НЕОКРАШИВАЮЩИЙ ТЕРМОСТАБИЛИЗАТОР СИНТЕТИЧЕСКОГО ИЗОПРЕНОВОГО КАУЧУКА С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ ЗВЕНЬЕВ ЦИС-1,4 Российский патент 1998 года по МПК C07C39/08 C08K5/08 

Изобретение относится к синтезу производного гидрохинона, а именно, к 2,5-ди-(N,N-диметиламинометил)-гидрохинона, который может найти применение в качестве неокрашивающего термостабилизатора каучука марки СКИ-3, представляющего собой синтетический изопреновый каучук с высоким содержанием звеньев цис-1,4.

Известны стабилизаторы для полимеров, такие как ионол (Алкофен БП), стабилизатор НГ-2246 (Бисалкофен БП) [1] , 2,5-ди-трет-бутилгидрохинон (Santovaro) [2] . Однако известные стабилизаторы являются легколетучими, особенно при использовании наполненного стабилизатором каучука при повышенной температуре, что соответственно сказывается на физико-механических показателях каучука.

Из производных гидрохинона известно использование 2,5-ди-трет-бутилгидрохинона в смеси с дифенил-п-фенилендиамином [3] в качестве стабилизатора синтетического каучука (СКИ и бутилкаучука). Использование 2,5-ди-трет-бутилгидрохинона как самостоятельного стабилизатора не целесообразно, так как сам по себе он является очень слабым ингибитором процессов термического окисления [4].

Известно использование аминометилированных производных гидрохинона в качестве ингибитора окисления метилолеата [5]. Однако использование их для термостабилизации синтетических каучуков в литературе не описано.

Целью изобретения является повышение эффективности термостабилизаторов и расширение арсенала стабилизаторов полимеров.

Поставленная цель достигается применением 2,5-ди-(N,N-диметиламинометил)-гидрохинона формулы

в качестве неокрашивающего термостабилизатора каучука СКИ-8.

Указанное соединение известно. Его получают конденсацией гидрохинона с N, N'-тетраметилметиленбисамином (бис-амин) в молярном соотношении гидрохинон: бис-амин=1:2,1-5,0, в среде органических растворителей. [6].

Выделяют продукт реакции известными приемами. Выход целевого продукта составляет 92,0-96,5% от теоретического.

Исходные реагенты должны соответствовать следующим требованиям:
1) N, N'-тетраметилметиленбисамин - получают способом, описанным в SU, авторское свидетельство, N 908007. Бисамин используют в качестве полупродукта для получения 2,6-дитретбутил-п-крезола (ионол).

2) 1,4-гидрохинон - ГОСТ 19627-94;
3) пентан - ГОСТ 25828-83;
4) гексан - ТУ 6-09-3375-78.

Процесс осуществляют следующим образом.

В колбу с мешалкой, термометром, обратным холодильником загружают 1 моль 1,4-гидрохинона, 2,1-5,0 моль бисамина, нагревают в течение 1,0-1,5 ч при 82,5^oC. Реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры. Выпавшие кристаллы отфильтровывают, перекристаллизовывают из гексана (гептана). Выход целевого продукта составляет 92-96 мас.%. Образующийся в процессе конденсации диметиламин возвращают в рецикл.

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.

Способ получения 2,5-ди-(N,N-диметиламинометил)-гидрохинона. Смесь 11,01 г (0,1 моль) гидрохинона и 51,09 г (0,5 моль) бисамина нагревают в течении 1-1,5 ч при 82,5^oC. Реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры. Выпавшие кристаллы отфильтровывают. Получают 21,0 (94,9%) 2,5-N, N-(диметиламинометил)-гидрохинона. К жидкой фазе, образовавшейся в результате выделения целевого продукта добавляют 0,2 моль бисамина и 0,1 моль гидрохинона. Реакционную смесь нагревают и перемешивают при 82,5^oC в течении 1 ч и вновь повторяют стадию выделения. Получается кристаллическое вещество, которое характеризуется следующими физико-химическими константами: t^o пл. = 188-189^oC, ПМР. (-CH₃) 2,23 м.д., (-CH₂) 3,48 м.д., (Ph-) 6,4 м.д. Найдено, %: N = 12,49. Вычислено, %: N = 12,50.

Стабилизирующая способность получаемого соединения представлена в нижеприведенных примерах в сравнении с ионолом [7] и НГ-2246 [8], являющихся наиболее широко применяемыми [9].

Пример 1.

В полимеризат СКИ-3 после дезактивации вводят спиртовой раствор 2,5-ди-(N, N-диметиламиномети)-гидрохинона 1 мас.%) на каучук. Полимер выделяют первой дегазацией с последующей сушкой в вакууме при 70,5^oC в течении 7-8 ч.

При тех же условиях выделяют образцы каучуков, стабилизированные ионолом /соединение I/ и НГ-2246 /соединение II/. Определяют индекс сохранения пластичности (ИСП) по скоростному методу Уоллеса и индукционный период окисления. Результаты представлены в табл. 1.

Пример 2.

В полимеризат СКИ-3 после дезактивации вводят аналогично выше описанному примеру испытуемый продукт. Полимер выделяют переохлаждением этанолом толуольного раствора изопренового каучука с последующим отжимом и сушкой в экструдере при температуре головки экструдера 180^oC.

При таких же условиях выделяют образцы каучуков, стабилизированные ионолом (соединение 1) и НГ-2246 (соединение II). Данные по вышеуказанным примерам приведены в табл. 2.

Были приготовлены ненаполненные вулканизаты по рецептуре существующего ГОСТа для резиновых смесей и испытаны на физико-механические. Результаты представлены в табл. 3.

Применение 2,5-ди-(N,N-диметиламенометил)-гидрохинона, в качестве неокрашивающего термостабилизатора каучука марки СКИ-3-синтетического изопренового каучука с высоким содержанием звеньев цис-1,4. Применение данного соединения способствует повышению эффективности термостабилизаторов и расширению арсенала стабилизаторов полимеров. Соединение получают конденсацией гидрохинона с N, N'-тетраметилмитиленбисамином (бис-амин) в молярном соотношении гидрохином: бис-амин=1:2, 1-5,0 в среде органических растворителей. 3 табл.

Применение 2,5-ди(N,N-диметиламинометил)-гидрохинона формулы

в качестве неокрашивающего термостабилизатора синтетического изопренового каучука с высоким содержанием звеньев цис-1,4.