×
24.05.2019
219.017.5dc8

Результат интеллектуальной деятельности: Ароматический огнестойкий полиэфирэфиркетон и способ его получения

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002688943
Дата охранного документа
23.05.2019
Аннотация: Настоящее изобретение относится к огнестойким ароматическим полиэфирэфиркетонам. Описан ароматический огнестойкий полиэфирэфиркетон, характеризующийся строением:

Изобретение относится к огнестойким ароматическим полиэфирэфиркетонам (АПЭЭК), используемым в качестве термо-, огне-, и теплостойких конструкционных полимерных материалов.

Ароматические полиэфирэфиркетоны являются перспективными высокомолекулярными соединениями для многих отраслей современной техники. Они обладают обширным спектром таких важных свойств, как термическая, окислительная, радиационная, химическая устойчивость, высокие механические характеристики, что дает возможность к их применению в качестве конструкционных и электроизоляционных материалов при получении масло- и бензостойких изделий, в электро- и радиотехнике, в авто-, авиа- и ракетостроении. Более обширному применению указанных полимерных материалов препятствуют высокие цены и их способность к горению.

Из уровня техники известны полиэфиркетоны на основе 2,2-бис(4-гидроксифенил)пропана, 3,3-ди(4-оксифенил)фталида и других ароматических диоксисоединений и способы их получения в соответствии со следующими работами:

- заявка ФРГ 3700808: «Preparation of polyaryl ether ketone» («Способ получения полиариленэфиркетонов»);

- Шапошникова В.В., Салазкин С.Н., Сергеев В.А. и др. «Закономерности реакции 4,4'-дифторбензофенона с калиевым дифенолятом 2,2-бис(4-гидроксифенил)пропана», // Изв. АН. Сер. Химическая, 1996, №10. С. 2526-2530;

- заявка ФРГ 3901072: «Process for the preparation of polyaryl ether ketones» («Способ получения полиариленэфиркетонов»);

- заявка Японии 61-176627: «Ароматические простые полиэфиркетоны и способ их получения».

Недостатками полиэфиркетонов по указанным работам являются большая продолжительность синтеза (до 36 часов), низкие показатели термостойкости, теплостойкости, химической стойкости и высокой горючести.

Из уровня техники известна заявка США US 20050272853 А1 известны ароматические поликонденсированные полимеры и композиции на их основе.

Из уровня техники известен патент США US 8691905 В1 известна полимерная композиция, содержащая в своем составе полиамиды.

В качестве наиболее близкого аналога выступают полиэфиркетоны на основе 1,1-дихлор-2,2-ди(3,5-дибром-4-оксифенил)этилена в соответствии с патентом РФ RU 2529030: «Огнестойкий ненасыщенный полиэфиркетон».

Недостатками полиэфиркетонов по изобретению являются низкие значения термических и деформационно-прочностных свойств, а также низкие значения стойкости к агрессивным средам, использование при синтезе высокотоксичного хлорбензола и длительность процесса получения полиэфиров.

Задачей настоящего изобретения является получение АПЭЭК с высокими значениями термо-, тепло-, огне-, химической стойкости и физико-механических свойств без использования хлорбензола.

Поставленная задача решается получением нового полиэфирэфиркетона следующего строения:

где m=25-100

АПЭЭК получают высокотемпературной поликонденсацией из 3,3',5,5'-тетрабромфенолфталеина (ТБФ) и 4,4'-дифторбензофенона (ДФБФ) в среде N,N-диметилацетамида (ДМАА).

Полимеры с приведенной вязкостью ηпр=0,56-0,87 дл/г синтезируют в течение 3-х часов при 165°С в среде N,N-диметилацетамида. В данном растворителе реакция поликонденсации протекает наиболее оптимально. Синтез АПЭЭК проводится при одновременной загрузке всех исходных реагентов, при мольных соотношениях ТБФ : ДФБФ : К2СО3, равных 1,0:1,0:1,1÷1,3. ТБФ в дифенолят превращают, используя К2СО3. Оптимальным признан избыток карбоната по отношению к бисфенолу, равный 25% моль, т.е. мольное соотношение ТБФ : ДФБФ : К2СО3, равное 1,0:1,0:1,25. Концентрация раствора по бисфенолу в процессе синтеза составляет 0,375 моль/л в начале реакции поликонденсации и 0,75 моль/л в конце.

