-метилксантогенаты морфолина или пиперидина, являющиеся ускорителями вулканизации кабельных резин

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республии о>789518 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 160977 (21) 2534268/23-04 с присоединением заявки Ио (23) Приоритет (51)М. Кл.3

C 07 D 211/10

С 07 0 265/28/Р

С 08 К 5/34

Государственный комитет

СССР

А0 делам изобретений и открытий

Опубликовано 231280 Бюллетень ¹ 47 (53) УДК 547. 822..4(088.8) Дата опубликования описания 30. 12. 80

А. Сафаев, A. Кадыров, Ж. Г. Сайдал и Т.С.Яновская (72) Авторы изобретения

Ташкентский политехнический инст ут им; Берунй иу t« а чноисследовательский проектно-конст укторский - . -.-,, < ., и технологический кабельный инст т . ; .- — ., (71) Заявители (54) й-МЕТИЛКСАНТОГЕНАТЫ МОРФОЛИНА ИЛИ ПИПЕРИДИНА, ЯВЛЯЮЩИЕСЯ УСКОРИТЕЛЯМИ ВУЛКАНИЗАЦИИ

КАБЕЛЬНЫХ РЕЗИН

R N — н — н, з C Н сн) Э сн

Изобретение относится к новым Мметилксантогенатам морфолина или пиперидина общей формулы

Р— сн Π— с — SK 5

2 и г

S которые могут быть применены в качестве ускорителей вулканизации кабельных резин.

Известны ускорители вулканизации резиновых смесей на основе пипериди- 2О на или его алкилэамещенных ).11.

Недостатком таких ускорителей резин является их неустойчивость и повышенная склонность к подвулкани- 25 зации.

Пель изобретения — получение соединений, обладающих повышенными свойствами в качестве ускорителей вулканизации кабельных резин.

Указанная цель достигается применением N ìåòèëêñàíòîãåíàòîâ морфолина или пиперидина, которые получают взаимодействием морфолина или пиперидина с параформальдегидом с последующей конденсацией с сероуглеродом и едким кали в среде органического растворителя при 20-25 С.

Все синтезированные М-метилксантогенаты соответствующих аминов являются кристаллическими веществами, стойкими при хранении, хорошо растворимыми в полярных растворителях., Строение синтезированных соединений подтверждены элементным анализом и ИК-спектром.

Способ осуществляется следующим образом.

Пример 1. Морфолил-N-иетилксантогенат калия.

В трехгорлую колбу загружают 8,7мл (0,1 моль) морфолина, 3 r (0,1 моль) параформа, 10-15 мл диоксана и перемешивают 1 ч. Одновременно по каплям добавляют 6,2 мл (0,1 моль) сероуглерода и 5,6 г (0,1 моль) раствора едкого кали. Перемешивание продолжают еще 1,5 ч при 20-25 С. Затем образовавшийся осадок отфильтро789518 вывают и высушивают. Продукт очищают лерекристаллизацией из этилового спирта.

Выход 19,05 г (82 5% от теоретического). T. пл. 31 С с разложением.

Морфолил-й-метилксантогенат калия хорошо растворяется в воде и спирте. В диэтиловом эфире и диоксане не растворяется.

Найдено, %; C 33,19; Н 4ю57; " 6i62i (p

5 29,45; К 18,40. сь нФрйсуъ к.

Вычислено, %: С 33,48; Н 4,65; и 6,51;

29,75; К 13,14.

Пример 2. Пиперидил-N-ме15 тилксантогенат калия.

Аналогично примеру 1 проводят реакцию взаимодействия 10 мл (0,1 моль) пиперидина, 3 r (0,1 моль) параформа, 6,2 мл сероуглерода, 5,6 r (0,1 моль) едкого кали, растворенно- 20

ro в 7-8 мл воды и 10-15 мл диоксана в качестве растворителя. Продолжительность реакции 2,5 ч при 20-25 С. б

После отгонки растворителя продукт очищают перекристаллизацией из диск- Я сана.

Выход 19,55 г (85 3% от теоретического). T. пл. 286"C с разложением.

Пиперидил-N-метилксантогенат калия хорошо растворяется в ацетоне, диоксане и воде. В диэтиловом эфире, бензоле и СС не растворяется.

Найдено, %: С 36,65; Н 5,75; N 6,26;

S 27,74; К 17,37.

