формул1и

Диг;1ип ., jH 1овыи эфир на основ« бету30 линола общей фор11ул1

С1 5С СH2 где R—

1 в качестве мономера для получения эпоксиполимеров с высокими диэлектрическими свойствами, О

II

4О

СН СН

С0СН2СНСН

45 11 1 /

О О о

11

С!(О-С

В !

СН2СН СН20 С

2 2

1671666

pvi

Ом. см

ТемпераПри- Эпоксидная смола тура ис пьгганий, С мер

3,4

3,4

3,6

100

3,8 0,024

4,6 8,1 10 0 05

120

150

3,1 8,5 10 0,0078

3,4 7,8 10 0,0085

Диглицидиловый эфир на основе бетулинола и фталевого ангидрида

3, 5 9, 1 ° 10 0,0094

5 (изЭпоксидная смола

УП-612

1,6, 10 0,0167

6,1 ° 10 0,0139

2 7 1О 0 0163

2,1 10 0,0128 вестный) П р и м е « е. Полимеры на основе эпокспдных смол, полученных по примерам 2-4, получашт в условиях, аналогичных условиям примера 5.

Составитель li, федосеева

Техред Л.Олейник

Корректор Л ° Обручар

Редактор Н . Рогулич

Заказ 28()2 Тираж 209 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат. "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Диглицидиловый эфир на основе бетулинола и гексагидрофталевого ангидрида

Диглицидиловый эфир на основе бетулинола и изометилтетрагидрофтапевого ангидрида

Диглицидиловый эфир на основе бетулинола и тетрагидрофталевого ангидрида

20 3,3

200

7,1 ° 10

7,4 10

4,6 1(7

0,0066

0,0047

О, 008