Производные диалкилсульфосукциновой кислоты в качестве диспергирующих агентов магнитного порошка гамма-оксида железа

Производные диалкилсульфосукциновой кислоты в качестве диспергирующих агентов магнитного порошка гамма-оксида железа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение касается производных диалкилсульфосукциновой кислоты, в частности соединений общей ф-лы R - [O - S(O)<SB POS="POST">2</SB> - CH(CH<SB POS="POST">2</SB> - C(O) - OR<SB POS="POST">1</SB>) - C(O) - OR<SB POS="POST">1</SB>]<SB POS="POST">X</SB>, где а) R = н-C<SB POS="POST">4</SB>H<SB POS="POST">9</SB>, н-C<SB POS="POST">7</SB>H<SB POS="POST">15</SB>, н-C<SB POS="POST">8</SB>H<SB POS="POST">17</SB>, изо-C<SB POS="POST">8</SB>H<SB POS="POST">17</SB>, н-C<SB POS="POST">9</SB>H<SB POS="POST">19</SB>, при X = 1, б) R = SI(CH<SB POS="POST">3</SB>)<SB POS="POST">3</SB>, R<SB POS="POST">1</SB> = н-C<SB POS="POST">7</SB>H<SB POS="POST">15</SB>, изо-C<SB POS="POST">8</SB>H<SB POS="POST">17</SB>, н-C<SB POS="POST">9</SB>H<SB POS="POST">19</SB> при X = 1

в) R = SI(CH<SB POS="POST">3</SB>)<SB POS="POST">2</SB>, R<SB POS="POST">1</SB> = н-C<SB POS="POST">7</SB>H<SB POS="POST">15</SB>, изо-C<SB POS="POST">8</SB>H<SB POS="POST">17</SB>, н-C<SB POS="POST">9</SB>H<SB POS="POST">19</SB>, которые могут быть использованы в качестве диспергрирующих агентов магнитного порошка γ-оксида железа. Цель - создание новых более эффективных веществ указанного класса. Синтез ведут реакцией NA-солей диалкиловых эфиров сульфоянтарной кислоты с конц. HCI с выделением диалкилсульфосукциновой кислоты и обработкой ее триметилхлорсиланом или диметилдихлорсиланом. При этом сначала процесс ведут в спиртовой среде при 60 - 80°С, а затем при 50 - 90°С в среде толуола с использованием избыточного количества соответствующего силана. Выход,%, брутто-ф-ла: а) 73,8, C<SB POS="POST">12</SB>H<SB POS="POST">22</SB>O<SB POS="POST">7</SB>S, б) 80, C<SB POS="POST">18</SB>H<SB POS="POST">34</SB>O<SB POS="POST">7</SB>S, в) 82, C<SB POS="POST">20</SB>H<SB POS="POST">38</SB>O<SB POS="POST">7</SB>S, г) 76, C<SB POS="POST">20</SB>H<SB POS="POST">38</SB>O<SB POS="POST">7</SB>S, д) 83, C<SB POS="POST">22</SB>H<SB POS="POST">42</SB>O<SB POS="POST">7</SB>S, е) 90, C<SB POS="POST">21</SB>H<SB POS="POST">42</SB>O<SB POS="POST">7</SB>S SI, ж) 86, C<SB POS="POST">23</SB>H<SB POS="POST">46</SB>O<SB POS="POST">7</SB>S SI, з) 89, C<SB POS="POST">25</SB>H<SB POS="POST">50</SB>O<SB POS="POST">7</SB>S SI , и) 85, C<SB POS="POST">38</SB>H<SB POS="POST">72</SB>O<SB POS="POST">14</SB>S<SB POS="POST">2</SB>SI, к) 95,6, C<SB POS="POST">42</SB>H<SB POS="POST">80</SB>O<SB POS="POST">14</SB>S<SB POS="POST">2</SB>SI, л) 93,2, C<SB POS="POST">46</SB>H<SB POS="POST">88</SB>O<SB POS="POST">14</SB>S<SB POS="POST">2</SB>SI. Новые соединения могут быть введены в ферролак, содержащий γ-оксид железа, AL<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">3</SB> или CR<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">3</SB>, эпоксидную смолу, меламинои фенолформальдегидную смолы, оксиалкиленсилоксановый блоксополимер, толуол, ксилол, циклогексанон, изофорон и моноэтиловый эфир этиленгликоля. Достигается лучшая разрешающая способность. 2 табл.

