Способ получения пластифицированной композиции на основе серы

Способ получения пластифицированной композиции на основе серы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

." "- ° з - е е.в. ° ° чк и .тв д

28036I

И Е

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ

Зависимый от патента №

Заявлено 06.XI.1967 (№ 1195774/23-5)

Приоритет 07.XI.1966 (№ 592325 США) Кл. 39Ь, 22/10

МПК С 08g 43/00

УДК 678.684(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 26.VIII.1970. Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 8.XII.1970

Авторы изобретения

Иностранпы

Карл Катальдо Греко и Стенли Бертен Мирвисс (Соединенные Штаты Америки) Иностранная фирма

«Стауффер Кемикал Компани» (Соединенные Штаты Америки) Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛАСТИФИЦИРОВАННОЙ

КОМПОЗИЦИИ НА ОСНОВЕ СЕРЫ

Изобретение относится к способу получения пластифпцированной серусодержащей композиции, Известен способ получения пластифицированной композиции на основе серы путем смешивания и нагревания серы и пластпфикатора (алкилендимеркаптана или гетероцепного алкилендимеркаптана, в котором гетероатомом является кислород или сера).

Для расширения ассортимента серусодер- 10 жащих пластификаторов предлагается в качестве последних применять продукты взаимодействия эписульфидов с полпмеркаптанами.

В качестве эписульфида могут быть применены такие соединения как этиленсульфид, 15 пропиленсульфид, 1-бутенсульфид, циклогексенсульфид, а в качестве полимеркаптана— соединения общей формулы $Н вЂ” R — (SH)» где R — радикал (алкил, циклоалкил, арил, алкарил), содержащий до 20 атомов углерода 20 включительно; и — целое число, равное 1 или 2.

К числу указанных меркаптанов относятся димеркаптоциклогексан, димсркаптоциклопен- 2 тан, димеркаптометилциклогексан, димеркаптоэтилциклогексан, димеркапто-а-тсрпинен, дипентенднмеркаптан, димеркаптодициклопентадиен, димеркапто-ди (мстилциклопентан), тримеркаптоциклододекан, димеркаптоциклооктан, 30 дпмеркаптоэтан, дпмеркаптопропан, димеркаптобутан, димеркаптодиэтиловый эфир, димеркаптотр11этиленгликоль, димеркаптогексан, димеркаптодекан, дитпогликолевый эфир этиленгликоля и димеркаптопропионовьш эфир этиленгликоля, дпмеркапгобензол, дпмеркаптонафталин и антрацендимеркаптан, димеркаптометилбензол, димеркаптоэтилбензсл, димеркаптостнрол, димеркаптоизопропилбе зол, димеркаптоксилол, димеркаптотолуол и н-димеркаптодиэтилбензол. Предпочтительны те меркапты, которые имеют меркаптоэтильный или пропильный заместитель, например димеркаптоэтилциклогексан, димеркаптоизопропилциклогексан, дипеп гендимеркаптан, дпмеркаптоэтилбензол, димеркаптоизопропилбензол, дпмеркаптоэтплтолуол и т. и.

Взаимодействие эписульфида с полимеркаптаном (реакционная смесь содержит по крайней мере 1 или 2 лтоль эписульфида на 1 лтоль полимеркаптана) осуществляют в массе или в растворителе (алифатические спирты, например этанол, пропанол, бутанол; эфиры, такие как диметиловый и диэтиловый; кетоны, в частности ацетон, диэтилкетон, метилпропилкетоп; ароматические углеводороды — бензол, ксилол, толуол) при температуре 0 — 100 С (предпочтительно 40 — 65 С) в присутствии кислого или основного катализатора (трехфтористый бор, хлористый алюминий, хлорное

280361 т

60 олово, фтористый водород илп гидроокись натрия, гидроокись кальция, этилат натрия, триэтиламин, пиридин и пиперидин).

Для получения пластифицированной композиции серу и пластификатор берут в отношении от 99: 1 до 1: 1 (предпочтительно, от

95: 5 до 4:1).

Кроме серы и пластификатора, композиция можег быть дополнена различными наполнителями: сульфатами, силикатами, двуокисью кремния, мукой — соевой, табачной, древесной или мукой из скорлупы грецких орехов, различными глинами — каолином, бентонитом, пластичной и огнеупорной глиной, белилами или пигментами (из которых наиболее подходящие — двуокись титана, «ганза желтый» и

«толупдин желтый»), а также бактерицидными веществами, например о-бензил-и-хлорфенилом, пентахлорфенолом или пентахлорфенолятом натрия.

В состав композиций при необходимости дополнительно могут быть введены в количестве менее 1,5 вес.",ь щелочные агенты — любые вещества, водные растворы которых имеют рН свыше 7, например третичные амины (триметиламин, триэтпламин, пиридин), алкоголяты металлов (метилат натрия, трет -бутилат калия), анионообменные смолы, карбонаты, гидроокиси и окислы щелочных и щелочноземельных металлов. Наиболее предпочтительными щелочными агентами являются гидроокиси натрия или калия, карбонаты цезия, калия или аммония, бикарбонаты калия или рубидия. Однако введение агентов, облегчающих взаимодействие серы и пластификатора, не обязательно; предпочтительно, чтобы композиция не содержала щелочного агента.

Пластифицированную композицию готовят или смешиванием исходных материалов в сухом виде с последующим прогревом смеси при

118 — 250 C или введением в предварительно расплавленную серу остальных компонентов и нагреванием смеси при указанных температурах (последний метод является предпочтительным).

