Способ получения термостойкого гидрофобного наполнителя

 

Изобретение относится к производству наполнителей и позволяет улучшить физико-химические свойства термостойкого, гидрофобного наполнителя на основе двуокиси кремния и 4изико-механические показатели резин с его использованием и повысить зкономичность способа получения зтого наполнителя. Дисперсный кремнезем на основе двуокиси кремния суспендируют в неполярном органическом растворителе при температуре кипения последнего в течение 20-30 мин, после чего постеЪенно в течение 10-30 мин добавляют к полученной суспензии фенилсиландиол в том же органическом растворителе и кипятят сйесь при перемешивании 10-30 мин. Затем в смесь постепенно в течение 10-30 мин добавляют полиметилсилоксан в том же растворителе . После этого смесь повторно кипятят при перемешивании 10-30 мин, растворитель отгоняют, а готовый целевой продукт подвергают термообработке при 200-300°С в течение 20 - 120 мин. Полученный наполнитель имеет свойства: содержание летучих компонентов 0,24%, потери в массе при прокаливании 16,80%, рН суспензии наполнителя 6,9, насыпная масса 135 г/л, гидрофобен, термостоек при 550°С. Резина, наполненная этим продуктом , после первой стадии вулканизации в прессе при 120°С в течение 15 мин имеет твердость 63 ед., прочность 83 кгс/см , относительное удлинение 565%, остаточное удлинение 5%, а после теплового старения при 150 С в течение 72 ч - прочность 75 кгс/см , относительное удлинение 435%. 1 з.п.ф-лы, 3 табл. i (Л ND 00 00 ;о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1288191

А1 (su 4 С 09 С 3/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ :

М А ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬС ГВУ (21) 3834425/23-26(22) 02.01.85 (46) 07.02.87.Бюл. У 5 (72) Л.М.Орлов, В.А.Сысоев, Б.И.Дроздов, Н.С.Бочарова, Н.Б.Маркова, В.А.Косырев, В.И,Ватаманюк и В.З.Афанасьев (53) 678.046.361 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 1114612, кл. С 01 В 33/12, 1979.

Авторское свидетельство СССР

11 403686, кл. С 08 К 9/06, 1967.

I (54 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕРМОСТОЙКОГО ГИДРОФОБНОГО НАПОЛНИТЕЛЯ (57) Изобретение относится к производству наполнителей и позволяет улучшить физико-химические свойства термостойкого, гидрофобного наполнителя на основе двуокиси кремния и физико-механические показатели резин с его использованием и повысить экономичность способа получения этого наполнителя. Дисперсный кремнезем на основе двуокиси кремния суспендируют в неполярном органическом растворителе при температуре кипения последнего в течение 20-30 мин, после чего постепенно в течение 10-30 мин добавляют к полученной суспензии фенилсиландиол в том же органическом растворителе и кипятят смесь при перемешивании 10-30 мин, Затем в смесь постепенно в течение 10-30 мин добавляют полиметилсилоксан в том же растворителе. После этого смесь повторно кипятят при перемешивании 10-30 мин, растворитель отгоняют, а готовый целевой продукт подвергают термообработке при 200-300 С в течение 20

120 мин. Полученный наполнитель имеет свойства: содержание летучих компонентов 0,24Х, потери в массе при

Я прокаливании 16,80Х, рН суспензии на- ж полнителя 6,9, насыпная масса

135 г/л, гидрофобен, термостоек при

550 С. Резина, наполненная этим про- С дуктом, после первой стадии вулканизации в прессе при 120ьС в течение Я

15 мин имеет твердость 63 ед., прочность 83 кгс/см, относительное уд2 М- линение 565Х, остаточное удлинение

5Х а после теплового старения при 00

150 С в течение 72 ч — прочность о 00

75 кгс/см, относительное удлинение

435Х. 1 з.п.ф-лы„ 3 табл. ССО

12881

Изобретение относится к производству наполнителей композиционных материалов, в частности к технологии получения термостойких гидрофобных наполнителей на основе двуокиси кремния, преимущественно на основе аэросила, предназначенных для использования в резинотехнической, химической промышленности и в других областях народного хозяйства, Цель изобретения — улучшение физико"химических свойств термостойкого гидрофобного наполнителя на основе двуокиси кремния и физико-механических показателей резин с его

f5 использованием и повышение экономичности способа получения этого наполнителя °

Способ осуществляют следующим об2О разом.

