Способ получения модифицированного минерального наполнителя

 

Изобретение относится к технологии получения модифицированных наполнителей с иммобилизованными на поверхности азоинициаторами радикальной полимеризации. Цель - повышение эффективности модификации и устойчивости адсорбционных слоев модификатора, улучшение диспергируемости и стабильности дисперсий наполнителя в органических средах. Модификацию наполнителя осуществляют путем последовательной обработки поверхности наполнителя сополимером стирола и малеинового ангидрида с мол.м, 5000-10000, этилендиамином и 4,4 -азобис-(4-цианпентановой кислотой) при их молярном соотношении 1:1:1. 2 табл.

(st>s С 09 С 3/1О

Н А BTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ полнителей с иммобилизованными на поверхности азоинициаторами радикальной полимеризации..Цель - повышение эффек- тивности модификации и устойчивости адсорбционных слоев модификатора, улучшение диспергируемости и стабиль- ности дисперсий наполнителя в органических средах. Модификацию наполните; ля осуществляют путем последовательI

: ной обработки поверхности наполнителя сополимером стирола и малеинового ангидрида с мол.м. 5000-10000, этилен: диамином и 4,4 -азобис-(4-цианпента" .! новой кислотой) при их молярном соот ношении 1: 1: 1. 2 табл. кальциевая соль 4,4"азобис-(4-цианпентановой кислоты) межет легко де" Я сорбироваться с поверхности наполни теля и растворяться в средах, содер жащих воду.

Цель изобретения - повыше we эффективности модификации и устойчи- (Я вости сорбционных слоев модификатора, улучшение диспергируемости и ста- бильности дисперсий наполниталя в ор" J » ганических средах. »вф

-Эта цель достигается тем, что

4,4 -ааооис-(4-цианпентановкю кислоту) иммобилизуют на наполнителе, предварительно обработанном стирома° вввв»

1 лем и этилендиамином.

Пример. 0,5 r стиромаля (1:1, в молях).;, мол.м. 10000 растворяют в 100 мл ацетона. В полученный раствор

1вводят 10 r карбоната кальция и суспензию перемешивают 0,5 ч. СуспенСОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ И СТИЧ ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 4721139/05 (22) 19.07 ° 89 (46) 07.08.92. Бюл. Н 29 (71) Отделение физико-химии и техно-. логии горючих ископаемых Института физической химии им. Л.B.Писаржевского (72) Р.ВвКучер, С.С.Минько, И.А.Лузи" нов, Г.B.Гафийчук, P.È.Ìóñèé и И.IO.Голият (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАН»,, НОГО МИНЕРАЛЬНОГО НАПОЛНИТЕЛЯ (57) Изобретение относится к технологии получения модифицированных.наИзобретение относится к технологии получения модифицированных на- полнителей с иммобилизованными на поверхности азоинициаторами радикальной полимеризации.

Наиболее близким к изобретению является способ получения модифициро ванного карбоната кальция путем обработки его поверхности 4,4 -азобис-! (4-цианпентановой кислотой). При этом за счет химического взаимодействия карбоксильных групп с поверхностью СаСО достигается иммобилиза" ция азоинициатора. Недостатком этого способа является то, что круг напол-. нителей ограничен возможностью их химического взаимодействия с модифи-. катором. Кроме того, этот способ не. может обеспечить эффективную стабилизацию наполнителей в органических средах. Образующаяся на поверхности

« Ж 1752747А1

1752747 зию разделяют центрифугированием.

Полученный осадок промывают на фильто ре ацетоном и сушат при 60 С. Количество адсорбированного стиромаля, определенное по выжиганию органического вещества, составило 1,23, 0,25 мл этилендиамина (из расчета 1 моль на

1 моль звеньев малеинового ангидрида в стиромале}, растворяют в 25 мл изопропанола. В полученный раствор вчодят 10 г модифицированного карбоната кальция. Суспензию перемешивают

0,5 ч. Затем к суспензии прибавляют

0,5 г 4,4 -азобис-(4-цианпентановой кислоты) (из расчета 1 моль на 1 моль этилендиамина) и перемешивают 1 ч, Наполнитель выделяют центрифугированием и высушивают при комнатной температуре в вакууме (Р, =20 мм рт.ст.).20

