Способ получения термореактивной смолы

 

ОПИЮ

ИЗОБРЕ

К АВТОРСКОЯУ С

Сеюз Советсник

Социалистических

Республик (61) дополнительное к (22) Заявлено 27.10.76 (2 с присоединением заяв (23) Приоритет—. Кл.

09 Г 1/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 25.0

ДК 678.83.

G2 (088.8) Дата опубликован (72) Авторы Г. ш. Папава, П. Д. Цискаришвили, И. Г. Иосава, ИЗОбрЕТЕНИя М. Р. Гогитидзе, P. К. Канделаки и Т. Г. Абашидзе (УЦ Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕРМОРEAKTHBHOA СМОЛЫ

Изобретение относится к технологии получения; термореактивной смолы на основе термопластификата или хлорированного термопластификата природного смоляного угля и может быть использовано в химической промышленности

Известен способ получения термопластификата или хлорированного термопластификата природного смоляного угля путем его соответствующей химической обработки (1) .

Однако эти термопластификаторы не могут быть использованы в качестве полимерного связующего из-за отсутствия в них реакционноспособных

z ðóïï.

Согласно изобретению предлагается способ получения термореактивной @ смолы на основе укаэанных термопластификатов, заключающийся в том, что термопластификат или хлорированный термопластификат природного смоляного угля подвергают взаимодействию 25 с 20-25 вес.Ъ фенола в массе или среде органического растворителя при

80-180оС в присутствии 5-10% (от веса термопластификата) треххлористого алюминия. ЗО

Полученная термареактивная смола (оксифенилированный смоляной уголь) отверждается параформом или уротропином при горячем прессовании под давлением.

В качестве исходного материала применяется рабдописситовый термопластификат смоляного угля Ткибульского месторождения со следующими основными характеристиками: внешний вид — черного цвета твердый материал, кусковой или в виде порошка; уд.вес.—

1,20-1,24 г/см ; влажность — 0,400,50Ъ) зольность — 10-14Ър растворимость в бензоле — 25-30Ъ| при нагревании размягчается только под давлением; вальцуется при 105-115 С; начинает разлагаться выше 320 С.

Элементный состав беззольной массы, Ъ: С 81,80-82,80; Н 8,50-8,60;

О 6,50-7,50; N 1,40-1,50; S 0„78.

Удельное поверхностное электро- „ сопротивление, ом — 1,3 10 -5,6 10

14

Удельное объемное электросопуотивление, oM/ñì — 1, 9 10 "4-1, 1 ° 10 "; химическая стойкость — обработка в течение 48 ч при 20 С дает потерю в весе,Ъ: в 15Ъ HCl — 0,80; в 20Ъ H

1,49; в 15Ъ NH4OH — 0,97.

658157 Таблица 1

Рабдописситовый пластификат

82,77

3,0

7,91

Оксифенилированный пластификат

78,60

9,72

5,9

В термопластификате рабдописсита содержатся группы С=С(и около 3% гидроксильных групп не фенольного характера, что подтверждается спектральным анализом. Поэтому он не отверждается при его взаимодействии с параформом или уротропином. При реакции оксифенилирования в присутствии

А6СЯ группы C=C превращаются в групйы СН-С-С H4ОН, а гидроксильные группы практически исчезают, что подтверждается спектральным исследо- 10 ванием (исчезает пик, характеризующий ОН группу не фенольного характера и появляется пик, соответствующий фенольному гидроксилу) . Кроме того, был проведен и количественный анализ по определению GH групп как в термопластификате, так и в оксифенилированном продукте Оптимальное содержание гидроксильных групп фенольного характера, которое необходимо, чтобы продукт хорошо отверждался, составляет 5-7% (в пересчете на органическую массу) .

Пример 1. 1 кг термопластификата помещают в одногорлую колбу объемом 2 л . К нему добавляют 300 г

Пример 2. Хлорирование термопластификата проводится в хлорированных углеводородах или в воде 45 при облучении УФ-лучами. В зависимости- от температуры и продолжительности хлорирования можно регулировать содержание хлора в продукте.

В трехлитровую четырехгорлую круглодонную колбу, снабженную обратным холодил ьни ком, бар бот ером для пропускания хлора, термометром и. механической мешалкой помещают

1,5 л хлороформа и при энергичном перемешивании вносят порциями 500 r деструктированного рабдописсита (термопластификата). После прибавления всего количества рабдописсита начинают пропускать хлор при облучении реакционной колбы УФ-лучами при 60

20 С. Хлорирование ведут в продолжении 6 ч. Затем колбу продувают током воздуха для удаления следов хлора ° Колбу нагревают на водяной бане и регенерируют большую часть раствофенола, смесь перемешивают и добавляют порциями 50 г безводного МСС>.