) ) f ) >- ij) i>а

СООЗ СОВЕТСКИХ

C0UH

РЕСПУБЛИК

„.SU„„71658

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ с11)1;нам> общей Ф,)р)1ул>ы

R i O S Cf»COOR, 1 ! С I-I„COOH

) Х (1) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4730620/04 (22) 14.08.39 (46) 23.03.91. Бюл. 11> 31 (71) Государственный научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений (72) Г.С. Гольдин, К.О. Авероах, Т.А. ».»лагина, Л.А. Некрасова, В.В. »»1ербинин, В.В. Баенкевич, О.П. Барабанова и t1.Â. Фалеева (53) 547.269 (088.3) .(56) Патент С»»»А 1» 2176423, кл. 260431, 1950.

Лнторское свидетельство СССР

»» 1247923, кл, Г 11 В 5/68, 1984. (54) ПРОИЗ ВОДûûŠQUUII

ГВ1НОВОЙ 1<ИСЛОТ! I B I

aI-0t

;57) Изобретение касается производных,1иалки.тсульфосукциновой кислоты

d частности соединений оощей ф-лы

Г<- 0-8(0), -????(????„-??(??) -????1) -??(??) -0??,1„, ?????? ??) r ????” ??= С 1??9, ??-????111>, í-(81» т изо -C81! f 7 H-(9 tl 19 при х = б)

R-81(I»>) >, R»,ff-СуН»В Нао СВ1» н-С >» 19 при х = 1; в) R — 81-(СН ) > н С7Н15 изо С8Н17 и С4 Н1 которые могут бить использованы в качестве д;1спергирующих агентов

Нзooptтеьч1е относится к новым химическffff саединениям, а именно к .1иа)1килс. л1,4)асукцинавым кислотам и их кремний рганическим про 1зваднь)м гримет11лд11алкилсульфосукцинил- и:н1

„имети;1б;1 „ иалкилсу;1ьфосук))ин..л) (g))fl С 07 С 309/63, G I I В 5/70 магнитного порошка >-оксида железа.

Цель — создание HQBbfx более эффективных веществ указанного класса.

Синтез ведут реакцией Na-солей диалкиловых эфиров сульфоянтарной кисло— ты с 1

60-30 С, а затем при 50-90 С в среде толуола с использованием избыточного кали>)еа1на соответствующего силана.

Выход, 7-., брутто-ф-ла: а) 73,8, з40т

С zZI 4 07- > с ) 90 > С 2„Н4аот В ж) 36 ° Сг»»4ьоqВ Bi з) 89 -у 11 yp0)," 31, )1) 35 > С 81» т20«5 81, к) 35 6, Cqzi»fop )146гái > л) 93,2>

С4b II 880 14 8 z » i Hcff f fe с ое,1ине1п1я гут быть вводеffbl в ферралак, содер— жа)щ1>f -окс11д железа, Al.)0 у или

С1-, î у эпоксидную смолу, меламино- и фен..1фармл,fhf,åãи,1ную смолы, оксиалкиленс)1лакса11ан11й O.foêñoïoлимер, та )уoJI кcff)101 Щ1клогексанон, изофорон и минаэтиланий эфир этиленгликаля.

)1ос гигается:1учшая разр >шающая способность. 2 табл.

1671658 где R — Н, 1 — н — С4Н9, н — С Н (5, н — Г Н," изо-С Н1, н — С9Н 19, х = 1; или

5 .>I (СН>)g R1 н-С Н(5 изо Я 17 < 9 19 или

R — Si(CHg)g R1 — н-СуН <5, изоС Н17, н — С9Н19 и х = 2. 10

ДиалкилсульАосукциновые кислоты и «х кремнийорганические производные являются соединениями, обладающими высокой активностью — диспергирующей способностью и хорошей расп- 15 ределяемость(с> в массе многокомпонентной суспензии. Они могут найти применение в качестве диспергаторон магнитного порошка 2N -оксида железа, улучшающие технологические и эксплу- 2р атационные характеристики (I>eppoJ(axoвых композиций.

