BG66934B1 - Метод за получаване на хибриден двуфазен пълнител за еластомери - Google Patents

Метод за получаване на хибриден двуфазен пълнител за еластомери Download PDF

Info

Publication number
BG66934B1
BG66934B1 BG112205A BG11220516A BG66934B1 BG 66934 B1 BG66934 B1 BG 66934B1 BG 112205 A BG112205 A BG 112205A BG 11220516 A BG11220516 A BG 11220516A BG 66934 B1 BG66934 B1 BG 66934B1
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
magnetite
hybrid
phase filler
phase
stage
Prior art date
Application number
BG112205A
Other languages
English (en)
Other versions
BG112205A (bg
Inventor
Петрунка Малинова
Тодоров Дишовски Николай
Николай Дишовски
Цецков Михайлов Михаил
Михаил Михайлов
Атанасова Малинова Петрунка
Ahmed AL-GHAMDI
A. Al-Ghamdi Ahmed
Omar Al-Hartomy
A. Al-Hartomy Omar
Falleh Al-Salamy
Al-Salamy Falleh
Original Assignee
Атанасова Малинова Петрунка
Цецков Михайлов Михаил
Тодоров Дишовски Николай
King Abdulaziz University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Атанасова Малинова Петрунка, Цецков Михайлов Михаил, Тодоров Дишовски Николай, King Abdulaziz University filed Critical Атанасова Малинова Петрунка
Priority to BG112205A priority Critical patent/BG66934B1/bg
Priority to US15/203,398 priority patent/US10240046B2/en
Publication of BG112205A publication Critical patent/BG112205A/bg
Publication of BG66934B1 publication Critical patent/BG66934B1/bg

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/44—Carbon
    • C09C1/48—Carbon black
    • C09C1/56—Treatment of carbon black ; Purification
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/22—Compounds of iron
    • C09C1/24—Oxides of iron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12—Surface area
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/14—Pore volume

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compounds Of Iron (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)

Abstract

Изобретението се отнася до метод за получаване на хибриден двуфазен пълнител за еластомери, който ще намери приложение при производството на технически каучукови изделия, в т.ч. и на такива с микровълново приложение. Методът за получаване на хибриден двуфазен пълнител за еластомери, съгласно изобретението, включва следната последователност от етапи, импрегниране на въглеродните сажди с етанолова суспензия на магнетит в топкова мелница, сушене на двуфазната смес до постигане на постоянно тегло, смилане на изсушения продукт в топкова мелница, термично активиране в специално конструиран за целта реактор под вакуум и последващо смилане на крайния продукт в топкова мелница. Хибридният двуфазен пълнител, получен по изобретението съдържа импрегнирани с етанолова суспензия на магнетит въглеродни сажди, които са със съдържание на магнетит /мас. %/ от 5 до 50 % и въглеродни сажди от 95 до 50 %. Магнетитът е прахообразен и е със съдържание на SiО2 - до 5%, размер на частиците до 50 микрона и плътност 4,8-5,2 g/cm3. Хибридният двуфазен пълнител, получен по изобретението има следните характеристики: специфична повърхност /ВЕТ/ 400-900 m2/g, йодно число - 370-750 mg/g, маслено число - 200-450 ml/100 g, обем на микропорите - 0,03-0,15 сm (STP)/g, диаметър на микропорите - 3-10 nm, пълен обем на порите, cm(STP)/g - 0,5-1,5; специфична повърхност на микропорите, m2/g, 50-90, външна специфична повърхност, m2/g, 400-900. Методът съгласно изобретението осигурява получаването на хибриден двуфазен пълнител с подобрена текстура, в която наличието на микропори дава възможност за по-добро изолиране на саждените агрегати един от друг чрез разполагащата се в тях и около тях фаза от магнетит и предотвратяващо процесите на окисляване.