В конце синтеза, реакционная смесь разбавляется отогнанным в ходе получения АПЭЭК диметилацетамидом, что приводит к экономии растворителя, упрощению стадии выделения полимера, удешевлению стоимости полиэфира и лучшей очистке конечного продукта от ионных примесей.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Синтез ароматического полиэфирэфиркетона из 3,3',5,5'-тетрабромфенолфталеина, 4,4'-дифторбензофенона и карбоната калия при мольных соотношениях 1,0:1,0:1,1.

В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, ловушкой Дина-Старка и приспособлением для ввода газообразного азота, загружают 47,546 г (0,075 моль, 100%) ТБФ, 16,365 г (0,075 моль, 100%) ДФБФ, 11,403 г (0,0825 моль, 110%) карбоната калия, 200 мл N,N-диметилацетамида, включают подачу газообразного азота. Температуру поднимают до 165°С, отгоняя воду в виде азеотропной смеси с ДМАА. После полной отгонки воды, температура отгоняющихся паров принимает постоянное значение, выдерживают в течение 3-х часов. Смесь разбавляют в горячем состоянии отогнанным в ходе реакции ДМАА и осаждают полимер, прикапывая к подкисленной 5%-й соляной кислотой воде при интенсивном перемешивании. Осадок полиэфирэфиркетона отфильтровывают, промывают водой от галоген-ионов и N,N-диметилацетамида и сушат при 75°С 2 часа, при 150°С 3 часа, при 175°С 4 часа. Выход продукта составляет 95% от теоретического, приведенная вязкость - 0,56 дл/г. Характеристики АПЭЭК приведены в таблице 1.

Пример 2. Синтез ароматического полиэфирэфиркетона из 3,3',5,5'-тетрабромфенолфталеина, 4,4'-дифторбензофенона и карбоната калия при мольных соотношениях 1,0:1,0:1,2.

Синтез и выделение АПЭЭК проводят в соответствии с примером 1, однако избыток карбоната калия составляет 20%, соответственно, его в колбу загружают 12,439 г (0,09 моль, 120%). Выход продукта составляет 97% от теоретического, приведенная вязкость - 0,68 дл/г. Характеристики АПЭЭК приведены в таблице 1.

Пример 3. Синтез ароматического полиэфирэфиркетона из 3,3',5,5'-тетрабромфенолфталеина, 4,4'-дифторбензофенона и карбоната калия при мольных соотношениях 1,0:1,0:1,25.

Синтез и выделение АПЭЭК проводят в соответствии с примером 1, однако, избыток карбоната калия составляет 25%, соответственно, в колбу загружают 12,957 г (0,09375 моль, 125%). Выход продукта составляет 96% от теоретического, приведенная вязкость - 0,87 дл/г. Характеристики АПЭЭК приведены в таблице 1.

Пример 4. Синтез ароматического полиэфирэфиркетона из 3,3',5,5'-тетрабромфенолфталеина, 4,4'-дифторбензофенона и карбоната калия при мольных соотношениях 1,0:1,0:1,3.

Синтез и выделение АПЭЭК проводят в соответствии с примером 1, однако, избыток карбоната калия составляет 30%, соответственно, его в колбу загружают 13,475 г (0,0975 моль, 130%). Выход продукта составляет 95% от теоретического, приведенная вязкость - 0,85 дл/г. Характеристики АПЭЭК приведены в таблице 1.

АПЭЭК из раствора в хлороформе и метиленхлориде методом полива дают прозрачные пленки с коричневатым оттенком.

Строение ароматических полиэфирэфиркетонов подтверждено ИК-спектроскопией. На ИК-спектрах имеются полосы поглощения, соответствующие простым эфирным связям (930, 1015, 1045 см-1), колебаниям карбонильной группы лактонного цикла остатков ТБФ (1750, 1780 см-1), арил-бром-связи (1000, 1080 см-1) и диарилкетогруппам (1600, 1650 см-1), отсутствуют полосы для гидроксильных групп, что подтверждает образование полимеров ожидаемой структуры.

Ниже, в таблице 1 в колонках указаны значения величин, полученных для примеров АПЭЭК при следующих условиях.

Термогравиметрический анализ (ТГА) проведен на воздухе на дериватографе «Perkin-Elmer» при скорости подъема температуры 5°С в минуту. Температуры стеклования (Тстекл.) определены методом дифференциальной сканирующей калориметрии («Perkin-Elmer»). Приведенные вязкости (ηприв) определены для 0,5%-ных растворов АПЭЭК в ДМАА. Прочность на разрыв (σр) определена на лопатках тип 5 по ГОСТ 11262-80. Огнестойкость оценена по кислородному индексу (КИ) на образцах тип 5 по ГОСТ 21793-76. Испытания на водопоглощение проводились по ГОСТ 4650-80 (СТ СЭВ 1692-79) Пластмассы. Метод определения водопоглощения.

