ОСАЖДЕННАЯ КРЕМНИЕВАЯ КИСЛОТА, СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ И ВУЛКАНИЗУЕМАЯ РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ Российский патент 1997 года по МПК C01B33/12 C08J3/24 

Изобретение касается осажденной кремниевой кислоты, способа ее получения и применения в резиновых смесях.

Осажденные кремниевые кислоты могут быть использованы в резиновых смесях. Известные кремниевые кислоты очень плохо диспергируются в резиновых смесях, особенно при высоких степенях наполнения. Эта плохая способность диспергироваться является одной из причин, почему высокая степень наполнения кремниевой кислотой лишь очень редко используется в резиновых смесях для производства шин. Плохая способность диспергироваться может обуславливаться, во-первых, получением осажденных кремниевых кислот. В результате сушки, плохого измельчения или также благодаря слишком твердой грануляции в резиновой смеси могут присутствовать трудно диспергируемые частицы кремниевых кислот (сгустки). Их можно распознавать невооруженным глазом.

Во-вторых, кремниевые кислоты являются очень полярными и, поэтому, плохо совместимы по фазам с неполярными полимерами резиновой смеси. Эта форма дисперсии основана на агрегатах кремниевых кислот. Она может быть оценена только с помощью оптического микроскопа и называется микродисперсностью.

Из патента ЕР-А N 0520862, кл. С 01 В 33/193, 1992 известны осажденные кремниевые кислоты, которые могут использоваться в качестве наполнителя в резиновых смесях для производства шин.

Известные осажденные кремниевые кислоты имеют недостаток, заключающийся в том, что они обладают плохой микродисперсией.

Таким образом, задача заключалась в разработке осажденной кремниевой кислоты с оптимальной совместимостью фаз каучука, полимера и с хорошей микродисперсностью.

Объектом изобретения является осажденная кремниевая кислота, характеризующаяся следующими физико-химическими параметрами:
Поверхность по БЭТ (удельная поверхность твердых частиц, определяемая методом БЭТ), м²/г 35 350
Отношение поверхности по БЭТ к СТАВ-поверхности 0,8 1,1
Объем пор, мл/г 1,6 3,4
Плотность групп силанола (V₂ по расходу NaOH), мл 6 20
Средняя величина агрегатов, нм 250 1500
СТАВ-поверхность (удельная поверхность твердых частиц, определяемая методом СТАВ), м²/г 30 350
Показатель DBP, мл/100 г 150 300
Отношение объемов фаз V₂/V₁ в соответствии с ртутной порозиметрией 0,19 0,46
предпочтительно 1,2 2,4
DBP/СТАВ 1,2 2,4
Физико-химические параметры определялись с помощью следующих методов измерения:
Поверхность по БЭТ
Ареаметр, фирма Штрелайн, в соответствии с требованиям Международной организации по стандартизации ИСО
Объем пор
Ртутная порозиметрия, в соответствии с ДИН 66133
Плотность групп силанола
В числах Сиэрса, по G.W.Sears, Analyt. Chemistry, 12, 1982-83 (1956)
Средняя величина агрегатов
Фотонная корреляционная спектроскопия.

СТАВ-поверхность
При рН 9, в соответствии с Джей, Tanzen und Kraus in "Ruber Chemistry and Technology", 44 (1971), 1287
DBP-показатель
АСТМ (Американское общество по испытанию материалов) 2414-88
Ртутная порозиметрия
ДИН 66133
Осажденная кремниевая кислота в соответствии с изобретением может иметь, в частности, следующие физико-химические параметры (табл. 1).

В предпочтительном варианте выполнения осаждения кремниевая кислота имеет хорошую измельчаемость, хорошо воспроизводится ее средний размер частиц в соответствии с лазерной дифракцией Малверна (D (4,3)) < 11 мкм, в частности < 10 мкм, измеренного после измельчения на ударно-отражательной штифтовой мельнице "Коллоплекс" фирмы Альпина (Z 160) при производительности 6 кг/ч.

