Способ получения модифицированного кремнийсодержащего наполнителя

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (l9) SU (II) А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

11 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 373?349/23-05 (22) 04.05.84 (46) 28. 02.86, Бюл. Ф 8 (72) IO. А. Зверева, А. . Н. Гришин, Т. В. Палаева, В. А, Попов, В. В. Гузеев, С. Н. Потепалова и А. П. Савельев (53) 678.84(088.8) (56) Патент Великобритании

119 1456865, кл. С 3 Р, опублик. 1976.

Патент США 119 3855162, кл. 260-17.4, 1972. (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО КРЕМНИЙСОДЕРЖАЩЕГО НАПОЛНИТЕЛЯ для поливиннлхлоридных матери(11 1 С 08 К 9/06// С 08 Е 27/06 алов обработкой наполнителя в водной среде ненасыщенным органосиланом, а затем винилхлоридом в присутствий перекисного инициатора, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью интенсификации процесса и улрощения технологии, в качестве ненасыщенного органосилана используют винилтрнэтоксисилан, метакрилатметилтриэтоксисилан или метакрилатметил(метил)ди" этоксисилан и обработку проводят при о

45-65 С, рН 1-2 и массовом соотношении ненасыщенный органосилан и наполнитель 0,2-20:100, а винилхлорид берут в количестве 10-60 мас.ч. на

100 мас.ч, наполнителя.

Изобретение относится к тех;.(олс> гии получения модифицирогакных каполнителей, применяемых в гроизводСТВЕ НаПОЛНЕННЫХ IIOJIHBHHII(I)(ЛО))НД1(Ьг)" (ПВХ)-материалов в произвсдс- ве . т:у, " строительстве злект()оте3011(ч()ской промьш(леыности.

Целью изобретения является :.:н-.= сифик ация процесса и I! I(I) О,)(.-. к. -,нологии, П р и и е р,, В р. «311.. .;>р е."11(ос ть(>3

20 л с меь(алкОЙ -1 теГ(лообме>нный рубаткой загружа(()т .-:.г:и 11СГ)е((е):.::>1)а((1. и

100 мас ч герлита . 1 ООГ):«>:(-.;.-;!! ) (pH 1 О) и 1 мас.ч, BHI!H)(тр)(зток -.:-силака. Реактор нагревают;.:о б5 С.

Через 4 ч реактор B;к гум(..()у(Г-. гpy3((aj()" 0., 5 мас, ч.,-((. рс)хл1>(1)а -,,-, ам(10HHR H 30 ма С, Ч о BHITI(JI)Cr(OT)((1-;g 1«B e!! I -г полимеризацию 4 ч, Модиф((цирова(11161. 1 наполнитель отфильтрoB6)()a(()) I вь). ",:"IITHBg(()y. Пох(учаю>г 1 20 ь(а(. ч,, M-;.циф)«-. цированного перх(ITe-. содер ка((1его

20 мас.ч. полимерного покрь:ти- 13г.ределено гравиметрически TI =лемент-ным анахп(зом).

Состав реакпионной среды и у(ло вия получения модифицированного на« полнителя для остальных примеров (РР 2-19) приведены в табл, ВТЭС вЂ” винилтриэтоксис1(ла)1,м"("3С— акрилатме тклтри э ток си сила((„* . T(-)1>(С ме так рил атме тил (ме тил) ди от OK сис(": n;;:-..

МВ БС вЂ” метилви1(илдг(хлорсилз(1 10А персульфа(аммония,иСК вЂ” персульфа. калия, ЛПΠ— лауроил пероксиГ;.

ФизикО химические х((рак )" е()ис,(,"и модифицировакных к:-.Нолнитех(ей пр(!-ведены в табл. 2.

В табл. 3 предст! IBJ(eH61 "раопительные физико-химические хара..;,"= )=;-: тики M033HQ)HLTHPOBBI-IHQI О пePJJ I Я н )3 : ность наполнен 101.0 HM ПВХ-матер -:.а)(Г .

