Способ получения наполнителей, содержащих оксид алюминия

(п 927837 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоиетскикСоциалистическияРеспублик(22) Заявлено 140430 (21) 2914253/23-26,. Р 11 М. Кп.з С 09 С 3/08//С 08 К 9/00 с присоединением заявки Мо -Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытийОпубликовано 150582. Бюллетень М 9 18 Дата опубликования описания 15.05.82 Н.Л.Тутаева,В.С.Комаров,А.Я.Маркина,М.М.Ревяко, М.Д.Белякова и М.И.Осипенко(72) Авторыизобретения Институт общей и неорганической химии АН БЕлорусской ССР и Белорусский технологический институт -- им. С.М.Кирова(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАПОЛНИТЕЛЕЙ,СОДЕРЖАЩИХ ОКСИД АЛЮ1 ИНИЯ с Изобретение относится к техноло" гии получения модифицированных мине-. ральных наполнителей, например на основе гидроокиси алюминия, и может быть использовано в производстве полимерных композиционных материалов, а именно на основе сополимера этилена с винилацетатом.Известен способ получения органофильного наполнителя на основе гидроокиси алюминия путем модифицирования поверхности ее кремнеорганическим веществом, например силаном или продуктом его конденсации или гидро- лиза.Полученный таким способом наполни- тель может использоваться для повы" и ния огнестойкости полимерных композиционных материалов (1).Недостатком данного способа является необходимость предварительного синтеза сложных кремнеоргаиических модификаторов и значительный их расход (до 25 вес.Ъ) для придания наполнителю требуеввас огнестойких и органофильных свойств.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ получения наполнителей, со" держащих оксид алюминия, для полимерных композиция, согласно которому исходный минеральный субстрат,например в виде бентонита, каолинаи др. глиноземсодержащих материалов,4переводят в катнонную Хат или Саффформу, а затем обрабатывают раствором хлорида цинка с последующей полимеризацней и прививкой к поверх 1ности обработанного наполнителя мономера винилацетата в присутствиии под действием перекисного соеди-нения - персульфата калия при нагревании при 45-60 оС (2.Однако способ не обеспечиваетвозможность прививки винилацетатак поверхности гидроокиси алюминияГА, так как полнмернэация винилаце"тата на Еп -форме -ГА приводит к образованию только не связанного споверхностью наполнителя полимера.Кроме того, способ прнвивкифполимера к наполнителю после его обработки хлоритом цинка не обеспечивает достаточн,:й огнестойкости поли мерных композиций с использованиемданного наполнителя.Цель изобретения - обеспечениевозможности прививки полимера к наполнителю в виде гидроокиси алюми ния и повышение огнестойкости ком 927837позиций на основе сополимера этиле на с вннилацетатом СЭВА при сохранении ими физико-механических свойств.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения 5 наполнителей, содержащих,оксид алюминия, для полимерных композиций путем обработки исходного наполнителя в катионной форме раствором хлорида, последующую полимеризацию, (О винилацетата и прививку его к поверхности обработанного наполнителя в присутствии персульфата калия при нагревании, обработку исходного наполнителя осуществляют кислым раст- (5 вором хлорида сурьмы, предварительно нейтрализованным аммиаком при рН образовавшейся при этом суспензии (-0,20) в (-0,22) .При использовании предлагаемого 20 способа обеспечивается прививка винилацетата к поверхности ГА. Это приводит к улучшению совместимости ГА и СЭВА, вследствие чего физико- механические характеристики полимерных композиций с модифицированной ГА выше, чем у композиций с тем же содержанием немодифицированной ГА. Этот эффект равнозначен воэможности введения большего количества модифицированной ГА по сравнению с немодифицированной, а следовательно, повышению огнестойкости композиций на основе СЭВА при сохранении ими физико-механических свойств.Достижение указанной задачи вЗВ определенной мере обусловлено способностью сурьмяных Форм гидроокиси алюминия ГА и каолина К участвовать одновременно как в комплексообразовании с молекулами мономера, так и 40 в окислительно-восстановительной реакции с перекисным соединением.Химическая природа минеральной матрицы - гидроокиси алюминия определяет способность поверхностных 45 гидроксильных групп к диссоциации, в определенной области указанных рН (-0,20) в (-0,22). При рН в области нейтральных и щелочных значений, характерных для известного способа, 50 гидроксильные группы ГА обладают минимальной способностью к диссоциации.При этом эффективность прививки по данному способу выше ввиду ее.