1,2,3,4-Тетрахлор-7,7-диметокси-5(трихлорацетокси)метилбицикло(2,2,1)гептен-2 в качестве антипирена к полиэтилену высокой плотности Советский патент 1979 года по МПК C07C69/63 

Изобретение относится к новому химическому веществу - тетрахлордиалкоксибициклическому ненасыщенному эфиру хлоруксусной кислоты общей формулы 1

С1

OHgOOOCCl,

который является антипиреном к полиэтилену высокой плотности.

Известна огнестойкая полимерная композиция, содержащая в качестве антипирена аддукт 1,2,3,4,7,7-гексахлор-5-феноксим8тилбицикло (2,2,1)гептен-2, взятый в количестве 5-35 % от общего веса композиции 1J.

Недостатком известного антипирена является то, что композиции, полученные на его основе, содержат высокое

количество полигалогепированного со-- единения.

Известным в промышленности ан- типиреном для полиэтилена является смесь хлорпарафина. ХП-600 и трехокиси сурьмы при соотношении 2:1 соответственно 2. Для полу гення . самозатухающих композиций необходимо добавлять 25-30% указанной смеси.

Однако при введении вышеуказанных добавок в количертве loT 5 до 15 вес.%, качество полиэтилена значительно снижается.

Целью изобретения является новое соединение 1,2,3,4-тетрахлор-7,7-диметокси-5-(трихлорацетокси) -ме тилбп- цикло(2,2,1)гептен-2, при использовании которого в качестве антипирена к полиэтилену .высокой плотности в количестве 10-15 в.ес.% в смеси с сурьмой (Ю вес.%Г почти не наблюдается изменений физико-механических и диэлектрических свойств полиэтилена. Соединение 1 получают на основе известной реакции диеновой конденсации з пиметокситетрахлорциклопента диена с аллиловым эфиром трихлоруксусной кислоты. Пример 1. 1,2,3,4-Тетра-. хлор-7,7-диметоксибицикло (2,2,1 )геп тен-2-метйловый-5-эфир трихлоруксу ной кислоты. Эквимолярную смесь 6,8 г димето кситетрахлорцкклопентадиена и 5 г аллилового эфира трихлоруксусной кис ты и 0,01 г гидрохинона нагревают в запаянной ампуле при температуре 14О С в течение 10 ч. После ваку умной разгонки получают 6,88 г аддукта - 1,2,3,4-тетрахлор-7,7--диметокси6ицикло(2,2,1 )гептен-2 мети лового-5-эфира трихлоруксусной киолоты, выход 58,42 %, со следующими физико-химическими характеристиками т. кип. 176,6-176,8°/ мм; 1,5349; d|° 1,5840; МРнайд. 91,94; MRвыч. 92,4О. Найдено, %: С 31,05; СЕ 52,67; Н 2,12. Вычислено, %: С 30,80; СС 53,1 Н 2,35. Данные ИК- и ЯМР-спектров подтверждают получение соединений указанной структуры. Пример 2. Са1 озатухающую композицию готовят на лабораторных вальцах:Температуравалков,°С150-160 Зазор между валками, мм0,5-0,6 Скорость ведущего вала, об/мин 30 Диаметр валков, мм170 Длина валков, мм280. Компоненты смесей вводят в следующем порядке; полиэтилен, через 2 мин после его плавления %Ъ,Оу на 10-й минуте - хлорированный продукт, затем смесь перемешивают в течение 5 мин. Самозатухающая композиция содер жит, вес.%: Полиэтилен7 5-8 О Трехокись сурьмы 014 1,2,3,4-Тетрахлор 7,7-диметокси-5-{трихлорацетокси) метилбицикло( 2,2,1 )гептен-210-15. В табл. 1 и 2 приведены данные, . полученные при введении в полиэтилен хлорпара4ина ХП-600 и 5Ь2.. Из данных табл. 2 следует, что с введением в полиэтилен от 5 до 15 вес,%, хлорпарафина ХП-600 и значительно изменяются прочностные и диэлектрические характеристики; полиэтилена. Например, прочность при растяжении уменьшается от 300 до 215 кг/см, тангенс угла диэлектрических потерь увеличивается почти в 10 раз. В табл. 3 и 4 показано влияние концентрации предлон енных соединений с Ъ горючесть и физико-механические и диэлектрические свойства полиэтилена. В табл. 3 представлены составы композиций и данные по их самозатухаемости. Как видно из табл. 3, образцы полиэтилена без антипиренов а также без заявленного соединения, но с , либо бЪз J но с заявленным продуктом почти одинаково горят. Только лишь при сочетании хлорорганического соединения с 8Ъ,О,| получаются положительные результаты. Оптимальными соотношениями можно считать 10 вес.% Sb О, 10-15 вес.% хлорсодержащего соеди-i .нения и 75-80 вес.% полиэтилена. Указанные композиции загорались через 2,5 мин после внесения в пламя и гасли моментально после вынесения из пламени (табл. 3). В табл. 4 приведены физико-механические и диэлектрические свойства вышеуказанных композиций. Как следует из табл. 4, введение в полиэтилен iO-15 вес.% хлорсодержащего соединения и 10 вес.% бЬ С дПОчти не ухудшает физико-механические диэлектрические свойства полиэтиена. Например, прочность при растяжении образцов изменяется от 300 до 250 кг/см , в то время как у образцов с промышленными антгширеами (табл. 2) она уменьшается до 210 кг/см

