Способ получения термостойкого гидрофобного наполнителя

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 288 19) (11) А 1 1) 4 С 09 С 3/1 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ЗСБРЕТЕНИЯ"ЕЛЬСГВУ ИОАН(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕРМОСТОЙКОГО ГИДРОФОБНОГО НАПОЛНИТЕЛЯ(57) Изобретение относится к производству наполнителей и позволяетулучшить Физико-химические свойстватермостойкого, гидрофобного наполнителя на основе двуокиси кремния ифизико-механические показатели резинс его использованием и повысить экономичность способа получения этогонаполнителя. Дисперсный кремнеземна основе двуокиси кремния суспендируют в неполярном органическом растворителе при температуре кипения последнего в течение 20-30 мин, после 00 00 АВТОРСКОМУ СВИ чего постепенно в течение 10-30 мин добавляют к полученной суспензии фенилсиландиол в том же органическом растворителе и кипятят сйесь при перемешивании 10-30 мин, Затем в смесь постепенно в течение 10-30 мин добавляют полиметилсилоксан в том же растворителе. После этого смесь повторно кипятят при перемешивании 10-30 мин, растворитель отгоняют, а готовый целевой продукт подвергают термообработке при 200-300 С в течение 20 120 мин, Полученный наполнитель имеет свойства; содержание летучих компонентов 0,243, потери в массе приО прокаливании 16,802, рН суспензии на- э полнителя 6,9, насыпная масса 135 г/л, гидрофобен, термостоек при 550 С. Резина, наполненная этим про- Сф дуктом, после первой стадии вулканизации в прессе при 120 ьС в течение ф 15 мин имеет твердость 63 ед., прочность 83 кгс/см , относительное уд 9 еф линение 5653, остаточное удлинение 57, а после теплового старения при 150 С в течение 72 ч - прочностьо 75 кгс/см , относительное удлинение фф 4352. 1 з.п.ф-лы 3 табл. й12881 Изобретение относится к производству наполнителей композиционных материалов, в частности к технологииполучения термостойких гидрофобныхнаполнителей на основе днуокиси - 5кремния, преимущественно на основеаэросила, предназначенных для использования н резинотехнической, химической промышленности и в другихобластях народного хозяйства,Цель изобретения - улучшение физико"химических свойств термостойкого гидрофобного наполнителя на основе двуокиси кремния и физико-механических показателей резин с его5использованием и повышение экономичности способа получения этого наполнителяСпособ осуществляют следующим об 2 Оразом.Дисперсный кремнезем на основедвуокиси кремния суспендируют в неполярном органическом растворителепри температуре кипения последнегов течение 20-30 мин, после чего постепенно в течение 10-30 мин добавляют к полученной суспензии суспензию фенилсиландиола н том же органическом растворителе и кипятят смесьпри перемешивании 10-30 мин, Затемв смесь постепенно н течение О -30 мин добавляют полиметилсилоксан(ПМС) в том же растворителе. Послеэтого смесь повторно кипятят приперемешивании в течение 10-30 мин,растворитель отгоняют, готовый целевой продукт подвергают термообработке при 200-300 С в течение 20 -120 мин.П р и м е р 1. 120 г нысокодисперсного аэросила суспендируют в1000 мл четыреххлорного углерода притемпературе его кипения в течение30 мин. К полученной суспензии посте-пенно в течение 1 О мин добавляют суспензию, содержащую 12 г дифенилсиландиола (ДФСД) и 150 мл четыреххлористого углерода. Смесь кипятят при перемешивании в течение 30 мин. Послеэтого в смесь постепенно н течение10 мин добавляют раствор, полученныйрастворением 49 г ПМС н 200 мл четыреххлористого углерода, и повторнокипятя-. при перемешивании в течение30 мин, Затем растворитель отгоняют,а полученный продукт подвергают термообработке при 200 С в течение120 мин,91 2П р и м е р 2. К исходной суспензии высокодисперсного аэросила, полученной аналогично примеру 1, постепенно в течение 30 мин добавляют суспензию, содержащую 14 г и 150 мл четыреххлористого углерода. Смесь кипятят при перемешивании в течение 30 мин. Далее в смесь постепенно в течение 30 мин добавляют 44 г ПМС, растворенного в 200 мл четыреххлористого углерода, и повторно кипятят при перемешивании в течение 30 мин. Затем растворитель отгоняют; а полученный продукт подвергают термообработке при 250 С в течение 60 мин,П р и м е р 3, 120 г нысокодисперсного аэросила суспендируют в 1000 мл четыреххлористого углерода при температуре его кипения в течение 30 мин. К полученной суспензии постепенно в течение 10 мин добавляют 14,4 г дифенилдихлорсилана в 150 мл четыреххлористого углерода, Смесь кипятят при перемешивании в течение 30 мин. После этого в смесь постепенно в течение 10 мин добавляют раствор, полученный растворением 49 г ПМС в 200 мл четыреххлористого углерода, и повторно кипятят н течение 30 минут при перемешинании. Растворитель отгоняют, а полученный продукт подвергают термообработке при 200 С в течение 120 мин.