Другим объектом изобретения является способ получения осажденной кремниевой кислоты со следующими физико-химическими параметрами:
Поверхность по БЭТ, м²/г 35 350
Отношение поверхности по БЭТ СТАВ-поверхности 0,8 1,1
Объем пор, мл/г 1,6 3,4
Поверхность силанола (V₂ по расходу NaOH), мл 6 20
Средняя величина агрегата, нм 250 1500
СТАВ-поверхность, м²/г 30 350
DBP-показатель, мл/100 г 150 300
Отношение объемов фаз V₂/V₁ в соответствии с ртутной порозиметрией 0,19 0,46
предпочтительно 0,20 0,23
DBP/СТАВ 1,2 2,4
Способ отличается тем, что щелочной силикат вступает во взаимодействие с минеральными кислотами при 60 95^oC при поддержании показателя рН в пределах 7,5 10,5 при непрерывном перемешивании, реакцию взаимодействия проводят до концентрации твердого вещества в суспензии осадка 90 120 г/л, водородный показатель рН устанавливают равным или меньше 5, осажденную кремниевую кислоту отфильтровывают, промывают, высушивают и при необходимости измельчают или гранулируют.

В предпочтительном варианте выполнения можно стандартное натриевое жидкое стекло разбавляют водой до получения показателя рН от 8 до 9 и к этому разбавленному раствору жидкого стекла, который имеет содержание двуокиси кремния SiO₂ 34,9 г/л, одновременно добавлять концентрированную серную кислоту и тот же раствор жидкого стекла при поддержании показателя в пределах от 8 до 9.

Одновременно добавление раствора жидкого стекла и серной кислоты (продолжительность осаждения) может осуществляться в течение 160 мин, предпочтительно в течение более 90 мин, в частности, в течение 30 90 мин.

При этом в зависимости от продолжительности осаждения можно регулировать величину поверхности по БЭТ кремниевой кислоты. Так, при продолжительности осаждения более 90 мин получают поверхности 35 150 м²/г, а при продолжительности осаждения 30 90 мин поверхности 150 350 м²/г.

Осажденную кремниевую кислоту можно модифицировать с помощью органосиланов формул I-III
,
в которой символы обозначают:
B: -SCN, -SH, -Cl, -NH₂ (если q 1) или Sx (если q 2),
R и R¹ алкильную группу с 1-4 атомами углерода, фенильный радикал, причем радикалы R и R¹ могут иметь соответственно одинаковое или различное значение,
R: C₁-C₄-алкил, -С₁-C₄-алкоксильную группу,
n: 0, 1 или 2,
A1к: двухвалентный неразветвленный или разветвленный радикал углеводорода с 1-6 атомами углерода,
m: 0 или 1,
Ar: арильный радикал с 6-12 атомами углерода, предпочтительно с 6 атомами углерода,
р: 0 или 1 с оговоркой, что р и n не обозначают одновременно 0,
х: число от 2 до 8,
A1ку1: одновалентный неразветвленный или разветвленный ненасыщенный радикал углеводорода с 1 до 20 атомами углерода, предпочтительно с 2-8 атомами углерода,
А1кеnу1: одновалентный неразветвленный или разветвленный ненасыщенный радикал углеводорода с 2-20 атомами углерода, предпочтительно с 2-8 атомами углерода.

Модифицирование с помощью органосиланов можно осуществлять при количестве 0,5 50,0 ч. на 100 ч. кремниевой кислоты, в частности 2 15 ч. на 100 ч. осажденной кремниевой кислоты, причем реакция между осажденной кремниевой кислотой и силаном во время приготовления смеси может проводиться in situ или вне (предварительно модифицированная).

В предпочтительном варианте выполнения изобретения в качестве силана может использоваться бис(триэтоксисилил-пропил)тетрасульфан.

Осажденную кремниевую кислоту согласно изобретению можно добавлять в вулканизируемые резиновые смеси в качестве активного наполнителя в количестве 5 200 ч. отнесенных к 100 ч. каучука, в виде порошка, микрогранул или гранулята, а также с модифицированием силана или без его модифицирования.

Добавление одного или нескольких вышеупомянутых силанов в резиновую смесь может осуществляться совместно с кремниевыми кислотами в соответствии с изобретением, причем реакция наполнителя и силана во время процесса смешения протекает при повышенных температурах (модифицирование) или уже в предварительно модифицированной форме, так как оба участвующих в реакции компонента вступают в реакцию вне непосредственного приготовления смеси.