Полученную композицию, отличающуюся высской ударостойкостью, можно использовать для маркировки мощеных поверхностей (дорог, штреков), при этом ее наносят на чистую поверхность в нагретом состоянии (температура расплава пор".äêà 140 С) путем разбрызгивания.

Пример 1. а) В колбу емкостью 250 мл, снабженную мешалкой, холодильником, термометром и капельной воронкой, загружают 50 г (0,245 люль) дипентендимеркаптапа и 0,2 г натрия, растворенного в 150 лл этанола. К смеси по каплям из капельной воронки прибавляют 29,4 г (0,49 моль) этиленсульфида. Реакция протекает экзотермичпо (температура в процессе прибавления поднимается до 50 С). После того как реакция утихнет, реакционную смесь нагревают до 60 C и поддерживают г.ри этой температуре в течение 18 час. Образовавший4 ся белый полутвердый осадок отфильтровывают, растворяют в хлороформе и перегоняют под уменьшенным давлением. Выделяют 63; белого твердого вещества с т. пл. 55 С. б) 79 вес. ч. элементарной серы в расплавленном состоянии при 135 С выливают в стакан из нержавеющей стали емкостью 250 лл, помещенный в нагревательный кожух. В этот стакан добавляют 20 вес. ч. продукта реакции, полученного по описанной выше методике, 1 вес. ч. карбоната кальция. Полученный расплав нагревают до 150 С и выдерживают при этой температуре в течение 30 лик, после чего расплав выливают в чашки для упаривапия из алюминиевой фольги (диаметром

5,08 сл, высотой 1,27 сл) и дают ему охладиться до комнатной температуры. Затвердевшую композицию испытывают на сопротивление удару по Гарднеру. Шарик весом 0,454 кг опускают (падение) па образец со все возрастающей высоты до тех пор, пока пе будет замечено образование трещины на обратной стоpoEIe образца. Ударопрочность полученного образца составляет 16,2 кгел.

Ударостойкости композиций, получешп.iх по описанному способу (и. б), но содержащих

89 вес. ч. элементарной серы и 10 вес. ч. того се пластификатора H é 94 вес. ч. элементарной серы и 5 вес. ч. пластификатора, соответственно превышают 9,2 или 6,9 кг сл.

Пр и м е р 2. В колбу емкостью 250 лл, снабженную мешалкой, холодильником, термометром и капельной воронкой, загружают

50 г (0,248 лоль) димеркаптоэтнлциклогексапа, 0,3 г натрия и 150 мл этапола. Затем при комнатной температуре добавляют 34,2 г (0,57 моль) этиленсульфида по каплям. Этиленсульфид добавляют в течение 30 мия (температура смеси поднимается за это время от

25 до 58 С). Полученную смесь затем нагревают до 65" С и выдерживают при этой температуре в течение 19 час при непрерывном перемешивании. Полутвердый остаток отфильтровывают, растворяют в хлороформе. После отгонки хлороформа получают 68 г продукта. б) 79 вес. ч. элементарной серы в расплавленном состоянии прп 135 С выливают в стаKaEI из нержавеющей стали емкостью 250 лл, помещенный в нагревательный кожух. В этот стакан добавляют 20 вес. ч. продукта реакции, полученного по методике, описанной в примере 2 (п. а), и 1 вес. ч. карбоната кальция.

Расплав нагревают до 150 С и выдерживакгг при этой температуре в течение 30 лин, после чего его выливают для упаривания в чашечки из алюминиевой фольги размером приблизительно 5,08 см в ди-метре и 1,27 сл в высоту и оставляют охлаждаться до комнатной температуры.

Сопротивление удару полученной композиции сосгавляет 11,5 кгел.

Пример ы 3 — 9. По методике, описанной в предыдущих примерах, получают пластифи280361

Пример

Примечание

Реагент

5 6 7 8 9

В примсрак указаны мономерные соотпогпсния реагентов

Предмет изобретения

Составитель Л. Чиванова

Редактор О. 11. Кузнецова

Корректоры: Л. Абрамова и М, Коробова

Заказ 3325/13 Тираж 480 Поди испос

ЦНИИПИ 1(омигста по делам изобретений и открытий при Совстс Министров СССР

Москва, М(-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 цированньге композиции, содержащие пластификаторы, синтезированные. из различных

Этилеисульфид

Циклогсксенсульфид

Пропилспсульфид

Тримсркаптоциклододскан

Ди.,(еркаптозтап и-Димеркапгобеизол

Димеркапто тилбснзол

Бис-тиогликолсвый эфир зтилсигликоля

Полу1е(и(ые при этом композиции (в примерах 3 — 5 серы 79 вес. ч., пл":còèôèêàòîðà

20 вес. ч., в примерах 6 — 9 серы 89 вес. ч. пластификатора 10 вес, ч.) обладают ударостойкостью в пределах б,9 — 18,45 кг сл1.

Способ получения пластифи«ированиой композиции на основе серы путем смешивания и нагревания серы и серусодержащих полисульэтиленсуль1;идов и полимеркаптанов (см. табЛИ!Д ) .

Таблица (1111iT I I I>I x. ил и с г и (Р и к а то Р он 0 T>1 Li ч(1 0 и(1111c(I T c AI что, с целью расширения ассортимента серу5 co;ihip. ((I«их пластпфи аторов, в I(B IccT13c 110следн1х применяют продукгь(взаимодействия э(писуль((эндов (например, зтиленсульф;1да пли пропиленсульфида, или 1-бутенсульфпда, или

«11клогексенсульфида) с полимеркаптаиами

10 общей формулы SH — R — (SH)„, где R — радикал (алкH. I, «пклоалки.T, BpIicI, алкарил), содержащий до 20 углеродных атомов включительно; и — целое число, равное 1 или 2.