Способ получения пластической массы на основе серы

 

О П И С А Н И Е I826I2

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

Зависимый от патента №

Кл. 39Ь, 22/10

Заявлено 07.ИЕ1964 (№ 910551/23-5) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 25. т/,1966, Бюллетень № 11

Дятя опубликования описания 18Л II.19бб

МПК С 08g

УДК 678.684.049(088.8) Комитет по делам изобретений н открытий ори Совете 1тЬннстрое

СССР

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛАСТИЧЕСКОЙ МАССЫ

НА ОСНОВЕ СЕРЫ

Известен способ получения пластической массы на основе серы путем смешения и обработки при высокой температуре серы и нефтяной смолы в качестве полимерного пластификатора. Однако получаемая при этом пластическая масса характеризуется низкими температурой размягчения и термостойкостью, что значительно ограничивает область ее,применения.

Предложен способ получения пластической массы на основе серы, предусматривающий применение в качестве полимерного пластификатора политиоформальдегида или его кондепсатов с кетопами, что позволяет значительно увеличить термостойкэсть пластической массы, а также придать сй стойкость к солнечному излучению, к давлению и износу.

Интерес представляют пластические массы, содержащие от 2 до 15 вес. ч. политиоформальдегида и от 98 до 85 вес. ч. серы. Отличные облицовки получают из продукта, состоящего из 3 — 10% политиоформальдегида и

97 — 90с/, серы.

Хотя в состав продукта согласно изобретению могут входить политиоформальдегиды с различным молекулярным весом, предпочтительно пользоваться олигомерами типа HS— — (СНзЯ) „Н, заключающими в себе от 3 до 7 звеньев (СНзЬ), содержащими примерно от б2 до 72% серы и плавящимися между 70 и

120=C. Особенно интересные результаты получены с олигомерами жидких политиоформальдегпдов при комнатной температуре, среднее количество звеньев (CH S) которых равно от

3 до 4, с содержанием серы от 72 до 7б%.

Свойства продукта, получаемого согласно изобретению, могут быть изменены в желаемом направлении не только употреблением различных пропорций серы, но и модифицироьанием молекулы политиоформальдегидя. В частности, к сере можно добавить полисоединения или поликопденсаты тиоформальдегида с такими веществами. как фенолы, мочевина, тиомочевина, дициандиамид, стирол, ма15 леиновая кислота или другие. Иногда целесообразно к сере добавить смесь политиоформальдегида с одним или несколькими из полисоединений указанного типа.

С особенно хорошими свойствами получают

20 массу в случае применения в качестве активатора серы продуктов конденсации кетонов с политиоформальдегпдами.

Поликонденсаты, т. е. продукты конденсации политиоформальдегид — кетон, согласно

25 настоящему изобретению, могут быть получены путем конденсации различных алкил-, арнл-, алкиларилкетонов или/li циклических кетонов с различными политиоформальдегндами или дитиолполитиоэфирами. Например, Зр можно употреблять поликонденсяты, получеп182612 ные из кетонов, как-то: ацетон, этилметилкетон, диэтилкетон или пентанон-3, гексаноны, гептаноны, бензофеноны, ацетофеноны, ацетонилацетон, ацетофенонацетон, ацетилацетон, дифениленкетон, фенилацетофеноны, циклопентанон, циклогексанон и т. д.

Употребляемые поликонденсаты получаются реакцией кетонов с различными политиоформальдегидами типа HS — (CH S) „— Н, где

n — число звеньев (CH S), которое можно ва рьировать, оно может быть, например, от 2 до 7, лучше от 3 до 4.

Способ получения поликонденсатов кетона с политиоформальдегидами заключается в введении в контакт одного или нескольких кетонов с жидким полигомером HS— (CHS) „— Н, в котором среднее значение а от 3 до 4. Смесь выдерживают в присутствии кислого катализатора, в случае надобности — в растворителе, при температуре от минус 20 до плюс 100 С до получения вязкого продукта. В качестве катализатора могут быть применены, например, HSO<, газообразный НС1 и прочие. Вязкий продукт, выделен lbIH из реакционной среды и очищенный, добавляют к сере.

