Способ модификации поверхности силикатных материалов

 

О П И С. А Н И-:Р. I„ 700441

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-.ву— (22) Заявлено 20.03.78 (21) 2595114/23-26 с присоединением заявки хе— (23) Приоритет— (51) М Ка

С 01В 33/10

Государственный комитет йо лелам изобретений и открытий (43) Опубликовано 30.11.79. Бюллетень М 44 (53) УДК 661.183.124 (088.8) (45) Дата опубликования описания 30.11.79 (72) Авторы изобретения

Э. В. Кухарская, С. И. Кольцов, М. Н. Цветкова, В. М. Макарская и А. А. Малыгин (71) Заявители Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт имени Ленсовета и

Северо-Западный заочный политехнический институт (54) СПОСОБ МОД И ФИ КАЦИ И ПОВЕРХНОСТИ

СИЛИКАТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к области химической технологии неорганических веществ и может. быть использовано для создания наполнителей высокополимерных и смазочных композиций в качестве защитных покрытий на силикатных материалах.

Известные способы прививки органических полимеров к неорганическим веществам заключаются в модифицировании неорганического материала рядом высокомолекулярных веществ с целью придания поверхности специальных свойств (1, 2).

Однако эти способы не позволяют получать одновременно устойчивые термостабильные и гидрофобные покрытия и имеют ограниченный круг прививаемых полимерных материалов.

Ближайшим по технической сущности к данному изобретению является известный способ модификации каолина органическими и кремнийорганическими полимерами с помощью ультразвука (3).

По этому способу каолин модифицируют диэтилполисилоксановой жидкостью

ВКЖ-94Б или 20k-ным раствором каучука

СКН-40 в тетрагидрофуране с помощью ультраакустических колебаний частотой

20 — 21 кГц. После озвучивания каолин отделяют от жидкой фазы и промывают растворителем для удаления полимера, не

2 связанного с каолином. Отмытые и высушенные образцы анализируют на содержание углерода. Исходный образец каолина содержит 0,14% углерода. Образец, полученный озвучиванием каолина в ВКЖ-94Б, содержит 0,35 /О С, а в 2 /О-ном растворе

СКН-40 в ТГФ вЂ” 2,02, Модифицирование поверхности каолина приводит к гидрофобизации и органофильности поверхности. Однако су|цествующий способ не может обеспечить эффективность прививки органических и элементорганических радикалов к неорганическим материалам и не позволяет получить достаточную термоста1 бильность прививаемых радикалов, что сужает область применения таких маrep«алов.

Целью изобретения является повышение термостабильности силикатного материала

2Î за счет увеличения содержания привитых органических или элементорганических радикалов.

Поставленная цель достигается тем, что прививка органических или элементоргани25 ческих радикалов осуществляется на предварительно активированную поверхность силикатного материала путем ее последовательной обработки в газовой фазе при температуре 20 †2 С парами треххлориЗО стого фосфора, воды, четыреххлористого

700441

Модифицирующие агенты

Интервал активного выгорания привитых групп, С

Содержание привитых радикалов, С

Твердый компонент органические псоргашгческие

Аэросил (прототип) Каучук СКТ (полндиметилсилоксан)

То же

550 †6

4,89

Аэросил

Стеклянные микросферы

Стеклянные микросферы

Аэросил

Аэросил

Аэросил

600 †6

350 †4

PCb Н20, S>Cl, 14,13

0,75

1,92

400 †5

РС1, НаО, SiCI„

Каучук CI(H-40

То же

ВК5К-94Ь (полициэтилсилоксан)

То же

3,41

9,50

1,12

510 †6

530 †6

320 †4

РС1, Н.О, SiCl:, 350 — 450

2,63

РС1, Н О, S!Cl.;

Аэросил

Формула изобретения катных материалов, включающий прививку органических и кремнийорганических радиСпособ модификации поверхности силн- 65 калов путем ультраобработки смеси сили3 кремния и воды с удалением после каждой стадии обработки физически сорбированных молекул током инертного газа.

