Способ получения модифицированного кремнеземного наполнителя

О П И С А Н И Е906937ИЗОБРЕТЕН ИЯК Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ)Заявлено 16068 оеднненнем заявки,% 01 В 33/1 Гаоударстееиный комитет 23) Приорнт лам изооретении открытий Опубликовано 2302,82,53) УДК 678.811ете ата опубликования описания ас ь, А. А. Чуйко,О-,И,-1 отаЯйи(71) Заявитель 5) СПОСОб ПОЛУЧЕНИЯ ИОДИФИЦИРОВАННОГО КРЕИНЕЗЕИНОГО НАПОЛНИТЕЛЯконц ност напо наь мем по- геоприза тех- олуИзобретение относится к способам получения модифицированных наполнителей, а именно наполнителей, модифицированных кремнийгидридными группами, которые могут быть исполь зованы в производстве эластомеров н основе силоксановых каучуков, защит ных покрытий, лаков.,благодаря высокой реакционной способности 51-Н-связей такие полнители позволяют осуществлят глубокую поперечную сшивку поли ров, а такие придают наполняемы лимерным системам повышенную ад зию к металлам.Известен жидкофазный способ получения модифицированных кремнеземных наполнителей обработкой ксеро- гелей кремниевой кислоты смесью линейных и циклических алкилгидридсилоксанов в присутствии элементоорганических катализаторовОднако по этому способу не удается получить наполнители с высокой ентрацией =51-Н-связей на поверхи, поэтому активность получаемыхлнителеи мала.Наиболее близким к изобретению является способ получения модифицированного кремнеземного наполнителя обработкой высокодисперсной аморфной двуокиси кремния - аэросила парами кремнийгидридорганического соединения - алкилгидридхлорсилана220-250 С в токе инертного га 121 .Недостатком известного способаявляется выделение хлористого водорода в процессе модифицирования, поэтому получаемые наполнители имеют кислую реакцию (рН около 3-й), что ухудшает эксплуатационные свойства наполняемых полимерных систем.Непрерывная отгонка хлористого водорода в процессе модифицирования и дополнительная нейтрализация полученного продукта, усложняющие нологию, не дают воэможности ичить полностью нейтральный и свобод"ный от примесей хлористого водородапродукт.Постаоянное воздействие хлористого водорода вызывает коррозию технологического оборудования и требуетчастой его замены, что также усложняет технологию получения модифицированного наполнителя,Кроме того, концентрация :51-Н-связей на поверхности наполнителя,полученного по известному способу,не превышает 0,7 ммоль-г 510 . Такиенаполнители обладают недостаточно высокой активностью, что ограничиваетобласть их применения.Целью изобретения является получение наполнителя с повышенным содержанием Я 51-Н-связей и упрощениетехнологии процесса. юПоставленная цель достигаетсятем, что согласно способу получениямодифицированного кремнеземного наполнителя обработкой высокодисперсной аморфной двуокиси кремния парами кремнийгидридорганического соединения в качестве кремнийгидридорганического соединения используюттетраметил- или тетраэтилгидридциклотетрасилоксан и обработку ведут зопри 300-350 С в вакууме или атмосфере инертного газа.В этих условиях процесс хемосорбции тетралкилгидридциклотетрасилоксана на поверхности аэросила протекает с разрывом связей 51-0 силоксанового цикла, при этом =51-Н-связипочти полностью сохраняются.П р и м е р . 1,0 кг аэросила марки А(Зуд = 300 м/г) прогревают при 200 С в течение 1 ч навоздухе, после чего загружают вкварцевый вакуумный реактор с элекэлектроподогревом и мешалкой и вакуумируют в течение 1 ч при 200 С иразрежении 10мм рт.ст.После этого температуру поднимают и аэросил обрабатывают парами модификатора - тетраэтилгидридциклотетрасилоксана (ТЭЦТС), Количество модификатора составляет 200 мл. Реакцию ведут в течение 10-15 мин при (320-350)+1 О С, непрореагировавшие и побочные продукты реакции удаляют вакуумированием при этой же температуре.Аналогично проводят обработку аэросила тетраметилгидридциклотетрасилоксаном (ТИЦТС).Полноту химической прививки кремнийорганического соединения контролируют по исчезновению полосы поглощения в ИК-спектрах при 3750 см , принадлежащей колебаниям гидроксильных групп, связанных с атомом кремния, и по появлению полос поглощения при 2160 и 2790 см , принадлежащих соответственно колебаниями Данные ИК-спектров свидетельствуют о практически полном замещении гидроксильных групп поверхности аэро- сила.Количественное определение =51-Н- -связей проводят на приборе Церевитинова по объему водорода, вытесненного при взаимодействии полученного продукта с избытком спиртового раствора щелочи.Технологические параметры процесса модифицирования и свойства полученных продуктов приведены в таблице.Модифицированный по предлагаемому способу аэросил имеет нейтральную реакцию водно-спиртовой вытяжки и не содержит примесей хлористого водорода, что важно при наполнении полимерных систем, к которым предъявляются повышенные требования. Кроме того, он отличается высокой термической и гидролитической устойчивостью и сохраняет гидрофобные свойства при ч 00 С в течение 20 ч.Таким образом изобретение позволяет получать модифицированный кремнеземный наполнитель с повышенным содержанием =51-Н-связей по сравнению с наполнителем, полученным по известному способу, и упростить технологию процесса модифицирования.906937 КоличестТемпература обработки,С Количество Б 51-Н-связейммоль/г Время рН полученобра- ного проТермическаяустойчивостьв вакууме,фС Модифи ка- тор во модирикаторааэросила,мл/кг боткин, дуктамин 600 600 620 200 ТЭЦТС 2 10 200 ТЭЦТС 1,5 300 2,0 1,8 ТМЦТС150 300 620 10 350 ТМЦТС 150 МГДХС 200 (известный) 550 0,7 220-250 30 Формула изобретения 25 30 35 Составитель В. ТемниковскийРедактор Л, Лукач Техред З.Вереш Корректор О, Билак Заказ 500/27 Тираж 5111 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.М/5Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,МГДХС - метилгидриддихлорсилан,Способ получения модифицированного кремнеземного наполнителя обработкой высокодисперсной аморфной двуокиси кремния парами кремнийгидридорганического соединения, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью получения наполнителя с повышенным содержанием =51-Н-связей и упрощения технологии процесса, в качестве кремнийгидридорганического соединения использует тетраметил 6,9 6,8 6,9 6,7 Я или тетраэтилгидридциклотетрасилоксан и обработку ведут при 300-350 Св вакууме или атмосфере инертногогаза.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1; Пащенко А.А. и др. Спектроскопическое изучение взаимодействия всистеме кремневая кислота - полиэтилгидросилоксан. - ЖПХ, 1.1, 7, 1978,с. 15252. ТУ УССР 6-18-185-79