Известны соли (калия, натрия, аммония) диалкилсульфосукцинатов с различным строением радикала. Однако 25 указанные соединения не активны в высоконаполненных системах, не растворяются в растворителях (толуол, этилцеллозольв, циклогексанон), при-меняемых в ферролаковых композициях. 3р

Наиболее близкими соединениями к предлагаемому являются калиевые изп( натриеные соли диалкилсульфосукцинатон, общей . формулы

МО 5С НСс>а9, <

Си СО О

r,--(e К вЂ” С Н „, С,Н(, СдН„, И-Na, К. 40

Указ анйые с оеди не ния используются н составах моющих средств. Однако эти сопи не оказывают диспергирующего эффекта по отношению магнитного порошка (-оксида железа.

В качестве диспергатора -оксида железа прииеняется фенилтриэтоксисилоксан. По он не полностью удовлетворяет требованиям эффективности диспергирующего действия. Например, при 50 ннедени((его н ферролаковую композицию он не обеспечивает необходимого сниже((ия модуляции перезаписи отнержденного покрытия для дисков с высокой плотностью записи. 55

U< JII l<> изобретения ян -яется выянление новь(х соедине ний, обладающих высокой диспергирующей активностью к I% -окс((ду желез>з и хорошо совмещающихся с эп<>ксидной, фенол- н меламиноформальдегидными смолами и органическими растворителями, Указанным требованиям соответствуют диалкилсульфосукциновые кислоты и их кремнийорганические производные триметилдиалкилсульфосукцинил- или диметилбис(диалкилсульфосукцинил)силаны формулы (I).

Эти соединения представляют собой вязкие жидкие вещества от желтого до коричненогс> цвета, растворимые в этаноле, серном эфире, толуоле, хлороформе, этилцеллозольве и в других органических растворителях.

Гинтер соединений формулы (I) осущестн>(яют взаимодеиствием натриеных солей диалкиловых эфиров сульфоянтарной кислоты с концентрированной соляной кислотой, выделяя сначала диалкилсульфосукциноную кислоту с последующим нзаимодейстнием ее с триметилхлорсиланом или с диметилдихлорсиланом.

Получегн(е сульфокислоты осуществляют в спиртовой среде при 60-80 С в о течение 3-5 ч (до полного удаления натрия, аналитически определяется содержание натрия в молекуле) .

Вторую реакцию осуществляют при э0-90 С н среде тс>луола при иэбыточНоМ KoJIH÷åñòIIe алкилхлорсил;.НоВ в течение 20-25 ч.

Получен нь(с соединения (выход 8090%) охарактеризованы данными элеМЕНтпс ГO;lllaJ(llэа, ПрИВЕдЕННЫМИ В табл. 1.

l1 р и м е р 1. 16,9 r (0,05 г-моль) натриевой со ш дибутилсукцината, растворенного в 100 >IJ(этилового или изопропплоного спирта, смешивают с

7,7 г (0,075 моль) концентрированной хлористово,(оро„(ной кислотой, перемешивают при 80 С в течение 3 ч. Отфильтрован х:(орид натрия от реакционной массы, отгоняют спирт, затем сушат аэеотропной отгонкой с толуолом. (1осле этого дополните>(ьно от<рп((ьтровынают oò следов хлорида натрпя,,(oñy;.а отгоняют ToJIyoJ(и выделяю(12 г (73,8", -) дибутилсукциноной кислоты.

П р и и е р и 2-5. Аналогично примеру 1 из U,1 г-моль диалкилсульс(осукц,(ната н 0 15 г-моль концентрированной хлорпстоводородной кислоты

1671653

Эффективность действия синтезированных соединений как диспергирующих агентов для -оксида железа оценивают следуюыим образом. Навеску

1-оксида железа массой 180 мг помещают в О, ЭХ-ный раствор исследуемого соединения в толуоле и в течение

30 мин суспензию обрабатывают ультра звуком 35 кГц (ультразвуковой генера тор фирмы Retsch, ФРГ) . Далее еще в течение 30 мин суспенэию перемешивают на механическом вибраторе, затем разбавляют толуолом до 275 мл и помещают в седиментационный сосуд;

Седиментационные кривые снимают при

50 получают диалкилсукциновые кислоты формулы (1) с различной длиной цепи (R — н-С т11 <, н-С8П 1, из о-C II 17 у н-С, Н ).

Пример 6. К 50r (0,126моль) дигептилсукциновой кислоты, растворенной в 150 мл толуола, прикапывают 62 r (0,567 моль) триметилхлорсилана. Затем при 50-60 С перемешивают реакционную массу в течение 2530 ч с отдувом выделяющегося хлористого водорода азотом. После отгона растворителя выделяют 53,2 г (907) триметил, дигептилсульфосукцинилсила15 на.

