RU2767683C2 - Protective coating based on fluorine-containing phthalonitrile oligomers for polymer composite materials - Google Patents
Protective coating based on fluorine-containing phthalonitrile oligomers for polymer composite materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2767683C2 RU2767683C2 RU2020129690A RU2020129690A RU2767683C2 RU 2767683 C2 RU2767683 C2 RU 2767683C2 RU 2020129690 A RU2020129690 A RU 2020129690A RU 2020129690 A RU2020129690 A RU 2020129690A RU 2767683 C2 RU2767683 C2 RU 2767683C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- taken
- phthalonitrile
- reaction mixture
- added
- precipitate
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 229920006391 phthalonitrile polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 20
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 title claims abstract description 20
- XQZYPMVTSDWCCE-UHFFFAOYSA-N phthalonitrile Chemical compound N#CC1=CC=CC=C1C#N XQZYPMVTSDWCCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 18
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 13
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 7
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 title abstract description 6
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 title abstract description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 75
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 74
- ZQBFAOFFOQMSGJ-UHFFFAOYSA-N hexafluorobenzene Chemical compound FC1=C(F)C(F)=C(F)C(F)=C1F ZQBFAOFFOQMSGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 62
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 54
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 54
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 40
- 239000002966 varnish Substances 0.000 claims abstract description 34
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims abstract description 25
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 claims abstract description 17
- NTZMSBAAHBICLE-UHFFFAOYSA-N 4-nitrobenzene-1,2-dicarbonitrile Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=C(C#N)C(C#N)=C1 NTZMSBAAHBICLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 125000001153 fluoro group Chemical class F* 0.000 claims abstract description 16
- 238000010534 nucleophilic substitution reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 claims abstract description 11
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 claims abstract description 9
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 8
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 72
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 56
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 54
- QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N Hydroquinone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1 QIGBRXMKCJKVMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 46
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 45
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 41
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 38
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 32
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 31
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- LYWFSUDTBIKKKK-UHFFFAOYSA-N 4-(3-hydroxyphenoxy)benzene-1,2-dicarbonitrile Chemical compound OC1=CC=CC(OC=2C=C(C(C#N)=CC=2)C#N)=C1 LYWFSUDTBIKKKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 21
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 claims description 21
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 239000003880 polar aprotic solvent Substances 0.000 claims description 19
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M potassium fluoride Chemical compound [F-].[K+] NROKBHXJSPEDAR-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 18
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 16
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K tripotassium phosphate Chemical compound [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 16
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 13
- 238000003818 flash chromatography Methods 0.000 claims description 12
- VBCXQKMINMOFDB-UHFFFAOYSA-N 4-(4-aminophenoxy)benzene-1,2-dicarbonitrile Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1OC1=CC=C(C#N)C(C#N)=C1 VBCXQKMINMOFDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000011698 potassium fluoride Substances 0.000 claims description 11
- UKBHTTQHEPMYPP-UHFFFAOYSA-N 4-(3-aminophenoxy)benzene-1,2-dicarbonitrile Chemical compound NC1=CC=CC(OC=2C=C(C(C#N)=CC=2)C#N)=C1 UKBHTTQHEPMYPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 claims description 10
- HIXDQWDOVZUNNA-UHFFFAOYSA-N 2-(3,4-dimethoxyphenyl)-5-hydroxy-7-methoxychromen-4-one Chemical compound C=1C(OC)=CC(O)=C(C(C=2)=O)C=1OC=2C1=CC=C(OC)C(OC)=C1 HIXDQWDOVZUNNA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- IXZJNKFVNVHOGP-UHFFFAOYSA-N 3-[4-(3-aminophenoxy)-2,3,5,6-tetrafluorophenoxy]aniline Chemical compound NC1=CC=CC(OC=2C(=C(F)C(OC=3C=C(N)C=CC=3)=C(F)C=2F)F)=C1 IXZJNKFVNVHOGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims description 9
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 claims description 9
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 8
- 235000003270 potassium fluoride Nutrition 0.000 claims description 8
- OLYSJNQUDPLGNG-UHFFFAOYSA-N 4-[4-(4-aminophenoxy)-2,3,5,6-tetrafluorophenoxy]aniline Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1OC(C(=C1F)F)=C(F)C(F)=C1OC1=CC=C(N)C=C1 OLYSJNQUDPLGNG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910000160 potassium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 235000011009 potassium phosphates Nutrition 0.000 claims description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 7
- 235000011181 potassium carbonates Nutrition 0.000 claims description 6
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 4
- 229930185605 Bisphenol Natural products 0.000 claims description 3
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000000010 aprotic solvent Substances 0.000 claims description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 65
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 15
- 239000000155 melt Substances 0.000 abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 9
- 238000004321 preservation Methods 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 abstract 1
- -1 V 2 O 5 Inorganic materials 0.000 description 52
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 51
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 44
- 241000870659 Crassula perfoliata var. minor Species 0.000 description 20
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 15
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 15
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 14
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 12
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 11
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000012038 nucleophile Substances 0.000 description 11
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 11
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 10
- 239000000047 product Substances 0.000 description 9
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 7
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 7
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 7
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 6
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 6
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 6
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 6
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 6
- BLHRQMHOXUYAQO-UHFFFAOYSA-N 1,2,3,4,5-pentafluoro-6-[4-(2,3,4,5,6-pentafluorophenoxy)phenoxy]benzene Chemical compound FC1=C(C(=C(C(=C1OC1=CC=C(C=C1)OC1=C(C(=C(C(=C1F)F)F)F)F)F)F)F)F BLHRQMHOXUYAQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 5
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 5
- 239000012782 phase change material Substances 0.000 description 5
- 238000002135 phase contrast microscopy Methods 0.000 description 5
- 238000011417 postcuring Methods 0.000 description 5
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 4
- XQUPVDVFXZDTLT-UHFFFAOYSA-N 1-[4-[[4-(2,5-dioxopyrrol-1-yl)phenyl]methyl]phenyl]pyrrole-2,5-dione Chemical compound O=C1C=CC(=O)N1C(C=C1)=CC=C1CC1=CC=C(N2C(C=CC2=O)=O)C=C1 XQUPVDVFXZDTLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WUPRYUDHUFLKFL-UHFFFAOYSA-N 4-[3-(4-aminophenoxy)phenoxy]aniline Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1OC1=CC=CC(OC=2C=CC(N)=CC=2)=C1 WUPRYUDHUFLKFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- LLESOAREQXNYOK-UHFFFAOYSA-N cobalt vanadium Chemical compound [V].[Co] LLESOAREQXNYOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 3
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 3
- GNWBLLYJQXKPIP-ZOGIJGBBSA-N (1s,3as,3bs,5ar,9ar,9bs,11as)-n,n-diethyl-6,9a,11a-trimethyl-7-oxo-2,3,3a,3b,4,5,5a,8,9,9b,10,11-dodecahydro-1h-indeno[5,4-f]quinoline-1-carboxamide Chemical compound CN([C@@H]1CC2)C(=O)CC[C@]1(C)[C@@H]1[C@@H]2[C@@H]2CC[C@H](C(=O)N(CC)CC)[C@@]2(C)CC1 GNWBLLYJQXKPIP-ZOGIJGBBSA-N 0.000 description 2
- SSIIVKRGBWPLNS-UHFFFAOYSA-N 4-[3-(3,4-dicyanophenoxy)phenoxy]benzene-1,2-dicarbonitrile Chemical compound C1=C(C#N)C(C#N)=CC=C1OC1=CC=CC(OC=2C=C(C(C#N)=CC=2)C#N)=C1 SSIIVKRGBWPLNS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002012 Aerosil® Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002016 Aerosil® 200 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 238000010285 flame spraying Methods 0.000 description 2
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 2
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 229920013657 polymer matrix composite Polymers 0.000 description 2
- 239000011160 polymer matrix composite Substances 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007751 thermal spraying Methods 0.000 description 2
- 229910000404 tripotassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 1
- 229910020286 SiOxNy Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000181 anti-adherent effect Effects 0.000 description 1
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 1
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004918 carbon fiber reinforced polymer Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000001017 electron-beam sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007529 inorganic bases Chemical class 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- NFBOHOGPQUYFRF-UHFFFAOYSA-N oxanthrene Chemical compound C1=CC=C2OC3=CC=CC=C3OC2=C1 NFBOHOGPQUYFRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000009993 protective function Effects 0.000 description 1
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000003878 thermal aging Methods 0.000 description 1
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 238000009755 vacuum infusion Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C255/00—Carboxylic acid nitriles
- C07C255/49—Carboxylic acid nitriles having cyano groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of a carbon skeleton
- C07C255/54—Carboxylic acid nitriles having cyano groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of a carbon skeleton containing cyano groups and etherified hydroxy groups bound to the carbon skeleton
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
- C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L79/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon only, not provided for in groups C08L61/00 - C08L77/00
- C08L79/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08L79/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D179/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen, with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C09D161/00 - C09D177/00
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Группа изобретений относится к полимерным композиционным материалам (ПКМ), а именно к получению покрытий на полимерных композиционных материалах с фталонитрильными матрицами, защищающими их от окисления в атмосфере воздуха при повышенных температурах, для применения в авиационно-космической промышленности при изготовлении деталей двигателей, для высокотемпературной защиты электроники, а также для применения в кораблестроении при изготовлении негорючих деталей интерьера подводных лодок.SUBSTANCE: group of inventions relates to polymer composite materials (PCM), namely to the production of coatings on polymer composite materials with phthalonitrile matrices that protect them from oxidation in air at elevated temperatures, for use in the aerospace industry in the manufacture of engine parts, for high-temperature protection electronics, as well as for use in shipbuilding in the manufacture of non-combustible parts of the interior of submarines.
Уровень техникиState of the art
Полимерные композиционные материалы с фталонитрильными матрицами известны устойчивостью к высоким температурам, а именно температурами стеклования выше 400°С и температурами разложения выше 500°С. Однако при длительном экспонировании ПКМ с фталонитрильными матрицами при температурах выше 300°С механические свойства теряются полностью достаточно быстро, ограничивая возможный ресурс применения таких материалов. Для увеличения ресурса деталей из ПКМ, эксплуатируемых при высоких температурах, необходимо создавать барьерные покрытия, перекрывающие доступ кислорода к композиту.Polymer composite materials with phthalonitrile matrices are known for high temperature resistance, namely glass transition temperatures above 400°C and decomposition temperatures above 500°C. However, during prolonged exposure of PCMs with phthalonitrile matrices at temperatures above 300°C, the mechanical properties are completely lost quite quickly, limiting the possible service life of such materials. To increase the service life of PCM parts operated at high temperatures, it is necessary to create barrier coatings that block the access of oxygen to the composite.
Для защиты полимерных композиционных материалов (ПКМ) с термостойкими матрицами (полииимдные, бис-малеимидные) от окисления при длительной эксплуатации при высоких температурах известно несколько неорганических защитных покрытий и способов их нанесения, представленных далее.To protect polymer composite materials (PCM) with heat-resistant matrices (polyimide, bis-maleimide) from oxidation during long-term operation at high temperatures, several inorganic protective coatings and methods for their application are known, presented below.
Известен способ защиты изделий из ПКМ от окисления при высоких температурах, заключающийся в нанесении защитного покрытия на изделия из ПКМ методом атомно-слоевого осаждения (EP3540002). Данные покрытия защищают ПКМ при температурах до 316°С (600 F). В качестве ПКМ использованы композиты, состоящие из углеродного, стеклянного, графитового, арамидного, полимерного, керамического волокон или их смесей, в качестве матрицы использованы как термореактивные, так и термопластичные материалы, например: бис-малеимиды, циановые эфиры, эпоксидные смолы, фенолформальдегидные смолы, полиэфирэфиркетон, полиимиды, а в качестве защитного покрытия использованы Al2O3, CeO2, MgO, NiO, TiO2, V2O5, ZrO2 и их смеси, и/или нитриды: AlN, HfN, InN, MgN, NbN, SiN, TaN, TiN, ZrN и их смеси, и/или оксинитриды, такие как оксинитрид кремния, SiOxNy, оксинитрид алюминия, (AlN)x ⋅ (Al2O3)1-x, а также их смеси. Недостатками представленных покрытий являются малая адгезия к поверхности ПКМ и большая разница в коэффициентах термического расширения, что приводит к отслаиванию и растрескиванию покрытия.A known method of protecting PCM products from oxidation at high temperatures, which consists in applying a protective coating to PCM products by atomic layer deposition (EP3540002). These coatings protect PCM at temperatures up to 316°C (600 F). Composites consisting of carbon, glass, graphite, aramid, polymer, ceramic fibers or their mixtures were used as PCMs, both thermosetting and thermoplastic materials were used as a matrix, for example: bis-maleimides, cyan esters, epoxy resins, phenol-formaldehyde resins , polyetheretherketone, polyimides, and as a protective coating used Al 2 O 3 , CeO 2 , MgO, NiO, TiO 2 , V 2 O 5 , ZrO 2 and mixtures thereof, and/or nitrides: AlN, HfN, InN, MgN, NbN, SiN, TaN, TiN, ZrN and mixtures thereof, and/or oxynitrides such as silicon oxynitride, SiOxNy, aluminum oxynitride, (AlN)x ⋅ (Al 2 O 3 )1-x, and mixtures thereof. The disadvantages of the presented coatings are low adhesion to the PCM surface and a large difference in thermal expansion coefficients, which leads to peeling and cracking of the coating.
Известно защитное покрытие из оксида алюминия, жаропрочного сплава никеля, хрома, алюминия и иттрия (NiCrAlY) и нитрида кремния, нанесенное на углепластик с полиимидной матрицей методами осаждения из газовой фазы (D. R. Harding et al.: Oxidation protective barrier coatings for high-temperature polymer matrix composites. J. Mater. Res., Vol. 9, No. 6, Jun 1994, PP 1584-1595). Покрытия на основе нитрида кремния при термическом старении в течение 200 ч при 371°С показали на 33-50% меньшую потерю массы, чем непокрытые образцы. Покрытия на основе оксида алюминия отклеивались от поверхности ПКМ сразу же, после нанесения, покрытия на основе NiCrAlY отслаивались от ПКМ при старении при 371°С. Таким образом известные покрытия характеризуются слабой адгезией к ПКМ, что не обеспечивает защитную функцию покрытия. Также из-за невозможности нанести покрытие на торцы образцов ПКМ увеличение времени работы композита оказалось невозможным. Known protective coating of aluminum oxide, heat-resistant alloy of Nickel, chromium, aluminum and yttrium (NiCrAlY) and silicon nitride deposited on carbon fiber with a polyimide matrix by vapor deposition methods (DR Harding et al.: Oxidation protective barrier coatings for high-temperature polymer matrix composites, J. Mater, Res., Vol. 9, No. 6, Jun 1994, PP 1584-1595). Coatings based on silicon nitride during thermal aging for 200 h at 371°C showed 33-50% less weight loss than uncoated samples. Coatings based on aluminum oxide peeled off from the PCM surface immediately after deposition; coatings based on NiCrAlY peeled off PCM during aging at 371°C. Thus, the known coatings are characterized by poor adhesion to the PCM, which does not provide the protective function of the coating. Also, due to the impossibility of coating the ends of the PCM samples, it was impossible to increase the working time of the composite.
Известно защитное покрытие, состоящее из серебра, алюминия, титана и оксида алюминия, нанесенное на углепластик с бис-малеимидной матрицей газотермическим и электронно-лучевым напылением (N. An et al.: Thermo-oxidative performance of metal-coated polymers and composites, Surface & Coatings Technology 232 (2013) 166-172). Были получены покрытия толщиной 55-2800 нм, требовавшие также нанесения промежуточных слоёв хрома для снижения разницы между коэффициентами термического расширения материалов защитного покрытия и углепластика с бис-малеимидной матрицей. Наилучшие результаты по сохранению свойств получены для серебряных покрытий толщиной 580-700 нм. Старение проводили при 177°С, при этом площадь окисленной поверхности композита оказалась на 20% ниже, чем у непокрытого образца сравнения.Known protective coating consisting of silver, aluminum, titanium and aluminum oxide deposited on carbon fiber with a bis-maleimide matrix by thermal and electron beam sputtering (N. An et al.: Thermo-oxidative performance of metal-coated polymers and composites, Surface & Coatings Technology 232 (2013) 166-172). Coatings with a thickness of 55-2800 nm were obtained, which also required the application of intermediate chromium layers to reduce the difference between the thermal expansion coefficients of the protective coating materials and carbon fiber with a bis-maleimide matrix. The best properties retention results were obtained for silver coatings with a thickness of 580–700 nm. Aging was carried out at 177°С, and the area of the oxidized surface of the composite turned out to be 20% lower than that of the uncoated reference sample.
Однако, все известные защитные покрытия неорганической природы для нанесения на ПКМ требуют нанесения дополнительных слоёв для нивелирования разницы в коэффициентах термического расширения композита (ПКМ) и покрытия. Также проблемой нанесения таких слоев является сложность их нанесения, требующая специального оборудования. При этом покрытие крупных деталей сложной формы затруднено.However, all known protective coatings of inorganic nature for application on PCM require the application of additional layers to level the difference in the coefficients of thermal expansion of the composite (PCM) and the coating. Also, the problem of applying such layers is the complexity of their application, requiring special equipment. In this case, the coating of large parts of complex shape is difficult.