Дисперсный кремнезем на основе двуокиси кремния суспендируют в неполярном органическом растворителе при температуре кипения последнего в течение 20-30 мин, после чего постепенно в течение 10-30 мин добавляют к полученной суспензии суспензию фенилсиландиола в том же органическом растворителе и кипятят смесь при перемешивании 10-30 мин. Затем в смесь постепенно в течение 10—

30 мин добавляют полиметилсилоксан (ПМС) в том же растворителе. После этого смесь повторно кипятят при перемешивании в течение 10-30 мин, растворитель отгоняют, готовый целевой продукт подвергают термообработке при 200-300 С в течение 20—

120 мин. дО

Пример 1. 120 r высокодисперсного аэросила суспендируют в

1000 мл четыреххлорного углерода при температуре его кипения в течение

30 мин. К полученной суспензии посте- пенно в течение 10 мин добавляют суспензию, содержащую 12 г дифенилсиландиола (ДФСД) и 150 мл четыреххлористого углерода. Смесь кипятят при перемешивании в течение 30 мин. После этого в смесь постепенно в течение

10 мин добавляют раствор, полученный растворением 49 r ПМС в 200 мл четыреххлористого углерода, и повторно кипятя= при перемешивании в течение

30 мин. Затем растворитель отгоняют, а полученный продукт подвергают термообработке при 200 С в течение

120 мин.

91 2

Пример 2. К исходной суспензии высокодисперсного аэросила, полученной аналогично примеру 1, постепенно в течение 30 мин добавляют суспензию, содержащую 14 r и 150 мл четыреххлористого углерода. Смесь кипятят при перемешивании в течение

30 мин. Далее в смесь постепенно в

I течение 30 мин добавляют 44 г ПМС, растворенного в 200 мл четыреххлористого углерода, и повторно кипятят при перемешивании в течение 30 мин.

Затем растворитель отгоняют; а полученный продукт подвергают термообработке при 250 С в течение 60 мин, Пример 3, 120 г высокодисперсного аэросила суспендируют в

1000 и четыреххлористого углерода при температуре его кипения в течение 30 мин. К полученной суспензии постепенно в течение 10 мин добавляют 14,4 г дифенилдихлорсилана в

150 мл четыреххлористого углерода.

Смесь кипятят при перемешивании в течение 30 мин. После этого в смесь постепенно в течение 10 мин добавляют раствор, полученный растворением 49 r ПМС в 200 мл четыреххлористого углерода, и повторно кипятят в течение 30 минут при перемешивании. Растворитель отгоняют, а полученный продукт подвергают термообработке при 200 С в течение

120 мин.

Пример 4 ° Берут те же количества компонентов и ведут процесс при тех же условиях, как и в примере 1, только при добавлении сначала

ПМС, а затем ДФСД.

Пример 5. Берут те же количества компонентов и процесс осуществляют при тех же условиях, что и в примере 1 только ДФСД и ПМС в четыреххлористом углероде добавляют к аэросилу одновременно.

Свойства полученных по примерам наполнителей приведены в табл.1.

Как видно из приведенных в табл.1 данных, наполнитень, полученный согласно предлагаемому способу (пример 1-3), термостоек даже при

550 С (т.е. может применяться в спецреэинах), а при нарушении последовательности нанесения кремнийорганического соединения (КОС) термостойкость наполнителя снижается до

400 С (примеры 4 и 5).

1288191

10,Т аблица 1

Свойства наполнителя

1 2 3

Содержание летучих компонентов, Ж

0 25

0,24

0,32

0,21

0,27

Потери в весе при прокаливании, 7

17 10 16 ° 80 16 э7 16 э85 16 э60 рН суспензии наполнителя

6,9 6,9

140 135

6,6

6,9

6,9

Насыпной вес, г/л

147

137

152

Гидрофобный

Гидрофобный

Гидрофобный

Гидро- Гидрофобный фобный

Гидрофоб но сть

Термостойкость при температуре, С

300

Да

Да

Да

Да

Да

Количество КОС фенильными группами устанавливается исходя из покрытия частиц аэрссила мономерным слоем фенильных групп. При этом наилучшие свойства резин обеспечиваются 5 при использовании наполнителя,модифицированного КОС с фенильными группами и КОС с метильными группами, взятых в соотношении 1:4, что следует из табл.2.

