Способ получения модифицированного кремнеземного наполнителя

 

O П И С А Н И Е (п)906937

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 160680 (21) 2941070/23-05 с присоединением заявки,% (5l)N. Кл.

С 01 В 33/18

Гасударственный комитет (23) Приоритет па делам изобретений и открытий (53) УДК 678.84 (088. 8) Опубликовано 2302,82 . Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 2311282

Г. Я. Губа, В. В. Павлов, Л. С. Антонова, О. П. Стась, А. А. Чуйко, A. С. Шапатин, Г. Я. Ни галин, В. И. Ватаманю с-и-4О-.И.- 1спчя(кйй кЩ;011,3е (72) Авторы изобретения м тлтюоI " " хнияасньi

-11ВДЕ1еЩ. и Ф (71) Заявитель (54) СПОСОб ПОЛУЧЕНИЯ ИОДИФИЦИРОВАННОГО

КРЕИНЕЗЕИНОГО НАПОЛНИТЕЛЯ

Изобретение относится к способам получения модифицированных наполнителей, а именно наполнителей, модифицированных кремнийгидридными группами, которые могут быть использованы B производстве эластомеров на основе силоксановых каучуков, защитных покрытий, лаков., благодаря высокой реакционной способности >Si-Н-связей такие наполнители и >зволяют осуществлять глубокую поперечную сшивку полимеров, а также придают наполняемым полимерным системам повышенную адгезию к металлам.

Известен жидкофазный способ получения модифицированных кремнеземных наполнителей обработкой ксерогелей кремниевой кислоты смесью линейных и циклических алкилгидридсилоксанов в присутствии элементоорганических катализаторов (1) .

Однако по этому способу не удается получить наполнители с высокой концентрацией =Si-Н-связей на поверхности, поэтому активность получаемых наполнителей мала.

Наиболее близким к изобретению является способ получения модифицированного кремнеземного наполнителя обработкой высокодисперсной аморфной двуокиси кремния — аэросила парами кремнийгидридорганического соединения — алкилгидридхлорсилана

1О при 220-250 С в токе инертного гао за (2) .

Недостатком известного способа является выделение хлористого водорода в процессе модифицирования, 15 поэтому получаемые наполнители имеют кислую реакцию (рН около 3-4), что ухудшает эксплуатационные свойства наполняемых полимерных систем.

Непрерывная отгонка хлористого водорода в процессе модифицирования и дополнительная нейтрализация полученного продукта, усложняющие технологию, не дают воэможности полу906937 чить полностью нейтральный и свободный от примесей хлористого водорода продукт.

Постаоянное воздействие хлористого водорода вызывает коррозию технологического оборудования и требует частой его замены, что также усложняет технологию получения модифицированного наполнителя.

Кроме того, концентрация =Si-Н- 1в

-связей на поверхности наполнителя, полученного по известному способу, не превышает 0,7 ммоль-г S10> . Такие наполнители обладают недостаточно высокой активностью, что ограничивает область их применения.

Целью изобретения является получение наполнителя с повышенным содержанием "=Si-Н-связей и упрощение технологии процесса. ю

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения модифицированного кремнеземного наполнителя обработкой высокодисперсной аморфной двуокиси кремния пара- 2s ми кремнийгидридорганического соединения в качестве кремнийгидридорганического соединения используют тетраметил- или тетраэтилгидридциклотетрасилоксан и обработку ведут зо при 300-350 С в вакууме или атмосфере инертного газа.

В этих условиях процесс хемосорбции тетралкилгидридциклотетрасилоксана на поверхности аэросила протекает с разрывом связей Si O силоксанового цикла, при этом =Si-H-связи почти полностью сохраняются.

Пример . 1,0 кг аэросила марки А-300 (Sул = 300 м /r) прогревают при 200 С в течение 1 ч на воздухе, после чего загружают в кварцевый вакуумный реактор с элекэлектроподогревом и мешалкой и вакуумируют в течение 1 ч при 200 C и разрежении 10 мм рт.ст.

После этого температуру поднимают и аэросил обрабатывают парами модификатора — тетраэтилгидридциклотетрасилоксана (ТЭЦТС). Количество модификатора составляет 200 мл. Реакцию ведут в течение 10-15 мин при (320-350)+10 С,, непрореагировавшие и побочные продукты реакции удаляют вакуумированием при этой же температуре.

Аналогично проводят обработку аэросила тетраметилгидридциклотет— расилоксаном (ТИЦТС).

Полноту химической прививки кремнийорганического соединения контролируют по исчезновению полосы поглощения в ИК-спектрах при 3750 см, принадлежащей колебаниям гидроксильных групп, связанных с атомом кремния, и по появлению полос поглощения при 2!60 и 2790 см, принадлежащих соответственно колебаниям

i l l caw av и C H > vl Cll > rpynn

Данные ИК-спектров свидетельствуют о практически полном замещении гидроксильных групп поверхности аэросила.

Количественное определение =Si-H-связей проводят на приборе Церевитинова по объему водорода, вытесненного при взаимодействии полученного продукта с избытком спиртового раствора щелочи.

Технологические параметры процесса модифицирования и свойства полученных продуктов приведены в таблице.

Модифицированный по предлагаемому способу аэросил имеет нейтральную реакцию водно-спиртовой вытяжки и не содержит примесей хлористого водорода, что важно при наполнении полимерных систем, к которым предъявляются повышенные требования. Кроме того, он отличается высокой термической и гидролитической устойчивостью и сохраняет гидрофобные свойства при ч00 С в течение 20 ч.

Таким образом изобретение позволяет получать модифицированный кремнеземный наполнитель с повышенным содержанием =Si-H-связей по сравнению с наполнителем, полученным по известному способу, и упростить технологию процесса модифицирования.

906937

КоличестТемпература обработки, С

Количество -Si-H-связей ммоль/г

Время рН полученобра- ного проТермическая устойчивость в вакууме, С

Модифи катор во модиьрикатора аэросила, мл/кг боткьь, дукта мин

620

200

ТЭЦТС

350

1,2

10.200

ТЭЦТС

1,5

300

2,0

1,8

ТМЦТС 150

300

620

350

ТМЦТС 150

МГДХС 200 (известный) 550

0 7

220-250

Формула изобретения

35

Составитель В. Темниковский

Редактор Л. Лукач Техред З.Вереш

Корректор О. Билак

Заказ 500/27 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д.4/5

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

МГДХС вЂ” метилгидриддихлорсилан.

Способ получения модифицированносо кремнеземного наполнителя обработкой высокодисперсной аморфной двуокиси кремния парами кремнийгидридорганического соединения, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью получения наполнителя с повышенным содержанием =Si-Н-связей и упрощения технологии процесса, в качестве кремнийгидридорганического соединения использует тетраметил6,9

6,8

6,9

6,7

4,5 или тетраэтилгидридциклотетрасило:ксан и обработку ведут при 300-350 С в вакууме или атмосфере инертногогаза.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1; Пащенко А.А. и др. Спектроскопическое изучение взаимодействия s системе кремневая кислота - полиэтилгидросилоксан. - ЖПХ, 1 1, 7, 1978, с. 1525.

2. ТУ УССР 6-18-185-79 (прототип).