Наиболее близким к заявляемому решению является многослойное защитное покрытие для ПКМ с полиимидной матрицей, состоящее из защитного слоя карбида ванадия-кобальта, среднего слоя из композита карбида ванадия-кобальта и полиимида, и внутреннего слоя, состоящего из полиимида, необходимых для снижения разницы между коэффициентами теплового расширения материалов. Нижний и средний слои покрытия наносят на поверхность ПКМ методом высокоскоростного газопламенного напыления, а внешний слой - методом термического напыления порошка в пламени, что позволяет избежать уноса первых двух слоев потоком газа (M. Ivosevic et al.: Adhesive/Cohesive Properties of Thermally Sprayed Functionally Graded Coatings for Polymer Matrix Composites, Journal of Thermal Spray Technology Volume 14(1) March 2005-45). Толщина покрытий составляет 600 мкм. Сведения о защитных свойствах покрытия в публикации отсутствуют. Однако следует отметить, что защитный слой карбида ванадия-кобальта при нанесении на ПКМ с фталонитрильными матрицами не будет иметь высокую адгезию к материалу композита, при этом разница между коэффициентами термического расширения материалов защитного покрытия и углепластика будет значительной, что повлечет за собой растрескивание покрытия. Кроме того, использование данного покрытия ограничено сложностью нанесения, т.к. способы высокоскоростного газопламенного напыления и термического напыления порошка в пламени реализуются только с помощью специальных роботизированных установок.The closest to the claimed solution is a multilayer protective coating for PCM with a polyimide matrix, consisting of a protective layer of vanadium-cobalt carbide, a middle layer of a composite of vanadium-cobalt carbide and polyimide, and an inner layer consisting of polyimide, necessary to reduce the difference between the coefficients of thermal material extensions. The lower and middle layers of the coating are applied to the surface of the PCM by high-speed flame spraying, and the outer layer is applied by thermal spraying of powder in a flame, which avoids entrainment of the first two layers by a gas flow (M. Ivosevic et al .: Adhesive / Cohesive Properties of Thermally Sprayed Functionally Graded Coatings for Polymer Matrix Composites, Journal of Thermal Spray Technology Volume 14(1) March 2005-45). The thickness of the coatings is 600 µm. There is no information about the protective properties of the coating in the publication. However, it should be noted that the protective layer of vanadium-cobalt carbide, when applied to PCM with phthalonitrile matrices, will not have high adhesion to the composite material, while the difference between the thermal expansion coefficients of the materials of the protective coating and carbon fiber will be significant, which will lead to cracking of the coating. In addition, the use of this coating is limited by the complexity of application, because. methods of high-speed flame spraying and thermal spraying of powder in a flame are implemented only with the help of special robotic installations.
Техническая проблема, решаемая посредством заявляемого изобретения, заключается в необходимости преодоления недостатков, присущих аналогам и прототипу, а именно защиты изделий из ПКМ от окисления при высоких температурах при упрощении способа нанесения защитного покрытия на ПКМ за счет исключения из покрытия дополнительных слоев, которые наносили в известных решениях для снижения разницы между коэффициентами теплового расширения материалов.The technical problem solved by the claimed invention is the need to overcome the disadvantages inherent in analogs and the prototype, namely, the protection of PCM products from oxidation at high temperatures while simplifying the method of applying a protective coating on PCM by excluding additional layers from the coating that were applied in known solutions to reduce the difference between the coefficients of thermal expansion of materials.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Техническим результатом заявляемой группы изобретений является получение нового соединения - фторсодержащего олигомера, которое при использовании в композиции для получения термореактивной смолы, предназначенной для нанесения на поверхность ПКМ с фталонитрильной матрицей, обеспечивает высокую адгезию защитного слоя к матрице и минимальную разницу в коэффициентах термического расширения материалов покрытия и композита, что позволяет получить защитное покрытие, которое при длительном температурном воздействии позволяет сохранять эксплуатационные характеристики, такие как прочность при межслоевом сдвиге, прочность при растяжении, сжатии. За счет устойчивости такого покрытия к окислению при повышенных температурах, эксплуатационные характеристики ПКМ сохраняются на ~90% даже после нагрева в течение 200 ч при 350°C по сравнению с материалами, покрытыми композицией, включающей не фторсодержащий олигомер (фталонитрильной смолой), которые в тех же условиях позволяют сохранить лишь ~70% от начальных эксплуатационных характеристик композита.The technical result of the claimed group of inventions is to obtain a new compound - a fluorine-containing oligomer, which, when used in a composition for producing a thermosetting resin intended for application to the surface of a PCM with a phthalonitrile matrix, provides high adhesion of the protective layer to the matrix and a minimum difference in the thermal expansion coefficients of the coating materials and composite, which makes it possible to obtain a protective coating, which, with prolonged temperature exposure, allows maintaining performance characteristics, such as interlaminar shear strength, tensile strength, and compression strength. Due to the resistance of such a coating to oxidation at elevated temperatures, the performance characteristics of PCM are retained by ~90% even after heating for 200 h at 350°C compared to materials coated with a composition containing a non-fluorine-containing oligomer (phthalonitrile resin), which in those the same conditions make it possible to save only ~70% of the initial performance characteristics of the composite.
Также заявляемые композиции характеризуются простотой нанесения покрытия на поверхность детали, поскольку не требуют нанесения дополнительных слоев для снижения разницы между коэффициентами термического расширения, и использования сложных установок.Also, the claimed compositions are characterized by the ease of coating the surface of the part, since they do not require the application of additional layers to reduce the difference between the coefficients of thermal expansion, and the use of complex installations.
Технический результат достигается олигомером фталонитрила в качестве компонента полимеризуемой смолы для защитных покрытий полимерной композиционной матрицы, представляющий собой соединение формул (I)The technical result is achieved by a phthalonitrile oligomer as a component of a polymerizable resin for protective coatings of a polymer composite matrix, which is a compound of formulas (I)
(I) (I)
или формулы (II):or formula (II):
(II) (II)
или формулы (III):or formula (III):
(III) (III)
Технический результат также достигается способом получения олигомера фталонитрила по п. 1, характеризующийся тем, что проводят последовательное нуклеофильное замещение атомов фтора в гексафторбензоле и нитро-группы в 4-нитрофталонитриле гидроксилсодержащими ароматическими соединениями.The technical result is also achieved by a method for producing a phthalonitrile oligomer according to claim 1, characterized in that sequential nucleophilic substitution of fluorine atoms in hexafluorobenzene and the nitro group in 4-nitrophthalonitrile with hydroxyl-containing aromatic compounds is carried out.
Для получения соединения формулы (I) для нуклеофильного замещения атомов фтора растворяют гидрохинон в высококипящем полярном апротонном растворителе, взятом из расчета ~5-10 мл на 1 г смеси растворимых компонентов, к раствору добавляют неорганическую соль взятую из расчета 1-1.25 моль на 1 моль участвующей в реакции гидроксильной группы, после чего реакционную смесь перемешивают в течение 30±5 минут, а затем добавляют гексафторбензол, взятый из расчета 2 мольных эквивалента гексафторбензола на 3 мольных эквивалента гидрохинона, полученную реакционную смесь нагревают до 60±5°C и оставляют при перемешивании на 24±2 часов с последующим нагревом до 110±5°C и выдержкой при перемешивании в течение 36±2 часов, затем реакционную смесь добавляют в большой избыток воды комнатной температуры, перемешивают и оставляют для выпадения осадка, выпавший осадок отфильтровывают и промывают от остатков растворителя, основания и непрореагировавшего гидрохинона, затем высушивают. Для замещения нитро-группы в 4-нитрофталонитриле, полученный после нуклеофильного замещения атомов фтора, бисфенол растворяют в высококипящем полярном апротонном растворителе, взятом из расчета ~5-10 мл на 1 г смеси растворимых компонентов, затем добавляют неорганическую соль, взятую из расчета 1-1.25 моль на 1 моль участвующей в реакции гидроксильной группы, после чего реакционную смесь перемешивают в течение 30±5 минут, после этого добавляют 4-нитрофталонитрил, взятый из расчета 1 моль 4-нитрофталонитрила на 1 моль участвующей в реакции гидроксильной группы, нагревают реакционную смесь до 80±5°C и оставляют при перемешивании на 24±2 часа, затем реакционную смесь добавляют в большой избыток воды комнатной температуры, перемешивают и оставляют при комнатной температуре для выпадения осадка, выпавший осадок отфильтровывают и промывают от непрореагировавших остатков и высушивают. При этом в качестве высококипящего апротонного растворителя используют N-метил-2-пирролидон, N,N-диметилацетамид или N,N-диметилформамид, а в качестве неорганической соли используют фторид калия, карбонат калия, фосфат калия. Для выпадения осадка реакционную смесь после добавления в воду комнатной температуры, взятую в объеме в 2,5-3,0 превышающую объем органического растворителя, выдерживают 2±0.5 часа, а для высушивания осадка его помещают на 12±1 часов в сушильный шкаф, разогретый до 100°C.To obtain a compound of formula (I) for the nucleophilic substitution of fluorine atoms, hydroquinone is dissolved in a high-boiling polar aprotic solvent, taken at the rate of ~ 5-10 ml per 1 g of a mixture of soluble components, an inorganic salt is added to the solution, taken at the rate of 1-1.25 mol per 1 mol hydroxyl group involved in the reaction, after which the reaction mixture is stirred for 30 ± 5 minutes, and then hexafluorobenzene is added, taken at the rate of 2 molar equivalents of hexafluorobenzene per 3 molar equivalents of hydroquinone, the resulting reaction mixture is heated to 60 ± 5 ° C and left under stirring for 24 ± 2 hours, followed by heating to 110 ± 5°C and holding with stirring for 36 ± 2 hours, then the reaction mixture is added to a large excess of water at room temperature, stirred and left to precipitate, the precipitate is filtered off and washed from residues solvent, base and unreacted hydroquinone, then dried. To replace the nitro group in 4-nitrophthalonitrile, obtained after nucleophilic substitution of fluorine atoms, bisphenol is dissolved in a high-boiling polar aprotic solvent, taken at the rate of ~5-10 ml per 1 g of a mixture of soluble components, then an inorganic salt is added, taken from the calculation of 1- 1.25 mol per 1 mol of the hydroxyl group involved in the reaction, after which the reaction mixture is stirred for 30 ± 5 minutes, then 4-nitrophthalonitrile is added, taken at the rate of 1 mol of 4-nitrophthalonitrile per 1 mol of the hydroxyl group involved in the reaction, the reaction mixture is heated to 80 ± 5°C and left under stirring for 24 ± 2 hours, then the reaction mixture is added to a large excess of water at room temperature, stirred and left at room temperature for precipitation, the precipitate is filtered off and washed from unreacted residues and dried. In this case, N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylacetamide or N,N-dimethylformamide is used as a high-boiling aprotic solvent, and potassium fluoride, potassium carbonate, potassium phosphate are used as an inorganic salt. For precipitation, the reaction mixture after adding to water at room temperature, taken in a volume of 2.5-3.0 times the volume of the organic solvent, is kept for 2 ± 0.5 hours, and to dry the precipitate, it is placed for 12 ± 1 hours in a heated oven. up to 100°C.
Для получения соединения формулы (II) для нуклеофильного замещения атомов фтора растворяют 4-(3-гидроксифенокси)фталонитрил или гидрохинон в полярном апротонном растворителе, взятом из расчета ~5-10 мл на 1 г смеси растворимых компонентов, к раствору добавляют неорганическую соль взятую из расчета 1-1.25 моль на 1 моль участвующей в реакции гидроксильной группы, после чего реакционную смесь перемешивают в течение 30±5 минут, а затем добавляют гексафторбензол, взятый из расчета 1 мольный эквивалент гексафторбензола на 1 мольный эквивалент 4-(3-гидроксифенокси)фталонитрила или гидрохинона, полученную реакционную смесь нагревают до 30±5°C и оставляют при перемешивании на 96±2 часов, затем реакционную смесь фильтруют через тонкий слой силикагеля, осадок промывают, фильтрат упаривают и проводят флэш-хроматографию с использованием смеси метиленхлорила/петролейный эфир, взятых в объемном соотношении 1/1. Для замещения нитро-группы в 4-нитрофталонитриле, полученное после нуклеофильного замещения атомов фтора соединение, взятое из расчета 1 моль на 1 моль участвующей в реакции гидроксильной группы, добавляют к раствору гидрохинона или 4-(3-гидроксифенокси)фталонитрил в полярном апротонном растворителе, взятом из расчета ~5-10 мл на 1 г смеси растворимых компонентов, с добавлением неорганической соли, взятой из расчета 1-1.25 моль на 1 моль участвующей в реакции гидроксильной группы, полученную реакционную смесь нагревают до 100±5°C и оставляют при перемешивании на 120±2 часов, затем реакционную смесь добавляют в большой избыток воды комнатной температуры, перемешивают и оставляют (выдерживают) до выпадения осадка, выпавший осадок отфильтровывают и промывают от непрореагировавших остатков 3 раза по 10 мл ацетона и высушивают. При этом в качестве полярного апротонного растворителя используют ацетон, N-метил-2-пирролидон, N,N-диметилацетамид или N,N-диметилформамид, а в качестве неорганической соли используют фторид калия, карбонат калия, фосфат калия. Для получения осадка реакционную смесь добавляют в воду комнатной температуры, взятую в объеме в 2,5-3,0 превышающую объем органического растворителя и выдерживают 2±0.5 часа, для высушивания осадка его помещают на 12±1 часов в сушильный шкаф, разогретый до 100°C.To obtain a compound of formula (II) for nucleophilic substitution of fluorine atoms, 4-(3-hydroxyphenoxy)phthalonitrile or hydroquinone is dissolved in a polar aprotic solvent taken at the rate of ~5-10 ml per 1 g of a mixture of soluble components, an inorganic salt taken from calculation of 1-1.25 mol per 1 mol of the hydroxyl group involved in the reaction, after which the reaction mixture is stirred for 30 ± 5 minutes, and then hexafluorobenzene is added, taken at the rate of 1 mole equivalent of hexafluorobenzene per 1 mole equivalent of 4-(3-hydroxyphenoxy)phthalonitrile or hydroquinone, the resulting reaction mixture is heated to 30±5°C and left under stirring for 96±2 hours, then the reaction mixture is filtered through a thin layer of silica gel, the precipitate is washed, the filtrate is evaporated and flash chromatography is carried out using a mixture of methylene chloride/petroleum ether, taken in a volume ratio of 1/1. To replace the nitro group in 4-nitrophthalonitrile, the compound obtained after nucleophilic substitution of fluorine atoms, taken at the rate of 1 mol per 1 mol of the hydroxyl group participating in the reaction, is added to a solution of hydroquinone or 4-(3-hydroxyphenoxy)phthalonitrile in a polar aprotic solvent, taken at the rate of ~5-10 ml per 1 g of a mixture of soluble components, with the addition of an inorganic salt, taken at the rate of 1-1.25 mol per 1 mol of the hydroxyl group involved in the reaction, the resulting reaction mixture is heated to 100±5°C and left under stirring for 120 ± 2 hours, then the reaction mixture is added to a large excess of water at room temperature, stirred and left (incubated) until a precipitate forms, the precipitate is filtered off and washed from unreacted residues 3 times with 10 ml of acetone and dried. In this case, acetone, N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylacetamide or N,N-dimethylformamide are used as a polar aprotic solvent, and potassium fluoride, potassium carbonate, potassium phosphate are used as an inorganic salt. To obtain a precipitate, the reaction mixture is added to water at room temperature, taken in a volume of 2.5-3.0 times the volume of the organic solvent and kept for 2 ± 0.5 hours, to dry the precipitate, it is placed for 12 ± 1 hours in an oven heated to 100 °C
Для получения соединения формулы (III) растворяют 4-(3-гидроксифенокси)фталонитрил в полярном апротонном растворителе, взятом из расчета ~5-10 мл на 1 г смеси растворимых компонентов, затем добавляют неорганическую соль, взятую из расчета 1-1.25 моль на 1 моль участвующей в реакции гидроксильной группы, после чего реакционную смесь перемешивают в течение 30±5 минут, добавляют гексафторбензол, взятый из расчета 1 мольный эквивалент гексафторбензола на 2 мольных эквивалента 4-(3-гидроксифенокси)фталонитрила, полученную реакционную смесь нагревают до 60±5°C и оставляют при перемешивании на 96±2 часов, затем реакционную смесь фильтруют через тонкий слой силикагеля, полученный осадок промывают 3 раза по 10 мл ацетона, фильтрат упаривают, проводят флэш-хроматографию с использованием смеси метиленхлорила/петролейный эфир, взятых в объемном соотношении 1/1. При этом в качестве полярного апротонного растворителя используют ацетон, N,N-диметилацетамид, N,N-диметилформамид или N-метил-2-пирролидон, в качестве неорганической соли используют фторид калия, карбонат калия, фосфат калия. Для получения осадка реакционную смесь добавляют в воду комнатной температуры, взятую в объеме в 2,5-3,0 превышающую объем органического растворителя и выдерживают 2±0.5 часа. Для высушивания осадка его помещают на 12±1 часов в сушильный шкаф, разогретый до 100°C.To obtain a compound of formula (III), 4-(3-hydroxyphenoxy)phthalonitrile is dissolved in a polar aprotic solvent, taken at the rate of ~5-10 ml per 1 g of a mixture of soluble components, then an inorganic salt is added, taken at the rate of 1-1.25 mol per 1 mol of the hydroxyl group involved in the reaction, after which the reaction mixture is stirred for 30±5 minutes, hexafluorobenzene is added, taken at the rate of 1 molar equivalent of hexafluorobenzene per 2 molar equivalents of 4-(3-hydroxyphenoxy)phthalonitrile, the resulting reaction mixture is heated to 60±5 °C and left under stirring for 96 ± 2 hours, then the reaction mixture is filtered through a thin layer of silica gel, the precipitate is washed 3 times with 10 ml of acetone, the filtrate is evaporated, flash chromatography is carried out using a mixture of methylene chloride/petroleum ether, taken in a volume ratio 1/1. In this case, acetone, N,N-dimethylacetamide, N,N-dimethylformamide or N-methyl-2-pyrrolidone are used as a polar aprotic solvent, potassium fluoride, potassium carbonate, potassium phosphate are used as an inorganic salt. To obtain a precipitate, the reaction mixture is added to water at room temperature, taken in a volume of 2.5-3.0 times the volume of the organic solvent and incubated for 2±0.5 hours. To dry the precipitate, it is placed for 12 ± 1 hours in an oven heated to 100°C.
Технический результат также достигается композицией для приготовления термореактивной смолы, включающей, по меньшей мере, одно соединение формулы I-III и отвердитель, выбранный из группы, включающей 4-(4-аминофенокси)фталонитрил, 4-(3-аминофенокси)фталонитрил, 4,4'-((перфтор-1,4-фенилен)бис(окси))дианилин, 3,3'-((перфтор-1,4-фенилен)бис(окси))дианилин взятых в концентрации от 4 до 20 масс. %.The technical result is also achieved by a composition for the preparation of a thermosetting resin, comprising at least one compound of formula I-III and a hardener selected from the group including 4-(4-aminophenoxy)phthalonitrile, 4-(3-aminophenoxy)phthalonitrile, 4, 4'-((perfluoro-1,4-phenylene)bis(oxy))dianiline, 3,3'-((perfluoro-1,4-phenylene)bis(oxy))dianiline taken at a concentration of 4 to 20 wt. %.
