Способ получения модифицированных минеральных наполнителей

(11), 444780 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЙТВЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистки ескихт есеублик51) М,К 29/4 аауаарстаеииый комитетСеаата Ииииатреа СССРаа делам изабретеиийк аткрытий 32) Приорите.С. Комаров Н.Л.Тутае й С ж неорганической химии АН Бе 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРО МИНЕРАЛЬНЫХ НАПОЛНИТЕЛ 1 2Изобретение относится к облассродствоц к основноцу нолицерноцу ти получения цодифицированных ци- цатериалу позволяет значительно неральных наполнителей на основе улучшать их свойства, увеличивать органокрецнезеца, органоалюцосили-. долю наполнителя.в цатериэлв без ката и органобентонита. 5 ухудшения его свойств, что удешеВ настоящее вреця широко при- вит полицерные продукты.ценяются цатериалы на базе этих Известны иетоды получения цинаполнителей и используются как неральных нэполнителей путец прикоцпоненты полицерных систец в ка- вивки к поверхности полияера, с честве наполнителей пластцасс и. 1 о которыц он должен быть совцещен, каучуков, загустителей сцазок, ос- Однако прививка полицера к поверх, ветителей цасел и нефтепродуктов. ности цинерального цатериала являНаполнители полицерных продук- ется сложной задачей, ,- тов влияют на процесс полицериза- Известен способ йолучения пеции цоноцера, характер надцолеку рекисных органоцинеральных наполлярных структур. Взаицодействие нителей путец предварительной обнэполнителя с полицероц изценяет работки пои высокой тецпеРэтле практически все свойства пластцасс. дегидратированного наполнителя па Обязательныц условиец усиливающе- рами модифицируюп(ихся соединений, го действия нэполнителя является , 2 о трет-бутилгидроперекисы или гидполная сцачиваецость его полице- роперекисяци, наприцер трет-бутил роц. Отсюда вытекает важное зна- гидроперекисью. Однако этот способ , чение степени полицерофильноститрудоецок и гроцоздок, посколькунэполнителя и ее повышения путец , для него требуются предварительная цодификации поверхности . Прицене- терцическая обработка поверхности ние наполнителей с повышенныцдля удаления адсорбированной влаги; обработка при высокой температуре дегидротированной поверхности кремнеорганическим соединением; последующая конденсация привитого креинеорганического соединения с оксиперекисьюг инициирование привитой сополимеризации при термическом разложении оксиперекиси.Задача предлагаемого изобретения состоит в разработке значитель о но более простого способа получения модифицированного минерального нзполнителя путем прививки полимера, не требующего многостэдиИ- ной сложной обработки нэполнителя 15 дорогими веществами.Для создания на поверхности наполнителл активного центра, способного инициировать привитую сополимеризацию, используют способность наполнителя к ионному обмену. В йа -форму наполнителя, получающуюся обрзботкой слабым рзствором едкого натра, вводят путем катионного обмена ион двухвэлент ного нелезв. Црвзен нвполннгелл, содержащий Г , помещают в раствор мономерз, добавляют перекись водородз и ведут полимеризэцию при бОоС . Поскольку один из компонен- зо тов окислительно-восстановительной системы связан с субстратом, то образующийся свободный радикал лока-, лизован на твердой поверхности, вследствие чего растущая полимер- з 5 ная цепь химически связана с ней. При этом гомополимеризация либо отсутствует, либо очень незначительна - ра счет частичного вымывания Ре+ в раствор, так как на о полнитель является слзбокислым и легко гидролизуется .Пример 1. 1 г воздушно-сухого крупнопористого силикагеля с размером частиц 0,1-0,5 мм, переведен б ного в И а - форму, помещают в ФО мл 2;.-=ного раствора соли Ыора Рей Нд) 2(ЬО) 2 .6 Н 20 с рН 5;Ф, при этом устанавливают рН 4,Ф. Образец. процывают для удаления йзбытка Ре 5 о дистиллированной водой при рН 5, помещают в водный раствор акрилонитрилэ концвнтрации 1,4 моль/л и добавляют Н 202 из расчета 5 =кратного избытка по отношению к количеству введенного Ре+2 . Температура реакции бОоС, время - 2 час. По окончании полимеризации образец промывают водой и сушат до постоянного веса. Для установления состава полученного образца определяют содержание азота по методу Кьельдзля . Высушенный образец по госта-,4ву содержит Хф ПАН, т.