Композиция на основе линейногодиметилполисилоксана

 

н:й

ОП ИСА Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«>795497

К ПАТЕНТУ (61 ) Допол н и тельный к и атент у (22) Заявлено 041275 (21) 2195656/23-05 (51) М (3

С 08 L 83/04

С 08 К 5/56 (32) 06.12.74 (33) Япония (23) Приоритет (31) 139622

Государственный комитет

СССР

«о делам изобретений и открытии:

Опубликовано 0701.81.Бюллетень М1

Дата опубликования описания 07,01.81 (53) УДК 678. 84 (088.8) (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Кейичи Кисимото, Есинобу Кода, Сосаку Сасаки и Масахико Сузуки (Япония) Иностранная фирма

"Торей Силиконз Компани Лимитед" (Япония) (71) Заявитель (54) КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ ЛИНЕЙНОГО

ДИМЕТИЛПОЛИСИЛОКСАИА

1,45-8,43

Изобретение относится к химической технологии, конкретно к композициям на основе линейного диметилполисилоксана, которые могут быть использованы для получения резиновых смесей, смазочных композиций, гидравлических жидкостей.

Известна композиция на основе линейного диметилполисилоксана и термостабилизирующей добавки, полученной пропусканием воздуха при 280-290 С через реакционную массу, представляющую собой комплексную соль церия в органополисилоксане, содержащем SiH группы в среде ароматического угле- 1 водорода (11 . Однако a этой компози- ции содержание церия, совместимого с диметилполисилоксаном, очень мало и изменяется при незначительном изменении условий реакции. Поэтому 20 известная технология непригодна для изготовления большого количества термостабильной композиции на основе линейного диметилполисилоксана.

Известна также вязкая за прототип 25 композиция на основе линейного диметилполисилоксана с вязкостью 100350 сСт и продукта взаимодействия силоксанолята щелочного металла, содержащего три силоксановых групп, 30 с хлористым церием или 2-этилгексаноатом церия 12 .. Однако термостабиль1 1 ность композиции и материалов на ее основе недостаточные.

Цель изобретения — повышение термостабильности композиции и материалов на ее основе.

Поставленная цель достигается за счет того, что композиция на основе линейного диметилполисилоксана с вязкостью 100-350 сСт и продукта взаимодействия силоксанолята щелочного металла, содержащего три силоксановых группы, с хлористым церием или 2-этилгексаноатом церия, дополнительно содержит соединение металла, выбранное из группы: 2-этилгексаноат железа или циркония, тетрабутилтитанат или тетрабутилцирконат при следующем соотношении компонентов, вес.В:

Диметилполисилоксан 91,20-98,5

Продукт взаимодействия силоксанолята щелочного металла

Соединение металла

795497

С целью дос тиже н и я гомо ге н ного распределения модифицирующих добавок в диметилполисилоксане предпочтительно вводить соединение металла в таких количествах, чтобы молярное отношение соединения металла к количеству церия, присутствующему в ком" йозиции, составляло от 0,5:1 до

2,0:1. Композиция может содержать также неорганические наполнители: дымчатый кремнезем, силикогель, осажденный кремнезем, инфузорную землю, молотый кварц, может содержать таккрасители, вулканизующие агенты

Приготовление образца 1.

Силоксанолят калия получают следующим образом. 15

100 r диметилполисилоксана с концевыми триметилсилоксигруппами, имеющего вязкость О, 02 Па с при 25 С, 3,34 r раствора, содержащего 45 г KOH в 55 r воды, 50 г толуола и 12,5 г . метилцеллозольва, помещают в смеситель, снабженный мешалкой, термометром и конденсатором с водяным сепара" тором.

Компоненты перемешивают мешалкой.

Температуру смеси медленно повышают до 138©С и.выдерживают при 138+3 C в течение 5 ч. Наблюдают, что небольшое количество воды конденсируется в водяной ловушке сепаратора.

Температуру смеси понижают до

125-130 С и выдерживают при 125-130 С в течение 19 ч. Сконденсированную воду удаляют. Толуол отгоняют от реакционного продукта посредством выдерживания при 140+5 C в течение 2 ч.

После охлаждения оставшуюся жидкость (т.е. 116 г силоксанолята калия) помещают в полиэтиленовую тару, запаивают в токе сухого азота.

Вязкость полученного силоксанолята 0,06 Па с при 25 С, эквивалент нейтрализации 4840, а содержание воды менее 0,1% по весу.

Затем 67 r имеющего на концах триметилсилильную группу диметил- 45 полисилоксана, обладающего вязкостью

20 сСт, 3 r гексаметилфосфорамида смешивают с 33 г силоксанолята калия.