Пример 7 и 8. Аналогично примеру 6 иэ 0,2 r-моль диалкилсукциновой кислоты и 0,9 г-моль триметилхлорсилана получают триметил, диалкилсульфосукцинилсиланы формулы (I)

С,Н где R — СНАП вЂ” (СН ) ЗСНэ, -СН (СН ) СН 3

Пример 10. К 25,8 г (0,06 г-моль) ди (2-этилгексил) сукциновой кислоты, растворенной в 100 четыреххлористого углерода, прикапывают 3,94 г (0,09 r-моль) диметилдихлорсилана . Затем при 60-65о С перемешивают реакционную массу в течение 10 ч в токе азота.. После отгона растворителя выделяют 26,3 г (95,67) диметилбис(ди(2-этилгексил) сульфосукцинил)силана.

Пример ы 9 и 11. Аналогично примеру 10 иэ 0,1 r-моль диалкилсукциновой кислоты и 0,15 r-моль диметилдихлорсилана выделяют диметил— 40 бис (диалкилсульфосукцинил) силаны форЬлы (I), где R — Сн (СН,),СН,;—

С 2(2.) 7С 13 °

25 С на седиментационных весах фирмы

"Sartorius" модель 4610 (ФРГ).

Расположение седиментационных кривых соответствует среднему размеру агрегатов g -Fe О, который получается в результате обработки магнитного порошка диспергирующими агентами. Использование предлагаемых соеди— нений в качестве циспергирующих агентов существенно позволяет уменьшить средний размер агрегатов магнитных частиц / -оксида железа, что является необходимым условием эффективности процесса диспергирования магнитных пигментов.

Зведение новых соединений в качестве диспергирующих агентов в рецептуру ферролака позволяет существенно улучшить разрешающую способность и модуляцию перезаписи отвержденного покрытия (табл,2), что само по себе связано с улучшением диспергируемости магнитных частиц.

Изготовление ферролака, состоящего из g -оксида железа (21-237), оксида алюминия (0,25-0,37) или оксида хрома (0,67) эпоксидной смолы

305/?1/2 (15,3-16,3/), меламиноформальдегидной смолы (1-2Z), фенолформальдегндной смолы ГИ-3 (5, 7-7,07), оксиалкиленсилоксанового блоксополимера КЭП-2 (0,2-0 75/), толуола (14-157), моноэтилового эфира этиленгликоля (14-21,67), циклогексанона (13,0-13,7X), изофорона (7,8-!3,07.) и ксилола (20,6Е) проводят путем диспергирования компонентов в шаровых мельницах при постадийной загрузке компонентов (диаметр стальных шаров

5 жч). Испытания функциональных параметров (раэрешающая способность и модуляция перезаписи) магнитных покрытий дисков проводят на установке AT-3. Точность измерения функциональных параметров составляет -5X.

-1Составы приведены в табл.2.

Полученные данные свидетельствуют о высокой эффективности диалкилсульфосукциновых кислот и их производных при введечии в магнитную композицию в качестве диспергирующих агентов магнитного порошка.

Формула изобретения

Произ вод ные диалкилс ульф ос укциновой кислоты общей формулы

1671658

R О,8CHCOOR

СН COOH или где R — Н, К» - Н - С4Н9, í-C7H s н-СВН»7 5 иэо-СдН»» э н-СС/Н»

Х се!р

Т ° О и ° ц ° 1 йналкллсулъФосук)озиоэь)е клслоты л диалзилсуль4юсу«)о)«нас«лены

Вычислено, 2

Наддано, !

Ваод, 1

Сосал° Е )IN « ао

Формула

Н 5 Si арию

Ру

10,32

7,09

46,45

С дызз015

c„í os

Н 1

Н 1

Ь,62 8,12

54,62

1,5S

56, 61

9,67

С Ы О 5 с н о,s

56,87 9,00 1,58

Н 1

Н 1

5Ь,ЬЬ 9,33

C)2Í З 0«5

C1) e«I0) SS) $4,01 9,01 6,66 6,0

5,65

55,85 9,30 6,41 5,Ь6

5747 957 613 5 ЭЬ

54,03 8,53 7,58 3,31

С«ы«40)55)

