Триметил /пара-метилциклогексилфенокси/силан в качестве антиоксиданта бутилкаучука Советский патент 1983 года по МПК C07F7/18 C08K5/5419 

9

Триметил (пара-метилциклогексилфёнокси)силам формулы (СН,)1-0 в качестве антиоксиданта бутилкаучука.

о: 4 со Изобретение относится к новым х мическим соединениям, в частности триметил (пара-метилЦИКлогексилфен окси) силану формулы (I) (ск,15 1-оча ш, используемому в качестве антиоксиданта бутилкаучука. Известны производные алкилфенолов, в частности ионол, формулы ciCHjV используемой в промышленности в ка честве антиоксиданта бутилкаучука Недостатками ионола являются летучесть и низкий коэффициент ста бильности при термостарении порядк 0,61 единиц. Известны, ряд кремнийсодержащих фенолов формулы (СН5) гОе д-сНз-1-с снг ,-C(CHj)3V -C-CHj-C-CH, , снз 1;нз обладающие антиоксидантными свойствами С21. ,- Однако ни одно из них не отвеча . по качествам известным стандартам, так как коэффициент стабильности п ле 6-ти месяцев хранения в естественных условиях и коэффициент стабильности при ускоренном термоста- рении выражены слабо. Так, например, триметил Спара-метилфенокси ) силан формулы (СК, $1оХОу О / и триметил .;(пара-третбутилфенокси) силан формулы (снз)з$10-(О) г, применяюи1иеся в качестве антиоксиданта бутилкаучука, в связи с мало молекулярной массой, обладают боль шой летучестью, и следовательно, имеют низкие коэффициенты стабильости термостарения - порядка О,,5 единиц. Триметил (пара-изопроенилфенокси) силан формулы №з 1оХоХ имеет в своей структуре алкилирую111ий агент с двойной связью, которая сильно влияет на антиокислительные свойства, поскольку изопропенильный радикал сам является хорошим окислителем „ Триметил(параоктилфенокси ) силан, формулы (снэ)$1он(0)-с-сн2-с (снэ1 э сн в связи с возможной деструкцией октильного радикала при высоких температурах имеет низкий коэффициент стабильности при термостарении .- порядка 0,5 единиц., Таким образом основным недостатком известных соединений является летучесть. Наиболее близким по структуре к изобретению является триметил(параметилциклопентилфенокси)силан формулы ,(%Ь510 который по коэффициенту стабильности При термостарении порядка един1 ч находится на уровне известных антиоксидантов. Недостатком его является то, что при ёысоких температурах, он способен деструктурироваться, в связи с тем, что пятичленный цикл, входящий в состав молекулы, не прочен. Цель изобретения - улучшение антиокислительных свойств антиоксидантов бутилкаучука в условиях ускоренного термостарения. Указанная цель достигается новым химическим соединением, а именно триметил ( пара-метилциклогексилфенокси ) силаном формулы 1 3 используемым в качестве антиоксиданта бутилкаучука. Способ получения его заключается во взаимодействии пара-метилциклогексилфенола с хлористым триметилсиланом в присутствии акцептора галоидоводорода - триэтиламина в среде безводного бензола. Реакционную смесь перемешивают в течение 5 ч при температуре кипения бензола и без нагревания в течение 1 ч. Смесь фильтруют, растворитель удаляют на роторном испарителе и остаток отмывают от солянокислого триэтиламина водой и высушивают над РоО Затем -остаток перегоняют в вакууме. В результате получают белое кристаллическое вещество с выходом ,. Структура полученного соедине ния подтверждается методами ИКС и ЯМР, Пример 1. К 2Ц,0 г (0,11 М) пара-метилциклогексйлфенола; 1112 мл (0,11 М) триэтиламина и 100 мл безводного бензола при перемешивании и нагреваний медленно прибавляют по каплям бензольный раствор 12 мл (0,11 М) хлористого триметилсилана (соотношение исходных-компонентов (%Ь 510-/О Sit.O fil/e ( Структура соединения подтверждает ся методами ИКС и ЯМР. В табл. 2 представлены данные, под тверждающие антиоксидайтные свойства полученного соединения. Пример 2. К 35,0 г (0,16 М) (,пара-метилциклогексилфенокси ) силана 16-17 мл (0,16 М) триэтиламина и 100 мл безводного бензола при перемешивании и нагревании медленно прибавляют до каплям бензольный раствор 12 мл (0,11 М) хлористого триметилсилана, соотношение исходных компонентов 1,5: :1,5:1 (пара-метилциклогексилфенол, тpиэтиJ feмин и хлористый триметилсилан соответственно). Реакционную смесь пе ремешивают в течении 5 ч при темпераггуре кипения бензола и без нагревания в течении 1 ч. Смесь фильтруют, растворитель удаляют на роторном испарителе и затем остаток отмывают от солянокислого триэтиламина и высушиваю над Р205. Затем остаток перегоня ют в вакууме. Получают 16,2 г (67,6) триметил (пара-метилциклогексилфенокси) силана, с З. (пентан), |с.ип ,0 С/6 мм, молекулярным весом 2бЗ,0. На ИК-спектре триметил (пара-метилциклогексилфенокси) силана в области 1090-1050 смотчетливо проявля

