Настоящее изобретение относится к полимеризационноспособным олигомерам, в частности реакционноспособным фосфорсодержащим олигоэфиракрилатам, которые могут быть использованы для получения термо- и теплостойких полимеров с пониженной горючестью.
Известно вещество олигомерного типа, использующееся для получения термо- и теплостойких полимеров путем свободно-радикальной полимеризации. [DOPO-Based Phosphorus-Containing Methacrylic (Со) Polymers: Glass Transition Temperature Investigation / Bier F., Six J.-L., Durand A. // Macromolecular Materials and Engineering. 2019. V. 304. Iss. 4. N 1800645].
Известны фосфорсодержащие эпоксидные смолы на основе олигомеров фосфонитрилхлоридов с числом атомов углерода 3-12. Отверждение смол достигают взаимодействием с полиаминами (отверждение происходит при комнатной температуре) или ангидридами двухосновных кислот при повышенной температуре. Полученные в результате отверждения продукты обладают высокой теплостойкостью, пониженной горючестью и самозатухаемостью при выносе из огня [пат. RU 231801, МПК C08G 79/12, C08G 59/04, опубл. 1968].
Известно связующее на основе эпоксивинилэфирной смолы полученной путем взаимодействия олигоэфиракрилата на основе смолы ЭД-20 с метакриловой кислотой для получения полимерного конструкционного материала, обладающего пониженной горючестью [пат. RU 2549877, МПК C08L 63/00; C08K 5/49; C08K 5/521, опубл. 10.05.2015].
Недостатками описанных олигомеров являются сложность их получения, в том числе невозможность получения вещества определенной формулы, а также использование фосфорсодержащего соединения на основе пятивалентного фосфора.
Задачей изобретения является создание нового полимеризационноспособного олигомера, из которого можно получать полимеры как формовочным, так и заливным или наливным методами.
Техническим результатом предлагаемого решения является расширение арсенала полимеризационноспособных олигомеров для получения термо- и теплостойких полимеров с пониженной горючестью.
Технический результат достигается при применении олигоэфиракрилата ((((4-((1-(2-((бис((1-галоген-3-фенокси-пропан-2-ил)окси)фосфин)окси)-3-галогенпропокси)-3-хлорпропан-2-ил)окси)-1-галогенбутан-2-ил)окси)фосфиндиил)бис(окси))бис(3-галогенпропан-2,1-диил)бис(2-метилакрилата) в качестве мономера для получения термо- и теплостойких полимеров с пониженной горючестью.
Впервые предлагается использовать ((((4-((1-(2-((бис((1-галоген-3-фенокси-пропан-2-ил)окси)фосфин)окси)-3-галогенпропокси)-3-хлорпропан-2-ил)окси)-1-галогенбутан-2-ил)окси)фосфиндиил)бис(окси))бис(3-галогенпропан-2,1-диил)бис(2-метилакрилат) в качестве мономера для термо- и теплостойких полимеров с пониженной горючестью. Заявляемое вещество является стабильным при условии хранения в темноте, реакционноспособным фосфорсодержащим олигомером, способным отверждаться фотохимическими инициаторами при УФ-облучении.
Синтез предлагаемого олигоэфиракрилата общей формулы
где X=CI или Br,
осуществлялся при взаимодействии расчетного количества глицидилметакрилата с треххлористым фосфором (трехбромистым фосфором) в присутствии стабилизатора аминного типа, например, N-нитрозодифениламина, с образованием дизамещенного полупродукта, который далее взаимодействовал с эпоксидной смолой.
Заявляемый олигоэфиракрилат позволяет получать как формованные полимерные изделия, так и адгезионно связанное с субстратом полимерное покрытие. Композиция из олигоэфиракрилата и инициатора полимеризации может храниться в готовом виде в защищенной от света емкости или готовиться непосредственно перед полимеризацией. Полимеризация может осуществляться в формах или на защищаемых поверхностях, на которые композиция наносится наливным способом. Формирование полимера происходит под действием источника УФ-излучения, например, ртутной лампы, работающей в диапазоне 365 нм или солнечного света.
Свойства полимеров, полученных на основе заявленного фосфорсодержащего олигоэфиракрилата, представлены в таблице 1.