7020016

Таблица 1

ПЭСД - полнэтвлев среднего давления.

Чистый

ПЭСД 45,50

1,42300

8-9

2,5

То же3-42,7230

Загорается через 2 мин 10 с, гаснет после вынесения из пламени

То же

1-2 2,8

Таблица 2

900

250

100 2,3

22О

160120 2,5

120

150 2,9

210

215

140 134 2,6

100 95

5 3 95 94

92

90

10

80

15

75

8 Показатель текучести расплава, г/ /10 мин1,42 1,35 1,85 0,68 Предел прочности при раЫтяжении, кг/см 300 зоб 300 263 Относительное удлинение при растяжении, 400 500 189 %900

с

Горит tt с с

It

ин 40 с Самоза10-20тухает через 1020 с, но течет

мин 10 с Затухает че- 18-18,5 рез 15-20 с, но капает

мин 15 с Самозатухает 25-30 и сильно капает.

мин

Затухает мо

ментально

15,5

после вынесения из пламени

То же

2,5

16,2

Таблица 4 ,03 1,31 1,97 1,60 52 255 278 240 180 200 100 8О

20,7 20,5 16,1

Диэлектрическая про2,2 2Д 2,4 ницаемость 2,1

Из таблиц видно, что введение в полиэтилен высокой плотности полихлорбициклического эфира хлоруксусной Кислоты придает самозатухаемость полимеру. Огнестойкость определялась по методу огневой трубы по ГСЮТ 17088-71.

Согласно ГОСТ 17088-71 композиция считается огнестойкой, если не . загорается в течение 2,5 мин при внесении в пламя и гаснет не позже чем через 30 с при вынесении из пламени., В частности, при добавлении к полимеру аддукта 1,2,3,4-тетрахлор-7,7 диметоксибицикло (2,2,1) г ептен-З-метилового-5-эфира трихлоруксусной кислоты в количестве 10 вес.% от: общего веса полимера время до начала горения составляет 2,5 мин, при вынесении из пламени наблюдается моментальное самозатухание. Наряду с обеспечением самозатухаемости улучшаются яроЧйостИле иди ектричёские свойства композиций.

Продолжение табл. 4

43,762,1 17,0 2О,1

2,42,32,6 2,4

Формул-а изобретени

1,2,3,4-Тетрахлор-7,7-диметокси - (трихлорацетокси)-метилбициюю (2, 2,1)гептен-2

си,осое сг,,

в качестве антипирена к полиэтилену высокой плотности, Источвпяки информации,

принятые во внимание при экспертизе

3.Вейганд - Хильгетаг. Методы эксперимента в органической химии. М., Химия , 1968, с. 70О.