т а 6 л и-ц а 1 1:1:1). Реакционную смесь перемешивают в течении 5 ч при температуре кипения бензола и без нагревания в течении 1 ч. Смесь фильтруют, растворитель удаляют на роторном испарителе и затем остаток отмывают от солянокислого триэтиламина водой и высушивают над РрОс. Затем остаток перегоняют в вакууме. Получают 11,6 г (,5) триметил ( пара-метилциклогексилфенокси ) силана, с (пентан), мм, .молекулярным весом 2бЗ,0, нерастворимого в воде, но хорошо растворимого в органивеских растворителях. В табл. 1 представлены элементный анализ и физико-химические свойства. 73,27 9,91 10.71 73,1 Э,87 tO,39 ется интенсивная полоса, соответствующая валентному колебанию Si - О связи. Полоса поглощения в области и 1750 см относится К колебанию группы SnCHg) . Деформационные колебания свйзй - О дают интенсивную полосу при 450-А35 см 1 В области 1500 и 1бОО смнаблюдается полоса поглоидения, соответствующая колебанию С С связи ароматического ядра. На ПМР-спектре триметил пара-метилциклогексилфенокси ) силана наблюдаются следующие группы сигналов резонансного поглощения: протоны метильных групп, связанных с атомом кремния, характеризуются интенсивным синглетным сигналом при сГ 0,05 МоД. Протоны ароматического ядра проявляются в виде квадруплета с химическим сдвигом ,15 м.д., а расширенный сигнал в области 3 м.д. относится к протонам цикла. В этой же области наблюдается синглетный сигнал, относящийся к СН группе. Интегральная кривая полностью подтверждает предполагаемую структуру. Триметил (пара-метилциклогексилфенокси) силан испытывается в качестве антиоксиданта бутилкаучука марки БК-20 5 М. Определяется эффективность

опытного вещества в качестве антиоксиданта как при ускоренной термоокислительной деструкции бутилкаучука, так и при старении в условиях естественного хранения в течение шес ти месяцев.

Данные табл.. 2 позволяют сравнить антиоксидантные свойства предлагаемого соединения - триметил (параметилциклогексилфенокси ) силана с ионолом и триметил (,пара-метилциклопентилфенокси ) силаном.

Для проведения испытания используется бутилкаучук марки ВК-20 5 М, незаправленный антиоксидантом, следующей характеристики: средне-вязкостный молекулярный вес по Штаудингеру 56,5 х10, непредельность 1,98 мол Д. Образцы готовят путем введения испытуемого антиоксиданта в каучук на холодных вальцах в расчетных количествах. После чего из каждого образца приготавливают пленку толщиной 1-1,5 мм размером 20 X 80 мм и наносят на стекло.

Лля сравнения пленка приготавливается из бутилкаучука, незаправленного антиоксидантом,и заправленного стандартными антиоксидантами - ионолом (Ч-метил-Я 6-дитретбутилфенол), триметил

(пара-метилциклопентилфенокси / силаном и предлагаемым соединением - триметил (пара-метилциклогексилфенокси силаном. Во всех образцах определяют средне-вязкостный молекулярный вес бутилкаучука по Штаудингеру до и после испытаний. Ускоренную терморкислительную деструкцию проводят в спецкамере при атмосферном давлении. Деструкцию проводят при . Время деструкции

2 Ч.

1Л

vX

п Г(

оо оо

Г 1Л

so

ш

1Л

vO

гЛ 1Л

i

О

00

о ил

ил

и

fb

VJO

чО lf

ил

«М

(М

k

о

о

9101

Как видно из данных табл. 2, при 0,2 вес.ч. дозировки антиоксидантов на бутилкаучук марки БК-2045 М, коэффициент стабильности при ускоренной термоокислительной деструкции триметил (.пара-метилциклогексилфенокси ) си лана значительно выше (порядка 0,88 единиц), чем для ионола (порядка 0,61 единиц) и триметил (пара-метилциклопентилфенокси ) силана (порядка 0,59 единиц). Он менее летуч и при высоких температурах не разлагается. антиоксидантные свойства пред16 910

ложенного нового химического среди

нения, формулыЛ зЬ О

обусловлены тем, что шестичленный цикл, входящий в состав молеку-лы предлагаемого соединения обеспечивает более устойчивое состояние, чем пятичленный цикл, входящий в состав молекулы триметил ( пара-метилциклопентилфенокси ) силана. Поэтому пред|лагаемое соединение обладает явными преимуществами перед известными.