Поликонденсаты могут содержать различные количества молекул кетона на молекулу тиоформальдегида; хорошие результаты получают при использовании полимеров, выделенных конденсацией 1 ilLoRb или от 1 до 1,5 моль кетона на 1 моль олигомера, содержащего от

3 до 4 звеньев (CH S).

В пластмассу, полученную предложенным способом, можно ввести различные инертные наполпители, например порошки, фибры, чешуйки, нити или прочие, минеральные и органические материалы, как-то: металлические окиси, карбонаты, сульфиды, карбиды, фосфаты, силикаты, стекло, асбест, целлюлозные вещества и т. д., различные красители или/и пигменты, Для иллюстрации изобретения ниже приведены примеры.

П р имер 1. К 92 кг расплавленной серы, доведенной до 170 С, добавляют маленькими порциями 8 кг твердого политиоформальдегида, примерно с 65% серы. Горячую жидкую массу тщательно перемешивают в течение 45 мин, после чего вносят 0,5 кг желтого пигмента и 0,8 кг карбоната кальция в виде тонкого порошка. При этом после охлаждения получают пластическую массу, характеризующуюся высокой износостойкостью.

Эту массу применяют при температуре около 170 С для проведения желтых полос сигнализации на дорогах.

Пример 2. К 95 кг расплавленной серы, доведенной до 170 С, добавляют маленькими порциями в течение получаса 5 кг жидкого политиоформальдегида HS — (СН S) з„— Н со следующими характеристиками; мол. вес 190; плотность при 20 С 1,36, температура отвердения 5 С; показатель преломления при 20 С

1,670. В течение 1 час температуру поддержи5

65 вают около 170 С, перемешивая массу. К концу прибавляют 1 кг ультрамарина и все тщательно перемешивают, Полученной пластической у стойчивой и звукоизоляционной массой облицовывают ступеньки лестницы.

П р и м ер 3. 62 кг серы в порошке перемешивают с 38 кг жидкого политиоформальдегида (HS — (CHS) „— H), в котором n = 3,85, мол. в. 210, содержание серы 74 /,. Смесь нагревают до 155 — 160 С в течение полутора часа, затем тщательно перемешивают при нагревании с 30 кг сухого каолина в виде наполнителя.

Таким образом получают мягкую замазку, пригодную для заделки трещин и щелей в бетонных или каменных плитах.

Ниже приведены примеры получения поликонденсатов политиоформальдегида (примеры4,5, 6,7и8).

Пример 4. В колбе, снабженной обратным холодильником, растворяют 950 вес. ч. жидкого дитиолполитиоэфира — HS — (CH S) „— Н, мол. в. 190, (т. е. олигомер политиоформальдегида) в 360 вес. ч. ацетона. Затем медленно по каплям прибавляют 70 вес. ч. концентрированной серной кислоты. Температура повышается до 70 С. Смесь выдерживают при этой температуре при перемешивании в течение

1 час, отстаивают и сливают нижнюю часть, которую промывают кипящей водой до нейтральной реакции. Получают 1000 вес. ч. вязкой бесцветной жидкости, представляющей собою пол и конденсат ацетон — политиоформ альдегид.

Пример 5. В колбе, снабженной обратным холодильником, растворяют 350 вес. ч. ацетона в 879 вес. ч. бензола. Раствор охлаждают до минус 5 С и барботируют пузырьками газообразный сухой НС1 при перемешивании. Затем медленно приливают 950 вес. ч. дитиолполитиоэфира, указанного в примере 4, в 1320 вес, ч. бензола. Температуру поддерживают минус 5 С. По окончании введения бензолового раствора добавкой 400 вес. ч. метанола осаждают 1000 вес. ч. бесцветной вязкой жидкости, представляющей собою поликонденсат ацетон — политиоформальдегид.

Пример 6. В колбе, снабженной обратным холодилы|иком, растворяют 950 вес. ч. днтиолполитиоэфира, указанного в примере 4, в 500 вес. ч. циклогексанона. Медленно, по каплям, добавляют 64 вес. ч, концентрированной серной кислоты. Смесь выдерживают при температуре 100 С в течение 1 час, отстаивают и сливают нижню|о часть, которую промывают кипящим метанолом и кипящей водой. Получают 1250 вес, ч. жидкого прозрачного, слегка желтоватого, очень вязкого поликонденсата циклогексанон — политиоформальдегид.