Технический результат также достигается способом приготовления термореактивной смолы, заключающемся в том, что соединение формулы I-III расплавляют при температуре 120-180°С и при перемешивании добавляют отвердитель, полученную смесь перемешивают в течение 15-60 минут, после чего смесь охлаждают до отвердевания.The technical result is also achieved by a method for preparing a thermosetting resin, which consists in the fact that the compound of formula I-III is melted at a temperature of 120-180°C and a hardener is added with stirring, the resulting mixture is stirred for 15-60 minutes, after which the mixture is cooled to harden.
Также технический результат достигается способом приготовления термореактивного лака из термореактивной смолы, полученной заявляемым способом заключающемся в том, что смолу растворяют в растворителе, выбранном из группы ацетон, метилэтилкетон, N,N-диметилформамид, N,N-диметилацетамид, N-метил-2-пирролидон, взятом в количестве, обеспечивающем получение раствора для нанесения на поверхность ПКМ.Also, the technical result is achieved by a method for preparing a thermosetting varnish from a thermosetting resin obtained by the claimed method, which consists in dissolving the resin in a solvent selected from the group of acetone, methyl ethyl ketone, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N-methyl-2- pyrrolidone, taken in an amount that provides a solution for application to the PCM surface.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Заявляемые фторсодержащие олигомеры формулы (I - III) получают путем последовательного нуклеофильного замещения атомов фтора в гексафторбензоле (или производных гексафторбензола) и нитро-группы в 4-нитрофталонитриле различными гидроксилсодержащими ароматическими соединениями. The inventive fluorine-containing oligomers of formula (I-III) are obtained by successive nucleophilic substitution of fluorine atoms in hexafluorobenzene (or hexafluorobenzene derivatives) and the nitro group in 4-nitrophthalonitrile with various hydroxyl-containing aromatic compounds.
Для получения соединения формулы (I) растворяют гидрохинон в высококипящем полярном апротонном растворителе, выбранном из группы, включающей N-метил-2-пирролидон, N,N-диметилацетамид или N,N-диметилформамид, взятом из расчета ~5-10 мл на 1 г смеси растворимых компонентов. Затем добавляют неорганическую соль, которая выступает в роли основания, но при этом является слабым нуклеофилом, выбранным из группы, включающей K2CO3 или K3PO4, или фторид калия (KF) - является сильным нуклеофилом, но не образует побочных продуктов, взятую из расчета 1-1.25 моль на 1 моль участвующей в реакции гидроксильной группы, после чего реакционную смесь перемешивают в течение 30±5 минут. После этого добавляют гексафторбензол, взятый из расчета 2 мольных эквивалента гексафторбензола на 3 эквивалента гидрохинона, полученную реакционную смесь нагревают до 60±5°C и оставляют при перемешивании на 24±2 часов с последующим нагревом до 110±5°C и выдержкой при перемешивании в течение 36±2 часов. Затем реакционную смесь добавляют в большой избыток воды комнатной температуры (в 2,5-3,0 превышающий объем используемого растворителя), перемешивают и оставляют (выдерживают) на 2±0.5 часа при комнатной температуре. Выпавший осадок отфильтровывают и несколько раз промывают горячей водой (85-95°C), чтобы смыть остатки растворителя, основания и непрореагировавшего гидрохинона, затем помещают на 12±1 часов в сушильный шкаф, разогретый до 100°C. Полученный бисфенол растворяют в высококипящем полярном апротонном растворителе, выбранном из группы, включающей N-метил-2-пирролидон, N,N-диметилацетамид или N,N-диметилформамид, взятом из расчета ~5-10 мл на 1 г смеси растворимых компонентов. Затем добавляют неорганическую соль, которая выступает в роли основания, но при этом является слабым нуклеофилом, выбранную из группы, включающей K2CO3 или K3PO4, или фторид калия (KF) - является сильным нуклеофилом, но не образует побочных продуктов, взятого из расчета 1-1.25 моль на 1 моль участвующей в реакции гидроксильной группы, после чего реакционную смесь перемешивают в течение 30±5 минут. После этого добавляют 4-нитрофталонитрил, взятый из расчета 1 моль 4-нитрофталонитрила на 1 моль участвующей в реакции гидроксильной группы, нагревают реакционную смесь до 80±5°C и оставляют при перемешивании на 24±2 часа. Затем реакционную смесь добавляют в большой избыток воды комнатной температуры (в 2,5-3,0 превышающий объем органического растворителя), перемешивают и выдерживают (оставляют) на 2±0.5 часа при комнатной температуре. Выпавший осадок отфильтровывают и несколько раз промывают горячей водой (85-95°C), чтобы смыть остатки растворителя или основания, затем помещают на 12±1 часов в сушильный шкаф, разогретый до 100°C.To obtain a compound of formula (I) dissolve hydroquinone in a high-boiling polar aprotic solvent selected from the group including N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylacetamide or N,N-dimethylformamide, taken at the rate of ~5-10 ml per 1 g of a mixture of soluble components. An inorganic salt is then added which acts as a base but is a weak nucleophile selected from the group consisting of K2CO3 or K3PO4, or potassium fluoride (KF) - is a strong nucleophile, but does not form by-products, taken at the rate of 1-1.25 mol per 1 mol of the hydroxyl group involved in the reaction, after which the reaction mixture is stirred for 30 ± 5 minutes. After that, hexafluorobenzene is added, taken at the rate of 2 molar equivalents of hexafluorobenzene per 3 equivalents of hydroquinone, the resulting reaction mixture is heated to 60±5°C and left under stirring for 24±2 hours, followed by heating to 110±5°C and keeping under stirring for within 36±2 hours. Then the reaction mixture is added to a large excess of water at room temperature (2.5-3.0 times the volume of the solvent used), stirred and left (incubated) for 2±0.5 hours at room temperature. The precipitate is filtered off and washed several times with hot water (85-95°C) to wash off the remnants of the solvent, base and unreacted hydroquinone, then placed for 12±1 hours in an oven heated to 100°C. The resulting bisphenol is dissolved in a high-boiling polar aprotic solvent selected from the group including N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylacetamide or N,N-dimethylformamide, taken at the rate of ~5-10 ml per 1 g of a mixture of soluble components. An inorganic salt is then added which acts as a base but is a weak nucleophile selected from the group consisting of K2CO3 or K3PO4, or potassium fluoride (KF) - is a strong nucleophile, but does not form by-products, taken at the rate of 1-1.25 mol per 1 mol of the hydroxyl group involved in the reaction, after which the reaction mixture is stirred for 30 ± 5 minutes. After that, 4-nitrophthalonitrile is added, taken at the rate of 1 mol of 4-nitrophthalonitrile per 1 mol of the hydroxyl group involved in the reaction, the reaction mixture is heated to 80±5°C and left under stirring for 24±2 hours. Then the reaction mixture is added to a large excess of water at room temperature (2.5-3.0 times the volume of the organic solvent), stirred and kept (left) for 2±0.5 hours at room temperature. The precipitate is filtered off and washed several times with hot water (85-95°C) to wash off the remnants of the solvent or base, then placed for 12±1 hours in an oven heated to 100°C.
Для получения соединения формулы (II) растворяют 4-(3-гидроксифенокси)фталонитрил в полярном апротонном растворителе, выбранном из группы, включающей ацетон, N,N-диметилацетамид, N,N-диметилформамид или N-метил-2-пирролидон, взятом из расчета ~5-10 мл на 1 г смеси растворимых компонентов. Затем добавляют неорганическую соль, выступающую в роли основания и являющуюся слабым нуклеофилом, например, K3PO4, карбонат калия, или KF, который является сильным нуклеофилом, но не образует побочных продуктов, взятую из расчета 1-1.25 моль на 1 моль участвующей в реакции гидроксильной группы, после чего реакционную смесь перемешивают в течение 30±5 минут. После этого добавляют гексафторбензол, взятый из расчета 1 мольный эквивалент гексафторбензола на 1 эквивалент 4-(3-гидроксифенокси)фталонитрила, полученную реакционную смесь нагревают до 30±5°C и оставляют при перемешивании на 96±2 часов. Затем реакционную смесь фильтруют через тонкий слой силикагеля (чтобы неорганические соединения и непрореагировавший 4-(3-гидроксифенокси)фталонитрил остались на силикагеле), осадок промывают 3 раза по 10 мл ацетона. Фильтрат упаривают, в результате чего образуется смесь продуктов моно- и ди-замещения. Для получения чистого целевого соединения (4-(3-(перфторфенокси)фенокси)фталонитрил) проводят флэш-хроматографию (элюент - смесь метиленхлорила/петролейный эфир 1/1). На второй стадии процесса получения (II) растворяют гидрохинон в полярном апротонном растворителе, выбранном из группы, включающей ацетон, N,N-диметилацетамид, N,N-диметилформамид или N-метил-2-пирролидон, взятом из расчета ~5-10 мл на 1 г смеси растворимых компонентов. Затем добавляют неорганическую соль, выступающую в роли основания и являющуюся слабым нуклеофилом, например, K3PO4, карбонат калия или KF (сильный нуклеофил, но не образует побочных продуктов), взятую из расчета 1-1.25 моль на 1 моль участвующей в реакции гидроксильной группы, после чего реакционную смесь перемешивают в течение 30±5 минут. После этого добавляют 4-(3-(перфтофенокси)фенокси)фталонитрил, полученный ранее, взятый из расчета 1 моль на 1 моль участвующей в реакции гидроксильной группы, нагревают реакционную смесь до 100±5°C и оставляют при перемешивании на 120±2 часов. Затем реакционную смесь добавляют в большой избыток воды комнатной температуры (в 2,5-3,0 превышающий объем органического растворителя), перемешивают и выдерживают (оставляют на) 2±0.5 часа при комнатной температуре. Выпавший осадок отфильтровывают и несколько раз промывают горячей водой (85-95°C), чтобы смыть остатки растворителя, основания или непрореагировавшего гидрохинона, затем помещают на 12±1 часов в сушильный шкаф, разогретый до 100°C.To obtain a compound of formula (II), dissolve 4-(3-hydroxyphenoxy)phthalonitrile in a polar aprotic solvent selected from the group consisting of acetone, N,N-dimethylacetamide, N,N-dimethylformamide, or N-methyl-2-pyrrolidone taken from calculation ~5-10 ml per 1 g of a mixture of soluble components. Then an inorganic salt is added, which acts as a base and is a weak nucleophile, for example, K 3 PO 4 , potassium carbonate, or KF, which is a strong nucleophile, but does not form by-products, taken at the rate of 1-1.25 mol per 1 mol involved in reaction of the hydroxyl group, after which the reaction mixture is stirred for 30±5 minutes. After that, hexafluorobenzene is added, taken at the rate of 1 molar equivalent of hexafluorobenzene per 1 equivalent of 4-(3-hydroxyphenoxy)phthalonitrile, the resulting reaction mixture is heated to 30±5°C and left under stirring for 96±2 hours. Then the reaction mixture is filtered through a thin layer of silica gel (so that inorganic compounds and unreacted 4-(3-hydroxyphenoxy)phthalonitrile remain on silica gel), the precipitate is washed 3 times with 10 ml of acetone. The filtrate is evaporated, resulting in a mixture of mono- and di-substitution products. To obtain pure target compound (4-(3-(perfluorophenoxy)phenoxy)phthalonitrile), flash chromatography is carried out (eluent mixture of methylene chloride/petroleum ether 1/1). At the second stage of the preparation process (II), hydroquinone is dissolved in a polar aprotic solvent selected from the group including acetone, N,N-dimethylacetamide, N,N-dimethylformamide or N-methyl-2-pyrrolidone, taken at the rate of ~5-10 ml per 1 g of a mixture of soluble components. Then an inorganic salt is added, acting as a base and being a weak nucleophile, for example, K 3 PO 4, potassium carbonate or KF (strong nucleophile, but does not form by-products), taken at the rate of 1-1.25 mol per 1 mol of hydroxyl involved in the reaction group, after which the reaction mixture is stirred for 30±5 minutes. After that, 4-(3-(perfluorophenoxy)phenoxy)phthalonitrile obtained earlier, taken at the rate of 1 mol per 1 mol of the hydroxyl group involved in the reaction, is added, the reaction mixture is heated to 100±5°C and left under stirring for 120±2 hours . Then the reaction mixture is added to a large excess of water at room temperature (2.5-3.0 times the volume of the organic solvent), stirred and incubated (left for) 2±0.5 hours at room temperature. The precipitate is filtered off and washed several times with hot water (85-95°C) to wash off the remnants of the solvent, base or unreacted hydroquinone, then placed for 12±1 hours in an oven heated to 100°C.
Альтернативный метод получения соединения (II) также подразумевает использование реакций нуклеофильного замещения, но на первом этапе вместо фенолят-иона 4-(3-гидроксифенокси)фталонитрила используется фенолят-ион гидрохинона в качестве нуклеофила. И наоборот, на втором этапе используется фенолят-ион 4-(3-гидроксифенокси)фталонитрила вместо фенолят-иона гидрохинона.An alternative method for obtaining compound (II) also involves the use of nucleophilic substitution reactions, but at the first stage, hydroquinone phenolate ion is used as a nucleophile instead of 4-(3-hydroxyphenoxy)phthalonitrile phenolate ion. Conversely, the second step uses 4-(3-hydroxyphenoxy)phthalonitrile phenolate ion instead of hydroquinone phenolate ion.
Для получения соединения формулы (III) растворяют 4-(3-гидроксифенокси)фталонитрил в полярном апротонном растворителе, выбранном из группы, включающей, ацетон, N,N-диметилацетамид, N,N-диметилформамид, N-метил-2-пирролидон, взятом из расчета ~5-10 мл на 1 г смеси растворимых компонентов. Затем добавляют неорганическую соль, которая выступает в роли основания, но при этом является слабым нуклеофилом, например, карбонат калия, фосфат калия, KF (сильный нуклеофил, но не образует побочных продуктов), взятую из расчета 1-1.25 моль на 1 моль участвующей в реакции гидроксильной группы, после чего реакционную смесь перемешивают в течение 30±5 минут. После этого добавляют гексафторбензол, взятый из расчета 1 мольный эквивалент гексафторбензола на 2 эквивалента 4-(3-гидроксифенокси)фталонитрила, полученную реакционную смесь нагревают до 60±5°C и оставляют при перемешивании на 96±2 часов. Затем реакционную смесь фильтруют через тонкий слой силикагеля (чтобы неорганические соединения и непрореагировавший 4-(3-гидроксифенокси)фталонитрил остались на силикагеле), осадок промывают 3 раза по 10 мл ацетона. Фильтрат упаривают, в результате чего образуется смесь продуктов моно- и ди-замещения. Для получения чистого целевого соединения (III) проводят флэш-хроматографию (элюент - смесь метиленхлорила/петролейный эфир 1/1).To obtain a compound of formula (III), 4-(3-hydroxyphenoxy)phthalonitrile is dissolved in a polar aprotic solvent selected from the group consisting of acetone, N,N-dimethylacetamide, N,N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, taken at the rate of ~5-10 ml per 1 g of a mixture of soluble components. Then an inorganic salt is added, which acts as a base, but is a weak nucleophile, for example, potassium carbonate, potassium phosphate, KF (strong nucleophile, but does not form by-products), taken at the rate of 1-1.25 mol per 1 mol involved in reaction of the hydroxyl group, after which the reaction mixture is stirred for 30±5 minutes. After that, hexafluorobenzene is added, taken at the rate of 1 molar equivalent of hexafluorobenzene per 2 equivalents of 4-(3-hydroxyphenoxy)phthalonitrile, the resulting reaction mixture is heated to 60±5°C and left under stirring for 96±2 hours. Then the reaction mixture is filtered through a thin layer of silica gel (so that inorganic compounds and unreacted 4-(3-hydroxyphenoxy)phthalonitrile remain on silica gel), the precipitate is washed 3 times with 10 ml of acetone. The filtrate is evaporated, resulting in a mixture of mono- and di-substitution products. To obtain pure target compound (III), flash chromatography is carried out (eluent - a mixture of methylene chloride/petroleum ether 1/1).
Для приготовления термореактивной смолы или лака фторсодержащие олигомеры формулы (I-III) смешивают с отвердителями. Для этого олигомер фталонитрила расплавляют при температуре 120-180℃ и при перемешивании добавляют отвердитель, полученную смесь перемешивают в течение 15-60 минут. После этого смесь выливают в ровную металлическую или стеклянную емкость, обработанную антиадгезивом, и оставляют при комнатной температуре для остывания. To prepare a thermosetting resin or varnish, fluorine-containing oligomers of formula (I-III) are mixed with hardeners. To do this, the phthalonitrile oligomer is melted at a temperature of 120-180℃ and a hardener is added with stirring, the resulting mixture is stirred for 15-60 minutes. After that, the mixture is poured into a flat metal or glass container treated with an anti-adhesive agent and left at room temperature to cool.
В качестве отвердителя используют соединения, выбранные из группы, включающей 4-(4-аминофенокси)фталонитрил, 4-(3-аминофенокси)фталонитрил, 4,4'-((перфтор-1,4-фенилен)бис(окси))дианилин, 3,3'-((перфтор-1,4-фенилен)бис(окси))дианилин взятые в концентрации от 4 до 20% (масс).As a hardener, compounds selected from the group including 4-(4-aminophenoxy)phthalonitrile, 4-(3-aminophenoxy)phthalonitrile, 4,4'-((perfluoro-1,4-phenylene)bis(oxy))dianiline are used. , 3,3'-((perfluoro-1,4-phenylene)bis(oxy))dianiline taken at a concentration of 4 to 20% (mass).
Нанесение покрытия возможно в виде расплава, предварительно разогретого до температуры 100-160°С, кистью или распылением сжатым воздухом.Coating is possible in the form of a melt, preheated to a temperature of 100-160°C, with a brush or by spraying with compressed air.