)3 качестве кремьц(Й(Одер;у@д=.х:.,а полнителей использу1дт Г(ерл3(т ъ к-«(> -. лик э асбест волокнистый и -.З1)г);; и

В качестве ненас61ЩенньГ o,) (" ан(;(() (.1 нов используют вин. .лтр:-(з>(QKc". (BT3C), метaKpH»oòü.:ет,.>лтр((эт -.:> (л..

Лак (N73C) ИЛИ МЕ Га(.,«!>3 "3>а л ie > «ri; тил) диэтоксисилан (.("1ЦМ;С), 1(01,=: -.; рация некась((((енд(ого ор;- а-,, о-.к.-„-.-,.-. -, 0,2-20 мас.ч. на 100 мас.,(, нителя. Инициаторы соноли(1>3; персульфат аммония (ПСА)., пеусх.". ;фат калия (ПСК) и другие инициа..". ры свободно-*радиках>ьноЙ пог(имеpиза-ции. В качестве водкок среды испол,, з>3))ахи(0 (3- )- 0 5,ãr-ные водные растворы ."(».;-и .-* ) ",.>"-1" >Ir) (b с ГП 1-? иэ TG(3J! 1 (! .(Д;- ; . ЧТO УВЕЛ().-(eIIHe Ph ВОДНОП СРЕ

>,ь.(1() 2 0 уме>(ь(((епие концентра.»(>",e iЯНr >и КИ()Л 0 I 6)) BЕДBT К УВЕЛИ

TID0 " 3»" ите»ьп(>ст I »poL" ccrc

>:;г(>,г(г,а> —,»> >. >: тг,:;гЕКИЮ ггои()ЧЕСТ>па И

>ПК>()И ТОГ() г(e Iа> 1!i!IBHHC)BO 1П1ака

: 3 )«)-(Е» -. К. ("3 JOBH ÐeJII> «О

Е 1.:Л)Е>1(П();.;.РО., ОС ГИ тто»; Og Я»6(т(>

1 . . " "". . i еРI (а)Ха .;. . 1!>1P . с Г(),.:,Ини>3и13(3. -". (и (" (при:«ep:;. ) . .Ум - :sj>(e(IIIe рИ си(. ды (- ((:е .- О ":30 з((03((1:.0 х1и3пь г-".» - П(а-.итЕЛ1-. О(.; >ЕЛИЧЕКИИ КОНЦЕНт -«))а(1 c — о" I>. в > . "(О 1) и(()и()и(1)>оваHHo . 0 .: о > >гС(«;>(» п>л-». - ..., -г ")0 ..1>ЗНК6)-"г г)Зг(ОС

;;>;3>->:,- (3в;,) .1(г) >> -. (. (.м(>р 1 Я), -,г>, "i:, т, >, !, -!I > g)T!!".T тI(НасЫ."((а(. а);,",д;е О, ",ма

=р 1Х-:) к(31(в.", -(т к CHIT;êe(.è(0 ко;.:-1(-;. -гва T(i.,ò.,ò:Ii (o -o пох(име1)а гь(екь— — 1 - >яд, (В3(;,,,:;;-, =:)П:;.-;;,.i: (= )Х(1.1>0..)У ПОКРЬ)ТИЮ

;;.;; =;i т>;)(ОГ((;ттт>3 Хгя И сгт3Е!-,3(ЧЕ «ИУО

И ) >. .-3} .О) О, 01(C)Са ПЕР !1)аеаТ)!TBаю — .) сбор >T;OBQII (H „

У:-.Е. 11> (С(1.-:-; !((!H (:.-гп).Р JHI":,ИИ Н вЂ”.НаСЫ:- .1;»>!T i) " ""(х"а!!g вь()ле ?0 гчас. ч > (,при >)) 1-1)1(г)0.,1():,. y-. e.TI! !.eH1ю про

> ч 3-i=;,(,)- ой . ш)(в((е Г(ол(«>.(ерной -Tj(H > )П3)ЗЕ >>ХНОСТ ЬЮ Паг(ОЛНИТЕЛЯ

>." )

; 1(ИК3 1 г >;;НЕ -.ТИ 1(В;1-", О;);-(OBI«ITJHò .".;>31ПЬЗИ ("!)B)3» 1 ? 0 Мс3. э - > >.OMIIO

;.,",>РС(3г3б>(>.ТГ)В >e:(ÑË) .