Пример 7. В приборе, указанном в примере б, растворяют в 870 вес, ч. бензола 350 вес. ч. метилизобутилкетона, охлаждают до минус 10 С и барботируют пузырьками при перемешивании газообразный сухой НС1, затем медленно добавляют раствор 950 вес. ч, 182612

Предмет изобретения

Сост а низ ел ь В, Г. Филимонов

Редактор Л. К. Ушакова Техред Г. F. Петровская

Корректор О. Б. Тюрина

Заказ 1943, IS Тираж 975 Формат бум. 60X90 /в Объем 0,3 пзд. л. Подписное

11г!ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2 дитиолполитиоэфира в 1320 вес. ч. бензола.

Температуру поддерживают минус 10 С. По окончании реакции 400 вес. ч. метанола осаждают 1170 вес. ч. бесцветной очень вязкой жидкости, представляющей собою поликонденсат метилизобутилкетон — политиоформальдегид.

Пример 8. В приборе, аналогичном предыдущему, растворяют 100 вес. ч. бензофенона в 1320 вес. ч, бензола, охлаждают до 0 С, добавляют 10 вес. ч. безводного хлористого цинка и барботируют пузырьками газообразный сухой НС!. Затем медленно добавляют раствор 950 вес. ч. дитиолполитиоэфира в

879 вес. ч. бензола. Температуру поддерживают 0 С. После реакции добавляют 400 вес. ч. метанола. Декантируют очень вязкую жидкость светло-желтого цвета, представляющую собою поликонденсат бензофенон — политиоформальдегид.

П р им е р 9. К 90 кг расплавленной серы, доведенной до 160 С, добавляют маленькими порциями 10 кг поликонденсата политиоформальдегид — ацетон, состав которого приблизительно соответствует 1 моль ацетона на

1 моль олигомера, содержащего от 3 до 4 звеньев СНвЯ, полученного по примеру 5, Жидкую массу тщательно перемешивают в течение 45 л!ин при 150 С. После внесения 0,5 кг желтого кадмия суспензию перемешивают до получения однородной смеси.

Полученную массу применяют при 150 С для проведения желтых полос сигнализации на дорогах. После охлаждения продукт остается пластичным и износостойким. Так, по дорогам в среднем проезжали 30000 автомашин в месяц; в конце года эти полосы не были повреждены, тогда как контрольпь,е полосы, проведенные ня том же .»есТе, оыли зна1!ительпо испорчены.

Пример 10. К 86 кг расплавленной серы при 145 C добавляют маленькими порциямп

14 кг конденсата, полученного по примеру 7, в условиях, указанных в примере 1. После внесения 0,4 кг красного кадмия и хорошей гомогенпзации массы последнюю употреблялп для облицовки стен.

Пример 11. Пластическую массу получают та«, как указано в примере 10, из 96 кг расчл".âëåííîé серы и 4 кг конденсата, приготовленного по примеру 6. Пластмасса характеризуется высокой износостойкостью.

П р и м ер 12. Конденсат, полученный по !

"римеру 8, растворяют в количестве 8 кг в

92 кг расплавленной серы для образования пластифицпрованной массы, подобной массам, указанным в предыдущих примерах, но более твердой, чем масса, приготовленная по примеру 1.

П р и м ер 13. 57 кг серы в порошке перемешивают с 43 кг поликонденсата, приготовленного по примеру 4, и с 20 кг прокаленной окиси асиоминия. Смесь подогревают до

150"С и перемешивают до однородного состояния. Получают пасту, пригодную, в частности, для заделки трещин в плитах или бетонных полах.

Способ получения пластической массы на основе серы путем смешивания и обработки прп высокой температуре серы и полимерного

35 пластификатора, отличагощийся тем, что, с цел!»о улучшения физико-механических свойств поли. !ерной массы, в качестве поли1српого пластпфикатора применяют поли-IIo<)1opìàëü1егпд илп его копдепсаты с ксто40 па !и.