В другом варианте осуществления изобретения термореактивные смолы можно растворять в растворителях, выбранных из группы ацетон, метилэтилкетон, N,N-диметилформамид, N,N-диметилацетамид, N-метил-2-пирролидон, для получения лака. Лак наносят на поверхность ПКМ при помощи молярной кисти или распыления равномерно покрывая всю поверхность ПКМ, затем нагревают при температуре, обеспечивающей удаление растворителя.In another embodiment of the invention, thermosetting resins can be dissolved in solvents selected from the group of acetone, methyl ethyl ketone, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, to obtain a varnish. The varnish is applied to the PCM surface using a molar brush or spray, evenly covering the entire PCM surface, then heated at a temperature that ensures the removal of the solvent.
Нанесение подобного рода покрытий возможно на ПКМ, удовлетворяющим следующим условиям: химическое родство материала матрицы композита и покрытия, которое обеспечивает высокую адгезию и минимальное различие в коэффициентах термического расширения (предотвращает растрескивание покрытия); температура эксплуатации ПКМ сопоставима с температурой эксплуатации покрытия (но не выше). Этим условиям соответствуют ПКМ на основе фталонитрилов. The application of such coatings is possible on PCM that satisfies the following conditions: chemical similarity of the composite matrix material and coating, which ensures high adhesion and minimal difference in thermal expansion coefficients (prevents cracking of the coating); the operating temperature of PCM is comparable to the operating temperature of the coating (but not higher). These conditions are met by PCMs based on phthalonitriles.
ПКМ получали двумя способами: методом вакуумной инфузии (А) и методом вакуумного прессования (Б). При этом применение покрытий не ограничено ПКМ, полученными данными способами, также могут быть использованы ПКМ, сформованные другими способами, но использующие матрицу на основе фталонитрилов. PCM was obtained in two ways: by vacuum infusion (A) and by vacuum pressing (B). At the same time, the use of coatings is not limited to PCMs obtained by these methods; PCMs formed by other methods, but using a matrix based on phthalonitriles, can also be used.
Метод А. Вакуумный пакет собирали на оснастке из нержавеющей стали с нанесенным на поверхность силиконовым антиадгезивным покрытием. Углеродную ткань саржевого плетения 2×2 плотностью 200 г/м2 (волокно HTA-40, 3k https://www.teijincarbon.com/ru/produkci%D1%8F/uglerodn%D1%8Be-volokna-tenax%C2%AE/zzgut%D1%8B-tenax%C2%AE/) резали на куски размером 30×30 см (10 слоев) и выкладывали по формуле [0]12. Далее собрали вакуумный пакет и помещали его в термошкаф, нагревали до 120°C. Связующее (600 г) ФНИ350 (http://itecma.ru/products/svyazuyushchie/do-450/46/) дегазировали в стеклянном реакторе при температуре 120°С и пониженном давлении, после выливали в металлический стакан, переносили в термошкаф и помещали в него входную трубку из пакета и начинали пропитку. Через 10-15 минут связующее выходило из пакета, что означало окончание пропитки. Пакет герметизировали, повышали температуру в шкафу до 180°C со скоростью не более 2°C/мин и выдерживали в течение 8 часов. После этого пакет разбирали, предотвержденный образец извлекали и постотверждали в свободном виде по следующей программе: нагрев до 180°C со скоростью не выше 2°C/мин, 30 минут выдержки и нагрев до температуры постотверждения (330-375°C) со скоростью 10°C/ч, 8 часов выдержки.Method A. The vacuum bag was assembled on a stainless steel tool with a silicone release coating applied to the surface. 2x2 twill carbon fabric, 200gsm2 (fiber HTA-40, 3k https://www.teijincarbon.com/ru/produkci%D1%8F/uglerodn%D1%8Be-volokna-tenax%C2%AE/zzgut%D1%8B-tenax%C2%AE /) were cut into pieces 30×30 cm in size (10 layers) and laid out according to the formula [0]12. Next, a vacuum bag was assembled and placed in a heating cabinet, heated to 120°C. The binder (600 g) FNI350 (http://itecma.ru/products/svyazuyushchie/do-450/46/) was degassed in a glass reactor at a temperature of 120°C and reduced pressure, then poured into a metal beaker, transferred to a heating cabinet, and placed into it the inlet tube from the package and impregnation began. After 10-15 minutes, the binder came out of the package, which meant the end of the impregnation. The package was sealed, the temperature in the cabinet was raised to 180°C at a rate of not more than 2°C/min, and kept for 8 hours. After that, the package was disassembled, the pre-cured sample was removed and post-cured in free form according to the following program: heating to 180°C at a rate not exceeding 2°C/min, 30 minutes of exposure and heating to the post-curing temperature (330-375°C) at a rate of 10 °C/h, 8 hours hold.
Метод Б. Пакет собирали на оснастке из нержавеющей стали с нанесенным на поверхность силиконовым антиадгезивным покрытием. Листы препрега РНТ450 (на основе углеродной ткани саржевого плетения 2×2 плотностью 240 г/м2, волокно HTA-40, 3k https://www.teijincarbon.com/ru/produkci%D1%8F/uglerodn%D1%8Be-volokna-tenax%C2%AE/zzgut%D1%8B-tenax%C2%AE/, ТУ 23.99.14-044-73047899-2018) резали на куски размером 30×30 см (9 слоев) и выкладывали на оснастке внутри силиконовой рамки 30×30 см так, чтобы слой нанесенного связующего на каждом из слоев находился сверху. Сверху листы препрега накрывали сухим слоем ткани и стальной пластиной (цулагой) размером 30×30 см. Затем поверх образованного слоя выкладывали дренажный материал марки Ниалон® ИП 340 А с размерами 45×55 см. Вокруг оснастки собирали вакуумный пакет, затем помещали в термопресс Langzauner LZT-L 250 и вакуумировали. Температуру пресса повышали до 140°C со скоростью 2°C/мин, прикладывали давление к образцу в 8.75 бар, после чего следовал нагрев до 180°C со скоростью 2°C/мин, повышение давления до 21.8 бар и выдержка в течение 8 часов. После этого пакет разбирали, предотвержденный образец извлекали и постотверждали в свободном виде по следующей программе: нагрев до 180°C со скоростью не выше 2°C/мин, 30 минут выдержки и нагрев до температуры постотверждения (330-375°C) со скоростью 10°C/ч, 8 часов выдержки.Method B. The bag was assembled on a stainless steel tool with a silicone release coating applied to the surface. RHT450 prepreg sheets (based on 2×2 twill carbon fabric with a density of 240 g/ m2 , HTA-40 fiber, 3k https://www.teijincarbon.com/ru/produkci%D1%8F/uglerodn%D1%8Be- volokna-tenax%C2%AE/zzgut%D1%8B-tenax%C2%AE/, TU 23.99.14-044-73047899-2018) were cut into pieces 30 × 30 cm in size (9 layers) and laid out on a tooling inside a silicone frames 30×30 cm so that the layer of applied binder on each of the layers is on top. From above, the prepreg sheets were covered with a dry layer of fabric and a steel plate (residue) 30 × 30 cm in size. Then, a drainage material of the brand Nialon® IP 340 A with dimensions of 45 × 55 cm was laid on top of the formed layer. A vacuum bag was assembled around the tooling, then placed in a Langzauner heat press LZT-L 250 and evacuated. The temperature of the press was raised to 140°C at a rate of 2°C/min, a pressure of 8.75 bar was applied to the sample, followed by heating to 180°C at a rate of 2°C/min, increasing the pressure to 21.8 bar, and holding for 8 hours . After that, the package was dismantled, the pre-cured sample was removed and post-cured in free form according to the following program: heating to 180°C at a rate not exceeding 2°C/min, holding for 30 minutes, and heating to a post-curing temperature (330–375°C) at a rate of 10 °C/h, 8 hours hold.
Покрытие может наноситься на ПКМ путём расплавления и нанесения расплава распылением или кистью.The coating can be applied to the PCM by melting and applying the melt by spraying or brushing.
Кроме того, из смолы может быть приготовлен лак путём её растворения в растворителях, выбранных из группы: диметилацетамид, диметилформамид, N-метил-2-пирролидон, ацетон, метилэтилкетон и нанесен на поверхность ПКМ кистью или распылением.In addition, varnish can be prepared from the resin by dissolving it in solvents selected from the group: dimethylacetamide, dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, acetone, methyl ethyl ketone and applied to the PCM surface with a brush or spray.
После нанесения на композит лак отверждается по следующей программе: нагрев до 180°C со скоростью не более 2°C/мин и выдержкой в течение 3 часов, после чего нагрев до температуры постотверждения (330-375°C) со скоростью 10°C/ч и выдержкой в течение 8 часов для получения высокотермостойкого защитного покрытия толщиной 10-100 мкм.After application to the composite, the varnish is cured according to the following program: heating to 180°C at a rate of no more than 2°C/min and holding for 3 hours, after which heating to a post-curing temperature (330-375°C) at a rate of 10°C/ h and exposure for 8 hours to obtain a highly heat-resistant protective coating with a thickness of 10-100 microns.
Ввиду того, что фторированные полимеры обладают более высокой термоокислительной стабильностью, покрытие окисляется медленнее, чем матрица углепластика.Due to the fact that fluorinated polymers have a higher thermal and oxidative stability, the coating oxidizes more slowly than the CFRP matrix.
Пример 1. Получение 4,4'-(((1,4-фениленбис(окси))бис(2,3,5,6-тетрафтор-4,1-фенилен))бис(окси))дифенол (1). В одногорлой колбе (100 мл), оснащенной обратным холодильником, в атмосфере аргона растворили 4.44 г (0.0400 моль) гидрохинона в 50 мл сухого N-метил-2-пирролидона. Затем был добавлен фторид калия (3.90 г, 0.0670 моль), после чего реакционную смесь перемешивали в течение 30 минут. После этого добавили гексафторбензол (5.00 г, 0.0270 моль), нагрели реакционную смесь до 60°C и оставили при перемешивании на 24 часов с последующим нагревом до 110°C и выдержкой при перемешивании в течение 36 часов. Реакционную смесь добавили в большой избыток воды (около 250 мл), перемешали и оставили на 2 часа. Выпавший осадок отфильтровали и несколько раз промыли горячей водой, затем поместили в сушильный шкаф. Для получения чистого целевого соединения провели флэш-хроматографию. В качестве элюента использовали смесь метиленхлорид: метанол в соотношении 60:1. Выход - 7.06 г (84.0 %).Example 1 Preparation of 4,4'-(((1,4-phenylenebis(oxy))bis(2,3,5,6-tetrafluoro-4,1-phenylene))bis(oxy))diphenol (1). In a single-necked flask (100 ml) equipped with a reflux condenser, 4.44 g (0.0400 mol) of hydroquinone was dissolved in 50 ml of dry N-methyl-2-pyrrolidone under argon. Potassium fluoride (3.90 g, 0.0670 mol) was then added, after which the reaction mixture was stirred for 30 minutes. After that, hexafluorobenzene (5.00 g, 0.0270 mol) was added, the reaction mixture was heated to 60°C and left under stirring for 24 hours, followed by heating to 110°C and keeping under stirring for 36 hours. The reaction mixture was added to a large excess of water (about 250 ml), stirred and left for 2 hours. The precipitate that formed was filtered off and washed several times with hot water, then placed in an oven. Flash chromatography was performed to obtain the pure title compound. The eluent used was a mixture of methylene chloride: methanol in a ratio of 60:1. Yield - 7.06 g (84.0%).
1H ЯМР (600 МГц, ДМСО-d6) δ м.д. 6.83 (д, J=7.41 Гц, 4 H), 7.09 (с, 4 H), 7.31 (д, J=7.89 Гц 4 H), 9.43 (с, 2 H). 1 H NMR (600 MHz, DMSO-d 6 ) δ ppm 6.83 (d, J=7.41 Hz, 4 H), 7.09 (s, 4 H), 7.31 (d, J=7.89 Hz 4 H), 9.43 (s, 2 H).
13C ЯМР (151 МГц, ДМСО-d6) δ м.д. 115.73, 115.95, 116.38, 116.52, 116.79, 129.91, 141.06, 142.70, 149.70, 152.57, 152.90, 153.64. 13 C NMR (151 MHz, DMSO-d 6 ) δ ppm 115.73, 115.95, 116.38, 116.52, 116.79, 129.91, 141.06, 142.70, 149.70, 152.57, 152.90, 153.64.
Элементный анализ для C30H14F8O6: Расчетные значения: C (57.89), H (2.27), F (24.42). Экспериментальные значения: C (57.83), H (2.31), F (24.37).Elemental analysis for C 30 H 14 F 8 O 6 : Calculated values: C (57.89), H (2.27), F (24.42). Experimental values: C (57.83), H (2.31), F (24.37).
Пример 2. Получение 4,4'-(((((1,4-фениленбис(окси))бис(2,3,5,6-тетрафтор-4,1-фенилен))бис(окси))бис(4,1-фенилен))бис(окси))дифталонитрил (I). В одногорлой колбе (100 мл), оснащенной обратным холодильником, в атмосфере аргона растворили 4,4'-(((1,4-фениленбис(окси))бис(2,3,5,6-тетрафтор-4,1-фенилен))бис(окси))дифенол (1) (4.00 г, 0.0064 моль) в 50 мл сухого N-метил-2-пирролидона. Затем был добавлен фторид калия (0.75 г, 0.0129 моль), после чего реакционную смесь перемешивали в течение 30 минут. После этого добавили 4-нитрофталонитрил (2.23 г, 0.0129 моль), нагрели реакционную смесь до 80°C и оставили при перемешивании на 24 часа. Реакционную смесь добавили в большой избыток воды (около 250 мл), перемешали и оставили на 2,5 часа. Выпавший осадок, который представлял целевой продукт, отфильтровали и несколько раз промыли горячей водой, затем поместили в сушильный шкаф. Выход - 5.42 г (96.4%).Example 2 Preparation of 4,4'-(((((1,4-phenylenebis(oxy))bis(2,3,5,6-tetrafluoro-4,1-phenylene))bis(oxy))bis(4 ,1-phenylene))bis(oxy))diphthalonitrile (I). In a single-necked flask (100 ml) equipped with a reflux condenser, 4,4'-(((1,4-phenylenebis(oxy))bis(2,3,5,6-tetrafluoro-4,1-phenylene ))bis(oxy))diphenol (1) (4.00 g, 0.0064 mol) in 50 ml of dry N-methyl-2-pyrrolidone. Potassium fluoride (0.75 g, 0.0129 mol) was then added, after which the reaction mixture was stirred for 30 minutes. After that, 4-nitrophthalonitrile (2.23 g, 0.0129 mol) was added, the reaction mixture was heated to 80°C and left under stirring for 24 hours. The reaction mixture was added to a large excess of water (about 250 ml), stirred and left for 2.5 hours. The precipitate that formed, which represented the target product, was filtered off and washed several times with hot water, then placed in an oven. Yield - 5.42 g (96.4%).
1H ЯМР (600 МГц, ДМСО-d6) δ м.д. 7.04 (д, J=6.53 Гц, 4 H), 7.17 (с, 4 H), 7.30 (д, J=7.55 Гц, 4 H), 7.41 (с, 2 H), 7.76 (д, J=8.87 Гц, 2 H), 8.30 (д, J=8.53 Гц, 2 H). 1 H NMR (600 MHz, DMSO-d 6 ) δ ppm 7.04 (d, J=6.53 Hz, 4 H), 7.17 (s, 4 H), 7.30 (d, J=7.55 Hz, 4 H), 7.41 (s, 2 H), 7.76 (d, J=8.87 Hz , 2 H), 8.30 (d, J=8.53 Hz, 2 H).
13C ЯМР (151 МГц, ДМСО-d6) δ м.д. 108.08, 110.65, 115.70, 115.93, 116.41, 116.61, 116.85, 122.20, 122.37, 124.70, 124.76, 129.92, 136.28, 136.60, 141.11, 142.76, 149.48, 152.64, 152.91, 161.30. 13 C NMR (151 MHz, DMSO-d 6 ) δ ppm 108.08, 110.65, 115.70, 115.93, 116.41, 116.61, 116.9, 124.7, 124.7, 124.7, 124.7, 124.7, 124.76, 124.76, 129.76, 124.76, 129.92
Элементный анализ для C46H18F8N4O6: Расчетные значения: C (63.17), H (2.07), F (17.38), N (6.41). Экспериментальные значения: C (63.11), H (2.05), F (17.32), N (6.43).Elemental analysis for C 46 H 18 F 8 N 4 O 6 : Calculated values: C (63.17), H (2.07), F (17.38), N (6.41). Experimental values: C (63.11), H (2.05), F (17.32), N (6.43).
Пример 3. Получение 4-(3-(перфторфенокси)фенокси)фталонитрил (2). В одногорлой колбе (100 мл), оснащенной обратным холодильником, в атмосфере аргона растворили 4-(3-гидроксифенокси)фталонитрил (синтез соединения описан в работе A. Lyubimtsev et al.: Synthesis of novel covalently linked dimeric phthalocyanines, Eur. J. Org. Chem. (12) (2007) 2000-2005) (2.54 г, 0.0108 моль) в 50 мл сухого ацетона. Затем был добавлен карбонат калия (1.78 г, 0.0129 моль), после чего реакционную смесь перемешивали в течение 30 минут. После этого добавили гексафторбензол (2.00 г, 0.0108 моль), нагрели реакционную смесь до 30°C и оставили при перемешивании на 96 часов. Реакционную смесь отфильтровали через тонкий слой силикагеля, осадок несколько раз промыли ацетоном. Упарив фильтрат, получили смесь целевого и побочного соединений. Для получения чистого целевого соединения провели флэш-хроматографию. В качестве элюента использовали смесь метиленхлорид:петролейный эфир в соотношении 1:1. Выход - 3.51 г (82.5 %). Example 3 Preparation of 4-(3-(perfluorophenoxy)phenoxy)phthalonitrile (2). In a single-necked flask (100 ml) equipped with a reflux condenser, 4-(3-hydroxyphenoxy)phthalonitrile was dissolved under argon (the synthesis of the compound is described in A. Lyubimtsev et al.: Synthesis of novel covalently linked dimeric phthalocyanines, Eur. J. Org (12) (2007) 2000-2005) (2.54 g, 0.0108 mol) in 50 ml of dry acetone. Potassium carbonate (1.78 g, 0.0129 mol) was then added, after which the reaction mixture was stirred for 30 minutes. After that, hexafluorobenzene (2.00 g, 0.0108 mol) was added, the reaction mixture was heated to 30°C and left under stirring for 96 hours. The reaction mixture was filtered through a thin layer of silica gel, the precipitate was washed several times with acetone. After evaporating the filtrate, a mixture of target and side compounds was obtained. Flash chromatography was performed to obtain the pure title compound. A mixture of methylene chloride:petroleum ether in a ratio of 1:1 was used as an eluent. Yield - 3.51 g (82.5%).