C21Н эо0755(С 8«0) ° S Si

Сз«Нано)ъ 5!sl

С(е Нэа01 ° 5151

5,15

3,19

5Ь 00 В ВЬ 1,1(3,11

2, 79

9,20 Ь,Ь9 2,93

57,74

2,65

Т ° опм и ° 2

Иамнепоаанне

Изэест — II ныд

111 IV

«оззпонентоа мас.з, и парам«трое

-Оксид ле1

° эа

23,0

21,0 21,0

21,0

21,0 21,0

21,0 21,0 21.0

153 153 153

23,0

23,0

1Ь

Зпо«сндна« смола 905Е(/2

16,3

15,3 IS,I 1$,3

15,3 15,3

IЬ,3

16,3

° аиеафорнапъз) °гмдмал снопа

ФПФ-1

5, 1 5, 7

5 7

7,0

S,7

5,7

5, 7 S, 7 5, 7

7. О

7,0

НелаыиноФор мапъмегмднан смола (Н-3

2,0 2,0

2,0 2,0

2,0

1,0

1,5

2,0 2,0 2,0

I,S

1,$

0«сналкмпенснлоксаноэыи

Оло«сополинер НЭП-2

0,2

0,4

0,4

OV,4 0,4

0,15

0,4 0,4 0,4

0.2

0,2

0,4

0,3

0,25

0,3 0,3 0,3

0,3

0,3 0,3 0,3

0«снд ап«эе(мма

О«сна «розза

0,6

О,Ь

0,6

15,0 15,0

Тапурл (ч.д. ° .) 14,0

1$,0 1$,0 15,0

14,0 14,0 14,0

Ноноэтмлоэыи

«4«зр этипен глнкопн

16,3 18,3

13,7 13,7

21,6 leç Ie 3

18. 3

14,0

21,6

14 ° О )4,0

13 О 13 О 13 О

2\,6

Ни«лога«саном (ч.д. ° .) 13,О

13, 1 13,7 !3.7

7,8

13,0

НэоФорои (ч) Нсмлол (I) e,ь

7,S

1,8

7,8

7,8

IЭ,О

8,6

В,Ь

13,0 13,0

20,Ь

20,6

20,Ь

Диспаргиру)э нмд ° гент)

Фемнлтрнзтоксм— силоксаи сое«мнение

0,7

О,S

О, S

0,$

0,$

0,5

0,3

0,5 (Сыэ)эsi 1 (Сы ) Si (СН з) Si 1 (Сыэ)з Si 2 (СНЭ)з 51 2 (СНЭ), 5(2 и-C«lls 73,8 н-Сты,э 80 н-СЕН,1 82 иэо-Сеео 76 н-СЭН,З 93

Сты ls

««î-С,Н„ 86 и-сэн)т 69 а-c,e«6$ нзо-СаН,) 95,6

° -C Н, 93,2

45,65 Ь,Ь(10,02

$4,63 8,9$ 7,88

$6,45 8,83 1,45

S6, 58 8, 15 7,38

S6,05 8,93 6,95

53,95 8,98 6 57

5$,48 9,05 6,30

51, 28 9, 35 5,96

53,90 6,47 7,Ý5

$$,65 8,27 6,89

51,59 9,53 Ь,45

" С7 "(Л

ИЗ О С»» 1147 з н С911(9 э Х = !;

R S3. (СН )21 R $ -H С71((з Н3ОCg l»(7 ° H C9 ll 49 э X = 2, в качестве диспергируюцих агентов магнитного порошка -оксида иелеза.

1Ь71Ь58

Продо((же((ие таб(л. 2

lleíìåíîeeeèå (V ((еаестаомпонентоа нас .2 н пара метрое

0.5

0,$

0,76 0,78 0,80 0,60 0 ° 60

О, 78

0,79 0 79

О 7Ь О 79 0 79

0,49

° N е атее 4 диаметр (164 мм) 0,86 0,8$ 0,6)> 0,$3 0,84

0,86

0,61$ 0,62 0,$2

0,82 0,62

0,72 монупацпи пераеаписа

4,1 4,\

4 2 4,2 4,0 4 0 4,0

4,2

4,1

4,1 4,09

$,$ а Номера соапмнанн1 ае тарп. 1, Редактор Н. Рогулич

Корректор Л. Патай

Заказ 2802 Тира(к 251 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.у72(города ул. Гагарина,101

11 ра \peas ltcse н способиоста,2( анутренмнп пиаметр (101 мм) i

Ч

IX X XI 2(1

Составитель Т. Власова

Техред Л.Олейник