Способ получения органоглины

Авторы патента:

C01B33/44 - продукты, полученные из слоистых катионообменных силикатов путем ионного обмена с органическими соединениями, такими как аммонийные, фосфониевые или сульфониевые соединения или путем внедрения органических соединений, например глина с органическими включениями

Владельцы патента RU 2380316:

Закрытое акционерное общество "Макполимер" (RU)

Изобретение относится к области получения органомодифицированных слоистых алюмосиликатов. Способ включает перемешивание водной суспензии монтмориллонита с солью из ряда: гуанидингидрохлорид, гуанидинкарбонат, гуанидинсульфат, при соотношении компонентов, мас.%: монтмориллонит - 85-90, гуанидинсодержащая соль - 10-15. Изобретение позволяет упростить технологию и улучшить эксплуатационные качества органоглины. 1 ил.

Изобретение относится к области получения органомодифицированных слоистых алюмосиликатов, которые могут быть использованы в производстве мастик и клеев для автомобилей; как наполнитель полимеров для повышения термостойкости и термостабильности, для повышения долговечности потребительских составов, для повышения седиментационной устойчивости различных систем, как высокоэффективная добавка для увеличения прочности цементного камня, в качестве адсорбента для очистки сточных вод от анионных красителей и ПАВ и т.д.

Слоистые силикаты обладают весьма специфическими свойствами - резким падением прочности при увлажнении, разжижением при динамических воздействиях, набуханием при обводнении и усадкой при высушивании. Гидрофильность алюмосиликатов является причиной их несовместимости с органическими полимерами.

Для решения этой проблемы проводят модификацию алюмосиликатов путем замещения неорганических катионов внутри прослоек глины органическими катионами. Замещение катионными поверхностно-активными веществами, такими как объемные аммоний- и фосфоний-ионы, увеличивает пространство между слоями, уменьшает поверхностную энергию глины и придает поверхности глины гидрофобный характер. Модифицированные вышеуказанным путем глины лучше совмещаются с полимерами и обладают оптимизированными технико-экономическими свойствами [А.О.Третьяков «Полимерные нанокомпозиты - материалы XXI века». Оборудование и инструмент для профессионалов № 02(37), 2003 г.]. Наряду с ионными органическими модификаторами глин могут быть использованы неионные модификаторы, которые связываются с поверхностью глины за счет водородных связей. В некоторых случаях органоглины, полученные с использованием неионных модификаторов оказываются более химически стабильными, чем органоглины, полученные с использованием катионных модификаторов [Y.-H. Shen. Chemosphere, 2001; 44:989-995].

В качестве модификаторов, улучшающих гидрофобные свойства глин, широкое распространение получили азотсодержащие соединения жирного ряда: диоктадецилдиметиаммоний бромид; 1,2-аминолауриновая кислота; бутилтриметиламмоний хлорид; октилтриметиламмоний хлорид; додецилтриметиламмоний хлорид; бензилдиметилгексадециламмоний хлорид; бензилдиметилоктадециламмоний хлорид. Способы модификации Na-формы бентонита описаны в работах [Vaia R.A., Teukolsky R.K., Giannelis E.P., Interlayer structure and molecular environment ofalkylammonium layered silicates//Ghem. Mater, 1994. V.6. P.1017-1026; Микитаев А.К., Каладжян А.А., Леднев О.Б., Микитаев М.А. Нанокомпозитные полимерные материалы на основе органоглин // Пластич. массы. 2004. № 12. С.45-50].

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является использование в качестве модификатора натриевой формы бентонитовой глины гуанидинсодержащей соли винильного ряда - метакрилата гуанидина [Патент РФ № 2331470, Бюл. № 23 от 20.08.2008].

Способ получения органомодифицированного бентонита заключается в том, что используется заранее подготовленная натриевая форма бентонитовой глины Герпегежского месторождения Кабардино-Балкарской республики (нальчикит), которую модифицируют гуанидинсодержащей мономерной солью, способной к дальнейшей полимеризации в слоях и на поверхности глины.

Реакцию органомодификации бентонита проводят следующим образом

В суспензию натриевого бентонита в воде, приготовленную перемешиванием на магнитной мешалке в течение 30 минут, добавляют гуанидинсодержащую соль - метакрилат гуанидина и перемешивают еще 2 часа при комнатной температуре. Соотношение бентонитовой глины и гуанидинового соединения (25-50):(50-75) мас.%.

Полученную органоглину промывают водой многократной декантацией и высушивают при комнатной температуре 24 часа.

Недостатком данного метода получения органоглин является необходимость предварительного синтеза модификатора и перевод исходной глины в натриевую форму, что увеличивает длительность процесса и усложняет технологию получения органоглины.

Задача, решаемая изобретением, - получение органоглин с использованием природного бентонита и выпускаемых промышленностью азотсодержащих солей, упрощение процесса подготовки исходных соединений.