Как видно из приведенных данных, большинство из предложенных составов по термостойкости, температуре стеклования, приведенной вязкости, водопоглощению и разрывной прочности выгодно отличаются от прототипа.

Технический результат изобретения заключается в получении ароматических полиэфирэфиркетонов, обладающих высокими значениями кислородного индекса (высокой огнестойкостью), высокими механическими и термическими свойствами, низким водопоглощением за счет использования бисфенола 3,3',5,5'-тетрабромфенолфталеина.


Ароматический огнестойкий полиэфирэфиркетон и способ его получения
Ароматический огнестойкий полиэфирэфиркетон и способ его получения
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 11-20 из 174.
29.12.2017
№217.015.f48b

Фильтрующий материал и способ его получения

Изобретение относится к области фильтрующих материалов и может быть использовано для сверхтонкой очистки воздуха от высокодисперсных аэрозолей в противоаэрозольных фильтрах, противогазах, респираторах и масках. Для получения фильтрующего материала осуществляют электроформование...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637952
Дата охранного документа: 08.12.2017
04.04.2018
№218.016.303a

Сердечник бронебойной пули

Изобретение относится к боеприпасам и, в частности, к пулям автоматным и винтовочным, имеющим сердечник из твердого сплава с высокой пробивной способностью. Технический результат - повышение характеристик бронепробиваемости и, в том числе, возможности пробивания бронеплит на керамической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644987
Дата охранного документа: 15.02.2018
10.05.2018
№218.016.3ba9

Нетканый многослойный материал для поглощения электромагнитного излучения в свч диапазоне

Изобретение относится к области радиофизики и предназначено для поглощения электромагнитного излучения сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона, причем его структура и свойства отвечают требованиям создания элементов носимой одежды для маскировки человека в СВЧ диапазоне. Нетканый материал для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002647380
Дата охранного документа: 15.03.2018
10.05.2018
№218.016.3d11

Способ получения керамической вставки для оружейных стволов

Изобретение относится к области огнестрельного оружия, а именно способу получения керамической вставки для ствола стрелкового оружия. Способ получения керамической вставки для оружейных стволов включает подготовку исходных смесей из керамических порошков и временного связующего, формование...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002647948
Дата охранного документа: 21.03.2018
18.05.2018
№218.016.5139

Способ обнаружения шумящих объектов в мелком и глубоком море

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано в системах шумопеленгования. Техническим результатом является повышение помехоустойчивости и дальности действия приемной системы на низких частотах в условиях мелкого и глубокого моря путем использования приемной системы на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002653189
Дата охранного документа: 07.05.2018
29.05.2018
№218.016.5277

Гидроакустический комплекс для обнаружения движущегося источника звука, измерения азимутального угла на источник и горизонта источника звука в мелком море

Изобретение относится к гидроакустике и может быть использовано для обнаружения движущегося источника звука, измерения азимутального угла на источник и горизонта источника в мелком море в пассивном режиме с помощью акустических приемников, установленных на морском дне, координаты которых и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002653587
Дата охранного документа: 11.05.2018
29.05.2018
№218.016.55c5

Способ обнаружения шумящих в море объектов с помощью комбинированного приемника

Изобретение относится к области гидроакустики и может быть использовано в системах шумопеленгования. Техническим результатом является повышение помехоустойчивости и дальности действия приемной системы на низких частотах в условиях мелкого моря путем использования приемной системы, которая...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654335
Дата охранного документа: 17.05.2018
09.06.2018
№218.016.5c4d

Способ создания изгибов волноводов

Изобретение относится к области создания интегральных оптических волноводных микроструктур для прикладного использования в системах получения, обработки и передачи информации по оптическим каналам связи и другим областям науки и техники. Способ формирования изгиба волновода в интегральной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002655992
Дата охранного документа: 30.05.2018
05.07.2018
№218.016.6c55

Способ выявления в воздухе малых концентраций взрывчатых и наркотических веществ на основе анализа биоэлектрических потенциалов обонятельного анализатора крысы

Изобретение относится к области безопасности и газоанализаторов, а именно к способам обнаружения взрывчатых и/или наркотических веществ в воздухе. В основе изобретения лежит анализ ЭКоГ сигналов, снятых имплантированными в мозг крысы электродами. На первом этапе происходит обучение используемых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002659712
Дата охранного документа: 03.07.2018
06.07.2018
№218.016.6cb6

