Диглицидиловый эфир 4-хлорфталевой кислоты в качестве мономера для получения эпоксидных полимеров Российский патент 2021 года по МПК C07D303/44 C08G59/24 

Изобретение относится к новым химическим соединениям, а именно к хлорсодержащему диглцидиловому эфиру, который может быть использован в качестве мономера для получения эпоксидных полимеров.

Изобретение относится к новому химическому соединению, конкретно к ди[1,2-карбокси-(2,3-эпокси-пропан)]4-хлор-бензолу.

в качестве мономера для получения эпоксидных полимеров.

Известны хлорсодержащие эпоксидные соединения, которые используются в качестве мономеров для синтеза эпоксидных полимеров:

1. Пат. Японии № 15540, сер. 2, сб. 12-68, опубл. 1964.

2. Пат. США № 3399174, кл. 260-47, опубл. 1968.

3. Авт. свид. СССР № 684044, С 08G 59/00. Опубл. 05.09.79. Бюлл. №33.

4. Авт. свид. СССР № 1219595, С 08G 59/06. Опубл. 23.03.86. Бюлл. №11.

Недостатками этих мономеров являются недостаточно высокие значения огнестойкости и механических свойств получаемых на их основе эпоксидных полимеров.

Более близким к предлагаемым по структуре и свойствам является авт. свид. СССР № 1126571, C 07D 303/28.«Хлорсодержащие ди- и триэпоксиды в качестве мономеров для получения эпоксидных полимеров», от 09.01.81. опубл. 30.11.84., бюлл. № 44. В этом источнике из предлагаемых мономеров - ди, и триэпоксидов получают хлорсодержащие эпоксидные полимеры.

При достаточно высоких значениях огнестойкости и механических свойств получаемых полимеров, они не обладают высокой термостойкостью.

Задачей изобретения является расширение ассортимента мономеров с реакционноспособными концевыми эпоксидными группами и получаемых на их основе полимеров с заранее заданным комплексом необходимых свойств и работающих под действием различных внешних условий.

Задача решается получением нового хлорсодержащего диэпоксида - ди[1,2-карбокси-(2,3-эпокси-пропан)]4-хлор-бензола взаимодействием4-хлорфталевой кислоты с эпихлоргидрином (ЭХГ) в присутствии раствора щелочи.

Пример 1.

В трехгорловую колбу, снабженную мешалкой, термометром и обратным холодильником, загружают 5,0145 г (0,025 моль) 4-хлорфталевой кислоты, 9,25 г (0,1 моль), эпихлоргидрина. Включают перемешивание, и повысив температуру до 75°С, выдерживают в течение 1 часа, добавляют 3,65 г (0,0505 моль) гидроксида натрия в виде 14,5 н. раствора. Температура за счет экзотермической реакции поднимается до 80°С. Выдерживают при этой температуре в течение двух часов. После этого, содержимое колбы охлаждают до 50°С, убирают мешалку, присоединяют прямой холодильник, и под пониженным давлением, отгоняют эпихлоргидрин. Содержимое колбы - маслянистую жидкость разбавляют 50 мл хлороформа и промывают дистиллированной водой до отрицательной реакции промывных вод на хлор-ионы, и нейтральной реакции по фенолфталеину. После этого, проводят отгонку хлороформа при 75°С сначала при атмосферном давлении, затем при пониженном давлении. Получают 7,43 г (95 %) светло-желтой жидкости - диэпоксида - ди(1,6-карбокси-2,3-эпокси-пропан)4-хлор-бензола

Из результатов элементного анализа, функционального анализа, тонкослойной хроматографии, ИК-спектроскопии образуется диглицидиловый эфир 4-хлорфталевой кислоты формулы:

Расчетная молекулярная масса продукта = 312,705; элементный состав, %:

С = 53,77/52,95; Н = 4,19/4,22; О = 30,7/30,86; Сl = 11,34/11,25 (в числителе вычислено, в знаменателе - найдено). Содержание эпоксидных групп (%) - 27,5/22,8 (в числителе вычислено, в знаменателе - найдено).

В ИК-спектрах обнаружены полосы поглощения в области, см^-1: 1085-1065 (C_аром-Cl); 920, 880 (эпоксидная группа); 1735-1720 (сложноэфирная группа).

Пример 2.

По примеру 1, только количество эпихлоргидрина в реакционной смеси составляет 13,88 г (0,15 моль). Выход продукта реакции составляет 95,6%. Содержание эпоксидных групп (%) - 27,5/23,6 (в числителе вычислено, в знаменателе - найдено).

Пример 3.

По примеру 1, только количество эпихлоргидрина в реакционной смеси составляет 18,5 г (0,2 моль). Выход продукта реакции составляет 96,4%. Содержание эпоксидных групп (%) - 27,5/25,7 (в числителе вычислено, в знаменателе - найдено).

Пример 4.

По примеру 1, только количество эпихлоргидрина в реакционной смеси составляет 23,1 г (0,25 моль). Выход продукта реакции составляет 98%. Содержание эпоксидных групп (%) - 27,5/26,9 (в числителе вычислено, в знаменателе - найдено).

Синтезированный диглицидиловый эфир 4-хлорфталевой кислоты отверждается известными отвердителями аминного и ангидридного типов. Наряду с простотой процесса синтеза, важным преимуществом предлагаемого соединения является так же и то, что оно является жидкостью, что даст возможность получать на ее основе заливочные компаунды, обладающие повышенной огнестойкостью и другими эксплуатационными характеристиками.

В таблице приведены некоторые свойства эпоксидных полимеров, полученных по примеру 4 и аналога, отвержденных 4,4'-диаминодифенилметаном.

Таблица

Эпоксидный полимер Свойства отвержденных эпоксидных полимеров^⃰ Время самозатухания, сек σ_разр., кгс/см² Т_2%,°С По примеру 4 1-2 850-880 400-420 Аналог 2-3 800-830 375-380

σ_разр. - разрушающее напряжение при статическом изгибе;

Т_2% - температура 2%-й потери массы на воздухе.

При прикладном использовании предлагаемого диглицидилового эфира 4-хлорфталевой кислоты получаются полимеры с повышенными значениями огне-, тепло- и термостойкости, сохраняющие хорошие диэлектрические свойства в широком интервале температур и частот, легко растворимы в обычных органических растворителях и могут перерабатываться в изделия обычными технологическими методами.

Технический результат - расширение ассортимента мономеров с реакционноспособными концевыми группами, вступающих в реакции синтеза полимеров.

Изобретение относится к получению нового хлорсодержащего диэпоксида - ди[1,2-карбокси-(2,3-эпокси-пропан)]4-хлор-бензола в качестве мономера для синтеза эпоксидных полимеров. Диглицидиловый эфир 4-хлорфталевой кислоты имеет формулу: . Задачей изобретения является расширение ассортимента мономеров с реакционноспособными концевыми эпоксидными группами и получаемых на их основе полимеров с заранее заданным комплексом необходимых свойств и работающих под действием различных внешних условий. Изобретение позволяет получать эпоксидные полимеры с высокими значениями огне-, тепло- и термостойкости, сохраняющими хорошие диэлектрические характеристики в широком интервале температур и частот, хорошо растворимые в обычных органических растворителях и перерабатывающиеся на существующих серийных технологических оборудованиях. 1 табл., 4 пр.

Диглицидиловый эфир 4-хлорфталевой кислоты формулы: