Способ получения наполнителей, содержащих оксид алюминия

Способ получения наполнителей, содержащих оксид алюминия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1 >927837

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соиетскик

Социалистическия

Республик (61)Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1404ЯО (21) 2914253/23-26..

Р М g> з

С 09 С 3/08//

С 08 К 9/00 с присоединением заявки ¹â€”

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет (ф3) УДК 678.046..3:54-116 (088.8) Опубликовано 150582. Бюллетень ¹ 18

Дата опубликования описания 15-05 82

Н.Л.Тутаева,В.С.Комаров,А.Я.Маркина,М.M.Påíÿêî, 1

М.Д.Белякова и М.И.Осипенко (72) Авторы изобретения

Институт общей и неорганической химии AH Белорусской ССР и Белорусский технологический институт им. С.М.Кирова (71) Заявители (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАПОЛНИТЕЛЕЙ,СОДЕРЖМЦИХ

ОКСИД АЛЮМИНИЯ с

Изобретение относится к техноло- гии получения модифицированных мине-.

- ральных наполнителей, например на основе гидроо сиси алюминия, и может быть использовано в производстве полимерных композиционных материалов, а именно на основе сополимера этилена с винилацетатом.

Известен способ получения органофильного наполнителя на основе гидроокиси алюминия путем модифицирования поверхности ее кремнеорганическим веществом, например силаном или продуктом его конденсации или гидролиза.

Полученный таким способом наполнитель может использоваться для повышения огнестойкости полимерных композиционных материалов fl), Недостатком данного способа является необходимость предварительного синтеза сложных кремнеорганических модификаторов и значительный их расход (до 25 вес.Ъ) для придания наполнителю требуеввас огнестойких и органофильных свойств.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ получения наполнителей, содержащих оксид алюминия, для полимерных композиция, согласно которому исходный минеральный субстрат, например в виде бентонита, каолина и др. глиноземсодержащих материалов, 4. переводят в катнонную Хат или Ca +форму, а затем обрабатывают раствором хлорида цинка с последующей полимеризацней и прививкой к поверх1 ности обработанного наполнителя мономера винилацетата в присутствии и под действием перекисного соеди- нения - персульфата калия при нагревании при 45-60оС (2).

Однако способ не обеспечивает возможность прививки винилацетата к поверхности гидроокиси алюминия

ГА, так как полнмернэация винилацетата на Zn -форме -ГА приводит к образованию только не связанного с поверхностью наполнителя полимера.

Кроме того, способ прививки полимера к наполнителю после его обработки хлори„том цинка не обеспечивает достаточн,:й огнестойкости полимерных композиций с использованием данного наполнителя.

Цель изобретения - обеспечение возможности прививки полимера к наполнителю в виде гидроокиси алюминия и повышение огнестойкости ком927837 позиций на основе сополимера этиле. на с вннилацетатом СЭВА при сохранении ими физико-механических свойств.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения 5 наполнителей, содержащих.оксид алюминия, для полимерных композиций путем обработки исходного наполнителя в катионной форме раствором хлорида, последующую полимеризацию, (О винилацетата и прививку его к поверхности обработанного наполнителя в присутствии .персульфата калия при нагревании, обработку исходного наполнителя осуществляют кислым раствором хлорида сурьмы, предварительно нейтрализованным аммиаком при рН образовавшейся. при этом суспензии (-0,20) — (-0,22) .

При использовании предлагаемого 7() способа обеспечивается прививка винилацетата к поверхности ГА. Это приводит к улучшению совместимости

ГА и СЭВА, вследствие чего физикомеханические характеристики полимерных композиций с модифицирОванной ГА выше, чем у композиций с тем же содержанием немодифицированной

ГА. Этот эффект равнозначен воэможности введения большего количества модифицированной ГА по сравнению с немодифицированной, а следовательно, повышению огнестойкости композиций на основе СЭВА при сохранении ими физико-механических свойств.

Достижение указанной задачи в

39 определенной мере обусловлено способностью сурьмяных форм гидроокиси алюминия ГА и каолина К учас вовать одновременно как в комплексообразовании с молекулами мономера, так и 40 в окислительно-восстановительной реакции с перекисным соединением.

Химическая природа минеральной матрицы — гидроокиси алюминия определяет способность поверхностных 45 гидроксильных групп к диссоциации. в определенной области указанных рН (-0,20) †(-0,22). При рН в области нейтральных и щелочных значений, характерных для известного способа, 50 гидроксильные группы ГА обладают минимальной способностью к диссоциации.

При этом эффективность прививки по данному способу выше ввидУ ее про-55 ведения в присутствии сурьмы как трехвалентного иона по сравнению с двухвалентным — ионом цинка.

Таким образом, предложенное сочетание минеральный носитель ГА - ионкомплексообразователь Sb и мономер t

СЭВА обеспечивает получение полимерЬфильного .наполнителя с повышенной огнестойкостью и хорошими физикомеханическими свойствами. 65

Предлагаемый способ модифицирова.. нйя ГА заключается в следующем.

