Спосіб одержання полімерного покриття

1 Спосіб одержання полімерного покриття, що включає змішування похідних фурфурилового спирту, їх нагрівання у присутності комплексних онієвих каталізаторів як каталізаторів тужавіння у КІЛЬКОСТІ 0,5 - 1,0 мас % загальної формули R 4 N + МеНаІ~+1 або R 4 P + МеНаІ~+1, де + - катіони четвертинних амонієвих або фосфонієвих солей, МеНаІх+1- аніони галогенідів металів з галоген-анюном четвертинних солей, R Alk або Аг, тужавіння покриття при нагріванні і одержання тривимірних полімерів при полімеризації подвійних зв'язків у фурановому циклі, який відрізняється тим, що як ПОХІДНІ фурфурилового спирту використовують фуранові ПОХІДНІ алкоксисиланів, що є продуктами взаємодії фурфурилово го спирту та етоксисиланів, а тривимірні полімери одержують при полімеризації подвійних зв'язків І у вініловому радикалі 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що як каталізатори тужавіння використовують комплексні ОНІЄВІ каталізатори з групи [Et3CH2PhN]+[ZnCI3 Н 2 О], [Et3CH2PhN]+2[Zn2Cl6], Et4N+[FeCI3 Br], Et 3 CH 2 PhN + FeCI 4 , Ph3CH2PhP+ FeCI 4 , Ph3CH2PhP+ [FeBr 3 CI], Ph 4 P + [FeBr3CI] 3 Спосіб за п 1 або 2, який відрізняється тим, що як алкоксисилани використовують вінілтриетоксисилан та/або метилтриетоксисилан, та/або тетраетоксисилан загальної формули RSi(OEt)3, a реакції цих алкоксисиланів з фурановими похідними проходять за схемою 3R - ОН + R1- Si(OEt)3 = R;- Si(OR)3+3C2H5OH, де R=CH 2 ^ Р=СН 3 ,СН=СН 2 1 00 Корисна модель відноситься до області полімерних композиційних матеріалів, а саме до способу одержання полімерних покриттів і може бути використана для одержання, наприклад, полімерних лакофарбових композиційних матеріалів в машинобудуванні, суднобудуванні, авіаційній та ХІМІЧНІЙ промисловості, а також в деревообробній промисловості Відомий спосіб одержання полімерної композиції, що містить епоксиноволачну смолу як сполучне, а як отверджувач - комплексну сполуку трифториду бору з бензиламіном і додатково фурфурилгліцидиловий етер Композицію одержують просочуванням ХІМІЧНО обробленого вуглецевого наповнювача розчином або розплавом сполучного Після ЦЬОГО просочений наповнювач підсушують, розкроюють за формою виробу, набирають у пакет і пресують під тиском і при підвищеній температурі [Ас СРСР №765209, МПК5 С01В31/04, С08І_63/04,1991] Недоліками відомого способу є використання фурфурилгліцидилового етеру тільки як ХІМІЧНО активного розчинника, а процес тужавіння композиції проводиться при підвищених температурах, що призводить до його складності Найбільш близьким аналогом способу, що заявляється, вибраним за прототип, є спосіб одержання полімерних покриттів, що включає змішування похідних фурфурилгліцидилового етеру, що є продуктами його взаємодії з речовинами, які ма о> 11487 ють рухливий атом водню в функціональних груго спирту та етоксисиланів, а тривимірні полімери пах типу карбоксильних, гідроксильних, амінних, їх одержують при полімеризації подвійних зв'язків і у нагрівання при помірних температурах від 120 до вініловому радикалі. 150°С у присутності комплексних онієвих каталізаВ інших конкретних формах виконання як каталізатори тужавіння використовують комплексні торів як каталізаторів тужавіння у кількості 0,5онієві каталізатори з групи: 1,0мас.% загальної формули: R 4 N + -МеНаГ^и , або [Et3CH2PhN]+[ZnCI3- H2O]'; [Et3CH2PhN]+2[Zn2CI6]"; + + + + R 4 P • MeHalx + i, де R4N , R4P - катіони четверEt4N [FeCI3 • Br]; Et3CH2PhN+ • FeCI4"; + Ph3CH2PhP -FeCI4"; Ph3CH2PhP+-[FeBr3CI]"; тинних амонієвих або фосфонієвих солей, + Ph4P -[FeBr3CI]' МеНаІх+і - аніони галогенідів металів з галогенЯк алкоксисилани використовують вінілтриеаніоном четвертинних солей, R - Alk або Аг. Потоксисилан, та/або метилтриетоксисилан, та/або криття піддають тужавінню при температурі 180°С і тетраетоксисилан загальної формули: R Si(OEt)3, одержують тривимірні полімери при полімеризації а реакції цих алкоксисиланів з фурановими