АРОМАТИЧЕСКИЕ МОНО-, БИС- И ТРИФЕНОЛЫ ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ПОЛИМЕРОВ Российский патент 2011 года по МПК C07D251/64 C08K5/3492 

Изобретение относится к органическим соединениям, в частности к ароматическим моно- бис- и трифенолам, которые могут быть использованы в качестве стабилизаторов полимерных композиций.

Известно соединение: бис-[-3-(3',5'-дитретбутил-4-гидроксифенил)-пропил]-дисульфид, патент RU №2288258. Недостатком этого вещества является то, что его нужно вводить в полимер в значительном количестве. Кроме этого деструкционные процессы в полимере наступают при низких температурах.

Наиболее близким к предлагаемым по структуре и свойствам является стабилизатор фенозан-30 [Мирвалиев З.З. // Пласт. массы - 2008. - №2. - С.25.].

Недостатком этого вещества является то, что его нужно вводить в полимер в значительном количестве

Задачей изобретения является расширение ассортимента стабилизаторов с реакционноспособными группами, участвующие в процессе замедления их старения, а также продление срока эксплуатации полимеров.

Сущность изобретения заключается в создании новых стабилизаторов.

Данные стабилизаторы синтезируют взаимодействием n-гидрокси-3,5-дитретбутилбензальдегида с меламином в диметилформамиде.

Ароматический монофенол формулы:

используемый в качестве стабилизаторов полимеров

Ароматический бисфенол формулы:

используемый в качестве стабилизаторов полимеров

Ароматический трифенол формулы:

используемый в качестве стабилизаторов полимеров

Пример 1.

Синтез моно-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенилазометин-)-меламина осуществлен следующим образом: в трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром вносят 1, 7600 г (7,5213 ммоль) n-гидрокси-3,5-дитретбутилбензальдегида и растворяют в 6,8 мл диметилформамида. При перемешивании добавляют 0,6424 г хлорида лития, затем 0,9476 г (7,5213 ммоль) меламина, растворенного в 6,8 мл диметилформамида. Сначала реакцию проводят в течение часа при комнатной температуре, затем 5 часов при температуре 150°C, реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры и вливают в дистиллированную воду. Выпавший осадок отфильтровывают и промывают несколько раз дистиллированной водой. Полученное вещество сушат под вакуумом, при температуре 90°C.

Выход целевого продукта, желтого цвета, составляет 76,34%; температура плавления 172-174°C; молекулярная масса=342,7646 г/моль; элементный состав, %: C=63,16/63,70, H=7,60/7,25; N=24,56/24,40; O=4,68/4,76 (в числителе - вычислено, в знаменателе - найдено). В ИК-спектрах обнаружены полосы поглощения в области, см^-1: 1210, 1375 (-C(CH₃)₃); 1637 (-CH=N-); 3550 (-ОН).

Пример 2.

Синтез бис-(-3,5-дитретбутил-4-гидроксифенилазометин-)-меламина осуществлен следующим образом: в трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром вносят 1, 6800 г (7,1794 ммоль) n-гидрокси-3,5-дитретбутилбензальдегида и растворяют в 5,2 мл диметилформамида. При перемешивании добавляют 0,4880 г хлорида лития, затем 0,4523 г (3,5897 ммоль) меламина, растворенного в 5,2 мл диметилформамида. Сначала реакцию проводят в течение часа при комнатной температуре, затем 5 часов при температуре 150°С, реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры и вливают в дистиллированную воду. Выпавший осадок отфильтровывают и промывают несколько раз охлаждают до комнатной температуры и вливают в дистиллированную воду. Выпавший осадок отфильтровывают и промывают, несколько раз дистиллированной водой. Полученное вещество сушат под вакуумом при температуре 90°C.

Выход целевого продукта, желтого цвета, составляет 71,34%; температура плавления 161-165°C; молекулярная масса=558,7646 г/моль; элементный состав, %: C=70,94/70,92; H=8,23/8,25; N=15,04/15,01; O=5,73/5,76 (в числителе - вычислено, в знаменателе - найдено). В ИК-спектрах обнаружены полосы поглощения в области, см^-1: 1210, 1375 (-C(CH₃)₃); 1637, 1650 (-CH=N-); 3550 (OH).

Пример 3.

Синтез три-(-3,5-дитретбутил-4-гидроксифенилазометин-)-меламина осуществлен следующим образом: в трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром вносят 1, 6536 г (7,0666 ммоль) n-гидрокси-3,5-дитретбутилбензальдегида и растворяют в 4,4 мл диметилформамида. При перемешивании добавляют 0,4152 г хлорида лития, затем 0,2969 г (2,3555 ммоль) меламина, растворенного в 4,4 мл диметилформамида. Сначала реакцию проводят в течение часа при комнатной температуре, затем 5 часов при температуре 150°С, реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры и вливают в дистиллированную воду. Выпавший осадок отфильтровывают и промывают несколько раз дистиллированной водой. Полученное вещество сушат под вакуумом, при температуре 110°C.