Наряду со смесями, которые содержат исключительно кремниевые кислоты, согласно изобретению, без органосиланов или вместе с ними в соответствии с формулами I-III в качестве наполнителя, резиновые смеси могут наполняться дополнительно одним или несколькими, в большей или меньшей степени усиливающими наполнителями. В данном случае наиболее приемлемой была бы смесь саж (например печной, газовой, пламенной, ацетиленовой сажи) и кремниевых кислот, с добавлением или без добавления силана, а также природных наполнителей, например глиноземов, кремнистых мелов, другие имеющихся в продаже кремниевых кислот и кремниевых кислот согласно изобретению.

В данном случае, как и при дозировании органосиланов, соотношение смеси приводится в соответствие со свойствами готовой резиновой смеси. Возможно соотношение от 5 до 95% кремниевых кислот в соответствии с изобретением и других вышеупомянутых наполнителей, такое соотношение может быть реализовано в рамках данного изобретения.

Наряду с кремниевыми кислотами, согласно изобретению, органосиланами и другими наполнителями эластомеры являются другим важным компонентом резиновой смеси. Кремниевые кислоты, согласно изобретению, могут использоваться во всех каучуках, сшиваемых с помощью ускорителя-серы, а также перекиси. При этом следовало бы назвать эластомеры, природные и синтетические, маслонаполненные или маслоненаполненные, в качестве отдельных полимеров или смеси (сложной смеси) с другими каучуками, например натуральные каучуки, бутадиеновые каучуки, изопреновые каучуки, бутадиенстирольные каучуки, в частности бутадиенстирольные каучуки, полученные способом полимеризации в растворителе, бутадиен-нитрильные каучуки, бутилкаучуки, тройные сополимеры этилена, пропилена и несопряженных диенов. Кроме того, для резиновых смесей с вышеупомянутыми каучуками в расчет принимаются дополнительные каучуки: карбоксилатные каучуки, эпоксидные каучуки, транс-полипентенамер, галогенированные бутилкаучуки, каучуки, полученные из 2-хлорбутадиена, сополимеры этилен-винилацетата, сополимеры этилен-пропилена, при необходимости также химические производные натурального каучука, а также модифицированные натуральные каучуки.

Точно так же известны общеупотребительные другие компоненты, например мягчители, стабилизаторы, активаторы, пигменты, противостарители и вспомогательные вещества, улучшающие технологические свойства перерабатываемого материала в обычных дозировках.

Кремниевые кислоты, согласно изобретению, с силаном или без силана, используются во всех областях применения резины, например при изготовлении шин, транспортерных лент, уплотнений, клиновых ремней, шлангов, подметок и т.д.

Диспергируемость, т.е. распределение вещества (наполнителя) в смеси полимеров имеет решающее значение для последующего качества содержащего это вещества продукта. В частности, показателиразрыва (предел прочности при разрыве, относительное удлинение при разрыве, сопротивление последующему разрыву), а также коэффициенты гистерезиса и показатели истирания в значительной степени зависят от дисперсности.

Значению этой величины резинотехнических свойств противостоят недостаточные возможности, чтобы можно было точно измерить эту величину, многие наиболее употребительные методы допускают только субъективное рассмотрение и оценку диспегируемости.

Наиболее широко распространенные методы измерения диспергируемости разработаны для дисперсии сажи в резине, однако могут использоваться также для измерения дисперсии наполненных кремниевой кислотой смесей, при условии, что смесь содержит только этот наполнитель и не содержит другие смеси, например сажу и кремниевую кислоту.

По одному из трех описанных методов речь идет о визуальном наблюдении невооруженным глазом или с небольшим увеличением с помощью микроскопа и фотографической съемки проб вулканизата, причем результат оценивается с помощью цифровой шкалы от 1 до 5 при помощи 5 стандартных фотографий.

Вторым методом является подсчет агломератов наполнителя размером ≥ 5 мкм. Для этого готовится микротомный срез вулканизата и с помощью оптического микроскопа визуальным наблюдением определяют процент поверхности, которую занимают эти агломераты. Здесь также осуществляется распределение дисперсии по классам.

Третьей описанной возможностью является ощупывание шероховатости поверхности вулканизата с помощью иглы. При этом измеряется количество и средняя высота шероховатости поверхности. Коэффициент шероховатости, как и в случае метода 2, переводится в коэффициент дисперсности, который может быть от очень хорошего до очень плохого.

Наиболее часто используемым в настоящее время, даже если и субъективным методом, который является быстрым, выразительным и наиболее пригодным для использования в лабораторных условиях, является микроскопический метод (например, при 30-кратном увеличении), при котором оценка дисперсности в вулканизате проводится с помощью цифровой шкалы от 1 до 10 при помощи 10 стандартных фотографий.