похідподвійних зв'язків у фурановому циклі та ненасиними проводять за схемою: чених складових похідних фурфурилгліцидилового 3R-OH+R/-Si(OEt)3=R/-Si(OR)3+3C2H5OH; етеру [Патент на корисну модель України №3562, МПЮ С01В31/00, C08L63/04, 2004]. Загальними ;R7=CH3; CH=CH2. де R=Cht суттєвими ознаками відомого способу і способу, О що заявляється, є змішування похідних фурфуриМіж сукупністю суттєвих ознак корисної моделового спирту, їх нагрівання у присутності комплелі, що заявляється, і технічним результатом, що ксних онієвих каталізаторів як каталізаторів тужадосягається, існує такий причинно-наслідковий віння у кількості 0,5-1,0мас.% загальної формули: зв'язок. + + + + R 4 N МеНаІ~+1 або R 4 P • МеНа£ + 1 , де R 4 N , R4P Зміна вихідних речовин, а саме використання фуранових похідних кремнійорганічних сполук - катіони четвертинних амонієвих або фосфонієвих алкоксисиланів, що є продуктами взаємодії фурсолей, МеНаІх+1 - аніони галогенідів металів з гафурилового спирту та етоксисиланів, забезпечує, логен-аніоном четвертинних солей, R - Alk або Аг, завдяки наявності кремнію, зниження температури тужавіння покриття при нагріванні і одержання тужавіння полімерного покриття до 125°С, що тривимірних полімерів при полімеризації подвійних спрощує спосіб, і поліпшення хімічних і фізикозв'язків у фурановому циклі. механічних характеристик покриття. У відомому способі використання як вихідних А зміна реакції полімеризації, а саме одерречовин похідних фурфурилгліцидного етеру жання тривимірних полімерів при полімеризації спричиняє необхідність ведення процесу тужавінподвійних зв'язків, крім фуранового циклу, і у вініня при підвищених температурах, що призводить ловому радикалі, також поліпшує хімічні властиводо ускладнення процесу і зниження хімічних і фізисті покриттів, що зумовлені підвищенням їх хімічко-механічних показників одержуваного покриття. ної стійкості. Крім того, одержання тривимірних полімерів при Заявлений спосіб реалізують таким чином. полімеризації подвійних зв'язків тільки у фураноУ чотиригорлий реактор, забезпечений мішалвому циклі також погіршує хімічні властивості покою, прямим холодильником та трубкою для подакриттів. чі інертного газу (азоту), завантажують 3 молі фуВ основу корисної моделі поставлено задачу рфурилового спирту, підігрівають до температури вдосконалення способу, в якому шляхом зміни 30сС і прикапують 1 моль етоксисиланів загальної вихідних речовин і реакції полімеризації забезпеформули R Si(OEi)3. Підвищують температуру до чується зниження температури тужавіння полімер100°С і відбирають етиловий спирт (теоретично З ного покриття, що спрощує спосіб, а також поліпмолі). До отриманого олігомеру додають комплекшення хімічних і фізико-механічних характеристик сний онієвий каталізатор як каталізатор тужавіння покриттів. у кількості 0,5-1,0мас.% загальної формули: Поставлена задача вирішується тим, що в способі одержання полімерного покриття, що R 4 N + MeHa|- + 1 a6o R 4 P + • МеНаІ" +1 , де R4N+, R4P+ включає змішування похідних фурфурилового - катіони четвертинних амонієвих або фосфонієвих спирту, їх нагрівання у присутності комплексних солей, МеНаГх-и- аніони галогенідів металів з гаонієвих каталізаторів як каталізаторів тужавіння у логен-аніоном четвертинних солей, R - Alk або Аг. кількості 0,5-1,0мас.% загальної формули: Реакцію між вихідними речовинами проводять у R 4 N + MeHalx + 1 або R 4 P + • МеНаі; + 1 , де R 4 N + , потоці інертного газу при температурі 125°С (яка + R4P - катіони четвертинних амонієвих або фосфовизначена з даних диференціальної скануючої нієвих солей, МеНаІх+1 - аніони галогенідів метакалориметрії як оптимальна) до повного виділення лів з галоген-аніоном четвертинних солей, R - Alk етилового спирту, час отримання покриття близько або Аг, тужавіння покриття при нагріванні і одер3-х годин. жання тривимірних полімерів при полімеризації Приклад 1. У чотиригорлий реактор, забезпеподвійних зв'язків