:,—; )=i-;:.>;.= к"-;. —:;; -;;Це ((У));III(= и B>:. (п(3ис(:.;.-..„èe-(. 3-:3 (о-п:и е(в;.. Г((31.;..0.--(тогo HOУ. >Е:(i-::3((!j- !«j() (Г(>О -1>10(ТИ IIDH РаЗ

))- : j>-;.- (.1ВЛ ". )ате)эиа г(а - r",e1(o!) j (oм v/ покры ». (> <-:61С.. 111i.::::i TIUJ>ji (-"3;,H B)O.(HM!=:POM >п>л((>г:-:::I)j(! -абр((зивного из-;"î"ñà пе, .аты.-;а::-.:-:. (его об )р .дев>)ь((1я „Уве г "(> "" !(i! !(Н "ра1) >П(В а ВЫ)((в бО MHC э Ч с ...:.,ер 1, ), ке ул-,--(."(гя свойств . На >i . .,".;.I»" e.(. :.. Г>гЗЦЕТ К уВ(3Х(ИЧЕНИ(0 ПрОДОЛ...) ь;", :о с )и:, .Одиф(.(к а((и(.(не о бходи,: " (3(иг.:: — > па(1(((значитсх(ь((6:.х коли(т.. -.е .—.:-.:.","п;,в)е — в по:(имеризацию

31., ".. и;-.:.:«..-:: >Ге>л((((:ы 3; у )3ы модификации „риме(3 !Я) ведет:,: умень- "* ва и дол --(пг)ивитого

СЬ>Х>ана Я»0 r(H\liePd .> .(:,:Ос .::..: )....:, > = ":. зв -:1ВХ вЂ” материала, !

2 кации выше 65 С (пример 193 ведет к снижению прочности при разрыве ПВХматериала, к черезмерному повышению давления и резким колебаниям его в реакторе и усложняет контроль эа протеканием процесса.

Как видно из примеров, приведенных в табл. 1 и 2, получение модифицированных кремнийсодержащих наполнителей позволяет интенсифицировать процесс и упростить технологию модификации в сравнении с прототипом: обработка наполнителя ненасыщенным органосиланом и виннлхлоридом в при" сутствии инициатора в водной среде проводится в одну стадию в одном реакторе в отсутствие органических расстворителей и при более низких кон"

l 4685 4 центрациях минеральной кислоты. При этом существенно сокращена продолжительность процесса (с ЭЗ ч до 5-!О ч).

При получении модифицированных наполнителей по предлагаемому способу на их поверхности образуется полимерное покрытие с более высокой долей привитого полимера, чем по известному. !

О

Из табл. 3 видно, что ПВХ-материал с использованием полученного наполнителя — модифицированного перлита хорошо перерабатывается и имеет

15 более высокий прочностиой показатель, чем ПВХ-материал с использованием наполнителей, модифицированных известными способами.

1 М с! о

Ж Р о

v o

Ж ж х х й

О О сО О О О О О О 0

О О а О О О О O О О

I о сб

l о

О с! О О О О О O O oO

Ю а ° ь O с4 ch

<Ф gh Ю Ю Ю Ol

О <."Ь (6 а O Щ i. Ф O Со О сс о о

Ф X с!1.а 1 1 е. E» (Х

Ф ю о ж е» ай 6

° ь

Ж

i 1 1 1

I I 1 t а

° Ф О О

1:! о

° О .о

М о

И

I 1 1 иск

° а

>Я ф о а ж о

u а а3 1

У, !в

o o o

o o о

kf о

1 о м

С)

I о

g)

1 —

Й «

И с И

01

Е» &» сс1 & c0

О С О

В са O м сч о сч

1

1

I с! О O O

С) О с-) ж х

Ц о

L и Е ж о о е о о со а (б <- (» сд

1 ж а

1: о

>Я о

Ж 1 ж

5t

1 а !!! 1 о 1

o I

I

Я е

Р е

<6 о

61

Ю о е

Г М!!!

