×
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 61-70 из 174.
14.03.2019
№219.016.df4d

Арифметико-логическое устройство и способ преобразования данных с использованием такого устройства

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в увеличении производительности устройства при решении задач дискретной математики. Устройство включает в себя три входа данных, вход кода операций, выход данных, блок циклического сдвига на 8, 16, 24...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002681702
Дата охранного документа: 12.03.2019
16.03.2019
№219.016.e1ea

Устройство активной защиты акватории ударно-волновым воздействием на подводный объект

Изобретение относится к области защиты акваторий и инфраструктуры промышленных и иных охраняемых объектов, расположенных во внутренних водоемах и на континентальном шельфе, от подводных диверсантов и других подводных объектов. Предложено устройство активной защиты акватории ударно-волновым...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002681967
Дата охранного документа: 14.03.2019
10.04.2019
№219.016.fef2

Одностадийный способ получения ароматического полиэфира

Настоящее изобретение относится к одностадийному способу получения ароматических полиэфиров реакцией нуклеофильного замещения, включающему взаимодействие 0,056-0,063 моль 4,4'-дихлордифенилсульфона, 90 мл диметилсульфоксида, 0,0024 моль катализатора оксида алюминия, 0,087 моль щелочного агента...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002684328
Дата охранного документа: 08.04.2019
10.04.2019
№219.016.ff03

Способ получения ароматических полиэфиров

Изобретение относится к области получения ароматических полиэфиров. Описан способ получения ароматических полиэфиров реакцией нуклеофильного замещения, включающий взаимодействие 0,0404 моль 4,4'-дихлордифенилсульфона и 0,0404 моль ароматических диоксисоединений в присутствии 0,044 моль...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002684327
Дата охранного документа: 08.04.2019
10.04.2019
№219.016.ff0f

Ароматические полиэфирэфиркетоны, сополиэфирэфиркетоны и способ их капсулирования

Настоящее изобретение относится к способу получения капсулированных ароматических полиэфирэфир- и сополиэфирэфиркетонов. Описан способ капсулирования ароматических полиэфирэфиркетонов и сополиэфирэфиркетонов, полученных в результате синтеза смеси компонентов в соотношении: 0,021-0,035 моль...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002684329
Дата охранного документа: 08.04.2019
20.04.2019
№219.017.351d

Способ послойного изготовления изделий из нескольких порошков и устройство для его осуществления

Изобретение относится к послойному изготовлению изделий из нескольких порошков. Способ включает изготовление в камере построения каждого слоя фазами, каждая из которых включает послойную подачу порошка из бункера с дозирующим устройством на технологически заданные участки рабочей поверхности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002685326
Дата охранного документа: 17.04.2019
20.04.2019
№219.017.3548

Инжекционный лазер

Использование: для создания инжекционного лазера. Сущность изобретения заключается в том, что инжекционный лазер включает выращенную на подложке лазерную гетероструктуру, содержащую активную область, заключенную между первым и вторым волноводными слоями, к которым с внешней стороны примыкают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002685434
Дата охранного документа: 18.04.2019
20.04.2019
№219.017.35ac

Устройство для послойного изготовления объемных изделий из двух и более порошковых компонентов

Изобретение относится к устройству для послойного изготовления объемных изделий и может быть использовано при изготовлении объемных изделий из двух или более разнородных порошковых компонентов. Устройство содержит камеру построения, платформу построения, порошковые питатели, лазерное устройство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002685328
Дата охранного документа: 17.04.2019
27.04.2019
№219.017.3c9f

Реконфигурируемый вычислительный модуль

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в повышении удельных производительностей на единицу мощности потребления и на единицу площади. Реконфигурируемый вычислительный модуль, подключаемый к внутрикристальной кольцевой сети, содержит макроблок...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002686017
Дата охранного документа: 23.04.2019
27.04.2019
№219.017.3cec

Композиционный материал на основе полифениленсульфона

Изобретение относится к применению композиционного материала в качестве суперконструкционного полимерного материала для аддитивных 3D-технологий методом послойного наплавления (FDM). Композиционный материал содержит следующие компоненты, мас.%: 85-95 полифениленсульфона (ПФС) и 5-15 талька....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002686329
Дата охранного документа: 25.04.2019
Показаны записи 61-70 из 98.
05.10.2019
№219.017.d2ba

