Способ модификации силикатных наполнителей и сажи Советский патент 1975 года по МПК C09C1/00 C09C1/48 

ния, сажа и другие твердые вещества -анионного характера.

В качестве полиаминов могут быть рекомендованы соли продуктов конденсации аминов, дициадиамида с формальдегидом, полиэтиленполиамин и другие продукты, применяемые для фиксации красителей, дубителей в текстильной и кожевенной промышленности.

Для гидрофобизации поверхности частиц наполнителя могут быть использованы водные дисперсии ненасыщенных мономеров с относительно небольшим количеством (3-5%) метакриловой и акриловой кислот, в том числе выпускаемые промышленностью карбоксилатные латексы: латекс ДММА (сополимер дивинила, метилметакрилата и метакриловой кислоты), латекс МБМ (сополимер метилакрилата, бутилакрилата и метакриловой кислоты), латекс СКД (стирольно-дивинильный сополимер с метакриловой кислотой) и др.

Наполнители получают следующим способом.

Суспензию субстрата, содержащую около 5% сухого остатка, обрабатывают при механическом перемешивании водным раствором солянокислой соли полиамина. К полученной суспензии при энергичном перемещивании прибавляют водную дисперсию карбоксилсодержащего полимера. При этом наблюдается коагуляция и осаждение полимера на поверхности частиц, что проявляется в осветлении водной фазы.

Образовавшиеся осадки фильтруют, высушивают, растирают в шаровой мельнице и просеивают.

Полученные наполнители гидрофобны, набухают в органических растворителях. Экстрагируя ацетоном образцы наполнителей, модифицированных латексом МБМ (растворимым в ацетоне), установлено, что большая часть полимера (70%) прочно фиксируется на поверхности субстрата.

Модифицированные наполнители хорошо совмещаются с полимерами, вызывая при этом некоторое усиление прочностных свойств. Так, введение модифицированного бентонита в полиэтилен вызывает усиление прочности до 10% по сравнению с ненаполненным полиэтиленом и уменьшение усадки до 0,5% по сравнению с 1,5-3% для чистого полиэтилена, что позволяет изготавливать детали повыщенной точности из наполненных полимеров.

Введение аминов в полимерный материал благоприятно сказывается на устойчивости изделий к старению.

Известно, что аминоорганосиликаты способны прочно связывать прямые и кислотные красители с образованием пигментов. Если использовать эту способность в предлагаемом способе и в процессе модификации ввести анионный краситель, то можно получать окрашенные полимерофильные наполнители, которые, будучи введены в полимерный материал, одновременно выполняют роль наполнителя и пигмента.

Такой способ позволяет в один прием без подкраски получать наполпенные окрашенные изделия.

Обработка амипокомплекса субстрата красителем может быть произведена совместно с колимером в водной дисперсии или раздельно раствором красителя.

Пример 1. В трехгорлую колбу с обратным холодильником помещают 12,8 вес. ч. диметиланилина, при механическом перемещивании добавляют 9,0 вес. ч. концентрированной соляной кислоты, охлаждают до 20-25°С, добавляют 10,0 вес. ч. 40%-ного раствора формальдегида и нагревают на кипящей водяной

бане 3 час. Полученный продукт разбавляют водой до 1000 вес. ч.

После этого к 1000 вес. ч. 5%-ной суспензии бентонита (предварительно отделенной от крупных частиц) при механическом перемешивании добавляют 290 вес. ч. полученного раствора полиамина, перемешивают в течение 15 мин, затем добавляют 50 вес. ч. 10%-ной водной дисперсии сополимера дивинила, метилметакрилата и метакриловой кислоты (или

сополимера метилакрилата, бутилакрилата и метакриловой кислоты, или сополимера бутадиена и метакриловой кислоты и др.), перемешивают 15 мин, фильтруют, сушат, растирают в шаровой мельнице и просеивают.

Полученный продукт набухает в бензоле, ацетоне, совмещается с полиэтиленом, полиметилметакрилатом, полистиролом и другими полимерами при нагревании.

Пример 2. К 1000 вес. ч. 5%-ной суспенЗИП бентонита (предварительно отделенной от крупных частиц) при механическом перемещивании добавляют 290 вес. ч. полученного по примеру 1 раствора полиамина, перемешивают 15 мин, затем добавляют 100 вес. ч. водной

10%-ной дисперсии сополимера дивинила, стирола и метакриловой кислоты или другого со голимера, добавляют 100 вес. ч. 0,5%-ного раствора красителя кислотного зеленого, перемешивают 10 мин, фильтруют, сушат, растирают и просеивают.

Полученный продукт набухает в органических растворителях, совмещается с полимерами, равномерно их окрашивая. Пример 3. В трехгорлую колбу с обраткым холодильником помещают 9,3 вес. ч. анилина, при механическом перемещивании добавляют 150 вес. ч. воды, затем 9,6 вес. ч. концентрированной соляной кислоты, охлаждают до 20-25°С, добавляют 5,6 вес. ч.

40%-ного раствора формальдегида и нагревают на кипящей водяной бане 3 час. Полученный продукт разбавляют водой до 1000 вес. ч. К 50 вес. ч. сажи марки ПГМ-33 добавляют 1000 вес. ч. воды, перемещивают, затем при

механическом перемешибании добавляют 150 вес. ч. полученного раствора, перемешивают 15 мин, добавляют 50 вес. ч. 10%-ной водной дисперсии сополимера метилакрилата, бутилакрилата и метакриловой кислоты (или

другого сополимера), перемещивают 15 мин,

фильтруют, высушивают на воздухе и растирают.

Полученный продукт набухает в органических растворителях и совмещается с полимерами.

Пример 4. К 1000 вес.ч. 5%-ной суснензии каолина при механическом перемешивании добавляют 40 вес. ч. 1%-ного раствора соли полиэтиленполиамина, перемешивают 15 мин, затем добавляют 50 вес. ч. 10%-ной водной дисперсии сополимера Дивинила, метилметакрилата и метакриловой кислоты или другого сополимера, перемешивают 15 мин, добавляют 120 вес. ч. 0,5%-ного раствора кислотного зеленого антрахинонового, перемешивают 10 мин, фильтруют, сушат, растирают и просеивают.

Полученный продукт набухает в органических растворителях и совмещается с полимерами, равномерно их окрашивая.

В таблице приведены некоторые сравнительные данные по набухаемости и прочности наполненных полимеров для немодифицированных и модифицированных наполнителей. Во всех случаях полимер взят в количестве 10% от веса субстрата.

Из таблицы видно, что немодифицированные минеральные наполнители не набухают в органических растворителях, при этом бентонит обладает ярко выраженной гидрофильностью. Композиции на основе полистирола, наполненные немодифицированными наполнителями, обладают низкой прочностью - ниже прочности ненаполненного полистирола.

Предмет изобретения

Способ модификации силикатных наполнителей и сажи путем обработки суспензии наполнителя раствором соли полиамина с последующим смешением с раствором анионного красителя, отличающийся тем, что, с

целью получения гидрофобных и полимерофильных наполнителей и повышения физикомеханических свойств полимерных композиций, суспензию наполнителя дополнительно обрабатывают водной дисперсией полимера винилового или диенового ряда, содержащего карбоксильные или сульфогруппы.