Диспергируемость и ее вышеназванная оценка предоставляет собой свойство кремниевой кислоты в смеси полимеров. Чтобы осуществляющий осаждение специалист уже помимо, например резиновой смеси, смог оценить последующую характеристику диспергирования кремниевой кислоты в смеси полимеров, он использует способность кремниевой кислоты к перемалыванию. Другими словами, способность кремниевой кислоты к перемалыванию и ее последующее распределение, например в резине, в значительной степени согласуются между собой.

Эта способность к перемалыванию может быть охарактеризована, среди прочего, энергией, которая требуется для того, чтобы добиться определенной дисперсности частиц, или наоборот с помощью дисперсности частиц, которая получается, если измельчающий агрегат эксплуатируется при одинаковой мощности и одинаковой производительности. В качестве типа мельницы используется ударноотражательная штифтовая мельница "Коллоплекс" фирмы "Альпине" (Z 160) и эксплуатируется при постоянной производительности 6 кг/ч.

Для характеристики дисперсности частиц выбирается средний, объемно-весовой диаметр частиц МТС (Д(4,3) из измерения с помощью лазерной дифракции (Фирма "Малверн Инструментс", модель 2600 с).

Для кремниевых кислот согласно изобретению получают величину > 11 мкм, в частности > 10 мкм, которые у обычных кремниевых кислот выше (> 12 мкм). При этом оказалось, что кремниевые кислоты согласно изобретению уже достаточно мелки, что обусловлено способом их получения, так что они для многих технических областей применения в противоположность традиционным продуктам не нуждаются в дальнейшем измельчении и тем самым имеют также экономические преимущества.

Другим объектом изобретения является вулканизуемые резиновые смеси, которые содержат осажденные кремниевые кислоты, согласно изобретению, в количествах 5 200 ч. на 100 ч. каучука. Введение этой кремниевой кислоты и получение содержащих эту кремниевую кислоту смесей осуществляют обычным в резиновой промышленности способом в резиносмесителе или на прокатном стане. Их рабочей формой может быть порошок, микропорошок или гранулят. В данном случае кремниевые кислоты, согласно изобретению, не отличаются от известных светлых силикатных наполнителей.

Осажденные кремниевые кислоты, согласно изобретению, при соответственно постоянной поверхности относительно стандартных кремниевых кислот приводят на основании вышеупомянутых различий к лучшим дисперсионным свойствам.

Также, в отношении некоторых других, важных резинотехнических параметров кремниевые кислоты, согласно изобретению, проявляют лучшие свойства, чем известные осажденные кремниевые кислоты. При этом следовало бы назвать более высокий модуль растяжения, более низкий тангенс δ в качестве меры сопротивления качению шины, лучшую стойкость к истиранию, более низкие параметры Т-центра, лучшую устойчивость против заноса на мокрой дороге, лучшую эластичностьпри отскоке, лучший монтаж в нагретом состоянии и лучшую вязкость.

Примеры. В примерах используются следующие вещества:
Высокосортный креп
Натуральный каучук
Ультрасил VN2
Осажденная кремниевая кислота (фирма "Дегусса АГ") с N₂-поверхностью 125 м²/г
Ультрасил VN3
Осажденная кремниевая кислота (фирма "Дегусса АГ") с N₂-поверхностью 175 м²/г
СВS
Бензотиазил-2-циклогексилсульфанамид
ТМТМ
Тетраметилтиураммоносульфид
Si 69
Бис(3-триэтоксисилилпропил)тетрасульфан (фирма "Дегусса АГ")
DЕG
Диэтиленгликоль
VSL 1955S25
Стирол-бутадиеновый каучук на основе полимеризации в растворителе с содержанием стирола 25% и содержанием винила 55% (фирма "Байер АГ")
DPG
Дифенилгуанадин
Вулканокс 4020
N-(1,3-диметилбутил)-N-фенил-п-фенилендиамин (фирма "Байер АГ")
Протектор G 35
Антиозонатный воск
ZВЕD
Цинк-дибензилдитиокарбамат
Буна СВ 24
Бутадиеновый каучук фирмы "Бунаверке Хюлс"
Нафтолен ZD
Ароматический пластификатор на основе минерального масла
Хайсил 210
Кремниевая кислота РРG c N₂-поверхностью около 130 м²/г
Хайсил 255
Кремниевая кислота РРG c N₂-поверхностью около 170 м²/г
КS 300
Кремниевая кислота фирмы "Акцо" с N-поверхностью около 125 м²/г
КS 404
Кремниевая кислота фирмы "Акцо" с N₂-поверхностью около 175 м²/г
Используются следующие стандарты на методы испытаний (табл. 2).