Description

Област на техниката
Изобретението се отнася до метод за получаване на хибриден двуфазен пълнител за еластомери, който ще намери приложение при производството на технически каучукови изделия, в т.ч. и на такива с микровълново приложение.
Предшестващо състояние на техниката
Известен е, от патентен документ CN 103055813, метод за получаване на магнитни въглеродни сажди, в който се смесват въглеродни сажди с частици магнетит в присъствие на лаурил аминокиселина, добавя се вода и получената суспензия се разбърква, след достигане на определено pH отново се разбърква, оставя се да престои, твърдото вещество се отделя и се суши до постоянно тегло. Недостатък на известния метод е, че на получения по него пълнител не са посочени характеристиките, което прави приложението му неясно.
Известен е пълнител от патент FR 2920918 за производство на изолация на коаксиален кабел, който съдържа поотделно, като вариант на изпълнение, въглеродните сажди и магнетит, както и тяхна комбинация . Недостатък на известния пълнител е, че не са посочени характеристиките на пълнителя и има само едно конкретно приложение, а именно в смес за изолация на коаксиален кабел.
Техническа същност на изобретението
Задачата на изобретението е да се създаде метод за получаване на хибриден двуфазен пълнител от вида въглеродни сажди-трижелезен четириоксид /магнетит/, който да се реализира по опростена технология и апаратурно оформление, да се използват достъпни суровини и да осигурява лесен и точен количествен контрол на съотношението между двете фази, да притежава едновременно диелектрични и магнитни загуби и повишена термостабилност.
Друга задача на изобретението е получения по метода хибриден двуфазен пълнител да е с подобрени текстурни характеристики и добро изолиране на въглеродната фаза, по-специално на саждените агрегати един от друг, с магнетитната фаза, както и с проникване на последната и в самите агрегати и да може директно да се въведе в каучуковата матрица, като се използва класическата технология и оборудване за изработване и вулканизация на каучукови смеси, предназначени за производство на технически каучукови изделия, вкл. и такива с микровълнови приложения.
Методът за получаване на хибриден двуфазен пълнител за еластомери, съгласно изобретението, включва следната последователност от етапи, импрегниране на въглеродните сажди с етанолова суспензия на магнетит в топкова мелница, сушене на двуфазната смес до постигане на постоянно тегло, смилане на изсушеният продукт в топкова мелница и последващо термично активиране в специално конструиран за целта реактор под вакуум. Последователността от етапи и условията за тяхното реализиране са, както следва:
Първи етап - получаване на етанолова суспензия, чрез заливане на прахообразен магнетит с етилов алкохол и последващо хомогенизиране в продължение на 1 h.
Втори етап - импрегниране на въглеродните сажди с получената суспензия от етап едно и последващо третиране в продължение на 2 h в топкова мелница.
Трети етап - отдекантиране на етиловия алкохол и сушене на получената двуфазна смес за време 2 h при температура 50°С.
Четвърти етап - сушене при повишаване на температурата до 150°С до постигане на постоянно тегло. Пети етап - смилане на изсушения продукт в топкова мелница в продължение на 2 h.
Шести етап - термично активиране на смления продукт в специално конструиран за целта реактор при температура 440°С в продължение на 2 h под вакуум IO-2 mm Hg стълб.
Седми етап - последващо смилане на крайния продукт в топкова мелница в продължение на 2 h.
Хибридният двуфазен пълнител, получен по изобретението съдържа импрегнирани с етанолова суспензия на магнетит въглеродни сажди, които са със съдържание на магнетит от /мас. %/ 5 до 50 % и въглеродни сажди от 95 до 50 %. Магнетитът е прахообразен и е със съдържание на SiO2 - до 5%,
Описания на издадени патенти за изобретения № 09.1/16.09.2019 размер на частиците до 50 микрона и плътност 4,8-5,2 g/cm3.