1H ЯМР (600 МГц, ДМСО-d6) δ м.д. 6.98 (дд, J=8.11, 1.25 Гц, 1 H), 7.06 - 7.11 (м, 2 H), 7.42 (дд, J=8.70, 2.68 Гц, 1 H), 7.50 (т, J=8.53 Гц, 1 H), 7.83 (д, J=2.51 Гц, 1 H), 8.11 (д, J=8.70 Гц, 1 H). 1 H NMR (600 MHz, DMSO-d 6 ) δ ppm 6.98 (dd, J=8.11, 1.25 Hz, 1 H), 7.06 - 7.11 (m, 2 H), 7.42 (dd, J=8.70, 2.68 Hz, 1 H), 7.50 (t, J=8.53 Hz, 1 H), 7.83 (d, J=2.51 Hz, 1 H), 8.11 (d, J=8.70 Hz, 1 H).
13C ЯМР (151 МГц, ДМСО-d6) δ м.д. 107.70, 108.64, 112.40, 115.29, 115.51, 115.80, 116.73, 122.31, 123.00, 128.28, 131.83, 136.34, 137.19, 137.87, 138.84, 139.51, 140.77, 142.42, 155.15, 158.03, 160.46. 13 C NMR (151 MHz, DMSO-d 6 ) δ ppm 107.70, 108.64, 112.40, 115.29, 115.51, 115.80, 116.73, 122.31, 131.9, 122.31, 131.8, 122.34, 137.19, 136.34, 137.19
Элементный анализ для C20H7F5N2O2: Расчетные значения: C (59.71), H (1.75), F (23.61), N (6.96). Экспериментальные значения: C (59.67), H (1.74), F (23.63), N (6.94).Elemental analysis for C 20 H 7 F 5 N 2 O 2 : Calculated values: C (59.71), H (1.75), F (23.61), N (6.96). Experimental values: C (59.67), H (1.74), F (23.63), N (6.94).
Пример 4. Получали 4,4'-(((((1,4-фениленбис(окси))бис(2,3,5,6-тетрафтор-4,1-фенилен))бис(окси))бис(3,1-фенилен))бис(окси))дифталонтрил (II). В одногорлой колбе (50 мл), оснащенной обратным холодильником, в атмосфере аргона растворили гидрохинон (0.05 г, 0.0005 моль) в 25 мл сухого N-метил-2-пирролидона. Затем был добавлен карбонат калия (0.14 г, 0.001 моль), после чего реакционную смесь перемешивали в течение 35 минут. После этого добавили 4-(3-(перфторфенокси)фенокси)фталонитрил (2) (0.37 г, 0.0009 моль), нагрели реакционную смесь до 100°C и оставили при перемешивании на 120 часов. Реакционную смесь добавили в большой избыток воды (около 125 мл), перемешали и оставили на 1,5 часа. Выпавший осадок, который представлял целевой продукт, отфильтровали и несколько раз промыли горячей водой, затем поместили в сушильный шкаф. Выход - 0.37 г (93.2 %).Example 4 4,4'-(((((1,4-phenylenebis(oxy))bis(2,3,5,6-tetrafluoro-4,1-phenylene))bis(oxy))bis(3 ,1-phenylene))bis(oxy))diphthalontrile (II). Hydroquinone (0.05 g, 0.0005 mol) was dissolved in 25 ml of dry N-methyl-2-pyrrolidone in a single-necked flask (50 ml) equipped with a reflux condenser under argon. Then potassium carbonate (0.14 g, 0.001 mol) was added, after which the reaction mixture was stirred for 35 minutes. After that, 4-(3-(perfluorophenoxy)phenoxy)phthalonitrile (2) (0.37 g, 0.0009 mol) was added, the reaction mixture was heated to 100°C, and left under stirring for 120 hours. The reaction mixture was added to a large excess of water (about 125 ml), stirred and left for 1.5 hours. The precipitate that formed, which represented the target product, was filtered off and washed several times with hot water, then placed in an oven. Yield - 0.37 g (93.2%).
1H ЯМР (600 МГц, ДМСО-d6) δ м.д. 7.05 (дд, J=8.13, 1.27 Гц, 2 H), 7.12 - 7.17 (м, 4 H), 7.22 (с, 4 H), 7.49 (дд, J=8.69, 2.72 Гц, 2 H), 7.57 (т, J=8.44 Гц, 2 H), 7.90 (д, J=2.53 Гц, 2 H), 8.18 (д, J=8.70 Гц, 2 H). 1 H NMR (600 MHz, DMSO-d 6 ) δ ppm 7.05 (dd, J=8.13, 1.27 Hz, 2 H), 7.12 - 7.17 (m, 4 H), 7.22 (s, 4 H), 7.49 (dd, J=8.69, 2.72 Hz, 2 H), 7.57 ( t, J=8.44 Hz, 2 H), 7.90 (d, J=2.53 Hz, 2 H), 8.18 (d, J=8.70 Hz, 2 H).
13C ЯМР (151 МГц, ДМСО-d6) δ м.д. 107.76 (с), 108.70 (с), 112.46 (с), 115.35 (с), 115.57 (с), 115.86 (с), 116.79 (с), 116.82 (с), 122.37 (с), 123.06 (с), 128.34 (с), 129.07 (с), 131.89 (с), 136.40 (с), 137.25 (с), 138.90 (с), 140.87 (с), 142.44 (с), 152.92 (с), 155.21 (с), 158.09 (с), 160.52 (с). 13 C NMR (151 MHz, DMSO-d 6 ) δ ppm 107.76 (s), 108.70 (s), 112.46 (s), 115.35 (s), 115.57 (s), 115.86 (s), 116.79 (s), 116.82 (s), 122.37 (s), 123.06 (s), 128.34 (s), 129.07 (s), 131.89 (s), 136.40 (s), 137.25 (s), 138.90 (s), 140.87 (s), 142.44 (s), 152.92 (s), 155.21 (s), 158.09 (s), 160.52 (s).
Элементный анализ для C46H18F8N4O6: Расчетные значения: C (63.17), H (2.07), F (17.38), N (6.41). Экспериментальные значения: C (63.12), H (2.04), F (17.33), N (6.40).Elemental analysis for C 46 H 18 F 8 N 4 O 6 : Calculated values: C (63.17), H (2.07), F (17.38), N (6.41). Experimental values: C (63.12), H (2.04), F (17.33), N (6.40).
Пример 5. Получение 1,4-бис(перфторфенокси)бензол (3). Данное соединение получали способом, описанным в работе I.M. Tkachenko, et al. Synthesis of fluorinated poly(arylene ether)s with dibenzodioxin and spirobisindane units from new bis(pentafluorophenyl)- and bis(nonafluorobiphenyl)-containing monomers // J. Fluor. Chem. 2017. Vol. 195. P. 1-12. В одногорлой колбе (250 мл), оснащенной обратным холодильником, в атмосфере аргона растворили 2.00 г (0.018 моль) гидрохинона в 55 мл сухого N,N-диметилформамида. Затем был добавлен карбонат калия (5.00 г, 0.036 моль), после чего реакционную смесь перемешивали в течение 25 минут. После этого добавили гексафторбензол (27.00 г, 0.145 моль), нагрели реакционную смесь до 120°C и оставили при перемешивании на 8 часов. После охлаждения до комнатной температуры смесь отфильтровали. Из фильтрата отогнали избыток гексафторбензола при атмосферном давлении, после чего оставшийся раствор добавили к избытку холодной воды (250 мл). Выпавший осадок отфильтровали, промыли несколько раз водой. Для получения чистого целевого соединения провели флэш-хроматографию. В качестве элюента использовали смесь метиленхлорид:петролейный эфир в соотношении 1:1. Выход - 6.83 г (85%). Example 5 Preparation of 1,4-bis(perfluorophenoxy)benzene (3). This compound was obtained by the method described in the work of I.M. Tkachenko, et al. Synthesis of fluorinated poly(arylene ether)s with dibenzodioxin and spirobisindane units from new bis(pentafluorophenyl)- and bis(nonafluorobiphenyl)-containing monomers // J. Fluor. Chem. 2017 Vol. 195. P. 1-12. In a single-necked flask (250 ml) equipped with a reflux condenser, 2.00 g (0.018 mol) of hydroquinone was dissolved in 55 ml of dry N,N-dimethylformamide under an argon atmosphere. Potassium carbonate (5.00 g, 0.036 mol) was then added, after which the reaction mixture was stirred for 25 minutes. After that, hexafluorobenzene (27.00 g, 0.145 mol) was added, the reaction mixture was heated to 120°C and left under stirring for 8 hours. After cooling to room temperature, the mixture was filtered. Excess hexafluorobenzene was removed from the filtrate at atmospheric pressure, after which the remaining solution was added to an excess of cold water (250 ml). The precipitate formed was filtered off, washed several times with water. Flash chromatography was performed to obtain the pure title compound. A mixture of methylene chloride:petroleum ether in a ratio of 1:1 was used as an eluent. Yield - 6.83 g (85%).
1H ЯМР (600 МГц, ДМСО-d6) δ м.д. 7.15 (с, 4 H). 1 H NMR (600 MHz, DMSO-d 6 ) δ ppm 7.15 (s, 4 H).
13C ЯМР (151 МГц, ДМСО-d6) δ м.д. 116.76 (с), 129.01 (с), 137.15 (с), 137.61 (с), 138.79 (с), 139.26 (с), 140.83 (с), 142.49 (с), 152.86 (с). 13 C NMR (151 MHz, DMSO-d 6 ) δ ppm 116.76 (s), 129.01 (s), 137.15 (s), 137.61 (s), 138.79 (s), 139.26 (s), 140.83 (s), 142.49 (s), 152.86 (s).
Элементный анализ для C18H4F10O2: Расчетные значения: C (48.89), H (0.91), F (42.96). Экспериментальные значения: C (48.83), H (0.89), F (42.89).Elemental analysis for C 18 H 4 F 10 O 2 : Calculated values: C (48.89), H (0.91), F (42.96). Experimental values: C (48.83), H (0.89), F (42.89).
Пример 6. Получали 4,4'-(((((1,4-фениленбис(окси))бис(2,3,5,6-тетрафтор-4,1-фенилен))бис(окси))бис(3,1-фенилен))бис(окси))дифталонтрил (II). В одногорлой колбе (100 мл), оснащенной обратным холодильником, в атмосфере аргона растворили 4-(3-гидроксифенокси)фталонитрил (1.068 г, 0.0045 моль) в 50 мл сухого N-метил-2-пирролидона. Затем был добавлен карбонат калия (0.688 г, 0.0049 моль), после чего реакционную смесь перемешивали в течение 30 минут. После этого добавили 1,4-бис(перфторфенокси)бензол (3) (1.00 г, 0.0023 моль), нагрели реакционную смесь до 105°C и оставили при перемешивании на 122 часа. Реакционную смесь добавили в большой избыток воды (около 250 мл), перемешали и оставили на 1,5 часа. Выпавший осадок, который представлял целевой продукт, отфильтровали и несколько раз промыли горячей водой, затем поместили в сушильный шкаф. Выход - 1.84 г (93 %).Example 6 4,4'-(((((1,4-phenylenebis(oxy))bis(2,3,5,6-tetrafluoro-4,1-phenylene))bis(oxy))bis(3 ,1-phenylene))bis(oxy))diphthalontrile (II). 4-(3-Hydroxyphenoxy)phthalonitrile (1.068 g, 0.0045 mol) was dissolved in 50 ml of dry N-methyl-2-pyrrolidone in a single-necked flask (100 ml) equipped with a reflux condenser under argon. Potassium carbonate (0.688 g, 0.0049 mol) was then added, after which the reaction mixture was stirred for 30 minutes. After that, 1,4-bis(perfluorophenoxy)benzene (3) (1.00 g, 0.0023 mol) was added, the reaction mixture was heated to 105°C and left under stirring for 122 hours. The reaction mixture was added to a large excess of water (about 250 ml), stirred and left for 1.5 hours. The precipitate that formed, which represented the target product, was filtered off and washed several times with hot water, then placed in an oven. Yield - 1.84 g (93%).
1H ЯМР (600 МГц, ДМСО-d6) δ м.д. 7.05 (дд, J=8.13, 1.27 Гц, 2 H), 7.12 - 7.17 (м, 4 H), 7.22 (с, 4 H), 7.49 (дд, J=8.69, 2.72 Гц, 2 H), 7.57 (т, J=8.44 Гц, 2 H), 7.90 (д, J=2.53 Гц, 2 H), 8.18 (д, J=8.70 Гц, 2 H). 1 H NMR (600 MHz, DMSO-d 6 ) δ ppm 7.05 (dd, J=8.13, 1.27 Hz, 2 H), 7.12 - 7.17 (m, 4 H), 7.22 (s, 4 H), 7.49 (dd, J=8.69, 2.72 Hz, 2 H), 7.57 ( t, J=8.44 Hz, 2 H), 7.90 (d, J=2.53 Hz, 2 H), 8.18 (d, J=8.70 Hz, 2 H).
13C ЯМР (151 МГц, ДМСО-d6) δ м.д. 107.76 (с), 108.70 (с), 112.46 (с), 115.35 (с), 115.57 (с), 115.86 (с), 116.79 (с), 116.82 (с), 122.37 (с), 123.06 (с), 128.34 (с), 129.07 (с), 131.89 (с), 136.40 (с), 137.25 (с), 138.90 (с), 140.87 (с), 142.44 (с), 152.92 (с), 155.21 (с), 158.09 (с), 160.52 (с). 13 C NMR (151 MHz, DMSO-d 6 ) δ ppm 107.76 (s), 108.70 (s), 112.46 (s), 115.35 (s), 115.57 (s), 115.86 (s), 116.79 (s), 116.82 (s), 122.37 (s), 123.06 (s), 128.34 (s), 129.07 (s), 131.89 (s), 136.40 (s), 137.25 (s), 138.90 (s), 140.87 (s), 142.44 (s), 152.92 (s), 155.21 (s), 158.09 (s), 160.52 (s).
Элементный анализ для C46H18F8N4O6: Расчетные значения: C (63.17), H (2.07), F (17.38), N (6.41). Экспериментальные значения: C (63.15), H (2.09), F (17.33), N (6.37).Elemental analysis for C 46 H 18 F 8 N 4 O 6 : Calculated values: C (63.17), H (2.07), F (17.38), N (6.41). Experimental values: C (63.15), H (2.09), F (17.33), N (6.37).
Пример 7. Получали 4,4'-((((перфтор-1,4-фенилен)бис(окси))бис(3,1-фенилен))бис(окси))дифталонитрил (III). В одногорлой колбе (100 мл), оснащенной обратным холодильником, в атмосфере аргона растворили 4-(3-гидроксифенокси)фталонитрил (5.08 г, 0.0216 моль) в 50 мл сухого ацетона. Затем был добавлен карбонат калия (3.56 г, 0.0258 моль), после чего реакционную смесь перемешивали в течение 30 минут. После этого добавили гексафторбензол (2.00 г, 0.0108 моль), нагрели реакционную смесь до 60°C и оставили при перемешивании на 96 часов. Реакционную смесь отфильтровали через тонкий слой силикагеля, осадок несколько раз промыли ацетоном. Упарив фильтрат, получили смесь целевого и побочного соединений. Для получения чистого целевого соединения провели флэш-хроматографию. В качестве элюента использовали смесь метиленхлорид:петролейный эфир в соотношении 1:1. Выход - 5.46 г (82%). Example 7 4,4'-((((Perfluoro-1,4-phenylene)bis(oxy))bis(3,1-phenylene))bis(oxy))diphthalonitrile (III) was prepared. 4-(3-Hydroxyphenoxy)phthalonitrile (5.08 g, 0.0216 mol) was dissolved in 50 ml of dry acetone in a single-necked flask (100 ml) equipped with a reflux condenser under argon. Potassium carbonate (3.56 g, 0.0258 mol) was then added, after which the reaction mixture was stirred for 30 minutes. After that, hexafluorobenzene (2.00 g, 0.0108 mol) was added, the reaction mixture was heated to 60°C and left under stirring for 96 hours. The reaction mixture was filtered through a thin layer of silica gel, the precipitate was washed several times with acetone. After evaporating the filtrate, a mixture of target and side compounds was obtained. Flash chromatography was performed to obtain the pure title compound. A mixture of methylene chloride:petroleum ether in a ratio of 1:1 was used as an eluent. Yield - 5.46 g (82%).
1H ЯМР (600 МГц, ДМСО-d6) δ м.д. 7.06 (дд, J=8.11, 1.42 Гц, 2 H), 7.22 - 7.28 (м, 4 H), 7.52 (дд, J=8.78, 2.43 Гц, 2 H), 7.59 (т, J=8.11 Гц, 2 H), 7.93 (д, J=2.34 Гц, 2 H), 8.20 (д, J=8.70 Гц, 2 H). 1 H NMR (600 MHz, DMSO-d 6 ) δ ppm 7.06 (dd, J=8.11, 1.42 Hz, 2 H), 7.22 - 7.28 (m, 4 H), 7.52 (dd, J=8.78, 2.43 Hz, 2 H), 7.59 (t, J=8.11 Hz, 2 H), 7.93 (d, J=2.34 Hz, 2 H), 8.20 (d, J=8.70 Hz, 2 H).