Колбу помещают в силиконовую баню и температуру постепенно поднимают до

180 С. При этой температуре реакция длится около 5 ч (указанное соотношение исходных компонентов и режим проведения процесса оптимальные, содержание гидроксильных групп наибольшее) .

По истечении опытного времени колбу охлаждают на воздухе. Затем содержимое колбы переносят в стакан, заливают водой и подкисляют соляной кислотой (для удаления катализатора) .

Декантируют, промывают водой несколько раз до нейтральной реакции фильтрата. Промытый оксифенилированный пластификат сушат в вакууме при 5560 С. Содержание гидроксильных групп в полученном продукте 5,9Ъ.

По внешнему виду оксифенилированный термопластификат не отличается от термопластификата. В табл. 1 дается характеристика исходного и,оксифенилированного термопластификатов, при этом данные таблицы приведены в пересчете на органическую массу.

Рителя ° Хлорированный продукт переносят на фарфоровую чашку и сушат сперва на водяной бане, а затем в о вакууме до постоянного веса при 80 С.

Содержание хлора в хлорированном деструктированном рабдописсите 30%.

Оксифенилирование хлорированного пластификата осуществляют по методике примера 1. Соотношения исходных компонентов те же. Содержание гидроксильных групп, определенное по методу Верлея, в оксифенилированном термопластификате 5-6,5%.

Оксифенилирование хлорированного термопластификата можно проводить также в растворителе (н-гексане, бензоле) при 100 С в первом случае и при 80 С во втором в продолжении 5 ч.

Содержание при этом гидроксильных групп составляет около 6%.

Полученный по примерам 1 и 2 оксифейилированный термопластификат смоляного угля отверждается в присутствии отвердителя (параформа или уро658157

Ъ ное электрическое сопротивление—

1,8 ° 10" ñì; удельное объемное электрическое сопротивление—

1,5 ° 101 ом ° см; поверхность иэделий блестящая, гладкая, черного цвета.

Химическая стойкость отвержденно5 го термопластификата приведена в табл. 2.

Т а б л и ц а 2

Те об

Реагент

0,70

0,75

0,70

0,75

0,50

20

HCC

10%-ная

Убыль

15%-ная

Н $04 10%-ная

20Ъ-ная

50Ъ-ная

48

48

48

Привес

3,0

10Ъ-ная

HNO

7,0

ЗОЪ-ная

NaOH 15о-ная

15%-н я

1,60

20

Убыль

5,5

100

15о-ная

15Ъ-ная

1,60

100

КОН

6,0

100

Пример 3. В отличие от примера 1 берут 1 кг термопластификата, к нему добавляют 1 кг фенола и 100 г треххлористого алюминия. Процесс:.ведут аналогично примеру 1 при 80 С. о

Содержание гидроксильных групп в продукте 6%. .Пример 4. В отличие от примера 1 реакцию проводят при 160 С.

Содержание гидроксильных групп в продукте реакции ЗЪ. Продукт впоследствии уротропином не отверждается.

Пример 5. В отличие от примера 1 берут 100 г фенола. Содержание 45 гидроксильных групп в продукте реакции 3,5Ъ. Продукт не отверждается уротропином.

Пример 6.. В отличие от примера 1 к исходной смеси добавляют 50 десятикратное (по объему) количество н-гексана. Реакцию проводят при 100 С в продолжении 5 ч. Содержание гидроксильных групп составляет 6Ъ.

Из гримеров видно, что согласно 55 предложенному способу можно получать термореактивную смолу, обладающую ценными качествами: абсолютной троФормула изобретения

ЦНИИПИ Заказ 1989/22 Тираж 757 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4 тропина), взятого в количестве 5вес г при 180 C и давлении 250 кг/см в течение 10 мин.

Свойства отвержденного продукта: удельная ударная вязкость—

2,1 кг см/смг; водопоглощение—

0 02 г/дм ; теплостойкость по МарI о тенсу — 120 С; удельное поверхностпикостойкостью, что является важным фактором пфи эксплуатации изделий из полимерных материалов в условиях тропического климата, высокой химической стойкостью, хорошими диэлектрическими свойствами.

Способ получения термореактивной смолы, заключающийся в том, что термопластификат или хлорированный термопластификат природного смоляного угля подвергают взаимодействию с

20-25 вес.% фенола в массе или среде органического растворителя при 80

180 С в присутствии 5-10% от веса термопластификата треххлористого алюминия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Цискарищвили П. Д. Исследование в области химии и технологии рабдописситовых углей, Мецниереба, Тбилиси, 1967, с. 125-144.