Хибридният двуфазен пълнител, получен по изобретението има следните характеристики: специфична повърхност /ВЕТ/ 400-900 m2/g, йодно число - 370-750 mg/g, маслено число - 200-450 ml/100 g, обем на микропорите - 0,03-0,15 cm3 (STP)/g, диаметър на микропорите - 3-10 nm, пълен обем на порите, cm3 (STP)/g - 0,5-1,5; специфична повърхност на микропорите, m2/g, 50-90, външна специфична повърхност, m2/g, 400-900.
Съгласно изобретението в първия етап на метода, масата на прахообразен магнетит, е предварително изчислена спрямо тази на въглеродните сажди по такъв начин, че да се постигне желаното масово съотношение между двете фази. Използването на етилов алкохол, съгласно изобретението е с цел да се избегне евентуалното окисляване на магнетита. Специално конструираният за целта реактор е посочен на фиг. 1.
Предимствата на настоящия метод за получаване на хибриден двуфазен пълнител за еластомери в сравнение с известните такива са в използването на термично активиране под вакуум, осигуряващо значително подобрена текстура на получавания по метода двуфазен пълнител, в която наличието на микропори дава възможност за по-добро изолиране на саждените агрегати един от друг чрез разполагащата се в тях и около тях фаза от магнетит и предотвратяващо процесите на окисляване.
Други предимства на метода съгласно изобретението са, осигурената възможност за лесен и точен количествен контрол на съотношението между двете фази, предварителното изчисляване на количеството на импрегниращия агент, гарантиращо дефиниран състав на пълнителя, използването на достъпни изходни суровини, опростената му технология и несложно апаратурно оформление.
Друго предимство на двуфазния пълнител, получен по метода съгласно изобретението е, че може директно да се въведе в каучуковата матрица, като се използва класическата технология и оборудване за изработване и вулканизация на каучукови смеси, предназначени за производство на технически каучукови изделия, вкл. и такива с микровълнови приложения.
Друго предимство на синтезирания пълнител при последващи микровълнови приложения е, че той обезпечава получаването на композит, притежаващ едновременно диелектрични и магнитни загуби, което води до подобряване на микровълновите му свойства като цяло.
Изобретението са илюстрира със следните фигури.
Фигура 1. Схема на използвания реактор: 1 - реакционен съд с възможност за нагряване, 2 - уплътняващ фланец, 3 - уплътняващи муфи, 4 - входно отверстие за газ /затворено/, 5 - изходно отверстие за газ /включено към вакуумна помпа/, 6 - термодвойка, 7 - Бюхнерова фуния.
Фигура 2. Светлополево изображение в сканираща трансмисионна електронна микроскопия (BFSTEM) на хибриден двуфазен пълнител /а/, получен съгласно пример 1 на изобретението /10% магнетит/ и композиционни карти на разпределение на елементите желязо /Ь/, въглерод /с/ и кислород /d/ в него.
Фигура 3. Светлополево изображение в сканираща трансмисионна електронна микроскопия (BFSTEM) на хибриден двуфазен пълнител /а/, получен съгласно пример 3 на изобретението /50% магнетит/ и композиционни карти на разпределение на елементите желязо /Ь/, въглерод /с/ и кислород /d/ в него.
Фигура 4. Светлополеви ТЕМ изображения при различни увеличения на хибридни пълнители, съдържащи фази на проводящи сажди и магнетит /Пример 1 - 10% магнетит/
а) х 10000; Ь) х 25000; с) х 60 000; d) х 400000
Фигура 5. Светлополеви ТЕМ изображения при различни увеличения на хибридни пълнители, съдържащи фази на проводящи сажди и магнетит /Пример 3 - 50% магнетит/
а) х 10000; Ь) х 25000; с) х 60 000; d) х 400000
Фигура 6. ТЕМ изображения с висока резолюция на пълнител, съдържащ:
а) 0 wt % magnetite; b) 10 wt % magnetite /Пример 1/; c) 30 wt % magnetite /Пример 2/; d) 50 wt % magnetite /Пример 3/.
Фигура 7. Честотна зависимост на тоталната ефективност на електромагнитно екраниране на композити, съдържащи хибридни двуфазни пълнители, получени съгласно изобретението (N0 - изходни проводящи сажди без магнетит, N1 - Пример 1, N2 - Пример 2, N3 - Пример 3).
Фигура 8. Честотна зависимост на ефективността на електромагнитно екраниране при отражение
Описания на издадени патенти за изобретения № 09.1/16.09.2019 на композити, съдържащи хибридни двуфазни пълнители, получени съгласно изобретението (N0 - изходни проводящи сажди без магнетит, N1 - Пример 1, N2 - Пример 2, N3 - Пример 3).
