Способ получения полисульфидного полимера

Способ получения полисульфидного полимера

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области химии высокомолекулярных соединений, в частности к синтезу полисульфидных полимеров, которые могут быть использованы как полимерная основа герметизирующих композиций, применяемых в авиации, судостроении, приборостроении, радиоэлектронике, строительстве и т.д.

Известен способ получения полисульфидного полимера поликонденсацией ди-(β-хлорэтил)-формаля и 1,2.3-трихлорпропана с тетрасульфидом натрия в водной среде. Проводят десульфурирование полученного тетрасульфидного полимера молем едкого натра на 1 моль исходных мономеров с образованием высокомолекулярного дисульфидного тиокола. Затем проводят расщепление непосредственно после его образования в присутствии 1,73-2,14 молей сульфита натрия на 1 моль исходных мономеров в среде органического растворителя. Далее проводят коагуляцию, отмывку тиокола и отгонку растворителя (Патент RU №1840614 А1 на изобретение «Способ получения жидких тиоколов». - МПК⁷: C08G 75/16. - 27.08.2007).

Недостатком известного способа является применение растворителя в процессе производства. Данный способ принят за прототип.

Основной задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является исключение растворителя из процесса производства и получение полимеров с улучшенными пластическими свойствами (высоким относительным удлинением при сохранении высоких значений твердости), что позволяет использовать данный полимер в производстве стеклопакетного герметика.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе получения полисульфидных полимеров вместо ди-β- хлорэтил)формаля используется смесь формалей - (формаль 1 - ди-(β- хлорэтил)-формаль; формаль 2 - ди-(β-хлордиоксиэтилен)метан; формаль 3 - ди-(β-хлортриоксиэтилен)метан).

Формаль 1 - ди-(β- хлорэтил)формаль является продуктом взаимодействия пара-формальдегида с этиленхлоргидрином в мольном соотношении 1:2.

Формаль 2 - ди-(β-хлордиоксиэтилен)метан является продуктом взаимодействия параформальдегида с хлоргидринадиэтиленгликолем в мольном соотношении 1:2.

Формаль 3 - ди-(β-хлортриоксиэтилен)метан) является продуктом взаимодействия параформальдегида с хлоргидринатриэтиленгликолем в мольном соотношении 1:2.

Соотношение - формаль 1 (80%):формаль 2 (10-15%):формаль 3 (2-5%).

Проведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленного способа получения полисульфидного полимера, отсутствуют. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна».

Результаты поиска известных решений в данной области техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемого технического решения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявляемого технического решения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствуют условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Сущность предложенного способа получения полисульфидного полимера заключается в следующем.

Получение полисульфидного полимера осуществляют многостадийным способом.

Выполняют многостадийный процесс синтеза полисульфидного полимера, включающий поликонденсацию хлорпроизводных (смеси формалей с количественным содержанием 1,2,3 трихлорпропана 2,8-3,0%) с тетрасульфидом натрия в присутствии диспергатора (хлористый магний). После этого проводят десульфидирование дисперсии раствором едкого натра. Затем полученную дисперсию высокомолекулярного полисульфидного полимера отмывают водой и расщепляют гидросульфидом натрия в присутствии сульфита натрия. Расщепленную дисперсию подвергают коагуляции, после чего полученный коагулюм подвергают отмывке, затем осуществляют сушку.

Пример осуществления способа.

В колбу, снабженную мешалкой, термометром, обратным холодильником и капельной воронкой загружают 400 мл (0,8 моль) тетрасульфида натрия с концентрацией 2 моль/л, 10 мл (0,13 моля) гидроксида натрия. Температуру реакционной смеси повышают до 45-50°С и при работающей мешалке прикапывают 25 мл (0,1 моль) раствора диспергатора (хлористый магний). Затем реакционную смесь нагревают до 70-75°С и постепенно, в течение 30-45 мин прикапывают шихту мономеров, состоящую из 110 г смеси формалей: 0,52 моля ди-(β- хлорэтил)-формаля; 0,077 моля формаля-2 (ди-(β-хлордиоксиэтилен)метан); 0,01 моля формаля -3 (ди-(β-хлортриоксиэтилен)метан) и 2,5-3,0 г (0,017-0,019 моля) 1,2,3 трихлорпропана. Температуру реакционной смеси поднимают до 90-95°С, проводят поликонденсацию в течение 2 часов. Затем в колбу приливают 65 мл (1,1 моль) гидроксида натрия, проводят десульфидирование дисперсии в течение 2 часов при температуре 90-95°С.

После окончания синтеза дисперсию отмывают водой от маточного раствора солей и проводят расщепление смесью сульфита натрия Na₂SO₃ и гидросульфида натрия NaHS при температуре 80-85°С в течение 20-30 мин.

Количество расщепляющих агентов, которое используется при расщеплении, зависит от вязкости получаемого полисульфидного полимера. При получении полисульфидного полимера низкой вязкости загружают от 5 до 10 г (0,18 моля) NaHS на 100 г сухого остатка дисперсии и 8-10-кратный избыток Na₂SO₃ (по массе).

Затем расщепленную дисперсию коагулируют разбавленной серной кислотой до рН 3,5-4,0.

Полученный коагулюм отмывают и высушивают под вакуумом (при остаточном давлении не менее 4,0 КПа) при температуре 80-85°С до готового продукта.

В результате получили 95 грамм полисульфидного полимера с улучшенными пластическими свойствами (высоким относительным удлинением при сохранении высоких значений твердости по Шору А).

Сравнительная таблица свойств вулканизатов полисульфидного полимера, полученного с использованием ди-(β- хлорэтил)формаля и смесей формалей с количественным содержанием 1,2,3 трихлорпропана 2,8-3,0%.

Приведенные примеры показывают, что заявленные полисульфидные полимеры, полученные с заменой ди-β- хлорэтил)формаля на смесь формалей и количественным содержанием 1,2,3 трихлорпропана 2,8-3,0% обладают улучшенными пластическими свойствами (высоким относительным удлинением при сохранении высоких значений твердости по Шору А), что позволяет использовать данный полимер в производстве стеклопакетного герметика.

Способ получения полисульфидного полимера, включающий поликонденсацию хлорпроизводных формаля с количественным содержанием 1,2,3 трихлорпропана 2,8-3,0% с тетрасульфидом натрия в присутствии диспергатора, десульфидирование дисперсии раствором едкого натра, отмывку водой и расщепление гидросульфидом натрия в присутствии сульфита натрия, коагуляцию, отмывку и сушку, отличающийся тем, что при проведении процесса поликонденсации используется смесь формалей - ди-(β-хлорэтил)формаль, ди-(β-хлордиоксиэтилен)метан, ди-(β-хлортриоксиэтилен)метан с количественным содержанием 1,2,3 трихлорпропана 2,8-3,0%.