13C ЯМР (151 МГц, ДМСО-d6) δ м.д. 107.84 (с), 108.68 (с), 112.49 (с), 115.32 (с), 115.36 (с), 115.82 (с), 116.74 (с), 122.42 (с), 123.09 (с), 129.44 (с), 131.77 (с), 136.35 (с), 141.10 (с), 142.79 (с), 155.21 (с), 158.07 (с), 160.43 (с). 13 C NMR (151 MHz, DMSO-d 6 ) δ ppm 107.84 (s), 108.68 (s), 112.49 (s), 115.32 (s), 115.36 (s), 115.82 (s), 116.74 (s), 122.42 (s), 123.09 (s), 129.44 (s), 131.77 (s), 136.35 (s), 141.10 (s), 142.79 (s), 155.21 (s), 158.07 (s), 160.43 (s).
Элементный анализ для C34H14F4N4O4: Расчетные значения: C (66.03), H (2.28), F (12.29), N (9.06). Экспериментальные значения: C (59.97), H (2.32), F (12.25), N (9.00).Elemental analysis for C 34 H 14 F 4 N 4 O 4 : Calculated values: C (66.03), H (2.28), F (12.29), N (9.06). Experimental values: C (59.97), H (2.32), F (12.25), N (9.00).
Получение смол:Getting resin:
Пример 8. В колбу объемом 500 мл, оснащенную магнитной мешалкой, поместили 192 г 4,4'-(((((1,4-фениленбис(окси))бис(2,3,5,6-тетрафтор-4,1-фенилен))бис(окси))бис(4,1-фенилен))бис(окси))дифталонитрила. Колбу нагрели до 150°C. После того, как вещество расплавилось, включили перемешивание и добавили 8 г 4-(4-аминофенокси)фталонитрила и перемешивали в течение 30 минут. После этого смесь вылили на металлический поднос, обработанный антиадгезивом, и дали остыть. Получили аморфную стеклообразную смолу. Example 8 192 g of 4,4'-(((((1,4-phenylenebis(oxy))bis(2,3,5,6-tetrafluoro-4,1 -phenylene))bis(oxy))bis(4,1-phenylene))bis(oxy))diphthalonitrile. The flask was heated to 150°C. After the substance had melted, stirring was turned on and 8 g of 4-(4-aminophenoxy)phthalonitrile was added and stirred for 30 minutes. The mixture was then poured onto a metal tray treated with a release agent and allowed to cool. An amorphous glassy resin was obtained.
Пример 9. В колбу объемом 500 мл, оснащенную магнитной мешалкой, поместили 180 г 4,4'-(((((1,4-фениленбис(окси))бис(2,3,5,6-тетрафтор-4,1-фенилен))бис(окси))бис(4,1-фенилен))бис(окси))дифталонитрила. Колбу нагрели до 120°C. После того, как вещество расплавилось, включили перемешивание и добавили 20 г 3,3'-((перфтор-1,4-фенилен)бис(окси))дианилина и перемешивали в течение 60 минут. После этого смесь вылили на металлический поднос, обработанный антиадгезивом, и дали остыть. Получили аморфную стеклообразную смолу. Example 9 Into a 500 ml flask equipped with a magnetic stirrer, 180 g of 4,4'-(((((1,4-phenylenebis(oxy))bis(2,3,5,6-tetrafluoro-4,1 -phenylene))bis(oxy))bis(4,1-phenylene))bis(oxy))diphthalonitrile. The flask was heated to 120°C. After the substance had melted, stirring was turned on and 20 g of 3,3'-((perfluoro-1,4-phenylene)bis(oxy))dianiline was added and stirred for 60 minutes. The mixture was then poured onto a metal tray treated with a release agent and allowed to cool. An amorphous glassy resin was obtained.
Пример 10. В колбу объемом 500 мл, оснащенную магнитной мешалкой, поместили 170 г 4,4'-(((((1,4-фениленбис(окси))бис(2,3,5,6-тетрафтор-4,1-фенилен))бис(окси))бис(3,1-фенилен))бис(окси))дифталонтрила. Колбу нагрели до 180°C. После того, как вещество расплавилось, включили перемешивание и добавили 30 г 4-(4-аминофенокси)фталонитрила и перемешивали в течение 15 минут. После этого смесь вылили на металлический поднос, обработанный антиадгезивом, и дали остыть. Получили аморфную стеклообразную смолу.Example 10 170 g of 4,4'-(((((1,4-phenylenebis(oxy))bis(2,3,5,6-tetrafluoro-4,1 -phenylene))bis(oxy))bis(3,1-phenylene))bis(oxy))diphthalontrile. The flask was heated to 180°C. After the substance had melted, stirring was turned on and 30 g of 4-(4-aminophenoxy)phthalonitrile was added and stirred for 15 minutes. The mixture was then poured onto a metal tray treated with a release agent and allowed to cool. An amorphous glassy resin was obtained.
Пример 11. В колбу объемом 500 мл, оснащенную магнитной мешалкой, поместили 160 г 4,4'-(((((1,4-фениленбис(окси))бис(2,3,5,6-тетрафтор-4,1-фенилен))бис(окси))бис(3,1-фенилен))бис(окси))дифталонтрила. Колбу нагрели до 150 °C. После того, как вещество расплавилось, включили перемешивание и добавили 40 г 4-(3-аминофенокси)фталонитрила и перемешивали в течение 30 минут. После этого смесь вылили на металлический поднос, обработанный антиадгезивом, и дали остыть. Получили аморфную стеклообразную смолу.Example 11 160 g of 4,4'-(((((1,4-phenylenebis(oxy))bis(2,3,5,6-tetrafluoro-4,1 -phenylene))bis(oxy))bis(3,1-phenylene))bis(oxy))diphthalontrile. The flask was heated to 150°C. After the substance had melted, stirring was turned on and 40 g of 4-(3-aminophenoxy)phthalonitrile was added and stirred for 30 minutes. The mixture was then poured onto a metal tray treated with a release agent and allowed to cool. An amorphous glassy resin was obtained.
Пример 12. В колбу объемом 500 мл, оснащенную механической мешалкой, поместили 192 г 4,4'-(((((1,4-фениленбис(окси))бис(2,3,5,6-тетрафтор-4,1-фенилен))бис(окси))бис(4,1-фенилен))бис(окси))дифталонитрила. Колбу нагрели до 180°C. После того, как вещество расплавилось, включили перемешивание и добавили 8 г 4-(3-аминофенокси)фталонитрила и перемешивали в течение 15 минут, затем добавили 2 г пиролитического оксида кремния (AEROSIL 200) и перемешивали при максимальной скорости вращения мешалки в течение 15 минут. После этого смесь вылили на металлический поднос, обработанный антиадгезивом, и дали остыть. Получили аморфную стеклообразную смолу. Example 12 192 g of 4,4'-(((((1,4-phenylenebis(oxy))bis(2,3,5,6-tetrafluoro-4,1 -phenylene))bis(oxy))bis(4,1-phenylene))bis(oxy))diphthalonitrile. The flask was heated to 180°C. After the substance had melted, stirring was turned on and 8 g of 4-(3-aminophenoxy)phthalonitrile was added and stirred for 15 minutes, then 2 g of pyrolytic silica (AEROSIL 200) was added and stirred at maximum stirrer speed for 15 minutes . The mixture was then poured onto a metal tray treated with a release agent and allowed to cool. An amorphous glassy resin was obtained.
Пример 13. В колбу объемом 500 мл, оснащенную механической мешалкой, поместили 192 г 4,4'-(((((1,4-фениленбис(окси))бис(2,3,5,6-тетрафтор-4,1-фенилен))бис(окси))бис(4,1-фенилен))бис(окси))дифталонитрила. Колбу нагрели до 140°C. После того, как вещество расплавилось, включили перемешивание и добавили 8 г 4-(3-аминофенокси)фталонитрила и перемешивали в течение 40 минут, затем добавили 20 г пиролитического оксида кремния (AEROSIL R202) и перемешивали при максимальной скорости вращения мешалки в течение 15 минут. После этого смесь вылили на металлический поднос, обработанный антиадгезивом, и дали остыть. Получили аморфную стеклообразную смолу. Example 13 192 g of 4,4'-(((((1,4-phenylenebis(oxy))bis(2,3,5,6-tetrafluoro-4,1 -phenylene))bis(oxy))bis(4,1-phenylene))bis(oxy))diphthalonitrile. The flask was heated to 140°C. After the substance had melted, the stirring was turned on and 8 g of 4-(3-aminophenoxy)phthalonitrile was added and stirred for 40 minutes, then 20 g of pyrolytic silicon oxide (AEROSIL R202) was added and mixed at maximum stirrer speed for 15 minutes . The mixture was then poured onto a metal tray treated with a release agent and allowed to cool. An amorphous glassy resin was obtained.
Пример 14. В колбу объемом 500 мл, оснащенную магнитной мешалкой, поместили 160 г 4,4'-(((((1,4-фениленбис(окси))бис(2,3,5,6-тетрафтор-4,1-фенилен))бис(окси))бис(3,1-фенилен))бис(окси))дифталонтрила. Колбу нагрели до 150°C. После того, как вещество расплавилось, включили перемешивание и добавили 40 г 4-(4-аминофенокси)фталонитрила и перемешивали в течение 30 минут. После этого смесь вылили на металлический поднос, обработанный антиадгезивом, и дали остыть. Получили аморфную стеклообразную смолу.Example 14 160 g of 4,4'-(((((1,4-phenylenebis(oxy))bis(2,3,5,6-tetrafluoro-4,1 -phenylene))bis(oxy))bis(3,1-phenylene))bis(oxy))diphthalontrile. The flask was heated to 150°C. After the substance had melted, stirring was turned on and 40 g of 4-(4-aminophenoxy)phthalonitrile was added and stirred for 30 minutes. The mixture was then poured onto a metal tray treated with a release agent and allowed to cool. An amorphous glassy resin was obtained.
Пример 15. В колбу объемом 500 мл, оснащенную механической мешалкой, поместили 180 г 4,4'-(((((1,4-фениленбис(окси))бис(2,3,5,6-тетрафтор-4,1-фенилен))бис(окси))бис(3,1-фенилен))бис(окси))дифталонитрила. Колбу нагрели до 150°C. После того, как вещество расплавилось, включили перемешивание и добавили 20 г 4,4'-((перфтор-1,4-фенилен)бис(окси))дианилина и перемешивали в течение 30 минут, затем добавили 2 г пиролитического оксида кремния (AEROSIL 200) и перемешивали при максимальной скорости вращения мешалки в течение 15 минут. После этого смесь вылили на металлический поднос, обработанный антиадгезивом, и дали остыть. Получили аморфную стеклообразную смолу. Example 15 Into a 500 ml flask equipped with a mechanical stirrer, 180 g of 4,4'-(((((1,4-phenylenebis(oxy))bis(2,3,5,6-tetrafluoro-4,1 -phenylene))bis(oxy))bis(3,1-phenylene))bis(oxy))diphthalonitrile. The flask was heated to 150°C. After the substance melted, the stirring was turned on and 20 g of 4,4'-((perfluoro-1,4-phenylene)bis(oxy))dianiline was added and stirred for 30 minutes, then 2 g of pyrolytic silicon oxide (AEROSIL 200) and stirred at maximum stirrer speed for 15 minutes. The mixture was then poured onto a metal tray treated with a release agent and allowed to cool. An amorphous glassy resin was obtained.
Пример 16. В колбу объемом 500 мл, оснащенную магнитной мешалкой, поместили 180 г 4,4'-(((((1,4-фениленбис(окси))бис(2,3,5,6-тетрафтор-4,1-фенилен))бис(окси))бис(4,1-фенилен))бис(окси))дифталонитрила. Колбу нагрели до 150°C. После того, как вещество расплавилось, включили перемешивание и добавили 20 г 4,4'-((перфтор-1,4-фенилен)бис(окси))дианилина и перемешивали в течение 30 минут. После этого смесь вылили на металлический поднос, обработанный антиадгезивом, и дали остыть. Получили аморфную стеклообразную смолу. Example 16 180 g of 4,4'-(((((1,4-phenylenebis(oxy))bis(2,3,5,6-tetrafluoro-4,1 -phenylene))bis(oxy))bis(4,1-phenylene))bis(oxy))diphthalonitrile. The flask was heated to 150°C. After the substance had melted, stirring was turned on and 20 g of 4,4'-((perfluoro-1,4-phenylene)bis(oxy))dianiline was added and stirred for 30 minutes. The mixture was then poured onto a metal tray treated with a release agent and allowed to cool. An amorphous glassy resin was obtained.
Пример 17. В колбу объемом 500 мл, оснащенную механической мешалкой, поместили 170 г 4,4'-(((((1,4-фениленбис(окси))бис(2,3,5,6-тетрафтор-4,1-фенилен))бис(окси))бис(3,1-фенилен))бис(окси))дифталонитрила. Колбу нагрели до 150°C. После того, как вещество расплавилось, включили перемешивание и добавили 30 г 3,3'-((перфтор-1,4-фенилен)бис(окси))дианилина и перемешивали в течение 30 минут, затем добавили 10 г пиролитического оксида кремния (AEROSIL R202) и перемешивали при максимальной скорости вращения мешалки в течение 15 минут. После этого смесь вылили на металлический поднос, обработанный антиадгезивом, и дали остыть. Получили аморфную стеклообразную смолу.Example 17 170 g of 4,4'-(((((1,4-phenylenebis(oxy))bis(2,3,5,6-tetrafluoro-4,1 -phenylene))bis(oxy))bis(3,1-phenylene))bis(oxy))diphthalonitrile. The flask was heated to 150°C. After the substance had melted, stirring was turned on and 30 g of 3,3'-((perfluoro-1,4-phenylene)bis(oxy))dianiline was added and stirred for 30 minutes, then 10 g of pyrolytic silicon oxide (AEROSIL R202) and stirred at maximum stirrer speed for 15 minutes. The mixture was then poured onto a metal tray treated with a release agent and allowed to cool. An amorphous glassy resin was obtained.
Пример 18. В колбу объемом 500 мл, оснащенную магнитной мешалкой, поместили 96 г 4,4'-(((((1,4-фениленбис(окси))бис(2,3,5,6-тетрафтор-4,1-фенилен))бис(окси))бис(4,1-фенилен))бис(окси))дифталонитрила и 96 г 4,4'-(((((1,4-фениленбис(окси))бис(2,3,5,6-тетрафтор-4,1-фенилен))бис(окси))бис(3,1-фенилен))бис(окси))дифталонитрила. Колбу нагрели до 150°C. После того, как вещество расплавилось, включили перемешивание и добавили 8 г 4-(4-аминофенокси)фталонитрила и перемешивали в течение 30 минут. После этого смесь вылили на металлический поднос, обработанный антиадгезивом, и дали остыть. Получили аморфную стеклообразную смолу. Example 18 96 g of 4,4'-(((((1,4-phenylenebis(oxy))bis(2,3,5,6-tetrafluoro-4,1 -phenylene))bis(oxy))bis(4,1-phenylene))bis(oxy))diphthalonitrile and 96 g of 4,4'-(((((1,4-phenylenebis(oxy))bis(2, 3,5,6-tetrafluoro-4,1-phenylene)) bis(oxy))bis(3,1-phenylene))bis(oxy))diphthalonitrile. The flask was heated to 150°C. After the substance had melted, stirring was turned on and 8 g of 4-(4-aminophenoxy)phthalonitrile was added and stirred for 30 minutes. The mixture was then poured onto a metal tray treated with a release agent and allowed to cool. An amorphous glassy resin was obtained.
Пример 19. В колбу объемом 500 мл, оснащенную магнитной мешалкой, поместили 126 г 4,4'-(((((1,4-фениленбис(окси))бис(2,3,5,6-тетрафтор-4,1-фенилен))бис(окси))бис(3,1-фенилен))бис(окси))дифталонитрила и 54 г 4,4'-((((перфтор-1,4-фенилен)бис(окси))бис(3,1-фенилен))бис(окси))дифталонитрила. Колбу нагрели до 170°C. После того, как вещество расплавилось, включили перемешивание и добавили 20 г 3,3'-((перфтор-1,4-фенилен)бис(окси))дианилина и перемешивали в течение 60 минут. После этого смесь вылили на металлический поднос, обработанный антиадгезивом, и дали остыть. Получили аморфную стеклообразную смолу. Example 19 126 g of 4,4'-(((((1,4-phenylenebis(oxy))bis(2,3,5,6-tetrafluoro-4,1 -phenylene))bis(oxy))bis(3,1-phenylene))bis(oxy))diphthalonitrile and 54 g of 4,4'-((((perfluoro-1,4-phenylene)bis(oxy))bis (3,1-phenylene))bis(oxy))diphthalonitrile. The flask was heated to 170°C. After the substance had melted, stirring was turned on and 20 g of 3,3'-((perfluoro-1,4-phenylene)bis(oxy))dianiline was added and stirred for 60 minutes. The mixture was then poured onto a metal tray treated with a release agent and allowed to cool. An amorphous glassy resin was obtained.
Нанесение безрастворных полимерных покрытий:Application of solvent-free polymer coatings:
Пример 20. Смолу, полученную в примере 8, расплавили при 120°C в открытой алюминиевой емкости объемом 500 мл. Расплав тонким слоем с помощью малярной кисти нанесли на ПКМ (метод Б), постоотвержденный при 330°C.Example 20 The resin obtained in Example 8 was melted at 120° C. in an open 500 ml aluminum container. The melt was applied in a thin layer with a paint brush to a PCM (Method B) post-cured at 330°C.
Пример 21. Смолу, полученную в примере 12, расплавили при 150°C в открытой алюминиевой емкости объемом 500 мл. Расплав тонким слоем с помощью малярной кисти нанесли на ПКМ (метод А), предотвержденный при 180°C.Example 21 The resin obtained in Example 12 was melted at 150° C. in an open 500 ml aluminum container. The melt was applied in a thin layer with a paint brush to a PCM (Method A) precured at 180°C.
Пример 22. Смолу, полученную в примере 13, расплавили при 130°C в открытой алюминиевой емкости объемом 500 мл. Расплав тонким слоем с помощью малярной кисти нанесли на ПКМ (метод А), постоотвержденный при 375°C.Example 22 The resin obtained in Example 13 was melted at 130° C. in an open 500 ml aluminum container. The melt was applied in a thin layer with a paint brush to a PCM (Method A) post-cured at 375°C.