Фигура 9. Честотна зависимост на ефективността на електромагнитно екраниране при поглъщане на композити, съдържащи хибридни двуфазни пълнители, получени съгласно изобретението (N0 - изходни проводящи сажди без магнетит, N1 - Пример 1, N2 - Пример 2, N3 - Пример 3).
Фигура 10. Честотна зависимост на коефициента на затихване a, dB/cm, на композити, съдържащи хибридни двуфазни пълнители съгласно изобретението (N0 - изходни проводящи сажди без магнетит, N1 - Пример 1, N2 - Пример 2, N3 - Пример 3, тефлон-контролен образец).
Фигура 11. Честотна зависимост на тангенса от ъгъла на диелектричните загуби tan5s на композити, съдържащи хибридни двуфазни пълнители съгласно изобретението (N1 - Пример 1, N2 - Пример 2, N3 - Пример 3).
Фигура 12. Честотна зависимост на тангенса от ъгъла на магнитните загуби 1ап5и на композити, съдържащи хибридни двуфазни пълнители съгласно изобретението (N1 - Пример 1, N2 - Пример 2, N3 - Пример 3).
Примери за изпълнение на изобретението
Изобретението може да се илюстрира със следните примери.
Пример 1.
g прахообразен магнетит с размер на частиците 44 микрона, със съдържание на SiO2 2,5%, и плътност 5,0 g/cm3, се заливат с 250 ml етилов алкохол и се хомогенизират в продължение на 1 h. С получената суспензия се заливат 90 g проводящи въглеродни сажди и се третират в продължение на 2 h в топкова мелница.
След отдекантиране на етиловия алкохол получената двуфазна смес се суши 2 h при температура 50°С, след което температурата се повишава до 150°С и сушенето продължава до постигане на постоянно тегло. Изсушеният продукт се поставя в топкова мелница и се смила в продължение на 2 h, след което се прехвърля в специално конструиран за целта реактор /фиг. 1/ и се нагрява при температура 440°С в продължение на 2 h под вакуум IO-2 mm Hg стълб. Полученият хибриден двуфазен пълнител по пример 1 е със съдържание на магнетит -10 % и въглеродни сажди 90%.
Пример 2.
Последователността от операции и технологичен режим е, както в пример 1, но количеството на магнетита е 30 g, количеството на етанола е 750 ml, количеството на проводящите сажди е 70 g. Полученият хибриден двуфазен пълнител по пример 2 е със съдържание на магнетит - 30% и проводящи въглеродни сажди 70%.
Пример 3.
Последователността от операции и технологичен режим е, както в пример 1, но количеството на магнетита е 50 g, количеството на етанола е 1250 ml, количеството на проводящите сажди е 50 g. Полученият хибриден двуфазен пълнител по пример 3 е със съдържание на магнетит - 50% и проводящи въглеродни сажди 50%.
Наличието на органична и неорганична фаза, в хибридния пълнител получен по метода съгласно изобретението, в определени количества е доказано чрез енергоразсейваща рентгенова спектроскопия в сканираща трансмисионна електронна микроскопия (STEM-EDX). Светлополевото изобразяване в сканираща трансмисионна електронна микроскопия (BF-STEM) демонстрира контраста на съдържащите се елементи в пълнителя, което е резултат от различния им атомен номер, показвайки по този начин наличните фази и начина на тяхното разпределение. На фиг. 2-3 са показани светлополевите изображения в сканираща трансмисионна електронна микроскопия на синтезирани по описания метод хибридни пълнители „проводящи въглеродни сажди-магнетит“ с различни съотношения на фазите, а на фиг. 4-5 са показани изображенията, получени чрез светлополева трансмисионна електронна микроскопия (BF-TEM) на същите пълнители. Енергоразсейващата рентгенова спектроскопия (XEDS) дава възможност да се определи количеството на елементите в тегловни проценти.
От композиционните карти, показани на фиг. 2 и фиг. 3 се вижда, че желязото и кислорода /т.е. фазата
Описания на издадени патенти за изобретения № 09.1/16.09.2019 на трижелезния четириоксид/ присъстват във въглеродната фаза и са равномерно разпределени в нея, което показва, че проведената импрегнация е успешна. С нарастване на количеството на магнетитната фаза, тя започва да се локализира и под форма на клъстери, като с нарастването на количеството на въведения при синтеза на пълнителя магнетит, техният размер и полидисперсност нарастват.