Из данных, приведенных в таблице 1 видно, что полимеры, полученные из ((((4-((1-(2-((бис((1-хлор-3-фенокси-пропан-2-ил)окси)фосфин)окси)-3-хлорпропокси)-3-хлорпропан-2-ил)окси)-1-хлорбутан-2-ил)окси)фосфиндиил)бис(окси))бис(3-хлорпропан-2,1-диил)бис(2-метилакрилата) (пример 3а) и ((((4-((1-(2((бис((1-бром-3-фенокси-пропан-2-ил)окси)фосфин)окси)-3-бромпропокси)-3-хлорпропан-2-ил)окси)-1-бромбутан-2-ил)окси)фосфиндиил)бис(окси))бис(3-бромпропан-2,1-диил)бис(2-метилакрилат) (пример 3б) обладают термо- и теплостойкостью и пониженной горючестью.
Пример 1. Получение ((((4-((1-(2-((бис((1-хлор-3-фенокси-пропан-2-ил)окси)фосфин)окси)-3-хлорпропокси)-3-хлорпропан-2-ил)окси)-1-хлорбутан-2-ил)окси)фосфиндиил)бис(окси))бис(3-хлорпропан-2,1-диил)бис(2-метилакрилата).
В четырехгорлый реактор, снабженный мешалкой, капельной воронкой, обратным холодильником и термометром, предварительно продутый сухим аргоном в течение 30 минут (продувка аргоном осуществляется на протяжении всего процесса), загрузили 5 г (0,036 моль) треххлористого фосфора. При постоянном перемешивании из капельной воронки прибавляли смесь 5,16 г (0,036 моль) глицидилметакрилата (ГМАК) 5,45 г (0,036 моль) фенилглицидилового эфира (ЭФГ) и 0,05 г (1% масс. от массы ГМАК) нитрозодифениламина с такой скоростью, чтобы температура реакционной массы не превышала 15°С. При добавлении смеси реактор охлаждали ледяной водой. По окончании добавления смеси, полученную реакционную массу выдержали час при 40°С. Затем отбирали в капельную воронку получившийся полупродукт и дозировали его в реактор с эпоксидной смолой марки Э-181 в количестве 5,73 г.
Для выделения продукта, реакционную массу вакуумировали в течение 30 мин, отфильтровали на фильтре Шота и еще раз вакуумировали.
Выход ((((4-((1-(2-((бис((1-хлор-3-фенокси-пропан-2-ил)окси)фосфин)окси)-3-хлорпропокси)-3-хлорпропан-2-ил)окси)-1-хлорбутан-2-ил)окси)фосфиндиил)бис(окси))бис(3-хлорпропан-2,1-диил)бис(2-метилакрилата) составил 100%.
Пример 2. Получение ((((4-((1-(2-((бис((1-бром-3-фенокси-пропан-2-ил)окси)фосфин)окси)-3-бромпропокси)-3-хлорпропан-2-ил)окси)-1-бромбутан-2-ил)окси)фосфиндиил)бис(окси))бис(3-бромпропан-2,1-диил)бис(2-метилакрилат).
В четырехгорлый реактор, снабженный мешалкой, капельной воронкой, обратным холодильником и термометром, предварительно продутый сухим аргоном в течение 30 минут (продувка аргоном осуществляется на протяжении всего процесса), загрузили 5 г (0,018 моль) трехбромистого фосфора. При постоянном перемешивании из капельной воронки прибавляли смесь 2,62 г (0,018 моль) глицидилметакрилата (ГМАК) 2,77 г (0,018 моль) фенилглицидилового эфира (ЭФГ) и 0,03 г (1% масс. от массы ГМАК) нитрозодифениламина с такой скоростью, чтобы температура реакционной массы не превышала 15°С. При добавлении смеси реактор охлаждали ледяной водой. По окончании добавления смеси, полученную реакционную массу выдержали час при 40°С. Затем отбирали в капельную воронку получившийся полупродукт и дозировали его в реактор с эпоксидной смолой марки Э-181 в количестве 2.91 г.
Для выделения продукта, реакционную массу вакуумировали в течение 30 мин, отфильтровали на фильтре Шота и еще раз вакуумировали.
Выход ((((4-((1-(2-((бис((1-бром-3-фенокси-пропан-2-ил)окси)фосфин)окси)-3-бромпропокси)-3-хлорпропан-2-ил)окси)-1-бромбутан-2-ил)окси)фосфиндиил)бис(окси))бис(3-бромпропан-2,1-диил)бис(2-метилакрилат) составил 100%.
Идентификацию полученных продуктов проводили при помощи ИК-Фурье и ЯМР спектроскопии.
Спектр ЯМР 1Н (300 MHz, CDCl3) δ, м.д.: 1.66, 3.63, 3.65, 4.42 (15 СН2); 3.48, 3.53, 3.86, 4.13, 6.99, 7.01, 7.34 (17 СН); 2.01 (2 СН3), 6.40, 6.48 (4 Н).