С, Н„ й05 К. . 35

Вычислено, %: С 37,0; Н 5 28; и 6,16;

S 28,19; К 17,27.

Пример 3 ° 2-Метилпиперидилй-метилксантогенат калия.

Аналогично примеру 1 проводят реакцию взаимодействия 11,5 мл (0,1моль)40

2-метилпиперидина, Çr (0,1 моль) параформа, 6,2мл (0,1 моль) сероуглерода, 6,6 r (О 1 моль) едкого кали в присутствии диоксана в качестве растворителя. Продолжительность ре- 45 акции 2 ч при 20-2 Р С. Растворитель отгоняют и целевой продукт перекристаллизовывают из ацетона.

Выход 12,9 г (61,0% от теоретического). T. пл. 280 С с разложением.

2-Метилпиперидил-й-метилк антогенат калия хорошо растворяется в воде и спирте. В.диэтиловом эфире, ССВ4 .и бензоле не растворяется.

Найдено, %: С 39,28; Н 5,53; и 5,47;

S 26,05; К 16,71.

Св Н,4й05 К

Вычислено, %: С 39,5; Н 5,76; N 5,75;

S 26,35; Х 16,5.

Пример 4. 3"Метилпиперидил- dp

"й-метилксантогенат калия.

Аналогично примеру 1 проводят реакцию взаимодействия 11,5 мл (0,1 моль) З-метилпиперидина, 3 г (0,1 малЯ параформа, 6,2 мл (0,1моль) d5 сероуглерода, 5,6 г (0,1 моль) едкого кали в среде диоксана. Реакцию проводят в течение 2 ч при 20-25 С, растворитель отгоняют и целевой продукт очищают. перекристаллизацией из этилового спирта.

Выход 15,16 r (68,5% от теоретического). T. пл. 320ОC с разложением.

3-Метилпиперидил-N-метилксантогенат калия при нагревании хорошо растворяется в воде, спирте и СС34 .

В диэтиловом эфире, бензоле и ацетоне не растворяется.

Найдено, %: С 39,41; Н 5,53; N 5,47;

S 26,31; К 16,42.

С Н„NOS К

Вычислено, %: С 39,5; Н 5,76; и 5,76; и 26,35; К 16,5.

Пример 5. 4-Метилпиперидил-й-метилксантогенат калия.

Аналогично примеру 1 проводят реакцию взаимодействия .11,5 мл (0,1моль)

4-метилпиперидина, 3 г (0,1 моль) параформа, 6,2 мл (0,1 моль) сероуглерода, 5,6 г (0,1 моль) едкого кали в среде диоксана. Продолжительность реакции 2 ч при 20-25 С. Пос-. ле отгонки растворителя целевой продукт очищают перекристаллизацией из ацетона.

Выход 16,43 г (71,7% от теоретического). T. пл. 300оC с разложением.

4-Метилпиперидил-N-метилксантогенат калия растворяется в воде и спирте. В диэтиловом эфире, диоксане и ацетоне не растворяется.

Найдено, %: С 39,57; Н 5,81; и 5,67;

S, 26,42; К 16,58.

Свнмй052 К

Вычислено, %: С 39,5; H 5,76; N 5,76;

S 26,35; 1 16,5.

Пример б. 2-Метил-5-этилпиперидил-N-метилксантогенат калия.

Аналогично примеру 1 проводят реакцию взаимодействия 15 мл (0,1моль)

2-метил-5-этилпиперидина, 3 r (0,1моль) парафорМа, 6,2 мл (0,1 моль) сероуглерода, 5,6 r (0,1 моль) едкого кали в среде диоксана. Продолжительность реакции 2 ч при 20-25ОС. После отгонки растворителя целевой продукт очищают прекристаллизацией из ацетона.

Выход 15,4, г (57,2% от теоретического). Т. пл. 290ОС с разложением, 2-Метил-5-этилпиперидил-й-метилксантогенат калия растворяется в воде, диоксане и спирте. В диэтиловом эфире и бензоле не растворяется.

Найдено, %: С 44 31; H 6 71; и 4 91;

5 23,51; К 14,17.