Пример 1. Получение кремниевой кислоты в соответствии с изобретением в диапазоне поверхности по N₂ ≅ 100 м²/г.

В чан при перемешивании помещают 43,5 м³ горячей воды и столько же натриевого жидкого стекла (весовой модуль 3,42, плотность 1,348), пока не будет достигнута величина показателя рН, равная 8,5. При поддержании температуры осаждения 88^oC и показателя 8,5 одновременно в противоположных местах добавляют через 150 мин 16,8 м³ такого же жидкого стекла и серную кислоту (96% -ную). Определяется содержание твердого вещества 100 г/л. После этого продолжают добавлять серную кислоту до достижения показателя рН < 5. Твердое вещество отделяют на фильтрпрессах, промывают и спрессованную пасту подвергают распылительной сушке или сушке во вращающейся трубчатой печи и при необходимости измельчают.

Полученная осажденная кремниевая кислота имеет поверхность по N₂ 80 м²/г, величину агрегатов 1320 нм и измельчаемость 10 мкм. Число Сиерса составляет 9,0 мл и ртутная порозиметрия 2,7 мл/г. СТАВ-поверхность составляет 75 м²/г. DBP-показатель составляет 236 мл/100 г.

Пример 2. Получение кремниевой кислоты согласно изобретению с поверхностью по N₂ 100-150 м²/г. Поступают в соответствии с примером 1, за исключением того, что в осаждающем сборнике и во время осаждения водородный показатель поддерживают постоянным, равным 9,0. По истечении 135 мин устанавливают содержание твердого вещества с суспензии осадка 98 г.л.

Полученная осажденная кремниевая кислота имеет поверхность по N₂ 120 м²/г, измельчаемость 8,8 мкм, число Сиерса 9,1 мл при величине агрегатов 490 нм и объем пор по ртути 2,85 мл/г. DBP-показатель составляет 270 мл/100 г. СТАВ-поверхность составляет 115 м²/г. Отношение DBP/CТАВ составляет 2,34.

Пример 3. Получение кремниевой кислоты в соответствии с изобретением с поверхностью по N₂ 150-200 м²/г.

Поступают в соответствии с примером 2 с той разницей, что время осаждения сокращается до 76 мин и температура осаждения понижается до 80^oC. По истечении этого времени достигают содержания твердого вещества в суспензии осадка 100 г/л. Полученная осажденная кремниевая кислота имеет следующие физико-химические параметры:
Поверхность по БЭТ, м²/г 184
Измельчаемость, мкм 8,7
Число Сиерса, мл 15,7
при величине агрегатов 381 нм, объеме пор по ртути 2,26 мл/г. СТАВ-поверхность составляет 165 м²/г. DBP-показатель составляет 255 мл/100 г. Отношение объемов фаз V₂/V₁ составляет 0,2080 - 0,2299. Отношение DBP/СТАВ составляет 1,545.

Пример 4. Определение объема пор с помощью ртутной порозиметрии у кремниевых кислот, в соответствии с изобретением в сравнении с некоторыми известными в настоящее время коммерческими стандартными кремниевыми кислотами.

Способ: ртутная порозиметрия в соответствии с ДИН 66 133, способ вдавливания 7-500 бар.

Поверхность по N₂ (м²/г):100 150 (табл. 3).

Кремниевые кислоты в соответствии с изобретением обладают явно большими объемами пор.

Пример 5. Сравнение числа Сиерса (V₂) в качестве меры плотности групп ОН кремниевых кислот в соответствии с изобретением с коммерческими стандартными кремниевыми кислотами.

Поверхность по N₂ (м²/г):100 150 (табл. 4).

Поверхность по N₂ (м²/г):150 200 (табл. 5).

Чем ниже V₂ по расходу NaOH, тем ниже плотность ОН-групп. Сравнение показывает, что кремниевые кислоты в соответствии с изобретением могут иметь плотность групп силанов до 40% ниже, чем известные осажденные кремниевые кислоты.

