Производные диалкилсульфосукциновой кислоты в качестве диспергирующих агентов магнитного порошка гамма-оксида железа Советский патент 1991 года по МПК G11B5/70 

Mjofjpi-Temie относится к новым химичегшм соединениям, а именно к диалкилсульфосукциновым кислотам и их кремнинорганическим производным гриметилдиалкилеульфосукцинил- или иметилй.к (диалкилсульфосукиинил)

силенам, общеЛ формулы

R iC SCHCOORj CiloCOOR

(i)

К - Н, U, - н - , н - С7Н ,5 , н - r. ,- изо-CgIT , н - СЦН, х 1;

К - Si (СНз)-э,1 1 н-С7Н,5, изог ч

{j dil

17

Н- СдН„

или

R - 51()г., RI н-С7Н,, изо- CgHq , н - , и х 2.

Диалкилсульфосукциновые кислоты и их кремнийорганические производные являются соединениями, обладающими высокой активностью - диспергирующей способностью и хорошей расп ределяемостыо в массе многокомпонентной суспензии. Они могут найти применение в качестве диспергаторов магнитного порошка X1 -оксида железа, улучшающие технологические и эксплуатационные характеристики ферролако- вьгх композиций.

Известны соли (калия, натрия, аммония) диалкилсульфосукцинатов с различным строением радикала. Однако указанные соединения не активны в высоконаполненных системах, не растворяются в растворителях (толуол этилцеллозольв, циклогексанон), ири- -меняемых в ферролаковых композициях.

Наиболее близкими соединениями к предлагаемому являются калиевые или натриевые соли диалкилсульфосукцинатов , общей , формулы

МО,, SCHCOOR.

снгсооя

(U)

где R - С5Н„ , CgH.j , СаН17 , M-Na, К.

Указанные соединения используются в составах моющих средств. Однако эти соли не оказывают диспергирующего эффекта по отношению магнитного порошка )Г -оксида железа.

В качестве диспергатора У-оксида железа применяется фенилтриэтоксиснл- оксан. По он не полностью удовлетворяет требованиям эффективности диспергирующего действия. Например, при введении его в ферролаковую композицию он не обеспечивает необходимого снижения модуляции перезаписи отверж- денного покрытия для дисков с высокой плотностью записи.

Целью изобретения является выявление новых соединений, обладающих высокой диспергирующей активностью

5

0

5

0

5

0

45

50

55

к X1 -оксиду железа и хорошо совмещаю щихся с эпоксидной, фенол- и мелами- ноформальдегидными смолами и органическими растворителями.

Указанным требованиям соответствуют диалкнлсульфосукциновые кислоты и их кремнийорганические производные триметилдиалкилсульфосукцинил- или диметилбис(диалкилсульфосукцинил)си- ланы формулы (I).

Эти соединения представляют собой вязкие жидкие вещества от желтого до коричневого цвета, растворимые в этаноле, серном эфире, толуоле, хлороформе, этнлцеллозольве и в других органических растворителях.

Синтез соединений формулы (1) осуществляют взаимодействием натрие- иых солей диалкиловых эфиров сульфо- янтарной кислоты с концентрированной соляной кислотой, выделяя сначала ди- алкилсудьфосукциновую кислоту с последующим взаимодействием ее с три- метидхлорсиланом или с диметилдихлор- силаном.

Получение сульфокислоты осуществляют в спиртовой среде при 60-80 С в течение 3-5 ч (до полного удаления натрия, аналитически оиределчется содержание натрия в молекуле).

Вторую реакцию осуществляют при 50-90°С в среде толуола при избыточном количестве алкилхлорснлс .нов в течение 20-25 ч.

Полученные соединения (выход 80- УОХ) охарактеризованы данными элементного анализа, приведенными в табл. 1 .

Пример 1. 16,9 г (0,05 г-моль) натриевой соли дибутилсукцината, растворенного в 100 мл этилового или изопропнлоного спирта, смешивают с 7,7 г (0,075 моль) концентрированной хлористоводородной кислотой, перемешивают при MU°С в течение 3 ч. От- фильтровав хлорид натрия от реакционной массы, отгоняют спирт, затем сушат азеотропной отгонкой с толуолом. После этого дополнительно от- фильтровывамт о г следов хлорида натрия, досуха отгоняют толуол и выделя--- Ю1 11 г (73,3%) дибутнлсукциновой кислоты.

