Способ модификации поверхности силикатных материалов

(22) Заявлено 20,03.78 (21) 2595114/23-26с присоединением заявки хе -(45) Дата опубликования описания 30.11.79(51) М КаС 01 В 33/10 Государственный комитет йо делам изобретений и открытий(71) Заявители Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт имени Ленсовета и Северо-Западный заочный политехнический институт1Изобретение относится к области химической технологии неорганических веществи может. быть использовано для созданиянаполнителей высокополимерных и смазочных композиций в качестве защитных покрытий на силикатных материалах.Известные способы прививки органических полимеров к неорганическим веществам заключаются в модифицировании неорганического материала рядом высокомолекулярных веществ с целью придания поверхности специальных свойств 11, 21,Однако эти способы не позволяют получать одновременно устойчивые термостабильные и гидрофобные покрытия и имеютограниченный круг прививаемых полимерных материалов,Ближайшим по технической сущности кданному изобретению является известныйспособ модификации каолина органическими и кремнийорганическими полимерамис помощью ультразвука 31.По этому способу каолин модифицируют диэтилполисилокса новой жидкостьюВКЖБ или 2%-ным раствором каучукаСКНв тетрагидрофуране с помощьюультраакустических колебаний частотой20 - 21 кГц. После озвучивания каолин отделяют от жидкой фазы и промывают растворителем для удаления полимера, не 2связанного с каолином. Отмытые и высушенные образцы анализируют на содержание углерода. Исходный образец каолина содержит 0,14% углерода. Образец, полученный озвучиванием каолина в ВКЖБ, содержит 0,35/О С, а в 2%-ном растворе СКНв ТГФ - 2,02 , Модифицирование поверхности каолина приводит к гидрофобизации и органофильности поверхно, сти. Однако существующий способ не может обеспечить эффективность прививки органических и элементорганических радикалов к неорганическим материалам и не позволяет получить достаточную термоста.1,-, бильность прививаемых радикалов, что сужает область применения таких материалов.Целью изобретения является повышениетермостабильности силикатного материала 2 О за счет увеличения содержания привитыхорганических или элементорганических радикалов.Поставленная цель достигается тем, чтопрививка органических или элементоргани ческих радикалов осуществляется на предварительно активированную поверхность силикатного материала путем ее последовательной обработки в газовой фазе при температуре 20 в 2 С парами треххлори- ЗО стого фосфора, воды, четыреххлористого700441 Модифицирующие агенты Интервал активного выгорания привитых групп, С Содержание привитых радикалов,Сорганические псоргашгческие Аэросил (прототип) Каучук СКТ (по- лндиметилсилоксан)То же 550 в 6 4,89 АэросилСтеклянные микросферы Стеклянные микросферы Аэросил Аэросил Аэросил 600 в 6 350 в 4 РСь Н 20, 8 С:. 14,13 0,75 1,92 400 в 5 РСъ НаО, 51 С 1 Каучук СКН.40То же ВКЖ.94 Ь (поли- диэтилсилоксан)То же 3,41 9,50 1,12 510 в 6 530 в 6320 в 4 РС 1 з, Н.О, 51 С 1.,350-450 2,63 РСъ НО, 81 С 1.; Аэросил Формула изобретения катных материалов, включающий прививку органических и кремнийорганических радиСпособ модификации поверхности силн калов путем ультраобработки смеси сили 3кремния и воды с удалением после каждой стадии обработки физически сорбированных молекул током инертного газа,Выбранный температурный интервал обработки силикатных материалов позволяет в гпироком диапазоне регулировать концентрацию реакционноспособных групп на поверхности силикатных материалов разлигцой дисперсности, а следовательно, и концентрацию привитых радикалов.Сущность изобретения поясняется примерами и таблицей.Пример 1, В проточный реактор загр;- жают 5 г аэроспла Ли высушивают его при температуре 200 С в токе инертного газа в течение 2 ч. Затем обрабатывают парами РС 1, при температуре 200 С в течение 2 ч, после чего удаляют непрореагировавший РС 1 а и образовавшийся НС 1 и проводят обработку образца парами воды при температуре 200 С в течение 2 ч. Далее при той же температуре удаляют сбразовавшийся НС 1 и высушивают до постоянного веса, Затем образец обрабатывают при температуре 200 С парами 81 С 1, з течение 2 ч, При тех же условиях удаляют непрореагировавший ЯС 14 и образовавшийся НС 1 током инертного газа, после чего проводят обработку образца парами эоды до полного замещения С 1-групп на 01-1- -группы, Образец высушивают. К 1,5 г полученного образца приливают 150 мл 2/оного раствора СКН(непредельный каучук) в тетрагидрофуране, Смесь подвергают действию акустических колебаний ча. стотой 35 кГц в течение 60 мин, Затем отделяют твердый компонент от модифицирующей среды.Пример 2. В проточный реактор загружают 5 г стеклянных микросфер марки о и высушивают при температуре 20 С в 4токе инертного газа в течение 0,5 ч. Затем обрабатывают парами РС 1, при тех же условиях, после чего удаляют цепрореагировавший РС 1; и образующийся НС 1 и проводят обработку образца парами воды при температуре 20 С.Удалив образовавшийся НС 1 токоминертного газа, образец обрабатывают при температуре 20 С парами .С 4 в течение 10 0,5 ч, При тех же условиях удаляют избыток физически сорбированпого реагента, после чего проводят обработку образца парами воды Образец высушивают. К 1,5 г полученного образца приливают 150 мл 15 5 -ного раствора полидиметилсилоксана втолуоле. Смесь подвергают действшо аку.стических колебаний частотой 22 кГц в течение 30 миц. Затем отделяют твердый компонент от модифицирующей среды.20 Пример 3. По примеру 1, но обработкуаэросила проводят при температуре 100 С, а в качестве органической жидкости используют полидиэтилсилоксановую жидкость ВКЖБ (олигомер).25 Пример 4. По примеру 1, но в качествеорганической жидкости используют 5/о-ный раствор полидиметилсилоксана в толуоле.Таким образом, по предлагаемому спосооу можно получать силикатные материалы с максимальной концентрацией органических радикалов на поверхности и повышенной термостабильностью, что придает поверхности наполнителей такие свойства, как повышенную гидрофобность, органофильность, а композиционным материалам на основе этих наполнцтелей - способность эксплуатироваться в более жестких климатических условиях.40 Данные о содержании и термическойстабильности привитых радикалов приведены в таблице.700441 катного материала с органическим илп элемснторганичсским соединением, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения тсрмостабильности путем увеличения содержания привитых радикалов, силикатный материал предварительно обрабатывают в газовой фазе при температуре 20 в 2 С, последовательно парами треххлористого фосфора, воды, четыреххлористого кремния и воды с удалением после каждой стадии обработки физически сорбированных молекул током инертного газа. 6 11 сточники ипформацш 1,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Франции М 1391630, кл.0;(, 96 о.2. Патент США М 3103491, кл, 252-28, 1963.3. Кухарская Э. В. и Скорик Ю. И. - Каучук и резина, 1966, Ма 10, с. 23 (прототип).Составитель М. Цветков Редактор Т. Пилипенко Те.рсд А. Камышникова Корректор Т. Добровольская Заказ 6843 Изд, Хо 618 Тираж 591 ПодписноеЦНИИПИ НПО Поиск Государственного комитета СССРпо делам изобретений и отирытий1113 О 35, Мосина, ЖРаушская наб., д, 4/5Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисподкома