Полимерная термоотверждаемая композиция

 

Союз Советскнк, Соцнапнстнческни

Респубики

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С 08 L 65/02

Государственный комитет

СССР ао делан изобретений и открытий

Опубликовано 15 02. 82. Бюллетень ¹

Дата опубликования описания 15.02, 82 (53) УД3(678. 83, .046(088.8) (72) Авторы изобретения

В. В. Коршак, М. М. Тепляков, В. Н.Миха (7!) Заявитель

Ордена Ленина институт элементоорг

АН СССР (54) ПОЛИМЕРНАЯ ТЕРМООТВЕРЖДАЕМАЯ КОМПОЗИЦИЯ

Изобретение относится к полимерной химии, а точнее к полимерным

Ф термоотверждаемым композициям на основе олигофениленов, и может быть использовано в химической промышленности, а композиции - для изготовления тепло- и термостойких конструкционных материалов.

Известны полимерные композиции, используемые в качестве конструкционных материалов, основу которых сос о тавляет полифенилен, полученный окислительной дегидрополиконденсацией смеси ароматических мономеров, и отверждающий агент, полученный поликон15 денсацией ароматического гликоля и и-толуолсульфо кислоты f11952).

Такие композиции являются нетехно" логичными из-за плохой растворимости их основы (полифенилена), что требует применения больших объемов токсичных хлорированных растворителей и не позволяет получать высококонцентрированные пропиточные растворы. Иолекулярная масса растворимой фракции такого полифенилена не превышает

2000, что недостаточно для изготовле" ния конструкционных материалов с высокими прочностными показателями, Наиболее близкой по технической сущности к опи сы ваемо му и зобрете ни ю является полимерная термоотверждаемая композиция, состоящая из олигофенилена и и-толуолсульфокислоты (33. Эта полимерная композиция содержит в качестве основы полифенилен, полученный полицикпоконденсацией приблизительно эквимолекулярной смеси кеталей монои ди ацетил арома тически х соеди нений.

Недостаток такой композиции заклю чается в том, что ее отверждение протекает при высокой температуре (400 С), это связано " характером реакций структурирования по концевым . кетальным и ацетильным группам. Столь вы со кая темпер атура от верждени я не позволяет использовать для перера"

820201

25 где Ar— (Я ИЛИ где Х= бот ки т а кой композиции ст андарт ное технологическое оборудование.

Другим недостатком такой композиции является то, что из-за незначительного содержания концевых реакционноспособных групп, отвержденные полимеры имеют недостаточную густоту сшиво к между макромоле кулами и соответственно низкие прочностные показатели.

Целью изобретения является снижение температуры отверждения и повышение физико-механических свойств от вержде н ного матери ал а.

Эта цель достигается тем, что известная поли мерная термоот верждаемая композиция, состоящая из олигофенилена и п-толуолсул ьфокислоты, она содержит оли гофенилен общей формулы: ю а т акже дополнител ь но содержит в качестве сшивающего агента гликоль общей формулы НО- CHR- X- С НР- ОН, R=-ÑÍ, -Н при следующем соотношении компонентов, вес. ч.:

Олигофенилен 100

Гли коль 20-100 п-Толуолсуль55 фоки слота 5-10

Совмещение компонентов производят в среде органических раствориф т ей, таких как толуол, ксилол, бензол, хлороформ, дихлорэтан при

60-150 С, Полученные растворы могут быт ь использованы для пропит ки по обыч ной тех ноло гии т аки х армирующих наполнителей, как стеклянная и уголь" ная ткань и т,п, Путем отгонки растворителя могут быть получены пресспорошки. Пресс-порошки и композиты перерабатывают по обычной технологии при 200-250 С, получая констру кцио нные матери алы с вы соки ми прочностными свойствами. В некоторых случаях с целью улучшения теп лофизических и механических свойств после отверждения при 200 С может применяться прогрев материала вне пресса в инертной атмосфере при

250-.450 С в течение 20-100 часов

Пример 1. В четырехгорлую колбу, снабженную термометром, мешалкой и барботером загружают 3, 10 г (0,01 моль) этилового кеталя и-диацетилбензола, 5,82 г (0,03 моля) этилового кеталя ацетофенона и 50 мл сухого бензола. Колбу охлаждают водой до 15 C и в раствор при перемеши вании пропускают ток сухого НС2 со скоростью 8-10 см /мин, По ходу ъ реакции отбирают и высаживают в этиловый спирт пробы реакционной смеси. После образования достаточно высо комоле куля р ного проду кта добавляют остал ь ное коли чест во (9,70 г, 0,05 моля ) кеталя ацетофенона, выключают перемешивание и. пропускание

HCE и смесь оставляют при комнатной температуре на 24-36 часа, фильтруют и фильтрат высаживают в 200-250 мп этанола. Полученный продукт переосаждают два раза из хлороформа в этиловый спирт, посл чего сушат в вакууме при 60 С. Получают около 4 г олигофенилена светло-желтого цвета, раствори мого в бензоле, толуоле, диоксане и хлсрированных растворителях.

