Способ получения модифицированных минеральных наполнителей Советский патент 1977 года по МПК C09C3/00 C08K9/00 

1

Изобретеи е относится к способам получения модифицированных микеральны.х наполнителей, нанрлмер, на основе кремнезема, окисн алюминня н алюмосиликатов и может быть использовано в нронзводстве пластмасс н спнтетических каучуков.

В настоящее время обычно используемые в качестве наполнителей природные алюмосиликаты, например каолин нлн бентоннт, н многие сннтетические неорганические матерналы, такие как окись алюминия или глинозем, кремнезем и аморфные алюмосиликаты, из-за плохой смачиваемости полимерами ие могут быть введены в больших количествах в иоллмерные материалы без ухудшення их свойств.

Улучшение совместимости нанолннтеля с нолимерным материалом в этом с.тучае достигается модификацией поверхности нанолпителя путем адсорбции или химического связываиия иолимерофплы-юго вещества 1.

Известен снособ получен.мя модифицированных мннеральных нанолнителей, наирнмер органокремнезема, органобентоннта н других алюмосиликатов, согласно которому нсходный минеральный субстрат иереводят в катионную форму, обрабатывают затем раствором соли металла, например железа, после чего осуществляют прнвивку полимера к иоверхности нолученпого иродукта нутем его выдержнвания в водном растворе соответствующего мономе2

ра в присутствии перекиси водорода ирн новышенной температуре. По окончанпп нолн.меризацнп образен, промывают водой и высушивают 2.

Согласно известному способу на поверхность минералов могут быть прнвиты акрплонитрпл, стирол, метнлметакрнлат, акрнлампд н другие мономеры.

Однако нзвестный снособ не обеснечнвает достаточную полноту прививки к поверхности исходного минерала некоторых мономеров, i; а при мер винил адетата.

С целью увелнчення степени нрнвнвкн мономеров согласно нредлагаемому способу обработку нанолнптеля ведут солями цинка, предпочтительно хлоридом цинка.

При использовап1П1 предлагаемого способа степень ирививки мономеров к нове|)хности минерального субстрата увеличивается более чем в два раза но сравнению с известным способом.

Моднфпцнрованпе минеральных наполнителе нредлагаемым енособом за лючается в следуюн1ем.

Исходный мпперальпый субстрат. бентон п-, каолин, аморфный алюмоснлпкат, обрабатывают раствором Г11дроок сп 1атрия кальция с целью перевода исходного продукта в кат 0нную форму. Отмытый продукт затем обрабатывают раетвором солп

цинка, предпочтительно хлорида. Стеиень замещения соответствующего катиона на цинк определяют титрованпем раствора соли цинка до и после контакта с образцом комплексопометрпческпм методом.

Образец в 7п +-форме помещают в водную среду мономера п в присутствии перекпсного соедннення, например персульфата калия, прп повышенной температуре осуществляют прнвпвку. Гомонолимер затем отделяют экстракцией соответствующнм растворителем, напрнмер, нолпакрплонитрнл отделяют дпметилформамидом, полнвинилацетат - ацетоном, нолиакриламид-водой. Количество привитого полимера рассчитывают как привес неэкстрагируемого полимера по отношению к исходной Р1авеске.

Пример 1. 5 г бентонита, предварительно обработанного слабым раствором NaOH и отмытого до нейтральной реакцни, помещают в 0,1 и. раствор хлорида цннка на 15-30 мин, после чего промывают водой. Полученный бентонит в цинковой форме со степенью замещения на 0,48 мг-экв/г помещают в колбу, содержащую 5 мл винилацетата и 20мл воды, и нагревают до 45°С. Затем в реакционную смесь добавляют 0,345 г персульфата калия и выдерживают смесь при рН 7,4 в течеппе 1 час при перемешивании. Затем образец бентонита тщательно промывают и сушат. Величина прививки ноливинилацетата (ПВА) к исходному субстрату составляет 20,9%. Величина прививки ПВА в аналогичных условиях на бентонит в Ре +-форме составляет 8,3% ПВА.

Пример 2. 5 г бентонита, обработанного раствором хлорида цинка по примеру 1, со степенью замещения на 0,06 мг-экв/г помещают в колбу, содержащую 5 мл винилацетата, 20 мл воды и до 6 г персульфата калия. Реакционную смесь неремешивают при рН 8,5 и 60°С в течение 0,5 час. Затем образец каолина промывают н . Величина приBHBKii ПВА к исходному субстрату составляет 8,3%. В аналогичных условиях величина прививки ПВА на каолин в Ре +-форме составляет 8,3%. Таким образом, улучщение совместимости

обработанного солями цинка ианолнителя с основным полимерным веществом по сравнению с наполнителями, обработанными, например, соля.мн железа, позволяет вводить в поли.мерную композицию значительно большее

K0v ичecтвo наполнителя, что обеспечивает удешевление полимерных комнозиций и экономию полимерного вещества.

Формула изобретения

Способ получения модифицированных минеральных нанолнителей, нанрнмер органокремнезема, органобентонита и других органоалюмосиликатов, включающий обработку нанолнителя солями металлов с последующей прививкой к поверхности нолученного продукта иолимера в присутствии перекисного соединения, отличающийся тем, что, с целью увеличения степени прививки мономеров, обработку наполнителя ведут солями цинка, предпочтительно хлоридом цинка.

Источники информации, прииятые во внимание при экспертизе

1.Брык М. Т. Полимеризация на твердой поверхности неорганических веществ. Химия и технология высокомолекулярных соединений. 1973, т. 4, с. 142-184.

2.Авторское свидетельство № 444780, М. Кл.2 С 08L 33/08, 17.08.72.