Способ получения цинксодержащего диоксида кремния Советский патент 1987 года по МПК C01B33/18 

Изобретение относится к технологии получения Zn-содержащего диоксида кремния с .высокой степенью дисперсности, который может быть использован в качестве активатора вулканизации резиновых смесей.

Цель изобретения - повьшение стойкости каучука к истиранию за счёт усиления активирующего действия диоксида кремния.

Пример 1. В кварцевьй реактор проточного типа загружают 50 г белой сажи БС-120. В верхней части реактора помещают кварцевую чащку с 7 г пропи- оната цинка. Температура в реакторе составляет 300°С. Пары пропионата цинка, извлекаемые током сухого воздуха, проходят через слой дисперсного диоксида кремния (белой сажи БС-120), при этом происходит взаимодействие поверхностных гидроксильных групп белой сажи с молекулами пропионата цин

Обработка дисперсного диоксида кремния пропионатом цинка приводит

ка. Скорость потока сухого воздуха составляет 50 мл/мин. Затем обрабаты- 25 к органофилизации поверхности диокси- вают парами воды при 180°С. Содержа- да кремния, что обеспечивает лучшую ние цинка в образце по данным хими- диспергируемость целевого продукта ческого анализа составляет 3%. Удель- в резиновой смеси. Пропионовая кис- ная поверхность синтезированного - лота, необходимая для получения про- образца 94 .30 пионата цинка, является побочным проП р и м е р 2. То же, что и в при- дуктом фармацевтического производстцере 1, но переменную обработку парами пропионата цинка и воды проводят - три раза; Содержание цинка в получент ном образце 10%, Sjjg. 88 .

Пример 3. То же, что и в примере 15 но попеременную обработку парами пропиойата цинка и воды проводят 7 раз. Содержание цинка в целевом продукте составляет , S,

Как видно из примеров 1-3, наполнитель, получаемый по предлагаемому способу, обладает более высокой 5 , чем получаемый по известног-1у (30- 65 м2/г).

В таблице приведены составы рези- новых смесей и свойства вулканизатов на основе изопренового каучука.

Как видно из данных таблицы, введение в резиновую смесь Zn-содержащего диоксида кремния с содержанием цинка 3 мас.% не обеспечивает достижения требуемых физико-механических показателей вулканизатов.:. Образцы с содержанием цинка больше 7 мас.% могут быть использованы в качестре активатора вулканизации резиновых смесей. Вулканизаты, полученные по

5 0

предлагаемому способу по стойкости к истиранию превосходят вулканизаты, полученные по известному при некотором снижении расхода дефицитного металла.

Преимуществом предлагаемого способа получения Zn-содержащего диоксида кремния является простота полу- д чения Еп-оксидной оболочки .на поверхности частиц SiOj. Обработка дисперсного диоксида кремния парами.Zn-co- держащего реагента обеспечивает получение целевого продукта с равномерным распределением цинка на поверхности частиц инертного наполнителя и с большей величиной удельной поверхности, чем в случае; обработки Zn-co- держащим соединением в растворе. При этом исключается загрязнение целевого продукта соединениями Си и Мп, ускоряющих старение резины.

Обработка дисперсного диоксида кремния пропионатом цинка приводит

5 к органофилизации поверхности диокси- да кремния, что обеспечивает лучшую диспергируемость целевого продукта в резиновой смеси. Пропионовая кис- лота, необходимая для получения про- 0 пионата цинка, является побочным про

ва, что делает способ дешевым.

Таким образом, гфедлагаемый способ позволяет получить Zn-содержащий диоксид кремния, обладаняций повышенным активирующим действием, обеспечивающим увеличение стойкости вулканизатов к истиранию при снижении расхода дефицитного металла.

Формула изобретения

1.Способ получения цинксрдержа- щего диоксида кремния, используемого в качестве активатора процесса вулканизации каучуков., включающий обработку диоксида кремния цинк с о держащим реагентом, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости каучука к истиранию за счет усиления активирующего действия диоксида кремния, обработку проводят последовательно и парами пропионита цинка и воды до содержания цинка 7-25 мас.%.

2.Способ по П.1, отличающийся тем, что последовательную обработку проводят 3-7 раз.

Каучук СКИ-ЗНТ75

Каучук СКД25

Сера2

Сульфеканнд Ц0,8

Техуглерод Л32440

Стеариновая кислота 1

Воск ЗВ-1 , 1

Дисперсный крем- иеэек, обрабо- танньй водный раствором цнн- ката аммония с содержанием 10 мае., (известный) S

Диоксид кремния, многократно и nortepe- ненно обрабо- таиный парами пропионата цинка и воды с содержанием нияка, кас.Х

3

7-

10

25

Показатели резиновых смесей по ремонту 100 Монсанто 140°С

75

25

2

0,8 40

1

75

25

2

0,8 40

f 1

75 75

40 40 40 40 40 40 40

40 40

,111111 111111

3 4

3 4

3 4

75 25

75 75 75 75 75 75 75

25 25 25 25 25 25 25 25 25

22 2 2 22 2 2 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8

40

Максимальный крутящмй мб- мент, им

6,1 6,2 6,3 6,3 7,4 7,3 7,6 7,8 7,9 7,8 8,2 8,2 . 8,6

Минимальный крутящий момент, им .1,1

«,2

1,2 1,0 1,2 1,3 1,2 1,1 1,2 М М ),2 1,2

Время нахождения в вязкоте- кучем состоянии. Т, мин

4,0 5,0 5,2 5,2 5,0 5,1 5,2 5,1 5,3 5,4 5,2 5,3 6,2

Время достижения оптимальной степени структурирования 26

Скорость вулканизации, 2/мин 5,4

Свойства вулка- низатов. Ре-1 КИМ вулканизации 30 мин при . Условная прочность тфи растяжении, МПа 16,0

29

29

5,6 5,8

18 19 19 19 18 19 17 17 18 16 6,7 6,5 6,8 6,9 7,0 7,1 7,1 7,6 7,4 7,7

16,0 16,1

19,0 18,6 19,3 18,7 15,1 19,4 19,6 19,1 19,0 19,5

75 75

75 25

25 25

40 40

,111111 111111

3 4

3 4

3 4

Отяосительвое

удлинение, X 620 610 620 620 510 540 520 530 540 У60 560 540 530

Сопротивление р здиру, кН/м 38 42 4 40 58 57 57 60 62 59

Усталостная выносливость

ФИ 24нн

Ч) TU.oSiioB2334363541 403949 5Z43

Истираемость

J1O МИР-1.

644 685 747 590 293 265 288 281 266 :J62- 295 257 252

Продолжение таблицы

63 65 64

46 42 47

Изобретение относится к способам получения цинкосодержащего диоксида кремния и позволяет повысить активирующее действие в процессе вулканизации каучука, обеспечивающего увеличение стойкости вулканизаТов истиранию при снижении расхода дефицитного металла. Способ включает последовательную многократную обработку диоксида кремния парами пропионата цинка и воды до содержания цинка,7- 25 мас.%. Температура обработки . 1 з.п. ф-лы, 1 табл. со 01 00 | со