Глицидные эфиры эпоксициклоалкил3,4- эпоксигексагидрофталатов для высокопрочных теплостойких эпоксиполимеров

Глицидные эфиры эпоксициклоалкил3,4- эпоксигексагидрофталатов для высокопрочных теплостойких эпоксиполимеров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистимеских

Республик (11) 525682 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.11,74 (21) 2077534/04 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.08.76,Бюллетень № 31 (45) Дата опубликования описания09.12.76 (51) М. Кл

С 07 Ц 301/14//

/С 08 L 63/00

Государственный комитет

Соната Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 678.643 42, 5 (088.8) (72) Авторы изобретения

А, E. Батог, Т. В, Савенко и В. Н. Артемов (71) Заявитель (54) ГЛИБИДНЫЕ ЭФИРЫ ЭПОКСИБИКЛОАЛКИЛ-3,4- ЭПОКСИГЕКСАГИДРОФТАЛАТОВ ДЛ Я ВЫСОКОПРОЧНЫХ

ТЕПЛОСТОЙКИХ ЭПОКСИПОЛИМЕРОВ

Ь =СН,,Н; п=а,4

Предлагаются новые циклоалифатические полиэпоксидные соединения, а именно глицидные эфиры эпоксициклоалкил-3,4-эпоксигексагидрофталатов общей формулы

С-Π— (R)-(CH ) с-О-сН -сН вЂ” сн

1l, /

0 0 где Я=СН,(СН 1 О, CH -o сн — о

СН вЂ”

Соединения указанной обшей формулы применяются для производства высокопрочных теплостойких эпоксиполимеров, Эти соединения и их свойства в литературе не описаны.

Известны циклоалифатические эпоксидные смолы, представляющие собой эпоксидированные сложные эфиры тетрагидробензилового спирта и непредельных гидроарс

2 матических кислот, например 3,4-эпоксиf

-6-метилциклогексилметиловый эфир 3,4-эпоксиметилциклогексанкарбоновой кислоты

{ER аС -4201) (11 °

Известны также циклоалифатические эпоксидные смолы со сложноэфирными группе ми, где вместо спиртов применяются гидроксилсодержащие апетали (тетрагидробензальглицерин) f 2 j.

Эпоксидные группы в таких соединениях совершенно идентичны по реакционной способности, Эти соединения могут быть отверждены только отвердителями .ангидридного типа, аминами же они не могут быть переведены в эпоксиполимеры, Белью изобретения является синтез соединений указанной общей формулы, которые применяются для производства высокопрочных теплостойких эпоксиполимеров.

Наличие эпоксидных групп различной природы позволяет осуществлять направленный синтез эпоксиполимеров, вводя постепенно в реакцию отверждения реакционнс способные фрагменты, Ступенчатое отверждение отвердителями

525682 ангидридного и аминного типов позволяет до"..ти-:ь минимальной усадки полимеров и получить материалы с высокой теплостойкостью и хорошими прочностными показателями.

Глицидные эфиры эпоксициклоалкил-3,4-эпоксигексагидрофталатов указанной общей формулы получают конденсацией эпихлоу гидрина с кислыми эфирами циклоалкилгидрофталатов в присутствии хлористого калия и воды с последующим эпоксидировани« ем полученных глицидных эфиров 40-50 ным водным раствором надуксусной кислсты.

Пример 1. Глицидил-3,4-эпоксигекс сагидробензил-3,4- эпоксигексагидрофталат.

Смесь 152 вес.ч, тетрагидрофталевого ангидрида и 112 вес,ч. тетрагидробензилс вого спирта нагревают при перемешивании при 180-190оС в течение 2 час.

К полученному эфиру с кислотным числом 210 мг КОН/г добавляют 600 вес,ч, эпихлоргидрина, 8,35 вес,q. хлористого калия и 19 вес.ч. воды. Смесь кипятят до тех пор, пока кислотное число не станет равно нулю, и дегидрохлорируют 45 вес,ч. сухого едкого натра при 40 С и перемешивании. Выделенный глицидный эфир с эпоксидным числом 11,8% (вычислено для

С18Н24О5 13,4%), растворяют в бензоле и эпоксидируют 364 вес,ч, 46%-ного раствора надуксусной кислоты при 30-35 С с последующей выдержкой при этой температуре в течение 3 час. Водный слой отделяют, а органический отмывают от и:э. бытка надуксусной кислоты и отгоняют бензол в вакууме. Получают 282 вес,ч. (80%) триэпоксида с эпоксидным числом

32% {вычислено для С 18Н24О7 36,6%), Йодное число равно нулю.

Найдено,%: С 60,80; Н 6,7, С18Н2407

Вычислено,%: С 61,36; Н 6,82.

Пример 2. Глицидил-3 4-эпокси( гекс аг идр обе н зал ьглицери н- 3,4 — эп окс игексагидрофталат.