у фурановому циклі, згідно з чений мішалкою, прямим холодильником та трубкою для подачі інертного газу (азоту), завантажукорисною моделлю як похідні фурфурилового ють 3 молі фурфурилового спирту, підігрівають до спирту використовують фуранові похідні алкокситемператури 30°С і прикапують 1 моль вінілтриесиланів, що є продуктами взаємодії фурфурилово 11487 токсисилану Підвищують температуру до 100°С і відбирають етиловий спирт (теоретично 3 молі) До отриманого олігомеру додають комплексний онієвий каталізатор, наприклад, Et3CH2PhNZnCI3 Н2О, Et3PhCH2NFeCI4, або Ph4P FeBr3CI, або [Et3CH2PhN]2ZnCI6 (0,5мас %) Потім досліджують покриття на фізикомеханічні властивості на згин, удар, твердість, золь-гель фракцію, час висихання до ступеню З (за нормами ДСТУ) Усі дані наведені у таблиці 1 Приклад 2 У чотиригорлий реактор, забезпечений мішалкою, прямим холодильником та трубкою для подачі інертного газу (азоту), завантажують 3 молі фурфурилового спирту, підігрівають до температури 30°С і прикапують 1 моль метилтриетоксисилану Підвищують температуру до 100°С і відбирають етиловий спирт (теоретично 3 молі) До отриманого олігомеру додають комплексний онієвий каталізатор, наприклад, Et3CH2PhNZnCI3 H2O, або Et3PhCH2NFeCI4, або Ph4P FeBr3CI, або [Et3CH2PhN]2ZnCI6 (0,75мас %) Потім досліджують покриття на фізикомеханічні властивості по аналогії з прикладом 1 6 Усі дані наведені у таблиці 2 Приклад З У чотиригорлий реактор, забезпечений мішалкою, прямим холодильником та трубкою для подачі інертного газу (азоту), завантажують 3 молі фурфурилового спирту, підігрівають до температури 30°С і прикапують 1 моль тетраетоксисилану Підвищують температуру до 100°С і відбирають етиловий спирт (теоретично 3 молі) ДО отриманого олігомеру додають комплексний онієвий каталізатор, наприклад, Et3CH2PhNZnCI3 H2O, або Et3PhCH2NFeCI4, або Ph4P FeBr3CI, або [Et3CH2PhN]2ZnCI6 (1,0мас %) Потім досліджують покриття на фізикомеханічні властивості по аналогії з прикладом 1 Усі дані наведені у таблиці З Заявлений спосіб одержання полімерного покриття при його використанні дозволяє одержати полімерні покриття з підвищеними фізикоХІМІЧНИМИ та механічними властивостям, а саме термостійкість покриттів сягає вище 450°С, покриття СТІЙКІ до дії розчинів кислот та лугів при концентраціях до 40% Таблиця 1 Фізико-механічні властивості покриттів на основі полівінілфурансилоксанової смоли у присутності комплексних онієвих каталізаторів Композиція 1 2 3 Фізико-механічні властивості Вміст тривимірЕластичність при МІЦНІСТЬ при Твердість, ного полімеру,% умовні одиниці згинанні, мм ударі, см Використання каталізатора Et3PhCH2NFeCI4 1 0,62 | 95,7 50 Використання каталізатора Et3CH2PhNZnCI3 H2O 1 96,4 50 0,56 Використання каталізатора (Et3CH2PhN)2ZnCI6 1 50 0,63 96,5 Час висихання до ст 3 1 2 1,5 Таблиця 2 Фізико-механічні властивості покриттів на основі поліметилфурансилоксанової смоли у присутності комплексних онієвих каталізаторів Композиція 1 2 3 Фізико-механічні властивості Вміст тривимірно- Час висихання Еластичність при МІЦНІСТЬ при уда- Твердість, умого полімеру, % до ст 3 згинанні, мм вні ОДИНИЦІ рі, см Використання каталізатора Et3PhCH2NFeCI4 1 50 0,55 95,3 2,5 Використання каталізатора Et3CH2PhNZnCl3 H2O 1 50 0,54 96,5 3 Використання каталізатора (Et3CH2PhN)2ZnCl6 1 0,67 50 97,3 1,5 11487 Таблиця З Фізико-механічні властивості покриттів на основі політетрафурансилоксанової смоли у присутності комплексних онієвих каталізаторів Композиція 1 2 3 І Фізико-механічні властивості Вміст тривимірно- Час висихання Еластичність при Міцність при уда- Твердість, умогополімеру, % до ст. 3 рі,СМ вні ОДИНИЦІ згинанні,ММ Використання каталізатора EtaPhChfeNFeCU 95,7 1 0,75 50 1 Використання каталізатора EtaCh^PhNZnCla-bkO 1 50 97,2 1 0,73 Використання каталізатора (EtsCh^PhNbZnCle 1 97,3 1 50 | 0,73 Комп'ютерна верстка А. Крижанівський Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м Київ - 4 2 , 01601