CtoHi8N0 S K

Вычислено, %: С 44,23; Н 6,64; N 5,16;

S 23,61; К 14,39 °

Исследование свойств целевых продуктов в качестве ускорителей вулка789518

Таблица 1

50,0

50,0

2,5

2,5

50,0

50,0

2,5

2,5

50,0

50,0

2 5

2,5

50,0

50 0

2,5

2,5

50,0

50 0

2,5

2,5

50,0

50,0

2,5

2,5

50 0

50 0

2,5

2,5

1 5

1,0

3,0

1,0 1,0

3,0 3,0

1 0

3,0

1,0

3,0

1,0

3,0

1,0

3,0

73 0

20,0

4,0

73,0

20,0

4,0

73,0

20,0

4,0

73,0 73,0

20 0 20 0

4,0 4,0

73,0

20,0

4,0

73,0

20,0

4,0

1,5

1 5

1 5

1,5

1,5

Таблица 2

Известная 10

40

398

344

328

10,7

10 7

10,2

53 3,2

54 3,6

56 3,7 низации каучуков проводят на основе кабельной резины марки lBII-50;

CKH-26М

Наирит A

Магнезия жженная

Неозон Д

Каптакс

Стеариновая кислота

Парафин

Технический углерод ПМ-15

Дибутилфталат

Белила цинковые

Морфолил-N-метилксантогенат калия

Пиперидил-N-метилксантогенат калия

2-Метилпиперидил-й-метилксантогенат калия

3-Метилпиперидил. -М-метилксантогенат калия

4-Метилпиперидил-N-метилксантогенат калия

2-Метил-5-этилпиперидил-N-метилксантогенат калия

Как следует из табл. 1, в качестве ускорителя известной смеси используют каптакс (2-меркаптобензтиазол) в количестве 1,5 вес. ч., что является оптимальной дозировкой по

ГОСТ 2609-66.

Каптакс как ускоритель вулканизации довольно широко применяется для вулканизации в паровой среде. В сочетании с тиураном он может быть использован и для вулканизации на воздухе. Однако каптакс плохо диспергируется в каучуке, что приводит к

Составы резиновой смеси UBII-50 приведены в табл. 1. местной перевулканизации; при смешении на вальцах при 95-105оС наблюда40 ется подвулканизация смесей; плато вулканизации (длительность сохранения оптимальных физико-механических показателей резин при температуре вулканизации) небольшое, составляет

20 мин.

Результаты сравнительных данных по физико-механическим показателям известного и предлагаемых составов резиновой смеси шВП-50 приводятся в табл. 2.

789518

Првдлагавмаяг1

Предлагаемая:б

402

328

268

10 50

20 54

40 54

60 54

2,8 9,0

2 7 10,5

3,8 г 10 6

4,0 10,8

Формула изобретения й-Метилксантогенаты морфолина или пиперидина общей формулы

R-cH О-с- SK

Р (((S

Предлагаемые соединения позволяют устранить подвулканизацию прн температуре смешения 105ОС и выае; сопротивление резин к разрыву повышается на 0,40 кгс/сьР. при использовании морфолил-й-иетилксантогената калия, на 0,10 кгс/см1 — при использовании пиперидил-й-метилксантогената калия, 2-метилпиперидил-N-метилксантогената калия и 4-метилпиперидил-N-метилксантогената калия плато вулканизации широкое, т.е. увеличивается в 2 раза и составляет 40 мин.

40 где R + i -В -4 (y Ц С>Н

-IY. -IV СН (а сн, 3

4$ являющиеся ускорителями вулканизации Иабельных резин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Авторское свидетельство СССР

9 237895, кл С 07 D 211/96, 1968.

Стойкость резиновых смесей к подвулканизации и широкое плато свидетельствуют о преимуществах полученных соединений по сравнению с известными.

Составитель 7К.Сергеева

Редактор И.Михеева Техред И.Aсталош Корректор Н. Швыдк ая

Заказ 8972/25 Тираж 495 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

10. 50

20 52, 40 . 54/

60 54

10 52

20 54

40 52

60 56 .

10 52

20 54

40 54

60 56

10 50

20 54

40 52.

60 54

10 50

20 52

40 54

60 54

3,2

3,6

3,7

3,8

2,3

2,7

3,1

3,7

2,8

2,7

3,4

3,8

2,6

2,8

3,5

3,9

2,6

2,8

3,6

3,7

10,2

10 6

11,1

11,1

9,5

10,6

10,8

10,8

9,6

10,8

10 8

10,7

9(5

20,5

10,5

10,9

9,2

10,6

10i8

10,8

368

358

402

336

312

278

4 02

386

318

288 .392

366

342

296

412

366

328

268

8 б

4

4

4 . 8

4 б б б

4 б

8 б

4 б