проведения в присутствии сурьмы как трехвалентного иона по сравнению с двухвалентным - ионом цинка. Таким образом, предложенное сочетание минеральный носитель ГА - ионкомплексообразователь ЯЬ и мономер СЭВА обеспечивает получение полиме" рЬфильного .наполнителя с повышенной 1 огнестойкостью и хорошими физико- механическими свойствами. 65 Предлагаемый способ модифицирова,нйя ГА заключается в следующем.Предварительно получают Наф -формуГА, затем обрабатывают ее растворомхлорида сурьмы в 2 н.НСР, частичнонейтрализованным аммиаком таким образом, чтобы суспензия ГА в растворехлорида сурьмы имела значение рН,близкое к рН начала осаждения гидроокиси сурьмы. Затем. ЯЬзф" содержащую ГА,отделяют от раствора и помещают в водный раствор или суспенэиювинилацетата, нагревают до 60 аС, добавляют персульфат калия и ведут полимеризацию в течение 0,5-1 чПоокончании реакции образец промываютводой для удаления непрореагировавшего мономера и сушат. Часть образ"ца подвергают экстракции ацетономдля удаления гомополимера. Об окончании экстракции судят по показателюпреломления. Количество поливинил- .ацетата ПВА определяют по потере веса при прокаливании при 750 фС в те"чение 3 ч в сопоставлении с контроль"ной навеской прокаленной исходной РА.П р и м е р 1. 5 г ГА (ГОСТ 11841 бб) заливают 25 мл 0,189 н. раствораЯаОН, через 10 мин раствор отфильтровывают, ГА помещают в 10 мл 0,121 Мраствора ЯЬС 6 З, частично нейтрализованного аммиаком до рН "- " 0,25, рНполученной при этом суспензии равен - 0,22. Определение концентрациираствора ЯЬСВЗ до и после контактас образцом осуществляют методомброматометрии. Степень замещенияИа+ на ЯЬф 0,012 мг-экв/г или0,004 ммоль/г. Образец ГА после обработки ЯЬСЗЗ переносят в колбу, добавляют 20 мл воды, 5 мл свежеперегнанного винилацетата, нагревают до60 С и добавляют смеси 0,1 г К 1 Я 108Смесь выдерживают в течение 0,5 ч.Привес поливинилацетата ПВА в образ"це до экстракции 21,6 , после экстракции 0,4 .В аналогичных условиях привес ПВАна ГА в 2 п -Форме до экетракции8,9 , после экстракции - 0 ,П р и м е р 2. 100 г ГА обрабатывают сначала ИаОН, а затем ВЬЮпри этом же соотношении компонентов,как и в примере 1. Образец обработанной ГА переносят в колбу, добавляют 200 мл воды, 5 мл свежеперегнанного винилацетата, нагреваютсмесь до 60 фС, добавляют к ней 2 ги далее ведут реакцию 1 чПривесПВА до экстракции 2,6 , после экстракции 0,1 .Огнестойкие и физико-механическиесвойства композиций на основе сополимера этилена с винилацетатом, с использованием предлагаемого наполнителя определяют на образцах, изготовленных согласно нижеследующейтехнологии.927837 формула изобретения Количество ГА в компо" зиции, вес.% Свойства композиции 25Е,В КСП 4 Р кгс/см 690 (635) ЗО 2 (2) 87, 30 (83, 25) 20 1 (1) 75,80 (71,89) 660(585) 30 620 (515)35 40 2 (1) 68, 50 (63, 52) Составитель Л.Романцева Редактор Н.Кнштулинец Техред И. Гайду Корректор Ю.МакаренкоЗаказ 3167/36 Тираж 658 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП 1 Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Модифицированную ГА, полученную по примеру 2 беэ отмывки ацетона, вводят в сополимер этилена с винилацетатом (СЭВА), миравитен марки Ч"107 с содержанием винилацетата 29,7 .Смесь компонентов перемешивают на лабораторном экструдере с последующим вальцеванкем прн 90-100 фС в течение 10 мин.Из полученной смеси отпрессовы вают при 140 ф 5 С и давлении 200 кг/смв течение 3-4 мин пластины и ох - лаждают их под давлением.Из этих пластин вырубают образцы и замеряют их свойства: категорию стойкости к пламени (КСП), разрушающее напряжение при растяжении бр и относительное удлинение (Е).Свойства для полученных полимерных композиций СЭВА с различным содержанием ГА представлены в таблице, 4 ф Таким образом, модифицирование.ЯЬ-содержащей гидроокиси алюминия позволяет вводить в полимерную ком" позицию большее количество наполнителя без ухудшения физико-механических свойств, что обеспечивает повышение огнестойкости и экономию полимерного вещества. Способ получения наполнителей, содержащих оксид алюминия для поли мерных композиций, включающий обработку исходного наполнителя в катионной форме раствором хлорида, после. дующую полимеризацию виннлацетата и прививку его к поверхности обработанного наполнителя в присутствии персульфата калия при нагревании, о т л и ч а ю щ и й с я .тем, что, с целью обеспечения возможности при" внвки полимера к наполнителю в виде гидроокиси алюминия и повышения ог" нестойкости композиций на основе сополимера этилена с виннлацетатом при сохранении ими физико-механичес" ких свойств, обработку исходного наполнителя осуществляют кислым раствором хлорида сурьмы, предварительно нейтрализованным аммиаком при рН образовавшейся при этом суспензии (-0,20)-(-0,22). Ф Источники информации,принятые во внимание при экспертизе