Brevet FR2322161A1 — publié le 19770325

La présente invention, a laquelle a collabore Monsieur Michel BARGAINJ a pour objet un procédé de préparation de résines époxy à structure spiro-bisindanique. Dans le brevet tchécoslovaque 111.355 on a déjà proposé de condenser des polyhydroxy-spiro-bis-indanes avec l'épichlorhydrine en présence d'une solution aqueuse d'un hydroxyde de métal alcalin et de benzène. I1 est indiqué dans ce document que l'on utilise de 1,2 à 1,5 mole d'hydroxyde de métal alcalin par groupement hydroxyle phénolique et qu au cours de la condensation on élimine l'eau sous la forme d'un azéotrope binaire avec le benzène. Ce procédé conduit à la formation de résines solubles dans les solvants usuels et dont le point de ramollissement est de l'ordre de 40-90 C. I1 présente toutefois l'inconvénient de fournir à côté de la résine soluble une proportion importante de polymères infusibles et insolubles, ce qui diminue considérablement son intérêts Il a maintenant été trouve un procéde de préparation de résines époxy par condensation de polyhydroxy-spiro-bis-indane,de formule: identiques ou différents, dans laquelle les symboles X et Y, /peuvent representer H, CH3, OH ou Cl, avec l'épichlorhydrine en présence d'un hydroxyde de métal alcalin, et déshydratation du milieu réactionnel, caractérisé en ce que l'hydroxyde de métal alcalin est employé sous la forme d'une solution dans un alcanol inférieur. A titre de polyhydroxy-spiro-bis-indanes de départ, ltinvention vise plus particulièrement le tétrahydroxy-5,5 -6,6' tétraméthyl-3,3,3,3' spiro-bis-indane- et l'hexahydroxy-5,5',6,6',7,7' tétraméthyl-3,3,3',3' spiro-bisindane. Ces composés polyhydroxylés peuvent être préparés,par exemple, conformé- ment au procédé décrit dans la demande de brevet allemand 1.084.260. Dans le procédé conforme à l'invention, on utilise avantageusement de 2,5 à 6 moles d'épichlorhydrine par équivalent hydroxyle du compose (I) A titre d'hydroxyde de métal alcalin,la soude oula potasse conviennent parti culierement bien. Les quantités mises en oeuvre sont telles que l'on ait 1 à 1,1 mole d'hydroxyde par équivalent hydroxyle du composé ). Leur concentration dans la solution alcoolique n'est pas critique et peut aller par exemple de 5 à 25 % en poids. Par alcanols inférieursj on entend les alcanols ayant moins de 5 atomes de carbone. Le méthanol et l'méthanol sont d'un emploi particulièrement avantageux. Conformément à un mode opératoire préféré pour la mise en oeuvre du procédé, on mélange le poly-hydroxy-spiro-bis-indane et ltépichlorhydrine et on chauffe le mélange à la température adoptée pour la condensation, tempé- rature qui se situe généralement dans l'intervalle 50-1000C. On introduit ensuite progressivement dans ce mélange la solution alcoolique d'hydroxyde de métal alcalin en maintenant la température dans l'intervalle mentionné cidessus. La déshydratation du mélange réactionnel peut etre réalisée par l'infroduction d'un hydrocarbure aromatique tel que le benzène ou le toluène et distillation d'un azéotrope contenant l'eau formée, éventuellement sous pression réduite. L'hydrocarbure aromatique peut etre introduit au début de l'opération ou bien en fin de condensation, ou bien encore à tout moment au cours de celle-ci. La résine époxy formée peut entre isolée du mélange réactionnel déshydraté par application des méthodes en usage dans ce domaine. On peut par exemple séparer par filtration ou centrifugation les produits insolubles présents dans le milieu et soumettre la phase liquide à une distillation. Les exemples ci-après illustrent l'invention et montrent comment elle peut être mise en pratique. EXEMPLE 1 On mélange 255 g de tétrahydroxy-S,5',6,6' tétraméthyl-3,3,3',3' spiro-bis-indane, 1110 g d-épichlorhydrine et 300 g de toluène puis on porte le mélange,avec agitation,à 60 C. On introduit progressivement en 4 heures dans ce mélange une solution préparée endissolvant 126 g de soude dans 1200 cm3 d'éthanol. Au cours de cette opération,on distille simultanément un mélange constitué de toluène, d'eau, d'épichlorhydrine