Технический результат достигается за счет применения в качестве модификатора глин азотсодержащих солей, выпускаемых промышленностью, отсутствия необходимости предварительного синтеза органомодификатора, возможности использования низко- и среднекачественного природного бентонита. Формулы и названия предлагаемых для органомодификации соединений:

(H₂N)₂C=NH×HCl - гуанидингидрохлорид

(H₂N)₂C=NH×Н₂СО₃ - гуанидинкарбонат

(H₂N)₂C=NH×H₂SO₄ - гуанидинсульфат

Эффективность обработки бентонитовой глины гуанидинсодержащими солями, определяемую увеличением межслоевого пространства, контролировали по данным рентгеновской дифрактометрии на автоматизированном дифрактометре ДРОН-6 (36 кВ, 20 мА, λСuК_α, графитовый монохроматор на вторичном пучке, съемка по Бреггу-Брентано в интервале углов 20 от 1 до 30°, шаг 0,05°, скорость сканирования 1 град/мин). Увеличение базального пространства между криемнийкислородными слоями монтмориллонита после их обработки гуанидинсодержащими солями определяли по сдвигу рефлекса (001) в сторону меньших углов θ (см. чертеж).

Способ получения органоглины осуществляется следующим образом.

Пример 1

В водную суспензию природного монтмориллонита добавляют гуанидинсодержащую соль в концентрации 10% от массы глины и перемешивают 2 часа. Полученную органоглину отфильтровывают, промывают дистиллированной водой многократной декантацией и высушивают при комнатной температуре.

Пример 2

В водную суспензию природного монтмориллонита добавляют гуанидинсодержащую соль в концентрации 15% от массы глины и перемешивают 2 часа. Полученную органоглину отфильтровывают, промывают дистиллированной водой многократной декантацией и высушивают при комнатной температуре.

Расчеты из пункта 1 показали, что у исходной бентонитовой глины межслоевое расстояние составляет 1,2 нм, тогда как у модифицированной глины 14-15 нм.

В качестве модификаторов природной бентонитовой глины могут использоваться также смеси солей гуанидина с солями органических кислот, например метакрилат гуанидина, акрилат гуанидина и др., во всем интервале составов.

Способ получения органоглины, включающий обработку природного монтмориллонита гуанидинсодержащими солями, отличающийся тем, что обработку ведут при перемешивании водной суспензии природного монтмориллонита с солью, выбранной из ряда: гуанидингидрохлорид, гуанидинкарбонат, гуанидинсульфат, при соотношении компонентов, мас.%: монтмориллонит - 85-90, гуанидинсодержащая соль - 10-15, затем полученную органоглину отделяют, промывают водой и высушивают.

Способ получения модифицированного наполнителя для нанокомпозитов на основе полиолефинов, модифицированный наполнитель и нанокомпозит на основе полиолефинов // 2344067

Изобретение относится к получению модифицированного наполнителя для нанокомпозита, а также нанокомпозита на основе полиолефина, и может быть использовано для создания материалов с заданными функциональными характеристиками.

Способ получения модифицированного наполнителя для нанокомпозитов на основе полиолефинов, модифицированный наполнитель и нанокомпозит на основе полиолефинов // 2344066

Противоизносная, антифрикционная присадка с модификатором трения, смазочный материал и способ получения модификатора трения // 2194742

Изобретение относится к области производства смазочных материалов, а более точно к области производства присадок к смазочным материалам для улучшения их трибологических свойств в эксплуатационном режиме различного рода машин и механизмов, предпочтительно двигателей внутреннего сгорания, трансмиссионных и редукторных передач автотракторного оборудования и др.

Способ получения модифицированного каолина // 893855

Способ получения мономерных органомодифицированных глин, используемых в нанокомпозитах // 2412113

Изобретение относится к способу получения органомодифицированных глин, т.е

Способ получения нанокомпозиционных материалов для применения во многих областях техники // 2412114

Изобретение относится к вариантам способа получения интеркалированных нанокомпозитов из органических материалов со слоистыми структурами

Способ получения полимерных органомодифицированных глин, используемых в качестве матрицы или наполнителя в нанокомпозитах // 2417161

Изобретение относится к способу получения органомодифицированных глин, т.е

Способ модификации монтмориллонита // 2430883

Изобретение относится к способу модификации слоевого алюмосиликата монтмориллонита, который используется в химической промышленности как наполнитель полимеров

Способ модифицирования наносиликатов // 2433954

Изобретение относится к способам модифицирования слоистых наносиликатов, предназначенных для изготовления полимерных нанокомпозитов

Способ получения эксфолиированного нанокомпозита // 2443728

Изобретение относится к области создания композиционных полимерных материалов

Способ получения органомодифицированного монтмориллонита с повышенной термической стабильностью (варианты) // 2519174