Спектр ЯМР 13С (CDCl3, δ, м.д, TMS): 34.3, 43.7, 46.9, 47, 50.7 62.7, 67.9, 74.8, 73.4, 125.2 (17 СН2); 159.4, 167.2 (6 С); 70.6, 71.6, 67.2, 86.2, 114.4, 120.3, 129.3 (17 СН); 17.9 (2 СН3).
Спектр ЯМР 31Р δ, м.д.: 141 (P(OR)3).
ИК-спектры содержат характерные полосы поглощения валентных колебаний С=O (1720 см-1), С=С (1640 см-1), С-Hal (760-770 см-1). Отсутствуют полосы поглощения, соответствующие колебаниям эпоксидного цикла (860 и 910 см-1) и Р=O (1280-1300 см-1).
Пример 3. Получение термо- и теплостойких полимеров с пониженной горючестью из ((((4-((1-(2-((бис((1-галоген-3-фенокси-пропан-2-ил)окси)фосфин)окси)-3-галогенпропокси)-3-хлорпропан-2-ил)окси)-1-галогенбутан-2-ил)окси)фосфиндиил)бис(окси))бис(3-галогенпропан-2,1-диил)бис(2-метилакрилата).
а) Полимеризацию 99,5 масс. % ((((4-((1-(2-((бис((1-хлор-3-фенокси-пропан-2-ил)окси)фосфин)окси)-3-хлорпропокси)-3-хлорпропан-2-ил)окси)-1-хлорбутан-2-ил)окси)фосфиндиил)бис(окси))бис(3-хлорпропан-2,1-диил)бис(2-метилакрилата) проводили путем отверждения в течение 18 минут в присутствии 0,5 масс. % бисфенил(2,4,6-триметилбензоил)фосфиноксида (ВАРО) под действием ультрафиолетового (УФ) облучения.
б) Полимеризацию 99,5 масс. % ((((4-((1-(2-((бис((1-бром-3-фенокси-пропан-2-ил)окси)фосфин)окси)-3-бромпропокси)-3-хлорпропан-2-ил)окси)-1-бромбутан-2-ил)окси)фосфиндиил)бис(окси))бис(3-бромпропан-2,1-диил)бис(2-метилакрилат) проводили путем отверждения в течение 18 минут в присутствии 0,5 масс. % бисфенил(2,4,6-триметилбензоил)фосфиноксида (ВАРО) под действием ультрафиолетового (УФ) облучения.
Таким образом применение олигоэфиракрилата ((((4-((1-(2-((бис((1-галоген-3-фенокси-пропан-2-ил)окси)фосфин)окси)-3-галогенпропокси)-3-хлорпропан-2-ил)окси)-1-галогенбутан-2-ил)окси)фосфиндиил)бис(окси))бис(3-галогенпропан-2,1-диил)бис(2-метилакрилата) в качестве мономера для получения полимеров позволяет расширить арсенал полимеризационноспособных олигомеров для получения термо- и теплостойких полимеров с пониженной горючестью.
Изобретение относится к полимеризационноспособным олигомерам. Предложено применение олигоэфиракрилата ((((4-((1-(2-((бис((1-галоген-3-фенокси-пропан-2-ил)окси)фосфин)окси)-3-галогенпропокси)-3-хлорпропан-2-ил)окси)-1-галогенбутан-2-ил)окси)фосфиндиил)бис(окси))бис(3-галогенпропан-2,1-диил)бис(2-метилакрилата) в качестве мономера для получения термо- и теплостойкого полимера с пониженной горючестью. Технический результат - расширение арсенала полимеризационноспособных олигомеров для получения термо- и теплостойких полимеров с пониженной горючестью. 1 табл., 3 пр.
Применение олигоэфиракрилата ((((4-((1-(2-((бис((1-галоген-3-фенокси-пропан-2-ил)окси)фосфин)окси)-3-галогенпропокси)-3-хлорпропан-2-ил)окси)-1-галогенбутан-2-ил)окси)фосфиндиил)бис(окси))бис(3-галогенпропан-2,1-диил)бис(2-метилакрилата) в качестве мономера для получения термо- и теплостойких полимеров с пониженной горючестью.
| СВЯЗУЮЩЕЕ НА ОСНОВЕ ЭПОКСИВИНИЛЭФИРНОЙ СМОЛЫ И ОГНЕСТОЙКИЙ ПОЛИМЕРНЫЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ НА ЕГО ОСНОВЕ | 2013 |
|
RU2549877C1 |
| Фосфорсодержащий олигоэфирметакрилат в качестве полупродукта для получения негорючих полимеров и сополимеров | 1976 |
|
SU598909A1 |