Предварительно получают Na+ -форму

ГА, затем обрабатывают ее раствором хлорида сурьмы в 2 н.HCt, частично нейтрализованным аммиаком таким образом, чтобы суспензия ГА в растворе хлорида сурьмы имела значение рН, близкое к рН начала осаждения гидроокиси сурьмы. Затем. БЬЗ - содержащую ГА,отделяют от раствора и помещают в водный раствор или суспенэию винилацетата, нагревают до 60аС, добавляют персульфат калия и ведут полимеризацию в течение 0,5-1 ч ° По окончании реакции образец промывают водой для удаления непрореагировавшего мономера и сушат. Часть образ" ца подвергают экстракции ацетоном для удаления гомополимера. Об окончании экстракции судят по показателю преломления. Количество поливинил- . ацетата IIBA определяют по потере веса при прокаливании при 750 С в те" чение 3 ч в сопоставлении с контрольной навеской прокаленной исходной ГА.

П ример 1. 5 r ГА (ГОСТ 1184166) заливают 25 мл 0,189 н. раствора

NaOH, через 10 мин раствор отфильтровывают, ГА помещают в 10 мл 0,121 М раствора ЯЬСВЗ, частично нейтрализованного аммиаком до pH "- " 0,25. рН полученной при этом суспензии равен — 0,22. Определение концентрации раствора SbCeg до и после контакта с образцом осуществляют методом броматометрии. Степень замещения

Na+ íà Sb 0,012 мг-экв/г или

0,004 ммоль/г. Образец ГА после обработки SbCe> переносят в колбу, добавляют 20 мл воды, 5 мл свежеперегнанного винилацетата, нагревают до

60 С и добавляют смеси 0,1 г Kqs@08

Смесь выдерживают в течение 0,5 ч.

Привес поливинилацетата IIBA в образце до экстракции 21,6 Ъ, после экстракции 0,4 Ъ.

В аналогичных условиях привес ПВА на ГА в Zn -форме до экетракции

8,9 %, после экстракции — 0 Ъ.

Пример 2. 100 г ГА обрабатывают сначала NaOH, а затем SbGe при этом же соотношении компонентов, как и в примере 1. Образец обработанной ГА переносят в колбу, добавляют 200 мл воды, 5 мл свежеперегнанного винилацетата, нагревают смесь до 60 С, добавляют к ней 2 г и далее ведут реакцию 1 ч ° Привес

IIBA до экстракции 2,6 Ъ, после экстракции 0„1 Ф.

Огнестойкие и физико-механические свойства композиций на основе сополимера этилена с винилацетатом, с использованием предлагаемого наполнителя определяют на образцах, изготовленных согласно нижеследующей технологии.

927837

Формула изобретения

Количество

ГА в компо зиции, вес.%

Свойства композиции

2S

Е,В

КСП 4Р кгс/см

690(635) д() 2 (2) 87,30 (83,25) 20

1 (1) 75,80 (71,89) 660(585) 30

620 (515)

40

2 (1) 68,50 (63,52) Составитель Л.Романцева

Редактор Н.Кнштулинец Техред И. Гайду Корректор Ю.Макаренко

Заказ 3167/36 Тираж 658 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Модифицированную ГА, полученную по примеру 2 беэ отмывки ацетона, вводят в сополимер этилена с винилацетатом (СЭВА), миравитен марки

V"107 с содержанием винилацетата

29,7 В.

Смесь компонентов перемешивают на лабораторном экструдере с последующим вальцеванкем прн 90-100 С в течение 10 мин.

Из полученной смеси отпрессовы вают при 140 и 5 С и давлении 200кг/см

s течение 3-4 мин пластины и ох— лаждают их под давлением.

Из этих пластин вырубают образцы и замеряют их свойства: категорию стойкости к пламени (КСП), разрушающее напряжение при растяжении

5р и относительное удлинение (Е).

Свойства для полученных полимерных композиций СЭВА с различным содержанием PA представлены в таблице. 4®

Таким образом, модифицирование.

Sb -содержащей гидроокиси алюминия позволяет вводить в полимерную композицию большее количество наполни1 теля без ухудшения физико-механических свойств, что обеспечивает повышение огнестойкости и экономию полимерного вещества.

Способ получения наполнителей, содержащих оксид алюминия для поли мерных композиций, включающий обра-ботку исходного наполнителя в катионной форме раствором хлорида, последующую полимеризацию виннлацетата и прививку его к поверхности обработанного наполнителя в присутствии персульфата калия при нагревании, отличающийся .тем, что, с целью обеспечения возможности при" внвки полимера к наполнителю в виде гидроокиси алюминия и повышения or" нестойкости композиций на основе сополимера этилена с виннлацетатом при сохранении ими физико-механичес" ких свойств, обработку исходного наполнителя осуществляют кислым раствором хлорида сурьмы, предварительно нейтрализованным аммиаком при рН образовавшейся при этом суспензии (-0,20)-(-0,22).

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CUR 9 4105464, кл. 106-307, опублик. 1978.

2. Авторское свидетельство СССР.В 558033, кл. С 09 С 3/00, 1975.