П р и м е р 4Берут те же количества компонентов и ведут процесс при тех же условиях, как и н примере 1, только при добавлении сначала ПМС, а затем ДФСД.П р и м е р 5. Берут те же количества компонентов и процесс осуществляют при тех же условиях, что и в примере 1, только ДФСД и ПМС в четыреххлористом углероде добавляют к аэросилу одновременно.Свойства полученных по примерам наполнителей приведены н табл.1. Как видно из приведенных в табл.1 данных, наполнитель, полученный согласно предлагаемому способу (пример 1-3), термостоек даже при 550 С (т.е. может применяться в спецреэинах), а при нарушении последовательности нанесения кремнийорганического соединения (КОС) термостойкость наполнителя снижается до 400 С (примеры 4 и 5).1288191 10 Т аблица 1 Свойства наполнителя 1 234 Содержание летучихкомпонентов, Ж 0,25 0,24 0,32 0,21 0,27 Потери в весе припрокаливании, 7 17 э 10 1680 16 ф 7 16785 16,60 рН суспензии наполнителя 6,9 6,9 140 135 6,6 6,9 6,9 Насыпной вес, г/л 147 137 152 Гидро- фобный Гидро- фобный Гидро- фобный Гидро- Гидрофобный фобный Гидрофоб ность Термостойкость притемпературе, С300 Да Да Да Да Да Количество КОС фенильными группами устанавливается исходя из покрытия частиц аэрссила мономерным слоем фенильных групп. При этом наилучшие свойства резин обеспечиваются 5 при использовании наполнителя,модифицированного КОС с фенильнымигруппами и КОС с метильными группами, взятых в соотношении 1:4, что следует из табл,2. Свойства резин, наполненных наполнителем, .полученным по примерам 1-5, в сопоставлении с известнымуровнем техники приведены в табл.З. Как показывает анализ физико-механических показателей резин, приведенных в табл.З, все показатели резин с наполнителем, полученным по 20 предлагаемому способу (примеры 1-3),. вышее, чем по известным способам.Особенно высокие показатели резины с наполнителем сохраняют после теплового старения при 250 С в течение 72 ч, Так прочность резин сосЭйтавляет 70-75 кгс/см (в известных240 кгс/см )а относительное удлинение составляет 419-435 Х, тогда как при использовании известных наполнителей оио уменьшается до 235"300 ,Экономичность предлагаемого изобретения по сравнению с известным обусловлена уменьшением продолжительности процесса с 3-4 сут до 8,5 ч,сокращением количества модификатораболее,чем в 2 раза, с исключениемрасхода воды для отмывки соляной кислоты,Формула изобретения 1,Способ получения термостойкого гидрофобного наполнителя на основе двуокиси кремния, включающий обработку аэроеила раствором кремнийорганического соединения с метильными и фенильными группами, отгонку растворителя из полученной суспенэии и термообработку твердого продукта, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения физико-химических свойств наполнителя и физико-механических показателей резин с его использованием и повышения экономичности способа, обработку ведут в две стадии, при этом на первой стадии аэросил обрабатывают кремнийорганическим соединением, содержащим фенильные группы, а на второй - кремнийорганическим соединением, .содержащим метильные группы.2. Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что в качестве кремнийорганических соединений, содержащих феиильные и метильные группы, используют фенилсиландиол и полиметилсилоксан соответственно1288191 Свойства наполинителя 2 3 Да Д Не 450 Д 50 Нет Да Да абли Показатели епень прививки модификаторов 6-30 7-71 ХДФСДАПИС 10 ЙДФДХС503 ПМС Послстади первойи вулкаии ве при в те мин Твердость,ед )38 64 Прочно сть,кгс/смй 50 тносительно длинение, Х 445 530 Остаточное удлинение, Х 10 осл ог тече роцносгс/см 340 70 Относительноеудлинение, Х4.25 313 2 430 низ ацпрес120 Счение теплостарени50 С вие 72 Наполнитель по примеру 5 ЖДФСД 10 ЖДФСД 10 ХДФС 40 ХПМС 40 ЖПИС 20 ХПИС Продолжение табл. 1/бх1 1 0 г ххв ЕЭ Эа ц1 Ю ОйЭх хоО ВхО Р 3335 1о ал333 И о м о л счо ф м с 3