Свойства резин, наполненных на полнителем, -полученным по примерам

1-5, в сопоставлении с известным уровнем техники приведены в табл.3.

Как показывает анализ физико-механических показателей резин, приведенных в табл.3, все показатели резин с наполнителем, полученным по 20 предлагаемому способу (примеры 1-3),вышее, чем по известным способам.

Особенно высокие показатели резины с наполнителем сохраняют после теплового старения при 250 С в течение 72 ч. Так прочность резин сосЭ и тавляет 70-75 кгс/см (в известных

40 к гс/см ) ° а относительное удлинение составляет 419-435Х тогда как при использовании известных наполнителей оио уменьшается до 235-300 .

Экономичность предлагаемого изобретения по сравнению с известным обусловлена уменьшением продолжительности процесса с 3-4 сут до 8,5 ч, сокращением количества модификатора более,чем в 2 раза, с исключением расхода воды для отмывки соляной кислоты.

Формула изобретения

1.Способ получения термостойкого гидрофобного наполнителя на основе двуокиси кремния, включающий обработку аэроеила раствором кремнийорганического соединения с метильными и фенильными группами, отгонку растворителя из полученной суспенэии и термообработку твердого продукта, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения физико-химических свойств наполнителя и физико-механических показателей резин с его использованием и повышения экономичности способа, обработку ведут в две стадии, при этом на первой стадии аэросил обрабатывают кремнийорганическим соединением, содержащим фенильные группы, а на второй — кремнийорганическим соединением, .содержащим метильные группы.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве кремнийорганических соединений, содержащих феиильные и метильные группы, используют фенилсиландиол и полиметилсилоксан соответственно °

1288191

4 5

Да

Да

Да

Да

Да

Нет

Нет

Да

Да

450

Нет

Нет

Да

500

Нет

Нет

Да

Да

Да

550

Таблица 2

Показ атели

ТУ

36-303

37-71

Степень lIpHBHBKH моди4икаторов

15ХДФСД

40ХПМС

)ОМДФДХС

50ЙПМС

51

64

Прочно сть, кгс/см й

>50

82

445 530

530

534

Прочность, кгс/см

340

69

3) 3 430

4.25

432

430

Свойства наполинителя

После первой стадии вулканизации в прессе при

120 С в те- чение 15 мин

Твердость,ед.. )38

Относительное удлинение, Х >300

Ф

Остаточное удлинение, Ж 10

После теплового старения при 250 С в течение 72 ч

Относительное удлинение, X . >)80

1 2 3

5ЖДФСД )ОЖДФСД )ОХДФСД

40ХПМС 40ЖПИС 20ХПИС

Продолжение табл. 1

1288191! 1

1 1

1

1 с ъ

I ф !

1 !

Ю л

Ch сч

1О 1

c6 I

C) с

Э

» )

I I ь л

2 1 Э 1 " 1

Х O, I х 1 И 1

Я 1

o.

1 I

1 с3 1

I Ц

1 Э О и ! Й

td ! х

1 0 и

Щ

M сч ь о ссъ

Э сч

6) «с

M x с 1 мапл о со сч

1 1: с1 с) о

m а о л

CD а э

Щ

Е» Э

О Е..ь

Х

О »

О

I»

М сч

° Q

Э о х

Ц

Э х I» ß4

Q.OJ о х

Р о о

Ю

Ь и сч о л

Р э о !

° Ю

A М

1 о о о о а

Э О

Р3 о

Ф о х х

m 3

Э Э а ц

Е» э х

Е» ю о ! СС

qj сс! м х о и

Г 1 ,! (U 1 1

X х 1 сс! 1

1 О 1

1 !!!

1Х Х о хна

5 1-„! о ас

Ф И л л сч

1О с 3 о с о л сч «»

О со с1

О Л . СЧ а с с)

О m О л л о о О m с О .Г оо сч о сс1

СО О л сч!.О сч

m о о о

С ) ECl о

В лх с"1 а о m

С» о о

Сс! о х

Э Й

5 х о х и х

i

Ф3 ! х В о х э о 3

Ch сс с 3 о с!1