Способ получения органомодифицированного монтмориллонита с повышенной термической стабильностью включает получение немодифицированного очищенного бентонита на основе монтмориллонита путем первичной подготовки исходного сырья, включающей просев полученного с карьера бентонитового порошка, состоящего преимущественно из монтмориллонита, от крупных механических включений, диспергирование бентонитового порошка в водной среде в высокоскоростной коллоидной мельницы, его дополнительную химическую обработку в емкостях с верхнеприводными смесителями, обработку в системе гидроциклонных установок и вибросит, обработку в высокоскоростной центрифуге барабанного типа, обработку в смесителе Z-образного типа, снабженного модулем вакуумирования, сушку и помол готовой продукции - немодифицированного очищенного бентонита на основе монтмориллонита. Процесс органомодифиции заключается в дополнительной химической обработке немодифицированного очищенного бентонита на основе монтмориллонита в емкостях с верхнеприводными смесителями, последующей обработке в высокоскоростной центрифуге барабанного типа, промешивании и введении добавок выбранных из ряда нескольких сочетаний, например, олигомер на основе резорцинола дифосфата; четвертичная аммониевая соль [R1N+(CH3)3]Cl-, где R1 - жирный алифатический радикал с количеством атомов углерода преимущественно 16-18 и олигомер на основе резорцинола дифосфата; четвертичная аммониевая соль [R1N+(CH3)3Cl-, где R1 - жирный алифатический радикал с количеством атомов углерода преимущественно 16-18, четвертичная аммониевая соль [R1R2N+(CH3)2]Cl-, где R1 и R2 - жирные алифатические радикалы с количеством атомов углерода преимущественно 14-16 и олигомер на основе резорцинола дифосфата и др. Технический результат изобретения - повышение термической стабильности органомодифицированного монтмориллонита. 2 н.п. ф-лы, 1 табл.

Способ очистки немодифицированного бентонита на основе монтмориллонита // 2520434

Изобретение относится к способу очистки немодифицированного бентонита, пригодного для получения нанокомпозиционных материалов на его основе. Способ очистки немодифицированного бентонита на основе монтмориллонита включает первичную подготовку исходного сырья, включающую просев полученного с карьера бентонитового порошка, состоящего преимущественно из монтмориллонита, от крупных механических включений, диспергирование бентонитового порошка в водной среде с использованием высокоскоростной коллоидной мельницы, дополнительную химическую обработку в емкостях с верхнеприводными смесителями, обработку в системе гидроциклонных установок и вибросит, обработку в высокоскоростной центрифуге барабанного типа, обработку в модулях сушки и помола готовой продукции - немодифицированного очищенного бентонита на основе монтмориллонита или обработку в модулях сушки и помола готовой продукции с предварительной дополнительной химической обработкой очищенного бентонита в смесителе Z-образного типа, снабженного модулем вакуумирования. Обработку бентонитового порошка осуществляют путем реакций катионного обмена с использованием фосфатов, например фосфата натрия и полифосфатов натрия, таких как триполифосфата натрия, являющимся триммером соли ортофосфорной кислоты Na5P3O10. Способ позволяет получить бентониты высокой степени очистки от различного рода примесей. 2 з.п. ф-лы, 3 табл.

Полимерная композиция // 2539588

Настоящее изобретение относится к полиэфирным композиционным материалам. Описана полимерная композиция, используемая в качестве конструкционного материала, на основе полибутилентерефталат-политетраметиленоксидного блок-сополимера состава полибутилентерефталата 70% масс. и политетраметиленоксида 30% масс. с добавлением термостабилизатора в соотношении от 1 до 7 % от массы полимерной матрицы, отличающаяся тем, что в качестве полимерной матрицы используют полибутилентерефталат-политетраметиленоксидный блок-сополимер, в качестве органомодифицированной глины - органоглину месторождения Герпегеж КБР, модифицированную четвертичной аммониевой солью. Технический результат - получение композиционного материала, обладающего улучшенными эксплуатационными характеристиками, в частности повышенной термо-, тепло-, огнестойкостью, прочностью на разрыв, улучшенной перерабатываемостью из расплава. 3 табл., 5 пр.

Способ получения органомодифицированного монтмориллонита с полифторалкильными группами // 2626414

Изобретение относится к способу получения модифицированного монтмориллонита, который используется в качестве наполнителя полимеров для получения композиционных материалов. Технический результат достигается в способе получения органомодифицированного монтмориллонита с полифторалкильными группами, включающем обработку природного монтмориллонита полифторированным спиртом при ультразвуковом диспергировании в растворителе при нагревании и частоте ультразвука 40 кГц с последующим отделением модифицированного монтмориллонита, промывкой и сушкой, при этом обработку ведут 1,1,3-тригидроперфторпропанолом-1 в н-гептане при 30°C при следующем соотношении компонентов, мас. ч.: монтмориллонит - 100,0; 1,1,3-тригидроперфторпропанол-1 - 8,7; н-гептан - 200,0. Техническим результатом является повышение гидрофобности органомодифицированного монтмориллонита и устойчивости формирующихся органоминеральных комплексов, что позволяет придавать полимерам улучшенную термо-, свето-, износо- и гидролитическую устойчивость.