Способ хранения клеточных культур в суспензии

Изобретение относится к биологии и медицине и может быть использовано при хранении клеточных культур. Для криоконсервации используют контейнер с регулируемым объемом и возможностью его герметизации, при этом осуществляют вывод атмосферного газа из внутреннего объема контейнера и последующий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002660075
Дата охранного документа: 05.07.2018
Показаны записи 11-20 из 98.
10.06.2015
№216.013.52db

Полимерная композиция на основе полиэтилентерефталата

Изобретение относится к полимерным композициям на основе полиэтилентерефталата, которые могут применяться при производстве бутылок, контейнеров различного назначения, пленочных изделий, волокон. Полимерная композиция на основе полиэтилентерефталата содержит 3-10 вес.% полигидроксиэфира с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002552732
Дата охранного документа: 10.06.2015
27.07.2015
№216.013.65a1

Нанокомпозитный полиамидный материал, обладающий повышенными барьерными свойствами

Изобретение относится к нанокомпозитному полиамидному материалу, используемому в упаковочной пленке, обладающей достаточно высокими прочностными и барьерными свойствами. Нанокомпозитный полиамидный материал содержит полиамид и наполнитель - слоистый силикат, в качестве которого используется...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002557570
Дата охранного документа: 27.07.2015
27.09.2015
№216.013.7fd2

Полимерная композиция

Изобретение относится к композиционным материалам на основе полиэтилентерефталата, предназначенным для изготовления однослойных емкостей в виде бутылок, обладающих улучшенными барьерными свойствами. Композиционный материал получают путем модификации полиэфира модифицирующим композитом....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564319
Дата охранного документа: 27.09.2015
27.09.2015
№216.013.7fd8

Полимерная композиция

Изобретение относится к композиционным материалам на основе полиэтилентерефталата, предназначенным для изготовления однослойных емкостей в виде бутылок. Полимерная полиэтилентерефталатная композиция включает полиэтилентерефталат и модифицирующий композит, который в свою очередь имеет в своем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564325
Дата охранного документа: 27.09.2015
27.09.2015
№216.013.7fd9

Полимерная композиция

Изобретение относится к композиционным материалам на основе полиэтилентерефталата, предназначенным для изготовления однослойных емкостей в виде бутылок. Композиционный материал получают путем модификации полиэтилентерефталата модифицирующим композитом, имеющим в своем составе полигидроксиэфир и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002564326
Дата охранного документа: 27.09.2015
10.12.2015
№216.013.97ab

Полимерная композиция на основе полиэтилентерефталата

Изобретение относится к композиционным материалам на основе полиэтилентерефталата, используемым для изготовления однослойных емкостей в виде бутылок, обладающих повышенными барьерными свойствами. Полимерная композиция на основе полиэтилентерефталата, используемая в качестве композиционного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570447
Дата охранного документа: 10.12.2015
27.03.2016
№216.014.c62a

Водорастворимая целлюлозная композиция и способ ее получения

Изобретение относится к новым биологически активным водорастворимым целлюлозным композициям и способам их получения, предназначенным для фармацевтической промышленности. Водорастворимую целлюлозную композицию получают путем обработки водной суспензии диальдегидцеллюлозы хлопковой (ДАЦ) водным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578311
Дата охранного документа: 27.03.2016
20.06.2016
№217.015.0537

Способ получения сложных полиэфиров для полиуретанов

Настоящее изобретение относится к области получения сложных полиэфиров и может быть использовано для получения эластичных полиуретанов. Сложные полиэфиры получают в результате поликонденсации адипиновой кислоты, этиленгликоля и 1,4-бутандиола при 140°C постепенно доводя температуру до 195±5°C....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002587218
Дата охранного документа: 20.06.2016
10.04.2016
№216.015.2f4c

Композиционный материал

Изобретение относится к композиционным материалам на основе полиэтилентерефталата, предназначенным для изготовления однослойных емкостей в виде бутылок. Композиционный материал получают путем модификации полиэтилентерефталата модифицирующим композитом. Изобретение обладает улучшенными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580742
Дата охранного документа: 10.04.2016
10.06.2016
№216.015.4806

Полиэтилентерефталатная композиция

Изобретение относится к полиэтилентерефталатным композиционным материалам на основе полиэтилентерефталата, предназначенным для изготовления однослойных емкостей в виде бутылок и контейнеров различного назначения, обладающих улучшенными барьерными свойствами. Изобретение реализуется путем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002585665
Дата охранного документа: 10.06.2016
+ добавить свой РИД