Способ получения полимерного материала

Изобретение относится к получению высокоэффективного полифениленсульфида, используемого в качестве суперконструкционного полимерного материала. Способ получения полифениленсульфида заключается в том, что в реакционную среду вводят девятиводный сульфид натрия, пара-хлорбензол и проводят реакцию...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002702006
Дата охранного документа: 03.10.2019
26.10.2019
№219.017.db57

Способ получения сополиполифениленсульфидсульфонов

Изобретение относится к способу получения сополимеров полифениленсульфидсульфонов, применяемому для изготовления конструкционных изделий, предназначенных для использования в электронике, электротехнике, авиакосмической технике и др. Способ получения сополифениленсульфидсульфонов заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002704260
Дата охранного документа: 25.10.2019
01.11.2019
№219.017.dcfa

Композиционный материал

Изобретение относится к композиционным материалам, предназначенным для аддитивных технологий производства изделий. Композиционный материал включает следующие компоненты при их соотношении, масс. %: 40-65 термопластичного полимера, 10-20 пластификатора, 25-40 наполнителя. В качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002704482
Дата охранного документа: 29.10.2019
01.12.2019
№219.017.e8a1

Способ получения капсулированного огнестойкого полигидроксиэфира

Изобретение относится к капсулированным полигидроксиэфирам, используемым в качестве огнестойких пленочных материалов и защитных адгезивных покрытий, клеев, мембран с высокими эксплуатационными характеристиками. Способ получения капсулированного огнестойкого полигидроксиэфира осуществляют путем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002707747
Дата охранного документа: 29.11.2019
01.12.2019
№219.017.e901

Хлорсодержащий диоксиэфир в качестве мономера для получения поликонденсационных полиэфиров

Настоящее изобретение относится к хлорсодержащему диоксиэфиру формулы используемому в качестве мономера для получения поликонденсационных полимеров. 2 табл., 6 пр.
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002707565
Дата охранного документа: 28.11.2019
01.12.2019
№219.017.e952

Способ получения полиэфиримидного композиционного материала

Изобретение относится к способу получения полиэфиримидного композиционного материала, предназначенного для получения изделий методом 3D-печати. Способ основан на предварительном получении двухкомпонентной полимерной матрицы с последующим введением наполнителя. В качестве полимерной матрицы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002707599
Дата охранного документа: 28.11.2019
01.12.2019
№219.017.e96f

Полигидроксиэфир на основе 3,3',5,5'-тетрабромфенолфталеина

Изобретение относится к полигидроксиэфирам, используемым в качестве пленочных материалов и защитных адгезивных покрытий с высокими эксплуатационными характеристиками. Полигидроксиэфир представляет собой соединение формулы где m=50-140, на основе 3,3-ди(3,5-дибром-4-оксифенил)фталида (ТБФ) и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002707522
Дата охранного документа: 27.11.2019
12.12.2019
№219.017.ec80

Полимерный композит и способ его получения

Изобретение относится к углерод-полисульфоновым полимерным композитам, в частности к углепластикам на основе полисульфона, которые применяются в космической технике, авиа-, вертолето-, автомобилестроении, аддитивных технологиях. Полимерный композит на основе полисульфона и армирующих углеродных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002708586
Дата охранного документа: 09.12.2019
27.12.2019
№219.017.f3e2

Ароматические сополиэфирсульфонкетоны повышенной огнестойкости

Изобретение относится к ароматическим сополиэфирсульфонкетонам (СПЭСК), которые могут быть использованы в качестве термо-, и теплостойких конструкционных полимерных материалов, а также к способу получения ароматических сополиэфирсульфонкетонов. Ароматические сополиэфирсульфонкетоны имеют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002710365
Дата охранного документа: 26.12.2019
29.12.2019
№219.017.f44d

Способ получения аппретированных стеклянных волокон и композиционные материалы на их основе

Группа изобретений относится к способу получения аппретированных стеклянных волокон и к композиционным материалам на их основе, предназначенных для производства изделий в аддитивной технологии. Способ получения аппретированных стеклянных волокон включает аппретирование стеклянного волокна...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002710559
Дата охранного документа: 27.12.2019
+ добавить свой РИД