П р и м е р ы . Аналогично примеру 1 из U,1 г-моль диалкилсуль- Фос/кцината и 0,15 г-моль концентрированной хлористоводородной кислоты

5

получают диалкилсукциновые кислоты формулы (I) с различной длиной цепи (R - н-С7И45-, H-CgH17 , изо-С8Н17,

H-Cqli).

Пример 6. К 50 г (0, 126 моль) дигептилсукциновой .кислоты, растворенной в 150 мл толуола, прикапывают 62 г (0,567 моль) триметилхлор- силана. Затем при 50-60°С перемешивают реакционную массу в течение 25- 30 ч с отдувом выделяющегося хлористого водорода азотом. После отгона растворителя выделяют 53,2 г (90%) триметил, дигептилсульфосукцинилсила на.

Пример 7и8. Аналогично при меру 6 из 0,2 г-моль диалкилсукцино- вой кислоты и 0,9 г-моль триметил- хлорсилана получают триметил, диал- килсульфосукцинилсиланы формулы (I)

сг%

где R - Ы2СН - (СН2)ЭСН3; -СНг(СН2)7СНз

П р и м е р 10. К 25,8 г (0,06 г-моль) ди(2-этилгексил)сукци- новой кислоты, растворенной в 100 мл четыреххлористого углерода, прикапывают 3,94 г (0,09 г-моль) диметил- дихлорсилана. Затем при 60-65°С перемешивают реакционную масгу в течение 10 ч в токе азота.. После отгона растворителя вьщеляют 26,3 г (95,6%) диметилбисГди(2-этилгексил) сульфосукцинил силана.

Пример ы9и 11. Аналогично примеру 10 из 0,1 г-моль диалкилсук- циновой кислоты и 0, 15 г-моль диме- тилдихлорсилана вьщеляют диметил- бис(диалкилсульфосукцинил)силаны формулы (I), где R - CHz(CH,,)sCHj; - -СН2(СПг)7СН3.

Эффективность действия синтезированных соединений как диспергирующих агентов для У -оксида железа оценивают следующим образом. Навеску Y-оксида железа массой 180 мг помещают в 0,3%-ный раствор исследуемого соединения в толуоле и в течение 30 мин суспензию обрабатывают ультра - звуком 35 кГц (ультразвуковой генера тор фирмы Retsch, ФРГ). Далее еще в течение 30 мин суспензию перемешивают на механическом вибраторе, затем разбавляют толуолом до 275 мл и помещают в седиментационный сосуд. Седиментационные кривые снимают при

71653

25вС на седиментационных весах фирмы Sartorius модель 4610 (ФРГ).

Расположение седиментационных кри- с вых соответствует среднему размеру агрегатов $ -Fe20,, который получается в результате обработки магнитного порошка диспергирующими агентами. Использование предлагаемых соеди- 10 нений в качестве диспергирующих агентов существенно позволяет уменьшить средний размер агрегатов магнитных частиц V-оксида железа, что является необходимым условием эффективнос 15 ти процесса диспергирования магнитных пигментов.

Введение новых соединений в качестве диспергирующих агентов в рецептуру ферролака позволяет существенно улучшить разрешающую способность и модуляцию перезаписи отверж- денного покрытия (табл.2), что само по себе связано с улучшением диспер- гируемости магнитных частиц.

Изготовление ферролака, состояще20

25

го из У-оксида железа (21-23%), оксида алюминия (0,25-0,3%) или оксида хрома (0,6%) эпоксидной смолы Э05/М/2 (15,3-16,3%), меламинофор30 мальдегидной смолы (1-2%), фенолфор- мальдегидной смолы ГМ-3 (5,7-7,0%), оксиалкиленейлоксанового блоксополи- мера КЭП-2 (0, 2-0., 75%), толуола (14-15%), моноэтиловсго эфира этилен -

35 гликоля (14-21,6%), циклогексанона (13,0-13,7%), изофорона (7,8-13,0%) и ксилола (20,6%) проводят путем дис-- пергирования компонентов в шаровых мельницах при постадийной загрузке

40 компонентов (диаметр стальных шаров 5 мм). Испытания функциональных fia раметров (разрешающая способность и модуляция перезаписи) магнитных покрытий дисков проводят на установ4Ь ке АТ-3. Точность измерения функциональных параметров составляет 5%, Составы приведены в табл.2.