et d'éthanol. La vitesse de distillation est réglée de manière telle que le volume de liquide condensé soit approximativement le meme que le volume de solution de soude introduit simultanément. Pendant toute la durée de la condensation on maintient le mélange réactionnel à une température pratiquement constante (59-600C) en operant sous une pression réduiteentre 140 et 330 mm de mercure. On ajoute 200 cm3 de toluène au mélange réactionnel et on poursuit la distillation pendant 3 heures dans les conditions de température et de pression mentionnées ci-dessus. Après refroidissement, on filtre le précipité formé, qui qui est ensuite lavé par 400 cm3 de toluène. Les phases liquides organiques sont regroupées puis soumises à une distillation au cours de laquelle on chauffe le mélange jusqu'à 1500C en diminuant simultanément et progressivement la pression de 180 à 0,3-mm de-mercure. Il reste finalement 393 g d'une résine époxy dont le point de ramollissement est voisin de 700C. Cette résine contient 0,4 équivalent époxy et 0,17 équivalent OH pour 100 g de produit. Le précipité recueilli pèse 174,4 g. A côté du chlorure de sodium, il contient 6,9 g d'un polymère infusible et insoluble. EXEMPLE 2 : s On chauffe à 700C, avec agitationtun mélange comprenant 255 g de tétrahydroxy-5,5',6,6' tétraméthyl-3,3,3',3' spiro-bis-indane, 1110 gd'epi- chlorhydrine et 300 g de méthanol. La pression est ensuite réduite à 700 mm de mercure, puis on introduit en 4 heures une solution obtenue à partir de 126 g de soude et de 1200 cm3 de méthanol,en en distillant simultanément un mélange comprenant du méthanol, de l'eau et de l'épichlorhydrine. La distillation est effectuée à une vitesse telle que le volume du distillat soit pratiquement le meme que le volume de la solution de soude introduite simultanément. On ajoute ensuite 300 cm3 de toluène en 40 minutes, en continuant de distiller sous 700 ma de mercure. On poursuit alors la distillation par chauffage du mélange à 71-72 C,sous pression réduite progressivement de 700 à 170 mm de mercure. Au cours de cette dernière phase on a encore introduit 200 cm3 de toluène après i h 15 mn de chauffage. Après refroidissement,on filtre le précipité formé,qui pèse 178 g; ce précipité est lavé au moyen de 500 cm3 de toluène et on soumet l'ensemble de la phase liquide organique à une distillation sous pression réduite jusqu'à 0,1 mm de mercure, la température de la masse étant élevée progressivement de 72 à 1500C. Il reste finalement 399 g d'une résine époxy dont le point de ramollissement est voisin de 650C. Cette résine contient 0,39 équivalent époxy et 0,23 équivalent OH pour 100 g de produit Le précipité recueilli est essentiellement constitué de chlorure de sodium, la quantité de polymères insolubles et infusibles qu' il contient étant inférieure à 1 g. REVENDICATIONS 1. Procédé de préparation de résines époxy par condensation d'un polyhydroxy-spiro-bis-indane de formule dans laquelle les symboles X et Y, identiques ou différents, peuvent représenter H, CH3, OH ou C1, avec l'épichlorhydrine en présence d'un hydroxyde de métal alcalin, et déshydratation du milieu réactionnel, caractérisé en ce que l'hydroxyde de métal alcalin est employé sous la forme d'une solution dans un alcanol inférieur. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le polyhydroxy-spiro-bis-indane est le tétrahydroxy-5,5',6,6 tétraméthyl-3, 3,3', 3' spiro-bis-indane. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la solution alcoolique d'hydroxyde de métal alcalin est une solution méthanolique ou éthanolique de soude ou de potasse. 4f Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on utilise de 1 à 1,1 mole d'hydroxyde de métal alcalin par équivalent hydroxyle du. polyhydroxy-spiro-bis-indane. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on utilise de 2,5 à 6 moles d'épichlorhydrine par équivalent hydroxyle du polyhydroxy-spiro-bis-indane. 6. Procédé selon l'uneJdes revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la condensation est effectuée à une température située dans l'intervalle 50-1 000C.