B условиях примера 1 из 110,4 вес.ч, тетрагидробензальглицерина и 92,6 вес.ч. тетрагидрофталевого ангидрида получают кислый эфир с кислотным числом 164 мг

КОН/г, при взаимодействии которого с

400 вес.ч, эпихлоргидрина в присутствии

4,5 вес.ч. хлористого калия и 10 вес.ч. воды образуется глицидный эфир с эпоксидным числом 8,6% (вычислено для

С„,Н 0 11,4%) .

После эпоксидирования 228 вес,ч. 40%ного раствора надуксусной кислоты получают 163 вес.ч. (75%) триэпоксида с эпо ссидным числом 26,3% (вычислено для

С Н 0, Н 31,5 o). Йодное число равно нулю. о

Найдено,%: С 47,75; Н 7,91.

С„,Н„0, Вычислено,%: С 48,0; Н 8,0.

В Условиях примеров 1 и 2 из 164 вес ч

3" (4)-метилтетрагидрофталевого ангидрида и 128 вес.ч. циклопентенилцеллозольва получают кислый эфир с кислотным числом

190 мг КОН/г, при взаимодействии которого с 600 вес.ч. эпихпоргидрина в присутствии 8,35 вес,ч, хлористого калия и

19 вес.ч. воды образуется глицидный эфир с эпоксидным числом 10,1% {вычислено дпя С 9 Н О 1 2 2%).

После эпоксидиРованиЯ 364 вес,ч. 46% ного раствора надуксусной кислоты получают 306,7 вес,ч. (82%) триэпоксида с эпоксидным числом 29% (вычислено для

Зв С Н „0й 33,7%). Иодное число равно ну лю.

Найдено,%: С 59,4.6; Н 6,58.

С, Нg(,0g

Вычислено,%: С 59,68 Н 6 80. е ° з l ю °

Пример 4. 100 вес.ч, эпоксидной смолы, полученной по примеру 1, смешивают с 115,8 вес,ч. метилтетрагидрофталевого ангидрида и заливают в металлические формы. Отверждают по режиму С/час;

100/2 + 150/6 + 180/4 + 200/8.

Свойства полученного полимера:

Теплостойкость по Мартенсу, оС

Предел прочности при изгибе, кг/см

1 60-180

538

Пример 5 ° Смешивают 70,6 вес.ч, смолы, пропученной по примеру 1, с 17,6вес,ч.

3,3-дихлор-4,4 -диаминодифенилметана (диамет Х) и 11,8 вес.ч. резорцина. Полученную композицию заливают в металли« щ ческие формы. Время желатинизации 3 час.

l5

Пример 3 Глицидил-2,3-эпоксиt ( циклопентенилцеллозольв-3, 4 -эпокси-3-(4)-метилгексагидрофталат.

525682 глицидиловых эфиров диглпцидилметилтетрагидрофталатов формулы

CHü .

0 — С вЂ” 0 — Сн — СН вЂ” СН

С-O-СН,-CH — CH /

0 0 (смола УП-640) лице.

Показате едлагаемые соединения т Х рИ

Теплостойкость по

Марте нсу, С

90-1 00

105-120

160-180

Предел прочности при изгибе, кгс/см

790

1300

1400

538

Предел прочности при сжатии, кгс/см

1780

2150

1240

Предел прочности при растяжении, кгс/см

840

650

Относительное удлинение, %

2,7-3

2,5-3 R =Н,СН,;

Глицидные эфиры эпоксициклоалкил-3,4»

-эпоксигексагидрофталатов обшей. формулы

О

-С -0-(R)-(СН 3 С

С-0-СН -СН-СН

x/

О 0 где R=СН (сн >,00, СН вЂ” 0,, СН вЂ” 0

СН

Составитель В. Жидкова

Редактор О, Кузнецова Техред А. Демьянова Корректор Й. мельниченко р, Заказ 5369/123 Тираж 575 П одписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проантнан, 4

5 Режим отверждения, С/час: 140/5 +

+160/6 + 190/8.

Прочностные характеристики полученнс го полимера:

Предел прочности при растяжении, кг/см а

Предел прочности при сжатии, кг/см 2150

Относительное удлинение, % 2,5-3,0

Получаемые соединения отверждаются ангидридами и диаминами, образующиеся на их основе полимеры по теплостойкости заметно превосходят полимеры на основе

Ф ормула изобретения

Прочностные свойства и теплостойкость эпоксипслимеров на основе предлагаемых и известных соединений приведены в таби= р,4 для высокопрочных теплостойких эпоксипс лимер ов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент CIIIA ¹ 2555500, класс 2602, 1965 г.

2. Патент CIIIA М 3275661, класс 260342, 1 969 г. (прототип) .