Пример 6. Определение средней величины агрегатов с помощью фотонной корреляционной спектроскопии.

Параметры:
Ультразвуковое время
15 мин
Суспендирующий агент
Изопропанол/пентанол 10:1
Навеска
30 мг кремниевой кислоты на 10 мл суспендирующего агента
Поверхность по N₂ (м²/г): 100 150 (табл. 6, 7).

Средняя величина агрегатов кремниевых кислот в соответствии с изобретением ясно выше величин агрегатов известных осажденных кремниевых кислот.

Пример 7. Кремниевая кислота в соответствии с изобретением согласно примеру 2 в сравнении с ультрасилом VN2 в рецептуре натурального каучука с Si 69 (табл. 8).

Кремниевая кислота в соответствии с изобретением согласно примеру 2 приводит по сравнению с Ультрасилом VN2 со сравнимой величиной поверхности к более низким вязкостям, более высоким величинам модуля растяжения и эластичности, к улучшенному истиранию, более низкому нагреву и более низкому углу потерь тангенс d при 60^oC и тем самым к более низкому сопротивлению качению.

Пример 8. Кремниевая кислота согласно изобретению (пример 3) в сравнении с ультрасилом VN3 в беговой дорожке протектора L SBR/DR c Si 69 (табл. 9).

Кремниевая кислота в соответствии с изобретением обладает более низкой вязкостью, более высоким модулем растяжения, более высокой эластичностью и что особенно важно, более высокой устойчивостьюпротив заноса на мокрой дороге при низком сопротивлении качению.

Пример 9. Сравнение диспергируемости кремниевой кислоты, согласно изобретению, (пример 2) с ультрасилом VN2 (одинаковая поверхность по N₂ около 120 м²/г) (следуя методу Филиппса, описанному в Технической информационной брошюре 102 А).

Из 6-миллиметровой пластины вулканизата рецептуры в соответствии с примером 8, наполненного 80 частями ультрасила VN2 или кремниевой кислотой, согласно изобретению, из примера 2, отнесенных к 100 ч. каучука, с помощью прибора вибракут фирмы "ФТР-Файнверктехник" был вырезан кусок резины толщиной 20/30 мкм (поверхность примерно 5х5 мм. Этот образец резины был перенесен на стеклянную подложку и накрыт второй стеклянной подложкой. Этот предварительно подготовленный таким образом образец исследовали с помощью оптического микроскопа с контрольной насадкой и репродуцировали в форме негатива с 55-кратным увеличением. С этого негатива был изготовлен позитив с желаемым конечным увеличением.

Оценка дисперсии осуществлялась в соответствии с методом Филиппса с помощью 10 стандартных фотографий. Результаты оценки приведены ниже.

Номер Дисперсия
1-2 Очень плохая
3-4 Плохая
5-6 Удовлетворительная
7-8 Хорошая
9-10 Очень хорошая
Оценка дисперсности ультрасила VN2 дает оценочное число 5 и таким образом считается удовлетворительной, оценка дисперсности кремниевой кислоты в соответствии с изобретением из примера 2 дает оценочное число 9 и таким образом считается очень хорошей.

Пример 10. Сравнение дисперсности кремниевой кислоты в соответствии с изобретением из примера 3 с ультрасилом VN3 (одинаковая N₂-поверхность около 175 м²/г). Рецептура, образ действий и оценка аналогичны примеру 9.

Оценка дисперсности ультрасила VN3 дает оценочное число 2 и тем самым считается очень плохой, оценка дисперсности кремниевой кислоты в соответствии с изобретением согласно примеру 3 дает оценочное число 8 и тем самым считается хорошей.

Пример 11. Определение дисперсности посредством измерения шероховатости с помощью прибора фирмы "Федерал", дисперсионный анализатор ЕМ-Д-4000-W7. Сравнение между ультрасилом VN2 и кремниевой кислотой в соответствии с изобретением из примера 2.

Из 2-миллиметровой пластины вулканизата рецептуры в соответствии с примером 8, наполненного 80 частями ультрасила VN2 или кремниевой кислоты в соответствии с изобретением из примера 2 на 100 ч. каучука, с помощью поставленного вышеупомянутого изготовителем приборов режущего устройства вырезают кусок резины (20х2 мм) и зажимают в предусмотренном изготовителем приборов удерживающем устройстве. С помощью алмазной иглы ощупывают поверхность вулканизата и при этом определяют вызванную по причине дисперсии шероховатость поверхности. Этот способ позволяет сделать количественнуюоценку и дисперсности, так как прибор определяет параметр F²H. При этом F обозначает количество пиков и Н их среднюю высоту. При этом дисперсность наполнителя в образце вулканизата тем лучше, чем ниже этот параметр.