Пример 23. Смолу, полученную в примере 14, расплавили при 150°C в открытой алюминиевой емкости объемом 500 мл. Расплав тонким слоем с помощью малярной кисти нанесли на ПКМ (метод Б), предотвержденный при 180°C.Example 23 The resin obtained in Example 14 was melted at 150° C. in an open 500 ml aluminum container. The melt was applied in a thin layer with a paint brush to a PCM (Method B) precured at 180°C.
Пример 24. Смолу, полученную в примере 17, расплавили при 150°C в открытой алюминиевой емкости объемом 500 мл. Расплав тонким слоем с помощью малярной кисти нанесли на ПКМ (метод А), постоотвержденный при 350°C.Example 24 The resin obtained in Example 17 was melted at 150° C. in an open 500 ml aluminum container. The melt was applied in a thin layer with a paint brush to a PCM (method A) post-cured at 350°C.
Пример 25. Смолу, полученную в примере 9, расплавили при 150°C в открытой алюминиевой емкости объемом 500 мл. Расплав тонким слоем с помощью распыления сжатым воздухом нанесли на ПКМ (метод Б), постоотвержденный при 350°C.Example 25 The resin obtained in Example 9 was melted at 150° C. in an open 500 ml aluminum container. The melt was applied in a thin layer by spraying with compressed air on PCM (method B), post-cured at 350°C.
Пример 26. Смолу, полученную в примере 10, расплавили при 150°C в открытой алюминиевой емкости объемом 500 мл. Расплав тонким слоем с помощью распыления сжатым воздухом нанесли на ПКМ (метод А), постоотвержденный при 330°C.Example 26 The resin obtained in Example 10 was melted at 150° C. in an open 500 ml aluminum container. The melt was applied in a thin layer by spraying with compressed air on PCM (method A), post-cured at 330°C.
Пример 27. Смолу, полученную в примере 9, расплавили при 160°C в открытой алюминиевой емкости объемом 500 мл. Расплав тонким слоем с помощью распыления сжатым воздухом нанесли на ПКМ (метод Б), постоотвержденный при 375°C.Example 27 The resin obtained in Example 9 was melted at 160° C. in an open 500 ml aluminum container. The melt was applied in a thin layer by spraying with compressed air on PCM (method B), post-cured at 375°C.
Нанесение покрытий в виде лака:Application of lacquer coatings:
Пример 28. Смолу, полученную в примере 8, в количестве 50 г растворили в 36 мл ДМАА. Полученный лак тонким слоем с помощью малярной кисти нанесли на ПКМ (метод А), предотвержденный при 180°C. Покрытие высушили в конвекционном программируемом шкафу при 170°C в течение 1 часа. Example 28 The resin obtained in Example 8 was dissolved in 36 ml of DMAA in an amount of 50 g. The obtained varnish was applied in a thin layer with a paint brush on PCM (method A), pre-cured at 180°C. The coating was dried in a convection oven at 170° C. for 1 hour.
Пример 29. Смолу, полученную в примере 9, в количестве 50 г растворили в 42 мл ацетона. Полученный лак тонким слоем с помощью малярной кисти нанесли на ПКМ (метод Б), постотвержденный при 330°C. Покрытие высушили в конвекционном программируемом шкафу при 60°C в течение 1 часа. Example 29 The resin obtained in Example 9 was dissolved in 42 ml of acetone in an amount of 50 g. The obtained varnish was applied in a thin layer using a paint brush on PCM (method B), post-cured at 330°C. The coating was dried in a convection oven at 60° C. for 1 hour.
Пример 30. Смолу, полученную в примере 10, в количестве 50 г растворили в 41 мл метилэтилкетона. Полученный лак тонким слоем с помощью малярной кисти нанесли на ПКМ (метод Б), постотвержденный при 375°C. Покрытие высушили в конвекционном программируемом шкафу при 80°C в течение 1 часа. Example 30 The resin obtained in Example 10 was dissolved in an amount of 50 g in 41 ml of methyl ethyl ketone. The obtained varnish was applied in a thin layer using a paint brush on PCM (method B), post-cured at 375°C. The coating was dried in a convection oven at 80° C. for 1 hour.
Пример 31. Смолу, полученную в примере 11, в количестве 50 г растворили в 32 мл N-метил-2-пирролидоне. Полученный лак тонким слоем с помощью малярной кисти нанесли на ПКМ (метод А), постотвержденный при 350°C. Покрытие высушили в конвекционном программируемом шкафу при 205°C в течение 1 часа. Example 31 The resin obtained in Example 11 was dissolved in an amount of 50 g in 32 ml of N-methyl-2-pyrrolidone. The obtained varnish was applied in a thin layer with a paint brush on PCM (method A), post-cured at 350°C. The coating was dried in a convection oven at 205° C. for 1 hour.
Пример 32. Смолу, полученную в примере 14, в количестве 50 г растворили в 35 мл диметилформамиде. Полученный лак тонким слоем с помощью малярной кисти нанесли на ПКМ (метод Б), предотвержденный при 180°C. Покрытие высушили в конвекционном программируемом шкафу при 155°C в течение 1 часа. Example 32 The resin obtained in Example 14 was dissolved in an amount of 50 g in 35 ml of dimethylformamide. The obtained varnish was applied in a thin layer with a paint brush on PCM (method B), precured at 180°C. The coating was dried in a convection oven at 155° C. for 1 hour.
Пример 33. Смолу, полученную в примере 16, в количестве 50 г растворили в 42 мл ацетона. Полученный лак тонким слоем с помощью малярной кисти нанесли на ПКМ (метод Б), постотвержденный при 330°C. Покрытие высушили в конвекционном программируемом шкафу при 60°C в течение 1 часа. Example 33 The resin obtained in Example 16 was dissolved in 42 ml of acetone in an amount of 50 g. The obtained varnish was applied in a thin layer using a paint brush on PCM (method B), post-cured at 330°C. The coating was dried in a convection oven at 60° C. for 1 hour.
Пример 34. Смолу, полученную в примере 8, в количестве 50 г растворили в 36 мл ДМАА. Полученный лак тонким слоем с помощью распыления ручным пульверизатором нанесли на ПКМ (метод А), предотвержденный при 180°C. Покрытие высушили в конвекционном программируемом шкафу при 170°C в течение 1 часа. Example 34 The resin obtained in Example 8 was dissolved in 36 ml of DMAA in an amount of 50 g. The obtained varnish was applied in a thin layer by spraying with a manual spray gun on PCM (method A), pre-cured at 180°C. The coating was dried in a convection oven at 170° C. for 1 hour.
Пример 35. Смолу, полученную в примере 9, в количестве 50 г растворили в 42 мл ацетона. Полученный лак тонким слоем с помощью распыления ручным пульверизатором нанесли на ПКМ (метод Б), постотвержденный при 330°C. Покрытие высушили в конвекционном программируемом шкафу при 60°C в течение 1 часа. Example 35 The resin obtained in Example 9 was dissolved in 42 ml of acetone in an amount of 50 g. The resulting lacquer was applied in a thin layer by spraying with a hand sprayer onto a PCM (method B) post-cured at 330°C. The coating was dried in a convection oven at 60° C. for 1 hour.
Пример 36. Смолу, полученную в примере 11, в количестве 50 г растворили в 32 мл N-метил-2-пирролидоне. Полученный лак тонким слоем с помощью распыления ручным пульверизатором нанесли на ПКМ (метод А), постотвержденный при 350°C. Покрытие высушили в конвекционном программируемом шкафу при 205°C в течение 1 часа. Example 36 The resin obtained in Example 11 was dissolved in an amount of 50 g in 32 ml of N-methyl-2-pyrrolidone. The resulting lacquer was applied in a thin layer by spraying with a hand sprayer onto a PCM (method A) post-cured at 350°C. The coating was dried in a convection oven at 205° C. for 1 hour.
Пример 37. В колбу объемом 250 мл, оснащенную магнитной мешалкой, поместили 96 г 4,4'-((((перфтор-1,4-фенилен)бис(окси))бис(3,1-фенилен))бис(окси))дифталонитрила, 4 г 4-(4-аминофенокси)фталонитрила и 71 мл диметилацетамида. Смесь перемешивали до полного растворения компонентов, чтобы получить лак. После этого лак нанесли тонким слоем с помощью малярной кисти на ПКМ (метод А), постотвержденный при 330°C. Затем покрытие высушили в программируемом конвекционном шкафу при 170°C в течение 1 часа. Example 37 96 g of 4,4'-((((perfluoro-1,4-phenylene)bis(oxy))bis(3,1-phenylene))bis(oxy )) diphthalonitrile, 4 g 4-(4-aminophenoxy)phthalonitrile and 71 ml dimethylacetamide. The mixture was stirred until the components were completely dissolved in order to obtain a varnish. After that, the varnish was applied in a thin layer with a paint brush on PCM (method A), post-cured at 330°C. The coating was then dried in a programmable convection oven at 170° C. for 1 hour.
Пример 38. В колбу объемом 250 мл, оснащенную магнитной мешалкой, поместили 90 г 4,4'-((((перфтор-1,4-фенилен)бис(окси))бис(3,1-фенилен))бис(окси))дифталонитрила, 10 г 4,4'-((перфтор-1,4-фенилен)бис(окси))дианилина и 65 мл N-метил-2-пирролидона. Смесь перемешивали до полного растворения компонентов, чтобы получить лак. После этого лак нанесли тонким слоем с помощью малярной кисти на ПКМ (метод А), постотвержденный при 350°C. Затем покрытие высушили в программируемом конвекционном шкафу при 205°C в течение 1 часа. Example 38 90 g of 4,4'-((((perfluoro-1,4-phenylene)bis(oxy))bis(3,1-phenylene))bis(oxy ))diphthalonitrile, 10 g of 4,4'-((perfluoro-1,4-phenylene)bis(oxy))dianiline and 65 ml of N-methyl-2-pyrrolidone. The mixture was stirred until the components were completely dissolved in order to obtain a varnish. After that, the varnish was applied in a thin layer with a paint brush on PCM (method A), post-cured at 350°C. The coating was then dried in a programmable convection oven at 205° C. for 1 hour.
Пример 39. В колбу объемом 250 мл, оснащенную магнитной мешалкой, поместили 96 г 4,4'-((((перфтор-1,4-фенилен)бис(окси))бис(3,1-фенилен))бис(окси))дифталонитрила, 4 г 3,3'-((перфтор-1,4-фенилен)бис(окси))дианилина и 71 мл диметилформамида. Смесь перемешивали до полного растворения компонентов, чтобы получить лак. После этого лак нанесли тонким слоем с помощью малярной кисти на ПКМ (метод А), постотвержденный при 375°C. Затем покрытие высушили в программируемом конвекционном шкафу при 155°C в течение 1 часа. Example 39 96 g of 4,4'-((((perfluoro-1,4-phenylene)bis(oxy))bis(3,1-phenylene))bis(oxy ))diphthalonitrile, 4 g of 3,3'-((perfluoro-1,4-phenylene)bis(oxy))dianiline and 71 ml of dimethylformamide. The mixture was stirred until the components were completely dissolved in order to obtain a varnish. After that, the varnish was applied in a thin layer with a paint brush on PCM (method A), post-cured at 375°C. The coating was then dried in a programmable convection oven at 155° C. for 1 hour.
Пример 40. В колбу объемом 250 мл, оснащенную магнитной мешалкой, поместили 80 г 4,4'-((((перфтор-1,4-фенилен)бис(окси))бис(3,1-фенилен))бис(окси))дифталонитрила, 20 г 4-(3-аминофенокси)фталонитрила и 84 мл ацетона. Смесь перемешивали до полного растворения компонентов, чтобы получить лак. После этого лак нанесли тонким слоем с помощью малярной кисти на ПКМ (метод А), предотвержденный при 180°C. Затем покрытие высушили в программируемом конвекционном шкафу при 60°C в течение 1 часа. Example 40 Into a 250 ml flask equipped with a magnetic stirrer were placed 80 g of 4,4'-((((perfluoro-1,4-phenylene)bis(oxy))bis(3,1-phenylene))bis(oxy )) diphthalonitrile, 20 g of 4-(3-aminophenoxy)phthalonitrile and 84 ml of acetone. The mixture was stirred until the components were completely dissolved in order to obtain a varnish. After that, the varnish was applied in a thin layer with a paint brush on PCM (method A), pre-cured at 180°C. The coating was then dried in a programmable convection oven at 60° C. for 1 hour.
Пример 41. В колбу объемом 250 мл, оснащенную магнитной мешалкой, поместили 85 г 4,4'-((((перфтор-1,4-фенилен)бис(окси))бис(3,1-фенилен))бис(окси))дифталонитрила, 15 г 4-(4-аминофенокси)фталонитрила и 83 мл метилэтилкетона. Смесь перемешивали до полного растворения компонентов, чтобы получить лак. После этого лак нанесли тонким слоем с помощью малярной кисти на ПКМ (метод Б), постотвержденный при 330°C. Затем покрытие высушили в программируемом конвекционном шкафу при 80°C в течение 1 часа. Example 41 Into a 250 ml flask equipped with a magnetic stirrer, 85 g of 4,4'-((((perfluoro-1,4-phenylene)bis(oxy))bis(3,1-phenylene))bis(oxy )) diphthalonitrile, 15 g of 4-(4-aminophenoxy)phthalonitrile and 83 ml of methyl ethyl ketone. The mixture was stirred until the components were completely dissolved in order to obtain a varnish. After that, the varnish was applied in a thin layer with a paint brush on PCM (method B), post-cured at 330°C. The coating was then dried in a programmable convection oven at 80° C. for 1 hour.
Пример 42. В колбу объемом 250 мл, оснащенную магнитной мешалкой, поместили 90 г 4,4'-((((перфтор-1,4-фенилен)бис(окси))бис(3,1-фенилен))бис(окси))дифталонитрила, 10 г 4-(3-аминофенокси)фталонитрила и 83 мл метилэтилкетона. Смесь перемешивали до полного растворения компонентов, чтобы получить лак. После этого лак нанесли тонким слоем с помощью малярной кисти на ПКМ (метод Б), предотвержденный при 180°C. Затем покрытие высушили в программируемом конвекционном шкафу при 80°C в течение 1 часа. Example 42 90 g of 4,4'-((((perfluoro-1,4-phenylene)bis(oxy))bis(3,1-phenylene))bis(oxy )) diphthalonitrile, 10 g of 4-(3-aminophenoxy)phthalonitrile and 83 ml of methyl ethyl ketone. The mixture was stirred until the components were completely dissolved in order to obtain a varnish. After that, the varnish was applied in a thin layer with a paint brush on PCM (method B), pre-cured at 180°C. The coating was then dried in a programmable convection oven at 80° C. for 1 hour.
Пример 43. В колбу объемом 250 мл, оснащенную магнитной мешалкой, поместили 90 г 4,4'-((((перфтор-1,4-фенилен)бис(окси))бис(3,1-фенилен))бис(окси))дифталонитрила, 10 г 4-(4-аминофенокси)фталонитрила и 65 мл N-метил-2-пирролидона. Смесь перемешивали до полного растворения компонентов, чтобы получить лак. После этого лак нанесли тонким слоем с помощью распыления ручным пульверизатором на ПКМ (метод Б), постотвержденный при 375°C. Затем покрытие высушили в программируемом конвекционном шкафу при 205°C в течение 1 часа. Example 43 90 g of 4,4'-((((perfluoro-1,4-phenylene)bis(oxy))bis(3,1-phenylene))bis(oxy )) diphthalonitrile, 10 g of 4-(4-aminophenoxy)phthalonitrile and 65 ml of N-methyl-2-pyrrolidone. The mixture was stirred until the components were completely dissolved in order to obtain a varnish. After that, the varnish was applied in a thin layer by spraying with a hand spray on PCM (method B), post-cured at 375°C. The coating was then dried in a programmable convection oven at 205° C. for 1 hour.
Пример 44. В колбу объемом 250 мл, оснащенную магнитной мешалкой, поместили 90 г 4,4'-((((перфтор-1,4-фенилен)бис(окси))бис(3,1-фенилен))бис(окси))дифталонитрила, 10 г 3,3'-((перфтор-1,4-фенилен)бис(окси))дианилин и 83 мл метилэтилкетона. Смесь перемешивали до полного растворения компонентов, чтобы получить лак. После этого лак нанесли тонким слоем с помощью распыления ручным пульверизатором на ПКМ (метод Б), постотвержденный при 350°C. Затем покрытие высушили в программируемом конвекционном шкафу при 80°C в течение 1 часа. Example 44 Into a 250 ml flask equipped with a magnetic stirrer, 90 g of 4,4'-((((perfluoro-1,4-phenylene)bis(oxy))bis(3,1-phenylene))bis(oxy ))diphthalonitrile, 10 g of 3,3'-((perfluoro-1,4-phenylene)bis(oxy))dianiline and 83 ml of methyl ethyl ketone. The mixture was stirred until the components were completely dissolved in order to obtain a varnish. After that, the varnish was applied in a thin layer by spraying with a hand spray gun on the PCM (method B), post-cured at 350°C. The coating was then dried in a programmable convection oven at 80° C. for 1 hour.
Пример 45. В колбу объемом 250 мл, оснащенную магнитной мешалкой, поместили 16 г 4,4'-((((перфтор-1,4-фенилен)бис(окси))бис(3,1-фенилен))бис(окси))дифталонитрила, 64 г 4,4'-(((((1,4-фениленбис(окси))бис(2,3,5,6-тетрафтор-4,1-фенилен))бис(окси))бис(4,1-фенилен))бис(окси))дифталонитрила, 20 г 4-(3-аминофенокси)фталонитрила и 84 мл ацетона. Смесь перемешивали до полного растворения компонентов, чтобы получить лак. После этого лак нанесли тонким слоем с помощью малярной кисти на ПКМ (метод А), постотвержденный при 330°C. Затем покрытие высушили в программируемом конвекционном шкафу при 60°C в течение 1 часа. Example 45 Into a 250 ml flask equipped with a magnetic stirrer were placed 16 g of 4,4'-((((perfluoro-1,4-phenylene)bis(oxy))bis(3,1-phenylene))bis(oxy )) diphthalonitrile, 64 g (4,1-phenylene))bis(oxy))diphthalonitrile, 20 g of 4-(3-aminophenoxy)phthalonitrile and 84 ml of acetone. The mixture was stirred until the components were completely dissolved in order to obtain a varnish. After that, the varnish was applied in a thin layer with a paint brush on PCM (method A), post-cured at 330°C. The coating was then dried in a programmable convection oven at 60° C. for 1 hour.
