Способ получения полиорганосилилкарбодиимидов
Патент 2412214
Авторы
Правообладатели
Классы МПК
Способ получения полиорганосилилкарбодиимидов
Иллюстрации
Изобретение относится к синтезу полиорганосилилкарбодиимидов, которые применяются при получении изоляционных покрытий и компонентов высокотемпературных изделий, а также используются при создании наноструктурных композиционных и керамических материалов. Техническая задача - расширение номенклатуры используемых реагентов и повышение экологической безопасности процесса. Предложен способ получения полиорганосилилкарбодиимидов путем поликонденсации N,N'-бис(триметилсилил)карбодиимида с кремнийорганическими соединениями нагреванием реакционной массы до прекращения выделения низкомолекулярных продуктов, вакуумированием для полного удаления низкокипящих продуктов с использованием в качестве кремнийорганических соединений алкокси- и ацилоксисиланов, что позволяет существенно расширить номенклатуру получаемых полиорганосилилкарбодиимидов. Заявленный способ отличается от прототипа отсутствием образования агрессивных побочных соединений, что значительно улучшает экологическую безопасность технологического процесса.
Реферат
Предлагаемое изобретение относится к области синтеза полиорганосилилкарбодиимидов, которые применяются при получении изоляционных покрытий и компонентов высокотемпературных изделий, а также используются при создании наноструктурных композиционных и керамических материалов.
Известен способ получения полиорганосилилкарбодиимидов путем поликонденсации карбодиимида с кремнийорганическими карбофункциональными диодами [патент Германии 1190176, C08G 77/00. Verwendung von carbodiimiden gemeinsam mit siliciumorganischen verbindungen als stabilisierende mittel in estergruppenhaltigen polturethanen / A.Reischi, H.Holtschmidt, W.Neumann, W.Simmler. - №1190176; заявлено 25.04.1961; опубл. 01.04.1965, 3 с.].
Недостатком данного метода является необходимость использования многостадийного синтеза труднодоступных кремнийорганических карбофункциональных диолов.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения полиорганосилилкарбодиимидов путем поликонденсации N,N'-бис(триметилсилил)карбодиимида с кремнийорганическими соединениями - органохлорсиланами. Процесс ведут при нагревании до прекращения выделения низкомолекуряного соединения - триметилхлорсилана. Вакуумированием, для полного удаления низкокипящих продуктов, выделили полисилилкарбодиимид.
R=Me, PhMe. x=0, 1, 2. cat=pyridin.
[Колесникова А.Б. Синтез и модификация полисилилкарбодиимидов / А.Б.Колесникова, М.Ю.Митрофанов, Е.А.Грузинова, A.M.Музафаров // Высокомолекулярные соединения. - Серия А. - 2007. - Т.49. - №9. - С.1628-1634].
В процессе синтеза выделяется токсичный и пожаровзрывоопасный продукт - триметилхлорсилан [Хананашвили Л.М. Технология элементоорганических мономеров и полимеров / Л.М.Хананашвили, К.А.Андрианов // - М.: Химия, 1983. - 416 с.].
Техническим решением настоящего изобретения является повышение экологической безопасности процесса (исключается образование токсичного соединения - триметилхлорсилана) и расширение номенклатуры получаемых соединений.
Техническое решение достигается путем поликонденсации N,N'-бис(триметилсилил)карбодиимида с кремнийорганическими соединениями нагреванием реакционной массы до прекращения выделения низкомолекулярных продуктов и вакуумированием для полного удаления низкокипящих продуктов. Техническая сущность данного изобретения состоит в том, что в качестве кремнийорганических соединений используются алкокси- и ацилоксисиланы, что значительно улучшает экологическую безопасность технологического процесса (в отличие от прототипа, здесь не происходит образование агрессивных побочных продуктов).
Кроме того, способ дает возможность существенно расширить номенклатуру получаемых полиорганосилилкарбодиимидов.
Пример 1
В колбу, снабженную термометром, головкой полной конденсации и непрерывной подачей азота загрузили 24,75 г (0,13 моля) N,N'-бис(триметилсилил)карбодиимида и 33,62 г (0,13 моля) дифенилдиметоксисилана. Реакционную массу нагревали до прекращения выделения триметилметоксисилана. Реакционную массу вакуумировали для полного удаления низкокипящих продуктов и выделили соединение полидифенилсилилкарбодиимид. ИК-спектр, (ν/см-1): 2120-2180 (C=N). Спектр ЯМР 1H, δ, м.д.: 0,21 (с, 10Н, SiC6H5) [патент США 3352799, МКИ2 C08G 77/00, C08G 77/54. Organosiliconcarbodiimide polymers and process for their preparation / F.Klebe, J.Murray. - №3352799; заявлено 22.06.1966; опубл. 14.11.1967, 3 с.].
Аналогично были проведены примеры 2, 3, 4, где в качестве исходных реагентов использовались тетраэтоксисилан (2), диметилдиацетоксисилан (3) и метилтрифторпропилдиметоксисилан (4) соответственно и получили полидиэтоксисилилкарбодиимид, полидиметилсилилкарбодиимид и полиметилтрифторпропилсилилкарбодиимид соответственно.
Таким образом, предложенный способ позволяет исключить образование токсичного и пожаровзрывоопасного триметилхлорсилана и значительно расширить номенклатуру получаемых полиорганосилилкарбодиимидов, которые применяются при получении изоляционных покрытий и компонентов высокотемпературных изделий, а также используются при создании наноструктурных композиционных и керамических материалов.
Способ получения полиорганосилилкарбодиимидов путем поликонденсации N,N'-бис(триметилсилил)карбодиимида с кремнийорганическими соединениями нагреванием реакционной массы до прекращения выделения низкомолекулярных продуктов, вакуумированием для полного удаления низкокипящих продуктов, отличающийся тем, что в качестве кремнийорганических соединений используют ацилокси- и алкоксисиланы.