Полученные данные свидетельству- 5о ют о высокой эффективности диалкил- су-тьфосукциновых кислот и их производных при введении в магнитную композицию в качестве диспергирующих агентов магнитного порошка.

55

Формула изобретения

Производные диалкилсульфосукцино- вой кислоты общей формулы

R

03SCHCOORi CH.COOR,

где R - H, R{ - H - C4H9, н-С7Н,у, -CeH,7 , изо-CgH,, , , x U

R , - H-cTH15;

R - Si(CH,)3 изо-Са1Ц , , x

l;

R - Si(CH-j)z, R -н-СтН,5, изоC8H17 , H-C9iI, x 2, в качестве диспергирующих агентов магнитного порошка у -оксида иелеза

Изобретение касается производных диалкилсульфосукциновой кислоты, в частности соединений общей ф-лы R - [O - S(O)₂ - CH(CH₂ - C(O) - OR₁) - C(O) - OR₁]_X, где а) R = н-C₄H₉, н-C₇H₁₅, н-C₈H₁₇, изо-C₈H₁₇, н-C₉H₁₉, при X = 1, б) R = SI(CH₃)₃, R₁ = н-C₇H₁₅, изо-C₈H₁₇, н-C₉H₁₉ при X = 1

в) R = SI(CH₃)₂, R₁ = н-C₇H₁₅, изо-C₈H₁₇, н-C₉H₁₉, которые могут быть использованы в качестве диспергрирующих агентов магнитного порошка γ-оксида железа. Цель - создание новых более эффективных веществ указанного класса. Синтез ведут реакцией NA-солей диалкиловых эфиров сульфоянтарной кислоты с конц. HCI с выделением диалкилсульфосукциновой кислоты и обработкой ее триметилхлорсиланом или диметилдихлорсиланом. При этом сначала процесс ведут в спиртовой среде при 60 - 80°С, а затем при 50 - 90°С в среде толуола с использованием избыточного количества соответствующего силана. Выход,%, брутто-ф-ла: а) 73,8, C₁₂H₂₂O₇S, б) 80, C₁₈H₃₄O₇S, в) 82, C₂₀H₃₈O₇S, г) 76, C₂₀H₃₈O₇S, д) 83, C₂₂H₄₂O₇S, е) 90, C₂₁H₄₂O₇S SI, ж) 86, C₂₃H₄₆O₇S SI, з) 89, C₂₅H₅₀O₇S SI , и) 85, C₃₈H₇₂O₁₄S₂SI, к) 95,6, C₄₂H₈₀O₁₄S₂SI, л) 93,2, C₄₆H₈₈O₁₄S₂SI. Новые соединения могут быть введены в ферролак, содержащий γ-оксид железа, AL₂O₃ или CR₂O₃, эпоксидную смолу, меламино- и фенолформальдегидную смолы, оксиалкиленсилоксановый блоксополимер, толуол, ксилол, циклогексанон, изофорон и моноэтиловый эфир этиленгликоля. Достигается лучшая разрешающая способность. 2 табл.

Дылкялсульбосуяотиопм кислоты я диалхнлсульфосуяцикилсклаиы

Таблица I

Ре р«мгаая способность,: внутренний

(оТмм)0,690,78 0,79 0,79 0,79 О,0,780.78и. 710,80 0,80 О.вО

иет«1й ,7}0,82 0.82 0.015 0.82 O.S2О.В60,860,850,835 0,8} 0.84

НОАУЛЯККИ П«ре1ЯПН1,5. ,09 4,1,1 4, .2 2 -24-° ° °

Номере соедмивмкй м .1.

Продолжение табл.2,