КОМПОЗИЦИЯ ИЗ НЕРАСТВОРИМОГО МАГНИЙСОДЕРЖАЩЕГО СОЕДИНЕНИЯ И ГИДРОКСИДА АЛЮМИНИЯ Российский патент 2014 года по МПК C01F7/16 C01F5/00 C08K3/10 C08K3/22 

Предлагаемая композиция из ультрадисперсного гидроксоалюмината хлорида или нитрата и ультрадисперсного алюминия пригодна для синтеза из нее шпинельной продукции для использования в керамическом и огнеупорном производствах и использования в качестве модифицирующих добавок в резиновую смесь.

Известно вещество на основе гидроксоалюмината магния формулы Mg₆Al₂(OH)₁₈(4-4,5)H₂O, содержащее соосажденный гидроксид алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Гидроксоалюминат магния 10,00-99,99 Соосажденный гидроксид алюминия 0,01-90,00

[Патент RU 2359913 C1, Заявл. 08.02.2008, Опубл. 27.06.2009, Бюл. №18].

Недостатком известного вещества является непригодность шпинельной продукции, полученной из него, к использованию в качестве модифицирующей добавки в резиновые смеси из-за отсутствия в молекуле гидроксоалюмината магния анионов хлористоводородной или азотнокислой. В результате чего на поверхности частиц шпинельных порошков отсутствуют активные центры, способствующие повышению их реакционной способности с частицами резины.

Наиболее близким решением к заявляемой композиции является композиция из гидроксоалюмината магния и гидроксида алюминия, имеющих размер кристаллов 1-100 нм при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Гидроксоалюминат магния 10,00-99,99 Гидроксид алюминия 0,01-90,00

[Заявка №2008127348, Заявл. 04.07.2008].

Недостатком известного вещества является непригодность шпинельной продукции, полученной из него, к использованию в качестве модифицирующей добавки в резиновые смеси из-за отсутствия в молекуле гидроксоалюмината магния анионов хлористоводородной, или азотнокислой. В результате чего на поверхности кристаллов шпинельных порошков отсутствуют активные центры, способствующие повышению их реакционной способности с частицами резины.

Техническим результатом заявляемого решения является то, что добавка ультрадисперсных шпинельных и шпинельоксидных порошков, полученных из предлагаемой композиции, в резиновую смесь существенно повышает износостойкость резиновых изделий.

Технический результат достигается тем, используют композицию из водонерастворимого магнийсодержащего соединения и гидроксида алюминия, в качестве магнийсодержащего соединения она содержит ультрадисперсные химические соединения Mg₆Al₂(OH)₁₆(NO₃)₂4H₂O или Mg₆Al₂(OH)₁₆Cl₂4H₂O при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Ультрадисперсные химические соединения   Mg₆Al₂(OH)₁₆(NO₃)₂4H₂O, или   Mg₆Al₂(OH)₁₆Cl₂4H₂O 10,00-99,99 Ультрадисперсный гидроксид алюминия 0,01-90,00

При получении ультрадисперсных шпинельных порошков путем прокаливания заявляемой композиции при 1000°C в течение 2-х часов за счет присутствия хлоридов или нитратов на поверхности мельчайших кристаллов образуются активные точки. Активные точки образуются благодаря наличию в исходных частичках гидроксоалюмината ионов хлорида или нитрата в виде связей между катионами алюминия и магния и ионами An^- в оптимальных количествах на единицу поверхности. Активные точки образуются на месте разрыва связей между катионами магния и алюминия и анионами кислотных остатков хлористоводородной и азотной кислот. При добавлении полученных таким образом шпинельных порошков в резиновые смеси неожиданно повысилась износостойкость изготовленных резиновых изделий на 80%. Этот эффект объясняется тем, что за счет наличия этих активных точек кристаллики вступают в реакцию с частичками резины и прочно связывают разные участки резиновой смеси между собой, повышая энергию их разрыва.

Заявляемую композицию получают следующим образом. Берут исходные растворы соединений магния и алюминия и смешивают с расчетным количеством раствора щелочного соединения при перемешивании. Устанавливают рН 8-9. Из полученной суспензии отделяют осадок композиции, отмывают, сушат, прокаливают и измельчают для разрушения конгломератов шпинельных кристалликов.

Следует брать в качестве магнийсодержащего соединения ультрадисперсные химические соединения Mg₆Al₂(OH)₁₆(NO₃)₂4H₂O или Mg₆Al₂(OH)₁₆Cl₂4H₂O не менее 10 мас.% и не более 99,99 мас.% и ультрадисперсного гидроксида алюминия не менее 0,01 мас.% и не более 90 мас.% во избежание уменьшения износостойкости резиновых изделий, изготовленных с добавкой ультрадисперсного шпинельного порошка в исходную резиновую смесь.

Пример 1. Берут раствор, содержащий 26,241 кг алюмината натрия в пересчете на гидроксид алюминия Al(OH)₃ и раствор нитрата магния, содержащего 28,32 кг нитрата магния в пересчете на оксид магния. Два раствора смешивают, значение рН суспензии устанавливают 8,5. Осадок отделяют от маточного раствора, отмывают, сушат.

При этом получается 100 кг композиции со следующим соотношением компонентов, мас.%:

Ультрадисперсный гидроксоалюминат нитрат магния   Mg₆Al₂(OH)₁₆(NO₃)₂4H₂O 51,29 Ультрадисперсный гидроксид алюминия 48,71

При использовании продукта в изготовлении резины его прокаливают при 1000°C в течение 2-х часов и измельчают полученные конгломераты ультрадисперсного шпинельного порошка. По нашим экспериментальным данным при добавлении этого порошка в исходную резиновую смесь износостойкость резиновых изделий увеличивается на 75%.

