N-фенил-м-феноксифенилметанимин в качестве противостарителя и антиозонанта вулканизации каучуков

 

Изобретение относится к новому химическому соединению, а именно к N-фенил-м-феноксифенилметанимину, который может быть использован в качестве противостарителя и антиозонанта вулканизации каучуков. Техническим результатом при использовании предлагаемого соединения является увеличение теплостойкости и озоностойкости вулканизатов. Технический результат достигается тем, что в качестве противостарителя и антиозонанта вулканизации каучуков используют новое соединение N-фенил-м-феноксифенилметанимин формулы: 2 табл.

Изобретение относится к новому химическому соединению, а именно к N-фенил-м-феноксифенилметанимину, который может быть использован в качестве противостарителя и антиозонанта вулканизации каучуков.

Известен димер кротонилиден- α -нафталамин(амин) формулы: как противостаритель для резин [1].

Однако амин недостаточно эффективен, так как при его получении используют кротоновый альдегид, который в условиях синтеза (t = 140^oC) склонен полимеризоваться, а также большое количество катализатора - до 10% (щавелевая кислота, либо бензолсульфокислота), что приводит к загрязнению продукта.

Кроме того, при его использовании как противостарителя для резин требуется дополнительное введение в резиновую смесь защитного воска (цезерин 80).

Кротонилиден- α -нафтиламин дает низкие показатели теплостойкости вулканизатов.

Наиболее близким по структуре и по назначению является полимеризованный 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолин (ацетонанил) формулы: Однако при введении указанного противостарителя вулканизаты не обладают высокой теплостойкостью [2].

Задачей предлагаемого изобретения является получение нового противостарителя, который при введении в резиновую смесь обеспечивает получение резиновых изделий, стойких к тепловому старению и к действию озона.

Техническим результатом при использовании предлагаемого соединения является увеличению теплостойкости и озоностойкости вулканизатов.

Технический результат достигается тем, что в качестве противостарителя и антиозонанта вулканизации каучуков используют новое соединение N-фенол-м-феноксифенилметанимин формулы: Предлагаемый нами новый N-фенил-м-феноксифенилметанимин (ФФМИ) получают при взаимодействии м-феноксибензальдегида с ароматическим амином, а именно анилином.

Наличие системы сопряженных связей, а также наличие в молекуле ФФМИ подвижного атома водорода увеличивает вероятность взаимодействия их с активным кислородсодержащим радикалом окисляющегося углеводорода каучука, образующегося при длительном действии температуры и озона, что повышает вероятность обрыва окислительной цепи, и таким образом снижает скорость окисления каучука, т.е. увеличивает теплостойкость вулканизатов. Кроме того, молекула ФФМИ не затруднена заместителями, что позволяет ей свободно мигрировать по системе и взаимодействовать с образующимися радикалами.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявляемого изобретения, а определение из перечня аналогов прототипа как наиболее близкого по совокупности признаков аналога позволило выявить совокупность существенных по отношению к рассматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно заявленное изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Для проверки соответствия заявленного изобретения требованию изобретательского уровня заявитель провел дополнительный поиск известных решений с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявленного изобретения, результаты которого показывают, что заявленное изобретение не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявляемого изобретения преобразований на достижение технического результата.

Следовательно заявленное изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень" по действующему законодательству.

N-фенил-м-феноксифенилметанимин (ФФМИ) получают по классической реакции альдегидов с аминами. м-Феноксибензальдегид подвергают взаимодействию с анилином в отсутствии растворителя и катализатора при температуре 100 - 110^oC в течение 1,5 - 2 ч.

ФФМИ очищают перекристаллизацией из этанола. Сточные воды и отходы производства отсутствуют. ФФМИ представляет собой порошок кремового цвета, растворимый в диэтиловом эфире, ЧХУ, этаноле и не растворимый в воде. ФФМИ практически нетоксичен.

Пример 1. В четырехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром, обратным холодильником, загружают 15 г (0,076 моль) м-феноксибензальдегида. При перемешивании и комнатной температуре дозируют 7,05 г (0,076 моль) анилина. Реакционную смесь выдерживают при t = 100 - 110^oC. Конечный продукт очищают перекристаллизацией из этанола.

Выход 88%. Т.пл. 57 - 60^oC.

Найдено, %: C 82,97, H 5,73, N 5,80.

Вычислено, %: C 83,50, H 5,49, N 5,13.

Спектр ПМР (CCl₄), δ , м.д.: 7,04 - 7,33 м (14H, Ar); 8,18 с (1H, -CH=).

ИК-спектр, ν , см^-1: 1100 (C-O-C); 1633 (CH=N); 3060 (Cap-H).

Пример 2. N-фенил-м-феноксифенилметанимин испытывают в типовых резинах, состав которых указан в табл.1. ФФМИ вводят вместо ацетонанила в количестве 2 мас. ч. на 100 мас.ч. каучука. Резины испытывают на стойкость к старению при температурах 100^oC в течение 48 ч и 70^oC в течение 144 ч в соответствии с ГОСТ 9.024. -74. Физико-химические свойства - относительное удлинение, остаточное удлинение, условная прочность при растяжении определяют в соответствии с ГОСТ 270-75. Стойкость резин к действию озона определяют в соответствии с ГОСТ 9.026-74. Результаты испытаний представлены в табл.2.

Как видно из представленных данных, ФФМИ является эффективным противостарителем, несколько превосходящим ацетонанил. Остаточная деформация сжатия после старения в воздухе 100^oC · 48ч · 20% уменьшилась на 17%, а ОДС 70^oC · 144ч · 20% уменьшилась на 48%.

Изменение условной прочности при растяжении после старения в воздушной среде (70^oC · 144 ч) увеличилось в 4,5 раза. Устойчивость вулканизатов к озоновому старению (растяжение 10%, концентрация O₃ = 5 · 10^-5 об.%) увеличилась в 1,75 раза. Остальные показатели остались на уровне прототипа.

Таким образом вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий: средство, воплощающее заявленное изобретение при его использовании, предназначено для использования в качестве противостарителя и антиозонанта вулканизации каучуков; для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств; для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов; средство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, способно обеспечить достижение технического результата.

Следовательно заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость".

Формула изобретения

N-Фенил-м-феноксифенилметанимин формулы

в качестве противостарителя и антиозонанта вулканизации каучуков.

РИСУНКИ

Рисунок 1