Выход целевого продукта, желтого цвета, составляет 76,14%; температура плавления 177-180°C; молекулярная масса=775,0866 г/моль; элементный состав, %: C=74,38/74,35; H=8,58/8,61; N=10,84/10,87; O=6,19/6,16 (в числителе - вычислено, в знаменателе - найдено). В ИК-спектрах обнаружены полосы расплава полимера определяется отклонением значения ПТР от первоначального в процессе термостарения на 15% и более:

Е_тс=((ПТР_т-ПТР_и)/ПТР_и)×100%,

где ПТР_и - исходное значение, а ПТР_т - его текущее значение.

Условие Е_тс>0 соответствует деструктивным процессам, а Е_тс<0 - процессам структурирования. Также стабилизирующие свойства синтезированных веществ подтверждают и результаты тестирования термостабильности расплава многократной переработкой из расплава ПЭВП и его композитов. В частности тестирование эффективности полученных веществ в качестве «стабилизатора переработки», оцениваемое изменением значений ПТР при многократной переработке из расплава, проводили на одношнековом экструдере. Результаты исследований приведены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1. № Образец ПТР_исх, г/10 мин ПТР/Е_тс 5 мин 10 мин 20 мин 30 мин 1. ПЭВП (М-276) 0,71 0,88/24 1,05/48 1,37/93 1,17/65 2. ПЭВП+0,10% трифенол 0,48 0,40/-16 0,41/-14 0,18/-62 0,37/-23 3. ПЭВП+0,15% трифенол 0,47 0,43/-8 0,47/0 0,43/-8 0,39/-17 4. ПЭВП+0,20% трифенол 0,39 0,37/-5 0,38/-3 0,47/27 0,37/-5 5. ПЭВП+0,10% бисфенол 0,50 0,55/10 0,53/6 0,48/-4 0,55/10 6. ПЭВП+0,15% бисфенол 0,52 0,53/1,9 0,51/-1,9 0,47/-9,6 0,43/-17,3 7. ПЭВП+0,20% бисфенол 0,50 0,38/-24 0,38/-24 0,36/-28 0,48/-4 8. ПЭВП+0,10% монофенол 0,56 0,54/-3,6 0,59/5,4 0,56/0 0,51/-8,9 9. ПЭВП+0,15% монофенол 0,59 0,54/-8,4 0,57/-3,4 0,57/-3,4 0,50/-15,3 10. ПЭВП+0,20% монофенол 0,59 0,51/-13,6 0,517-13,6 0,517-13,6 0,42/-28,8

Таблица 2. № Образец ПТР_исх, г/10 мин ПТР/Е_тс Кратность экструдирования, n 1 2 3 1. ПЭВП (М-276) 0,71 0,26/-63 0,47/-34 0,38/-46 2. ПЭВП+0,10% трифенол 0,48 0,36/-25 0,51/6 0,51/6 3. ПЭВП+0,15%) трифенол 0,47 0,53/12,8 0,50/6 0,44/-6 4. ПЭВП+0,20% трифенол 0,39 0.47/-17 0,58/48 0,47/-17 5. ПЭВП+0,10% бисфенол 0,50 0,56/12 0,54/8 0,59/18 6. ПЭВП+0,15% бисфенол 0,52 0,49/-5,8 0,54/3,8 0,54\3,8 7. ПЭВП+0,20% бисфенол 0,50 0,57/14 0,60/7,1 0,61/22 8. ПЭВП+0,10% монофенол 0,56 0,61/8,9 0,62/10,7 0,65/16,1 9. ПЭВП+0,15% монофенол 0,59 0,70/18,6 0,63/6,8 0,65/10,2 10. ПЭВП+0,20% монофенол 0,59 0,62/5,1 0,57/-3,4 0,57/-3,4

Таким образом, предлагаемые органические соединения обладают стабилизирующими свойствами, что подтверждено экспериментальными данными.

Описываются новые ароматические моно- бис- и трифенольыые производные симм. триазина следующих структурных формул:

которые могут быть использованы в качестве стабилизаторов полимерных композиций. н.з., 2 табл.

Ароматический монофенол

в качестве стабилизаторов полимеров,
ароматический бисфенол

в качестве стабилизаторов полимеров,
ароматический трифенол

в качестве стабилизаторов полимеров.