Реакционную смесь нагревают при 115 С под газообразным азотом в течение Я)

1 ч. После этого 120 r обезвоженного ксилола и,16 г 2-этилгексаноата церия добавляют в реакционную смесь и реакцию проводят при нагревании с вертикальным холодильником в течение 2,5 ч. Реакционную смесь охлаждают при комнатной температуре и нейтрализуют добавкой 2 r триметилхлорсилана. Осадок удаляют фильтрацией, а ксилол отгоняют, полученный продукт реакции представляет собой 6О светло-желтую прозрачную жидкость (компонент 1). Концентрация церия в полученном продукте 1,2Ъ.

Далее 5 вес.ч. раствора 2-этилгексаноата циркония в лигроине 6S (концентрация соли металла 53%) добавляют к 100 вес.ч. продукта реакции(компонента 1) и смесь перемешивают для получения гомогенного раствора.

Приготовление образца 2.

В смесь, состоящую из 60 r силоксанолята калия, полученного описанным в примере приготовления образца 1 способом, и 0,5 r гексаметилфосфорамида, добавляют 120 r укаэанного выше диметилполисилоксана с концевой триметилсилильной группой.

Смесь нагревают при 150 С в течение

2 ч под азотом. Далее 100 г смеси растворяют в 150 г изопропилового спирта и 2,5 r раствора безводного хлористого церия в спирте {50 r этилового спирта и 50 г изопропилового спирта) по каплям добавляют в полученный выше раствор при одновременном помешивании, Полученную реакционную смесь отфильтровывают и растворитель удаляют отгонкой в вакууме при 40-50 С. Полученный фильтрат снова отфильтровывают для удаления следов осадка и получают продукт реакции в виде светло-желтой жидкости, содержащей 0,8В церия.

Далее к 100 вес.ч. полученного продукта реакции добавляют 2,2 вес.ч. тетрабутилцирконата, и смесь перемешивают до получения гомогенного раствора.

Приготовление образца 3.

Триметилсилоксанолят натрия получают по методике, описанной при получении образца 1.

70 г триметилсилоксанолята натрия добавляют к 25 r толуола. Затем в полученный раствор добавляют 100 r диметилполисилоксана с вязкостью

20 сСт и 6,75 r диметилформамида.

Смесь. нагревают при 105-110 С в течение 3 ч. и по каплям добавляют при перемешивании 5,25 г 2,5%-ного раствора безводного хлорида церия в н-бутиловом спирте. Затем реакционную смесь обрабатывают по методике, описанной при изготовлении образца 1.

Получают светло-желтую жидкость, содержащую 1,7% церия. К 100 вес.ч. полученного продукта добавляют

4,1 вес.ч. тетрабутилтитана и смесь перемешивают до получения гомогенного раствора.

Приготовление образца 4.

Смешивают 40 г диметилполисилоксана с концевыми триметилсилоксигруппами с вязкостью 20 сСт 2,7 г диметилформамида и раствор, состоящий из

2,8 r триметилсилоксанолята натрия, полученного по методике обраэца 3, и 10 г толуола. Реакционную смесь выдерживают при 105-110 С 3 ч, добавляют 65 г ксилола и 11,5 r 2-этилгексаноата церия и нагревают с обратным холодильником в течение 3 ч.

795497 о к

Далее реакционную смесь охлаждают гретого до 100ОС д омнатной температуры и нейтралиБелый осадок поэуют триметилхлорсиланом. К являлся в образ е 3 б п явл р ц после 12-дневном. силол и ного пребывания в печи, а об азе диметилформамид отгоняют в вакууме 3

В а оставался в печи в течение 23 осадок отфильтровывают. Получают цне цнеи до.появления белого преципи" жидкий продукт, содержащий 1,3Ъ це- тата.

Р и м е р 4; 1 кг диметилполиалее, вес.ч. раствора 2-этил- силоксана, имеющего вязкость 100 Ст гексаноата железа в спи а в спирте с содер- загружают в химический стакан емь с т, жанием 11% железа добавляют к, костью 2 л. Как и в предыдущих при100 вес.ч продукта реакции. Смесь мерах, 59, 3 r образца 4 быстро. дисперр е ивают до получения гомоген- гируют в полисилоксане для получения

10 гомогенной прозрачной смеси (раствоПример 1. 1 кг диметилполи- ра) (образец 4 а). силоксана с,вязкостью 100 сСт помещают в химический стакан емкостью

Для контроля 1 кr диметилполиси2 л, а затем вводят 64 3 г образ- 5 .ы с язкостью 100 сСт помещают ца 1. Получают гомогенный прозрачв химический стакан емкостью 2 л и к нему добавляют 59 r продукта реакции, полученного до прибавления 2-этилакции, полученного до добавления гек:аноата железа при приготовлении

2-этилгексаноата циркония при приго- 20 образца 4 и пол чают и товлении образца 1, вводят в 1 кг могенный раство костью температуре » С и отноный раствор, характеризующий обра.— сительной влажности от 50 ости от 50 до 70%. зец 1 б.