При вышеупомянутых наполнителях значениях параметра F²H получились следующие (табл. 10).

Таким образом кремниевая кислота в соответствии с изобретением обладает явно лучшей дисперсностью. Тем самым результаты из примера 9 подтверждаются также с помощью этого метода.

Пример 12. Сравнение дисперсности ультрасила VN3 и кремниевой кислоты в соответствии с изобретением из примера 3 с помощью измерения шероховатости из примера 11.

При этом степень наполнения и образ действий аналогичны примеру 11 (табл. 11).

Полученные в соответствии с примером 10 результаты подтверждаются также с помощью этого метода.

Сопоставление существенных физико-химических параметров осажденной кремниевой кислоты, в соответствии с изобретением, с физико-химическими параметрами известной осажденной кремниевой кислоты представлено на рисунках, на которых представлены:
фиг. 1 отношение СТАВ к DPB,
фиг. 2-4 отношение СТАВ к DPB,
фиг. 5 отношение СТАВ к V₂/V₁,
фиг. 6 отношение СТАВ к DBP/СТАВ.

Изобретение относится к осажденной кремниевой кислоте, способу ее получения и применения в резиновых смесях. Сущность изобретения: осажденная кремниевая кислота имеет следующие физико-химические параметры: поверхность по БЭТ от 35 до 350 м²/г, отношение поверхности по БЭТ к СТАВ-поверхности от 0,8 до 1,1, объем пор от 1,6 до 3,4 мл/г, поверхность групп силанола (V₂ = по расходу NaOH) от 6 до 20 мл, средняя величина агрегатов от 250 до 1500 нм, СТАВ-поверхность от 30 до 350 м²/г, DBP-показатель от 150 до 300 мл/100 г, отношение объемов фаз V₂/V₁ в соответствии с ртутной порозиметрией от 0,19 до 0,46 DBP/СТАВ от 1,2 до 2,4. Щелочной силикат взаимодействует с минеральными кислотами при температурах от 60 до 95^oC при поддержании водородного показателя рН в пределах от 7,5 до 10,5 при непрерывном перемешивании, реакцию взаимодействия проводят до концентрации твердого вещества в суспензии осадка от 90 до 120 г/л, водородный показатель рН устанавливают равным или меньше 5, осажденную кремниевую кислоту отфильтровывают, промывают, высушивают и при необходимости измельчают или гранулируют. Осажденная кремниевая кислота используется в качестве наполнителя в вулканизирующих резиновых смесях и вулканизатах. 3 с. и 1 з.п. ф-лы, 6 ил., 11 табл.

1. Осажденная кремниевая кислота, характеризующаяся следующими физико-химическими параметрами:
Поверхность по БЭТ 35 350 м² /г
Отношение поверхности по БЭТ к поверхности по СТАВ 0,8 1,1
Объем пор 1,6 3,4 мл/г
Плотность групп силанола (V₂=по расходу NaON) 6 20 мл
Средний размер частиц 250 1500 нм
Поверхность по СТАВ 30 350 м²/г
Показатель DВР 150 300 мл/100 г
Отношение объемов фаз V₂/V₁ в соответствии с ртутной порозиметрией 0,19 0,46
Отношение DВР/СТАВ 1,2 2,4. 2. Способ получения осажденной кремниевой кислоты, заключающийся в том, что щелочной силикат вводят во взаимодействие с минеральными кислотами при температуре 60 95^oС при поддержании значения показателя рН в пределах 7,5 10,5 при непрерывном перемешивании, взаимодействие проводят до концентрации твердой фазы в суспензии осадка 90 120 г/л, показатель рН устанавливают равным или меньше 5, осажденную кремниевую кислоту отфильтровывают, промывают и высушивают. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что после высушивания осажденную кремниевую кислоту измельчают или гранулируют. 4. Вулканизуемая резиновая смесь, содержащая в качестве наполнителя осажденную кремниевую кислоту, отличающаяся тем, что в качестве наполнителя она содержит осажденную кремниевую кислоту по п.1.