Выбранный температурный интервал обработки силикатных материалов позволяет в широком диапазоне регулировать концентрацию реакционноспособных групп на поверхност» силикатных материалов разли 1»ой дисперсности, а следовательно, и концентрацию привитых радикалов.

Сущность изобретения поясняется примерами и таблицей.

Пример 1. B проточный р-актор загр;жают 5 г аэроспла Л-175» высушивают его при температуре 200 С в токе инертного газа в течение 2 ч. Затем обрабатывают парами РСI, пр» температуре 200 С в течение 2 ч, после чего удаляют цепрореагировавший PCI, и образовавшийся НСI » проводят обработку образца парами воды при температуре 200 С в течение 2 ч. Далее при той же температуре удаляют сбразовавшийся НСI и высушивают до постоянного веса. Затем образец обрабатывают при температуре 200 С парами SiCI, з течение 2 ч. При тех же условиях удаляют непрореагировавший SiCI., и образовавшийся HCI током инертного газа, после чего проводят обработку образца парами эоды до полного замещения Cl-групп на ОН-группы, Образец высушивают. К 1,5 г полученного образца приливают 150 мл 2 /Оного раствора СКН-40 (непредельный каучук) в тетрагидрофуране. Смесь подвергают действию акустических колебаний частотой 35 кГц в течение 60 мин. Затем отделяют твердый компонент от модифицирующей среды.

Пример 2. В проточный реактор загружают 5 г стеклянных микросфер марки

«о» и высушивают при температуре 20 С в

4 токе инертного газа в тсчсн»е 0,5 ч. Затем обрабатывают парами РСI, при тех же условиях, после чего удаляют цепрореагировавший PCI; и образующийся НС1 и проводят обработку образца парами воды при температуре 20 С.

Удалив образовавшийся HCI током инертного газа, образец обрабатывают при температуре 20 С парами SICI4 в течение 10 0,5 ч. Пр» тех >ке условиях удаляют избыток физически сорбированпого реагента, после чего проводят обработку образца парами воды. Образец высушивают. К 1,5 г полученного образца приливают 150 мл

15 5 /о-ного раствора полидиметилсилоксаца в толуоле. Смесь подвергают действшо акустических колебаний частотой 22 кГц в течение 30 миц. Затем отделяют твердый компонент от модифицирующей среды.

20 Пример 3. По примеру 1, но обработку аэросила проводят при температуре 100 Ñ, а в качестве органической жидкости используют полидиэтилсилоксановую жидкость ВКЖ-94Б (олигомер) .

25 Пример 4. По примеру 1, но в качестве органической жидкости используют 5 /о-ный раствор полидиметилс»локсана в толуоле.

Таким образом, по предлагаемому спо30 сооу можно получать силикатные материалы с максимальной концентрацией орган»ческих радикалов на поверхност» и повышенной термостабильностью, что придает поверхности наполнителей такие свойства, как повышенную гидрофобность, органо85 фильность, а композиционным материалам на основе этих наполи»телей — способность эксплуатироваться в более жестких климатических условиях.

40 Данные о содержании» термической стабильности привитых радикалов приведены в таблице.

700441

Составитель М. Цветков

Редактор T. Пилипенко Текрсд А. Камышникова Корректор T. Добровольская

Заказ 6843 Изд. ь в 618 Тираж 591 Подписное

ЦНИИПИ НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и отирытий

513085, Москва, Ж-Э5„Раушская,наб., д. 4/5

Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома катного материала с органическим илп элемснторганичсским соединением, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения тсрмостабильности путем увеличения содержания привитых радикалов, силикатный материал предварительно обрабатывают в газовой фазе при температуре 20 †2 С, последовательно парами треххлористого фосфора, воды, четыреххлористого кремния и воды с удалением после каждой стадии обработки физически сорбированных молекул током инертного газа.

11сточники информацш1, принятые во вниманне при экспертизе

1. Патент Франции N 1391630, кл.

5 С 0 б, 1965.

2. Патент CILIA М 3103491, кл. 252-28, 1963.

3. Кухарская Э. В. и Скорик Ю. И.—

«Каучук и резина», 1966, М 10, с. 23 (прототип).