Отверждение покрытий:Curing Coatings:
Образцы ПКМ с нанесенным покрытием помещали в термошкаф. Температуру повышали до 180°C со скоростью не более 2°C/мин и выдерживали в течение 3 часов. Затем нагревали термошкаф до температуры постотверждения (330-375°C) со скоростью 10 °C/ч и выдерживали в течение 8 часов. Температура постотверждения зависит от выбранного в каждом конкретном случае ПКМ. Если использовали ПКМ с определенной температурой постотверждения, то конечная температура обработки покрытия была такой же. Если же использовали предотвержденный при 180°C ПКМ, то конечную температуру обработки покрытия варьировали в интервале 330-375°C.Coated PCM samples were placed in a heating cabinet. The temperature was raised to 180°C at a rate of not more than 2°C/min and kept for 3 hours. Then the oven was heated to the post-curing temperature (330–375°C) at a rate of 10°C/h and held for 8 hours. The post-curing temperature depends on the PCM selected in each particular case. If a PCM with a specific post-cure temperature was used, the final coating treatment temperature was the same. If PCM pre-cured at 180°C was used, then the final coating treatment temperature was varied in the range of 330-375°C.
Пример 46. ПКМ с нанесенным покрытием из примера 20 поместили в термошкаф. Образец выдерживали по следующей программе: нагрев до 180°C со скоростью 2°C/мин, выдержка 3 часа и нагрев до 330°C со скоростью 10°C/ч, выдержка 8 часов.Example 46 The coated PCM from Example 20 was placed in an oven. The sample was kept according to the following program: heating to 180°C at a rate of 2°C/min, holding for 3 hours and heating to 330°C at a rate of 10°C/h, holding for 8 hours.
Пример 47. ПКМ с нанесенным покрытием из примера 22 поместили в термошкаф. Образец выдерживали по следующей программе: нагрев до 180°C со скоростью 2°C/мин, выдержка 3 часа и нагрев до 375 °C со скоростью 10°C/ч, выдержка 8 часов.Example 47 The coated PCM from Example 22 was placed in an oven. The sample was held according to the following program: heating to 180°C at a rate of 2°C/min, holding for 3 hours and heating to 375°C at a rate of 10°C/h, holding for 8 hours.
Пример 48. ПКМ с нанесенным покрытием из примера 29 поместили в термошкаф. Образец выдерживали по следующей программе: нагрев до 180°C со скоростью 2°C/мин, выдержка 3 часа и нагрев до 330°C со скоростью 10°C/ч, выдержка 8 часов.Example 48 The coated PCM from Example 29 was placed in an oven. The sample was kept according to the following program: heating to 180°C at a rate of 2°C/min, holding for 3 hours and heating to 330°C at a rate of 10°C/h, holding for 8 hours.
Пример 49. ПКМ с нанесенным покрытием из примера 32 поместили в термошкаф. Образец выдерживали по следующей программе: нагрев до 180°C со скоростью 2°C/мин, выдержка 3 часа и нагрев до 350 °C со скоростью 10 °C/ч, выдержка 8 часов.Example 49 The coated PCM from Example 32 was placed in an oven. The sample was kept according to the following program: heating to 180°C at a rate of 2°C/min, holding for 3 hours and heating to 350°C at a rate of 10°C/h, holding for 8 hours.
Пример 50. ПКМ с нанесенным покрытием из примера 38 поместили в термошкаф. Образец выдерживали по следующей программе: нагрев до 180°C со скоростью 2°C/мин, выдержка 3 часа и нагрев до 350 °C со скоростью 10 °C/ч, выдержка 8 часов.EXAMPLE 50 Coated PCM from Example 38 was placed in an oven. The sample was kept according to the following program: heating to 180°C at a rate of 2°C/min, holding for 3 hours and heating to 350°C at a rate of 10°C/h, holding for 8 hours.
Пример 51. ПКМ с нанесенным покрытием из примера 42 поместили в термошкаф. Образец выдерживали по следующей программе: нагрев до 180°C со скоростью 2°C/мин, выдержка 3 часа и нагрев до 375°C со скоростью 10°C/ч, выдержка 8 часов.Example 51 The coated PCM from Example 42 was placed in an oven. The sample was kept according to the following program: heating to 180°C at a rate of 2°C/min, holding for 3 hours and heating to 375°C at a rate of 10°C/h, holding for 8 hours.
Для сравнения эффективности представленных покрытий на ПКМ также наносили защитные покрытия на основе нефторированного фталонитрила 4,4'-(1,3-фениленбис(окси))дифталонитрила в смеси с отвердителем 4,4'-(1,3-фениленбис(окси))дианилином (является типичным отвердителем фталонитрильных смол) и на неорганической основе. To compare the effectiveness of the presented coatings, protective coatings based on non-fluorinated phthalonitrile 4,4'-(1,3-phenylenebis(oxy))diphthalonitrile mixed with a hardener 4,4'-(1,3-phenylenebis(oxy)) dianiline (a typical hardener for phthalonitrile resins) and an inorganic base.
Сравнительный пример 1. В колбу объемом 250 мл, оснащенную магнитной мешалкой, поместили 96 г 4,4'-(1,3-фениленбис(окси))дифталонитрила, 4 г 4,4'-(1,3-фениленбис(окси))дианилина и 71 мл диметилацетамида. Смесь перемешивали до полного растворения компонентов. После этого раствор нанесли тонким слоем с помощью малярной кисти на ПКМ (метод А), постотвержденный при 330°C. Затем покрытие высушили в программируемом конвекционном шкафу при 170°C в течение 1 часа. Comparative Example 1 Into a 250 ml flask equipped with a magnetic stirrer were placed 96 g of 4,4'-(1,3-phenylenebis(oxy))diphthalonitrile, 4g of 4,4'-(1,3-phenylenebis(oxy) )dianiline and 71 ml of dimethylacetamide. The mixture was stirred until complete dissolution of the components. After that, the solution was applied in a thin layer with a paint brush on PCM (method A), post-cured at 330°C. The coating was then dried in a programmable convection oven at 170° C. for 1 hour.
Сравнительный пример 2. В колбу объемом 250 мл, оснащенную магнитной мешалкой, поместили 96 г 4,4'-(1,3-фениленбис(окси))дифталонитрил, 4 г 4,4'-(1,3-фениленбис(окси))дианилин и 71 мл диметилацетамида. Смесь перемешивали до полного растворения компонентов. После этого раствор нанесли тонким слоем с помощью распыления ручным пульверизатором на ПКМ (метод Б), постотвержденный при 375 °C. Затем покрытие высушили в программируемом конвекционном шкафу при 170°C в течение 1 часа. Comparative Example 2 Into a 250 ml flask equipped with a magnetic stirrer were placed 96 g of 4,4'-(1,3-phenylenebis(oxy))diphthalonitrile, 4g of 4,4'-(1,3-phenylenebis(oxy) )dianiline and 71 ml of dimethylacetamide. The mixture was stirred until complete dissolution of the components. After that, the solution was applied in a thin layer by spraying with a hand spray on PCM (method B), post-cured at 375 °C. The coating was then dried in a programmable convection oven at 170° C. for 1 hour.
Сравнительный пример 3. В колбу объемом 250 мл, оснащенную магнитной мешалкой, поместили 198 г ортофосфорной кислоты и 33.5 г гидроксида алюминия. Смесь перемешивали 15 минут. После этого смесь нанесли тонким слоем с помощью малярной кисти на ПКМ (метод А), постотвержденный при 350°C. Затем покрытие высушили в программируемом конвекционном шкафу при 60°C в течение 4 часов, после чего повысили температуру до 350°C и выдерживали еще 6 часа. Comparative Example 3 198 g of phosphoric acid and 33.5 g of aluminum hydroxide were placed in a 250 ml flask equipped with a magnetic stirrer. The mixture was stirred for 15 minutes. After that, the mixture was applied in a thin layer with a paint brush on PCM (method A), post-cured at 350°C. Then the coating was dried in a programmable convection oven at 60°C for 4 hours, after which the temperature was raised to 350°C and kept for another 6 hours.
Сравнительный пример 4. ПКМ с нанесенным покрытием из сравнительного примера 1 поместили в термошкаф. Образец выдерживали по следующей программе: нагрев до 180°C со скоростью 2°C/мин, выдержка 3 часа и нагрев до 330°C со скоростью 10°C/ч, выдержка 8 часов.Comparative Example 4 The coated PCM of Comparative Example 1 was placed in an oven. The sample was kept according to the following program: heating to 180°C at a rate of 2°C/min, holding for 3 hours and heating to 330°C at a rate of 10°C/h, holding for 8 hours.
Сравнительный пример 5. ПКМ с нанесенным покрытием из сравнительного примера 2 поместили в термошкаф. Образец выдерживали по следующей программе: нагрев до 180°C со скоростью 2°C/мин, выдержка 3 часа и нагрев до 375°C со скоростью 10°C/ч, выдержка 8 часов.Comparative Example 5 The coated PCM of Comparative Example 2 was placed in an oven. The sample was kept according to the following program: heating to 180°C at a rate of 2°C/min, holding for 3 hours and heating to 375°C at a rate of 10°C/h, holding for 8 hours.
Старение при 350℃:Aging at 350℃:
Образцы ПКМ помещали в заранее разогретый до 350°C программируемый конвекционный шкаф. По истечении времени выдержки (200 или 1000 часов) образцы извлекали. Полученные результаты представлены в таблице.PCM samples were placed in a programmable convection oven preheated to 350°C. After the exposure time (200 or 1000 hours) the samples were removed. The results obtained are presented in the table.
Claims (34)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020129690A RU2767683C2 (en) | 2020-09-09 | 2020-09-09 | Protective coating based on fluorine-containing phthalonitrile oligomers for polymer composite materials |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020129690A RU2767683C2 (en) | 2020-09-09 | 2020-09-09 | Protective coating based on fluorine-containing phthalonitrile oligomers for polymer composite materials |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2020129690A RU2020129690A (en) | 2022-03-09 |
RU2020129690A3 RU2020129690A3 (en) | 2022-03-09 |
RU2767683C2 true RU2767683C2 (en) | 2022-03-18 |
Family
ID=80495926
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020129690A RU2767683C2 (en) | 2020-09-09 | 2020-09-09 | Protective coating based on fluorine-containing phthalonitrile oligomers for polymer composite materials |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2767683C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2830745C1 (en) * | 2023-08-11 | 2024-11-25 | Публичное акционерное общество "Машиностроительный завод имени М.И. Калинина, г. Екатеринбург" | High temperature resistant radiotransparent composite material |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115478933A (en) * | 2022-09-28 | 2022-12-16 | 无锡市锡山环宇金属软管有限公司 | High-corrosion-resistance laser welding exhaust manifold and preparation method thereof |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63199228A (en) * | 1987-02-13 | 1988-08-17 | Agency Of Ind Science & Technol | Thermosetting resin raw material composition |
JPH05221952A (en) * | 1992-02-14 | 1993-08-31 | Nippon Shokubai Co Ltd | Phthalonitrile compound and its production |
JPH08333322A (en) * | 1995-06-09 | 1996-12-17 | Nippon Shokubai Co Ltd | Production of phthalonitrile derivative containing fluorine |
JP2006199599A (en) * | 2005-01-18 | 2006-08-03 | Nippon Shokubai Co Ltd | Method for producing bis-fluorine-containing phthalonitrile compound |
RU2580927C1 (en) * | 2014-10-24 | 2016-04-10 | Закрытое акционерное общество "Институт новых углеродных материалов и технологий" (ЗАО "ИНУМиТ") | Organosilicon fragment modified phthalonitrile monomer, method for production thereof, binder based theron and prepreg |
WO2017172515A1 (en) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 3M Innovative Properties Company | Bisphenol m diphthalonitrile ether resin, bisphenol p diphthalonitrile ether resin, methods of making same, resin blends, and two component systems |
RU2638307C1 (en) * | 2016-09-27 | 2017-12-15 | Закрытое акционерное общество "Институт новых углеродных материалов и технологий" (ЗАО "ИНУМиТ") | Phthalonitrile monomer modified by organophosphorus fragments, method of its production, binding on its basis and prepreg |
RU2695606C1 (en) * | 2018-11-08 | 2019-07-24 | Акционерное Общество "Институт Новых Углеродных Материалов И Технологий" | Phthalonitrile binder composition for polymer composite materials, a method for production thereof, a method of producing a polymer composite material and a material obtained using said method |
RU2712547C1 (en) * | 2018-12-29 | 2020-01-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Reactive thinner of phthalonitrile resins and thermosetting composition based thereon |
US10556859B2 (en) * | 2015-05-22 | 2020-02-11 | Lg Chem, Ltd. | Phthalonitrile compound |
-
2020
- 2020-09-09 RU RU2020129690A patent/RU2767683C2/en active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63199228A (en) * | 1987-02-13 | 1988-08-17 | Agency Of Ind Science & Technol | Thermosetting resin raw material composition |
JPH05221952A (en) * | 1992-02-14 | 1993-08-31 | Nippon Shokubai Co Ltd | Phthalonitrile compound and its production |
JPH08333322A (en) * | 1995-06-09 | 1996-12-17 | Nippon Shokubai Co Ltd | Production of phthalonitrile derivative containing fluorine |
JP2006199599A (en) * | 2005-01-18 | 2006-08-03 | Nippon Shokubai Co Ltd | Method for producing bis-fluorine-containing phthalonitrile compound |
RU2580927C1 (en) * | 2014-10-24 | 2016-04-10 | Закрытое акционерное общество "Институт новых углеродных материалов и технологий" (ЗАО "ИНУМиТ") | Organosilicon fragment modified phthalonitrile monomer, method for production thereof, binder based theron and prepreg |
US10556859B2 (en) * | 2015-05-22 | 2020-02-11 | Lg Chem, Ltd. | Phthalonitrile compound |
WO2017172515A1 (en) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 3M Innovative Properties Company | Bisphenol m diphthalonitrile ether resin, bisphenol p diphthalonitrile ether resin, methods of making same, resin blends, and two component systems |
RU2638307C1 (en) * | 2016-09-27 | 2017-12-15 | Закрытое акционерное общество "Институт новых углеродных материалов и технологий" (ЗАО "ИНУМиТ") | Phthalonitrile monomer modified by organophosphorus fragments, method of its production, binding on its basis and prepreg |
RU2695606C1 (en) * | 2018-11-08 | 2019-07-24 | Акционерное Общество "Институт Новых Углеродных Материалов И Технологий" | Phthalonitrile binder composition for polymer composite materials, a method for production thereof, a method of producing a polymer composite material and a material obtained using said method |
RU2712547C1 (en) * | 2018-12-29 | 2020-01-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Reactive thinner of phthalonitrile resins and thermosetting composition based thereon |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
MINJIE WU ET AL. HIGH-PERFORMANCE FUNCTIONAL PHTHALONITRILE RESIN WITH A LOW MELTING POINT AND LOW DIELECTRIC CONSTANT, SOFT MATTER, 11.01.2020. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2830745C1 (en) * | 2023-08-11 | 2024-11-25 | Публичное акционерное общество "Машиностроительный завод имени М.И. Калинина, г. Екатеринбург" | High temperature resistant radiotransparent composite material |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2020129690A (en) | 2022-03-09 |
RU2020129690A3 (en) | 2022-03-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Sastri et al. | Phthalonitrile polymers: cure behavior and properties | |
CA1229195A (en) | Melt-fusible polyimides | |
US4414269A (en) | Solvent resistant polysulfone and polyethersulfone compositions | |
AU747949B2 (en) | Process for preparing polyarylethers | |
US4661604A (en) | Monofunctional crosslinking imidophenols | |
KR20010030872A (en) | Fiber-reinforced phthalonitrile composite cured with low-reactivity aromatic amine curing agent | |
JP2008530309A (en) | Improved phthalonitrile composites | |
JPS60243113A (en) | Epoxy resin composition having improved toughness | |
RU2767683C2 (en) | Protective coating based on fluorine-containing phthalonitrile oligomers for polymer composite materials | |
KR20140021613A (en) | Curable composition, article, method of curing, and reaction product | |
JPH0317128A (en) | Fire-retarding polycianate ester mixture | |
Bulgakov et al. | Bisphthalonitrile-based thermosets as heat-resistant matrices for fiber reinforced plastics | |
JPS62292822A (en) | Thermoplastic polymer composition having thermosetting processing characteristic | |
US12195596B2 (en) | Hyperbranched boric acid modified phthalonitrile monomer as well as preparation method and use thereof | |
FR2568576A1 (en) | PREIMPREGNES CONSISTING OF FIBERS AND EPOXY IMPREGNATION RESIN COMPOSITION AND IMPREGNATION MANUFACTURING THEREOF USING THE FUSED EPOXY COMPOSITION | |
JPS63183916A (en) | Resin composition comprising aromatic cyanate ester, polyepoxide compound and thermoplastic polymer and prepreg therefrom | |
US12146037B2 (en) | Composition of phthalonitrile resin matrix for polymer composite materials, method for fabrication thereof, method for manufacturing of polymer composite material, and material obtained by this method | |
US6242638B1 (en) | Cyanate esters having flame resistant properties | |
KR20220095215A (en) | Curable composition of benzoxazine and phthalonitrile resin | |
US5716677A (en) | Protective coatings for polyimide composites | |
JPH0299508A (en) | Thermosetting bismaleimide resin | |
FR3044313A1 (en) | COMPOSITION OF COMPOSITE MATERIAL, PROCESS FOR PRODUCING PAEK-TYPE COMPOSITE MATERIAL FROM THE SAME, AND PAEK-TYPE COMPOSITE MATERIAL | |
JP2004522863A (en) | Method for cutting dry cloth and composition therefor | |
Saravanamuthu et al. | Particulate Reinforcements in Dicyanate Composites with Nanoporous Aluminum Fumarate as Reactive Filler: Thermal Properties | |
JPH04220431A (en) | Production of high-toughness polyimide resin, production of prepreg, and production of fiber-reinforced plastics |