Аналогично из этиловых кеталей ди" ацетилароматических соединений общей формулы СН /Сд НвО/в С-Аr-С/OC IIr/ СН и кеталя ацетофенона получают и дру" гие олигофенилены вышеуказанной формулы, Свойства олигофениленов приведены в табл,1.

Пример 2, 20 г олигофенилена на основе этиловых кеталей и-диацетилбензола и ацетофенона, получен5 820201 Ь ного, как описано в примере 1, 10 темно- кори чне во го ц вет а со с вой ст вами, и-ксилиленгли коля и 3 г и-толуол- приведенными в табл.2. сульфокислоты растворяют в 150 мл толуола. Смесь кипятят 8 часов, соби- " Р и и е Р 4. Полученный по при-рая отгоняющийся азеотроп в ловуш- 5 меру 3 образец отвержденного в пресо ке Дина-Старка. Раствор совмещенного се при 200 С полимера на основе этис отвердителем олигофенилена упари- ловых кеталей ацетофенона и п"диаце вают на ротор ном и спари теле,, фор- тилбензола прогневают в инертной атполимер сушат в вакууме при,ампера- мосфере при 250 С в течение 30 чатуре не выше 100 С, получая т хим ob 1o сое затем при 400 С в течение 50 чаразом пресс-порошок Совершенно ана- сов Прочность при изгибе термообра«

Ф логично совмещают отвердители и оли- ботанного материала равна 440 кг/см. гофенилены иного строения.

tl р и м е р 3. Полученные, как опи- Как следует из примеров, предлосано в примере 2, пресс-порошки сов- » женные композиции отверждаются при мещают с отвердителем олигофениленов, значительно более низких температупрессуют в течение 1 часа при 200 С рах и получаемые отвержденные мате" и удельном давлении 600 кг/см . По- риалы имеют высокие прочностные лучают структурированные полимеры показатели, ;Таблица!

Т тек, OC

Молекулярная масса

Элементарный состав,3

С Н

О0

0,04

110

2100

93,59 5,51

0,04 125

1800

93,45 5,35

3600

86,54 5,05 с

92,46 5,88

130

2800

84, 29 5Ф 32

135

Таблица

Свой ст ва от вержде нных поли мер ов

6 и г., кг/сма

Температура потери массы, С

Э кстрагируемая част ь, 53 203

380

480 540

500 550

360 820201

П одолжение табл. 2

Свойства отвержденных полимеров

О и г, кг/см

Экстрагируемая часть, 4

Температура потери масс, С и- яо

54 20

460 520

420

470 520

490

550

440

П р и и е ч а н и е: - экстракция проводилась кипящим хлороформом в течение 48 часов; по данным динамического ТГА на воздухе, где X=

-О- -Copили s

ВНИИПИ Заказ 12473/1 Тираж 511 Подписное. Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4

% .т.ф. " фофиула и зобретения

Полимерная терюоотверждаемая композиция "дфстоящая из олигофенилена и и"толуолсульфокислоты, о тл и ч а .ю Щ а я с я. тем, что, с целью снижения температуры отверждения и повышения физикомеханических свойств отвержденного материала, она содержит олигофенилен общей формулы:. -CoO- «oO-Co0 -CoO- " -О- -COOФ а также дополнительно содержит в качестве сшивающего агента гликоль общей формулы Hb-CHR-X-CHR-ОН, 35 R=-СН,-Н при следующем соотношении компонентов, вес. ч:

Олигофенилен 100

Гликоль 20" 100 п-толуол сульфокислота 5-10

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CUA N 3555108, кл. 260-79, опубли к. 1969.

2, Патент США 356042 кл. 260-79, опублик. 1969.

Авторское свидетельство СССР 416369, кл, С 08 Ь 61/10, 1971 (прототип) .