Q 5

Ж Х

О! Ж

О

cd c6

М Х вЂ” 1

Q о Е

Н <У

ПЭ

C ц! о о

398

O O O I 1 с 4 I 1 i I

1 1 I i I !

1 1 1

1214685

I B о а х ! EC х х х х, х l6 и ф

1 х и о !

» к о

1 E о х и ф

Ц х х о и

М о х д » c6

uo xe ф х ф Ф в в х Ef

lr

Ц х х о

И х

r v

° Щ и

® о

Ю

l6 сО х х

1 I I

O aI O aI

E Х Х ф ж ю и

Р.OKO

Ф» V I» х х о

1 ф о 1Ф4 v

1 х»ь

Ф & х и 5 5 х

OeeI х х ы

I I

Ф о ц

Ц O

О Е» й1

al Р 1 1

И

ХE!!ХХО

Ф аЕ О Х Х

Р,X&ВТ л а л

Я

Ю о

o o

И И л

Ю Ю Ю о î о ю а

Ф Ю о о а а и

Ю Ю Ю о о о

М

Ф:! а

Ю о

I

Ф 1 Ц ко о

О m Ж ф х Ф

I I И оо о оо а зю и о о о о о о о о о о о о о о о о о о

o o о о о о!

63 о ц о о о фсч о о о

00 С С"Ъ о о оо с1 Fl

o o

Р ) <») Ц

Ю

Ю

Ю вЂ” u

%Э СЧ р !

Р о

Ц } а

С4

С) о

0l 0l

1- а

A Р:1 о о

Ю Ю ° \ о о о о

1 t

q1 X х х 3с

o o at

1 I 1 I

» »

1 1 t о о о о

Ц х х

Ц о

И ж о:

И и о ! ь

E» © хи о

aev

Р,фО

Э и д хи

Р и

eI I

X 1 ! е

2 1

3:1 1

Ф I

Рь I

1 их о

° l34

Х 1 о х

И I

Х

<б

I ф I е6

1-

V 1

О

I

I !

1 о х о а ж

Х Ц

Й1 е о а ф и

gy х о ф 13 х Й

I I

Х Е» ! v о а

1

qj

)5 !

Р.

О О О Р1 О О Q O

О О 01 О О 00 О о — а о о а о

М Ю ° Ь Ф ° Ь Ф Ю

o — o — — о

О о С > Р сЧ аО сР

«» СМ СЧ

O C0 О О О О О О

Таблица 2

Доля приннтого

Количество химически

Величина полимерного по исходного наполните2,0

405

380

60

405

22 5

390

4О0 б,,3

9„5

198

Я„б

32

350

20 390

290

0,6

380

335

300

20 ь

Определено гравиметрическим. методом и по данным элементного анализа после зкстракции модифицированного наполнителя кипяти дихлорэтаном в течение

40 ч в аппарате Сокслета.

Композиции у

9 крытия, мас.ч. на

100 мас.ч. исходного наполнипривитого полимера, мас.ч. на

l00 мас.ч, полимера н полимерном покрытии, Х

Прочность разрыва наполненного

ПВХ-материала, кгс/см

Не перерабатываются

340

12!,685

Таблица 3

Способ получения моднфнци» рованного перлита стан композиции

IOO мас.ч. П прн е

cc

Стеарин

Д ен»

По примеру I табл. 20

405

7,5 2 5 0 5

2,0

70,0

Примеры для сравнения !

7 5 2 5 0,5

I 5 25 05

2,4

350

78 60

76 tj0

8 0

Известный

Прототип

365

2,3

Немодифициро" ванный 0

75 25 05 60 60 е

ТОСС - Трехосновной сульфат снинца.

%»

ДОСС - Двухосновной. стеарат свинце, Составитель Б. Завин

Редактор Л. Костран Техред О.Вацишина . Корректор С. Черни

Заказ 853/35 Тираж 471 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам. изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4

Величинаа полнмерного nolCPMTM%, мас.ч. на

700 мас.ч. исходного перлита

Еопнчество химическин привитого полиме" ра, нес . на

100 мас. исходного перлита