е. привесв расчете на вес силикзгеля составляет 25,4 ф . После экстрзкциигомополимера диметилформамидом смногократной сменой растворителяобрззец содержит Хб Щ ПАН, т.е.привес составляет 2 ф ПАН.Пример 2. Как и в примере Х,прививают на кремнезем (аэросилА-Х 75) акриламид концентрации Хф.В зависимости от концентрациираствора моноиера получают привесы неэкстрагируеиого полимера2-15 ф в расчете на вес исходногообразца,Прие 5. Прививка проходит,как в примере 1.Ыетилметакрилат прививают насиликагель из 5 ф-ной водной эмульсии мономера. Содержание неэкстрагируемого ацетоном полимера определяют по данным элементарного анализа на углерод и по потере весапри прокзливании при 800 оС . Обэопределения дают практически одинаковую величину привеса полиметилметакри лата - 1 ф 5 сьПример Ф, Х г бентонитовойглины в Уа =форме помещают в фный раствор РеМН 4)ЯЗОВ)2 бН 20при рН 4,8 на 10 мин при комнатнойтемпературе, Избыток Ге+2 затемотмывают дистиллированной водойпри рН 5, Глину помещают в водныйаствор акрилонитрила концентрации5-114 моль/л при бОоС и вводятН 202 йз расчета 5-кратного, избытка по отношению к количеству введенного Ре . Полимеризацию ведут2 час. 3 ходе полимеризэции глинаувеличивается в объеме. По окончании реакции образец промывают водой и сушат до постоянного веса.Далее исследовали, кэк в примере Х,в зависимости от исходной концентрации мономера содержание полиакилонитрила в образце составляетО-бб.После экстракции диметилформацидом при 100 оС с 5-кратнои сменой растворителя содержание полиакрилонитрила уменьшается незначительно,например до экстракции бб,Ьпосле 58. ПАН. Высушенный иодифицировэиныИ образец не набухает вводе и сильно набухает в диметилформамиде.Пример 5 . Также происходит прививка на бентонин 5,"ф;-ным воднымраствором акрилаиида и метилиетакрилата в виде водной эмульсии концентрации 0,5 моль/л. Гомополимерсоставитель Т с ХорошихРедакторЕрсасИМОЮ ТехредАе ЭбЯРСКИЙ корректор П РцЕ Изд. 1 а Заказ Дф Тираж 555 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, 113036, Раушская наб., 4 Предприятие сПатент, Москва, Г, Бережковская наб., 24 44 акрилвцида экстрагировали водой, гоцополицер иетилцетакрилатв-ацетоноц. Содержание поливкрилацида в цодифицированноц бентоните определяют по содержанию азота цетодои , Кьельдаля и равно привесу 14. по весу от исходного обоэзца, а содеожание полииетилиетакрилэта - по потере веса при прокаливации при 800 оС и равна 8 а при эцульгаторе натриевор соли стеариновой кислоты, или 6,5 при эцульгаторе бентонитаПрицер б. Х г воздушносухого пористого синтетического вцорфного влюцосиликата в Мв -форие поцещвют в 2 Я-ный раствор соли Мора нв ХО иин при рН 4 в 9 образец про-, иывают дистиллированной водой с рН 5 для удаления захваченного железа, а затеи поиещают в раствор экрилонитрила концентрации 144 : иоль/л при бОоС, добавляют перекись водорода из расчета 5=кратного избытка по отношерю к количеству введенного Ре 4. По окончании полииеризации образец процы. вают водой и сушат до постоянного веса . Далев исследовали, как в прицере Х. Высушенный образец содержит 22, ПАН по составу, т.е, привес в расчете на, вес исходного алацосиликатв составляет 2 ф - ПАН.4780После экстрвкции гоцополииерэ дииетилфорцвиидои с цногократнойсценой растворителя содержание ПАНпадает до 88,ф по составу, что 5 , составляет привес 2 ф ПАН.Прицер 7. Также происходитпрививка на синтетический эиорфныйвлюцосиликат 5-ной водной эиульсией иетилцетвкрилвтэ. После окон,с, чвния реакции образец экстрагируютвцетоноц для удаления гоцополиие ра. Количество неэкстрагируеиого1 полииетилцетакрилата определяют поданныи элеиентарного анализа нв и 1 углерод и по потере веса при прокаливании при 800 С в течение 3час. Первый способ дэл величину,привеса полицера 2,5 , второй Фф.2 о Предиет изобретенияСпособ получения иодифицироввнных цинеральных нвполнителей,нэприцер органокреинезецв, оргайовлюиосиликата и оргэнобентонитэ,путеи прививки к поверхности предварительно обработанного нвполнителя ионоиера акрилового ряда вприсутствии окислителя, отличающийся тец, что, с целью упрощения зо условий приики, используют нвполнитель в фв =форие, предварительно обработанный. соляци двухвалентного железа.