Содержание азоинициатора на поверхности наполнителя определяют двумя параллельными методами: гравиметрически по потерям при прокаливании по разнице до обработки наполнителя 25 азоинициатором и после обработки, по изменению концентрации азоиници-. атора в растворе, из которого проводят модификацию. Результаты обоих методов дают удовлетворительное сов- ЭО падение величины иммобилизованного азоинициатора, отнесенной к массе наполнителя " 11,8 моль/г, или

8 ) моль/м 10 . 35

Диспергируемость наполнителя и ус- тойчивость его дисперсий в органичес- ких средах оценивают по оптической плотности тщательно вымешанных

0,02;-ных суспензий в момент .выключения меналки (0„) и по скорости,.изменения оптическо" плотности сус-. пензии 1/П (dn/й ),. Чем выше О, и ниже 1/В (ЙВ/Йt), тем лучше диспергируемость и стабильность соответственно. Устойчивость адсорбционного слоя модификатора оценивают по изменению количества адсорбированного азоинициатора при обрабо1ке наполнителя при 60 С эмульсией толуол:вода=

1: 1, стабилизированной эмульгатором

E-30 при его содержании в водной фазе 13.

l3 табл. 1 приведены характеристики модифицированных наполнителей содержание иммобилизованного азоинициатора в сравнении с характеристикой СОСО> модифицированного по прототипу, а также данные по диспергируемости и устойчивости дисперсий моди- t фицированных наполнителей в органических средах. Из представленных данных видно, что предлагаемый способ позволяет иммобилизовать значительно большее количество азоинициатора, универсален в отношении природы наполнителя. Модифицированные наполнители обладают лучними диспергируемостью и устойчивостью дисперсий в органических средах. В отличие от прототипа адсорбционные слои модификатора, полученные предлагаемым способом, устойчивы в водно-толуольной эмульсии, стабилизированной Е-30.

В табл. 2 обобщены данные по примерам конкретного исполнения изобретения, выполненным аналогично описанному примеру, только для модификации использовали стиромаль различной молекулярной массы. Из данных .табл, 2 видно, что оптимальным является использование стиромаля с мол.м. 500010000.

Формула и зобрете ни я

Способ получения модифицированного минерального наполнителя с иммобилизованным на поверхности азоинициатором радикальной полимеризации путем обработки наполнителя азопроизводным цианпентановой кислоты, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения эффективности модификации и устойчивости адсорбционных слоев модификатора, улучшения дислергируемости и стабильности дисперсий наполнителя в органических средах, обработку наполнителя осуществляют последовательно сополимером стирола с малеиновым ангидридом с соотношением звеньев 7: 1 и с мол.м. 5000-10000, этилендиамином и 4,4 -азобис-(4-циI анпентановой кислотой) при их молярном соотношении 1: 1: 1.

1752747

Таблица 1

Свойства модифицированных наполнителей

I}}D, аб(ат, 1 мии

Дисперсиониал среда

Содержание азоинициатора, х 10- иол ь/м*

Способ модификации

Наполнитель после обработки водна толуольнай эмульсиеи в модифицированном на полнителе

0,4

0>55

2,7

Толуол

1,5

8,3

8,4

0,0

8,2

8,4

Прототип

Предлагаемый

СаСО

СаСО

Кварцевый порошок, 1,4-Диаксан 0,17

0,30

Гексан:ацетрн, 0,53

1:1

-, ифицирован

Кварцевый порошок

А1203

8,8

8,7

Предлагаемый способ

22

1,54

0,33

0,6

Иемодифицирован

Al Оз T i

Тол1 ол

9,4

9,3

Предлагаемый способ

0,17

0,28

2, 1

2,65

Немодифицирован

Т Ое

1,4-Диоксан

7,2

7,2

Предлагаемый способ

Марганец-цинковый феррит

0,16

7,32

То же

Немодифициоован

Таблица 2

:8лияние молекулярной массы стироииля на свойства модифицированных наполнителей

1/D В/dt, мин

Наполнитель

Мол. м. стиромаля

0,45 2 2

0,5, 1,8

0,53 1,5

0 55 1,3

0,58 1,2

Телуол

«11»

СаСО

II»

«11»

«l I »

»Ф

1,4-Диоксан

То же

8,1 т1О, 9,1

«I I»

9,2

1 5

1,45

«11»

100000

100000

Содержание Дисперсионная азоиници« среда атора х10 моль/м2

7,0

7,8

8,0

8,3

18,0

0,25

0,55

0,58

0,60

0,65

1 3 5, 34.

3.30

1,4

1х9

1,6

1 5