Белый преципитат появлялся в образце

25 4 б спустя 67 дней, в образце 4 а— силоксана с вязкостью 350 сСт помелишь спустя 115 дней. щают в химический стакан емкостью

Приме

2 л и в него добавляют 96,2 r продуктилполисилоксана с вязкостью 100 сСт та, полученного по образцу 3 для пои 3 3 г п о кта еак ии п

ro o введения добавки 2-этилгексанолученИЯ гомогенного пРозРачного Рас- З." а и,о„, ца 1, загружают в химический стакан

Применяя тот же метод, который описан вьпае, 96,0 r продукта реакемкостью 300 мл для получения об аздля получения образца С. ции, полученного до введения тетрабутилцирконата в продукт, полученный 35, обР зц по Ученного после по образцу 2, добавляют к 1 кг дивведения добавки 2-этилгексаноата метилполисилоксана с вязкостью

350 сСт и получают гомогенный прополисилоксана с вязкостью о с а с вязкостью 100 сСт зрачный раствор (образец 2 б).

Образцы. 2 а и 2 б помещают в печь 40, r родукта реакции,полученног

4 8 г и с циркуляцией горячего воздуха, надо введения добавки тет аб тил и когретого до 100 С. Белый осадок обната при приготовлении об аз а 2 р р в ии образца 2, дораэовался в образце 2 б после 10 дней нагрева в печи, в то время как на с вязкостью 100 сСт для получения образца К. в образце 2 а белый осадок появляется только после 21 дня выдержки

4,8 г образца 2, полученного после введения добавки тетрабутилциркокг cополимера, ната, добавляют к 150 г диметилполисостоящего из 60 мол.Ъ фенилметилсилоксана с вязкостью 100 сСт для получения образца Г. силоксана и 40 мол.: диметилсилоксана с вязкостью 350 сст, загруж,„т 50 2,3 г ПРодукта Реакции, полУченв химический стакан емкостью 2 л и добавляют продукт, полученный по бавляют к 150 г диметилполисилоксана образцу 3, до получения гомогенного прозрачного раствора (образец 3 а), с вязкостью 100 сСт для получения образца G.

При тех же условиях, которые опи- 2,3 r образца 3, полученного после саны выше, 45 г продукта реакции, введения тетрабутилтитаната, добавляполученного до введения тетрабутил- ют к 150 г,циметилполисилоксана с титаната при приготовлении образца вязкостью 100 сСт для полУчения об3, добавляют к 1 кг сополимера фе- разца Н. нилметилсилоксана и диметилсилоксана, 60 3,0 r продукта реакции, полученнополученного выше, и получают гомо- го до введения 2-этилгексаноата жегенный прозрачный раствор (образец .леза при приготовлении образца 4

3 б).

I добавляют к 150 г диметилполисилокОбРазцы 3 а и 3 б помещают в печь сана с,вязкостью 100 сСт для полус циркуляцией горячего воздуха,,на- 65 чения образца "J..

795497

130

6,5

112

3,8

4,8

120

106

2,6

122

5,0

108

3,3

129

6,7

118

5,5

Превращается в гель после

24 ч нагрева

17,0

Формула изобретения

91,20-98,50

1,45-8,43

0,01-0,36

Составитель В. Комарова

Редактор Л. Утехова Техред М. Голинка Корректор Г. Решетник

Заказ 9505/8 Тираж 539 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР. по делам изобретений и открытий

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

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

3,0 г образца 4,.полученного после введения 2-этилгексаноата железа, добавляют к 150 r диметилполисилоксана с вязкостью 100 сСт для получения образца К.

Для сравнения берут 150 г диметилполисилоксана с вязкостью 100 сСт, свободного от всяких добавок, образец

Все эти 9 образцов нагревают в течение 48 ч в печи с циркуляцией

Композиция на основе линейного диметилполисилоксана с вязкостью

100-350 сСт и продукта взаимодействия силоксанолята щелочного металла, содержащего три силоксановых группы, с хлористым церием или 2-этилгексаноатом церия, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения термостабильности, она дополнительно содержит соединение металла, выбранное из группы: 2-этилгексаноат железа или циркония, тетрабутилцирконат, при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ: горячего воздуха при температуре

250 С, при этом регистрируют изменео ние вязкости и потери веса образцов.

Полученные результаты представлены в таблице.

Из-таблицы можно видеть, что композиция согласно изобретению (образцы D, F, Н и К) обладают лучшей термостойкостью, чем копозиции, содержащие только компонент 1 (образцы

С,Е, G и «J).

Диметилполисилоксан

Продукт взаимо4О действия силоксанолята щелочного металла

Соединение металла

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3008901, кл. 252-49.7, опублик. 1970.

gp 2. Патент ФРГ Р 2362954, кл. 12 о 5/04, опублик. 1974 (прототип),