Пример 2. Берут раствор, содержащий 108,23 кг алюмината натрия в пересчете на гидроксид алюминия Al(OH)₃ и раствор хлорида магния, содержащего 28,32 кг хлорида магния в пересчете на оксид магния. Два раствора смешивают, значение рН суспензии устанавливают 8. Осадок отделяют от маточного раствора, отмывают, сушат.

При этом получается 222,19 кг композиции со следующим соотношением компонентов, мас.%:

Ультрадисперсный гидроксоалюминат хлорид магния   Mg₆Al₂(OH)₁₆Cl₂4H₂O 51,29 Ультрадисперсный гидроксид алюминия 48,71

При использовании продукта в изготовлении резины его прокаливают при 1000°C в течение 2-х часов и измельчают полученные при этом конгломераты ультрадисперсного шпинельного порошка. По нашим экспериментальным данным при добавлении этого порошка в исходную резиновую смесь износостойкость резиновых изделий увеличивается на 80%.

Пример 3. Берут раствор, содержащий 0,01 кг алюмината натрия в пересчете на гидроксид алюминия Al(OH)₃ и раствор хлорида магния, содержащего 99,99 кг хлорида магния в пересчете на гидроксоалюминат хлорид магния. Два раствора смешивают, значение рН суспензии устанавливают 8. Осадок отделяют от маточного раствора, отмывают, сушат.

При этом получается 100 кг композиции со следующим соотношением компонентов, мас.%:

Ультрадисперсный гидроксоалюминат хлорид магния   Mg₆Al₂(OH)₁₆Cl₂4H₂O 99,99 Ультрадисперсный гидроксид алюминия 0,01

При использовании продукта в изготовлении резины его прокаливают при 1000°C в течение 2-х часов и измельчают полученные при этом конгломераты ультрадисперсного шпинельного порошка. По нашим экспериментальным данным при добавлении этого порошка в исходную резиновую смесь износостойкость резиновых изделий увеличивается на 80%.

Пример 4. Берут раствор, содержащий 90 кг алюмината натрия в пересчете на гидроксид алюминия Al(OH)₃ и раствор хлорида магния, содержащего 10 кг хлорида магния в пересчете на гидроксоалюминат хлорид магния. Два раствора смешивают, значение рН суспензии устанавливают 8. Осадок отделяют от маточного раствора, отмывают, сушат.

При этом получается 100 кг композиции со следующим соотношением компонентов, мас.%:

Ультрадисперсный гидроксоалюминат хлорид магния   Mg₆Al₂(OH)₁₆Cl₂4H₂O 10 Ультрадисперсный гидроксид алюминия 90

При использовании продукта в изготовлении резины его прокаливают при 1000°C в течение 2-х часов и измельчают полученные при этом конгломераты ультрадисперсного шпинельного порошка. По нашим экспериментальным данным при добавлении этого порошка в исходную резиновую смесь износостойкость резиновых изделий увеличивается на 80%.

Пример 5. Берут раствор, содержащий 100 кг алюмината натрия в пересчете на гидроксид алюминия Al(OH)₃ и раствор хлорида магния, содержащего 100 кг хлорида магния в пересчете на гидроксоалюминат хлорид магния. Два раствора смешивают, значение рН суспензии устанавливают 8. Осадок отделяют от маточного раствора, отмывают, сушат.

При этом получается 200 кг композиции со следующим соотношением компонентов, мас.%:

Ультрадисперсный гидроксоалюминат хлорид магния   Mg₆Al₂(OH)₁₆Cl₂4H₂O 50 Ультрадисперсный гидроксид алюминия 50

При использовании продукта в изготовлении резины его прокаливают при 1000°C в течение 2-х часов и измельчают полученные при этом конгломераты ультрадисперсного шпинельного порошка. По нашим экспериментальным данным при добавлении этого порошка в исходную резиновую смесь износостойкость резиновых изделий увеличивается на 80%.

Полученная композиция пригодна к использованию в качестве сырья для синтеза ультрадисперсных шпинельных порошков для керамического производства и для использования в качестве добавок в исходную резиновую смесь с целью повышения износостойкости резиновых изделий.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Композиция из водонерастворимого магнийсодержащего соединения и гидроксида алюминия содержит ультрадисперсные химические соединения Mg₆Al₂(OH)₁₆(NO₃)₂·4H₂O или Mg₆Al₂(OH)₁₆Cl₂·4H₂O при следующем соотношении компонентов, мас.%: ультрадисперсные химические соединения Mg₆Al₂(OH)₁₆(NO₃)₂·4H₂O или Mg₆Al₂(OH)₁₆Cl₂·4H₂O 10,00-99,99, ультрадисперсный гидроксид алюминия 0,01-90,00. Композиция пригодна для производства керамики и для использования в качестве модифицирующей добавки в резиновые смеси. Изобретение позволяет повысить износостойкость резиновых изделий. 5 пр.

Композиция из водонерастворимого магнийсодержащего соединения и гидроксида алюминия для производства керамики и для использования в качестве модифицирующей добавки в резиновые смеси, отличающаяся тем, что в качестве магнийсодержащего соединения она содержит ультрадисперсные химические соединения Mg₆Al₂(OH)₁₆(NO₃)₂·4H₂O или Mg₆Al₂(OH)₁₆Cl₂·4H₂O при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Ультрадисперсные химические соединения   Mg₆Al₂(OH)₁₆(NO₃)₂·4H₂O или   Mg₆Al₂(OH)₁₆Cl₂·4H₂O 10,00-99,99 Ультрадисперсный гидроксид алюминия 0,01-90,00.