Таблица 1 представя количествата на елементите въглерод, кислород, желязо и силиций в хибридния пълнител по данни от енергоразсейващата рентгенова спектроскопия (XEDS).
Таблица 1. Съдържание на елементите въглерод, кислород, желязо и силиций /тегловни проценти/ в хибридните пълнители в местата на сканиране, показани на фиг. 2а и фиг. За.
Sample Spectrum № С, wt. % Fch wt. % Si, ivt. %
Пример! 113 8J8 17,24 7121 0,18
Примср| 1L4 4О;78 25,78 ] 4,29 12,72
Пример! 115 10,90 11,86 76,82 0,43
Пример Е 116 56,60 4.98 37,81 0,57
ПримсрЗ 118 35,77 3,18 ] ,31 0,60
ИримерЗ 119 67,30 6,71 24 JI 1,06
ПримерЗ 120 40,69 10,01 48,15 0^5
ПримсрЗ 121 72,68 0,93 20,09 2,56
ПримсрЗ 122 50,87 2,51 45,07 0,95
Светлополевите ТЕМ (BF-TEM) изображения на същите пълнители са показани на фиг. 4-5.
Показаните резултати категорично доказват получаването на хибриден двуфазен пълнител от типа проводящи сажди-магнетит по метода съгласно изобретението. Вижда се също така, че магнетитната фаза е разположена между- и вътреагрегатно по отношение на въглеродната. На тези фигури светлите полета съответстват на въглеродната фаза, а тъмните - на магнетитната. Още едно доказателство за получаването на хибридните двуфазни пълнители по метода съгласно изобретението дават ТЕМ изображенията с висока резолюция /увеличение 400 000 пъти/ на синтезираните пълнители, показани на фиг. 6.
От фиг. 6 се вижда, че в отсъствието на магнетитна фаза структурата на въглеродната фаза е найподредена: концентричната микротекстура е добре развита и размерът на сферичните образувания е най-голям (около 60 nm). Структурата е плътно опакована и компактна. С появата на магнетитната фаза, както и е увеличаване на нейното количество сферичните образувания са е все по-малък размер, концентричната микротекстура не е така добре изразена. В някои случаи, както е на фиг. 6d, липсва каквато и да е подреденост на въглеродната фаза, наблюдават се тъмни и съвсем светли области, което ни дава основание да смятаме, че при висока концентрация на магнетитната фаза, тя прониква и изолира един от друг проводящите саждени агрегати. Този факт е от голямо значение за подобряване на микровълновите свойства на композитите, съдържащи този вид хибриден двуфазен пълнител, като същевременно представлява и предимство на метода за получаването им съгласно изобретението, даващ такава възможност.
Резултатите, посочени на фигури от 2 до 6 доказват, че частиците на магнетита категорично присъстват във въглеродната фаза на хибридния двуфазен пълнител, като са локализирани в повечето случаи по повърхността на саждените агрегати, като са ги изолирали един от друг, а в някои случаи са проникнали и във вътрешността им. Така създадения пълнител ще гарантира едновременно формирането както на високи магнитни, така и на високи диелектрични загуби в съдържащите го еластомерни композити, което е негово важно предимство е оглед обезпечаването на микровълновите им приложения.
Резултатите от охарактеризиране термостабилността и устойчивостта на окисляване на хибридните двуфазни пълнители съгласно изобретението чрез диференциално термичен /DTA/ и термогравиметричен анализ /TGA/ са показани в таблица 2.
Описания на издадени патенти за изобретения № 09.1/16.09.2019
Таблица 2. Характеристики на хибридни пълнители по данни от DTA и TGA
Характеристика Ссв J 1римср L Пример 2 Пример 3
Начало на загуби ε маещ °C 330 355 379 410
Загуби в мага при ΙΰΟΟ ЛС, W -93 -80 -64 44
Температура ня протичане на елсисляванети с макснгчалня скорости “С 431) 440 460 510
Температура ня льлно нзгаранс, °C 559 560 5Н4 599 ____
С увеличаване на количеството на магнетитната фаза, пълнителите стават по-малко реактивни, поради което са необходими по-високи температури за протичане на окисляването с максимална скорост и за пълното им изгаряне, а загубите в маса намаляват.
Друго предимство съгласно изобретението е, че хибридните пълнители имат по-висока термична стабилност, отколкото изходните проводящи сажди.
Полученият съгласно изобретението хибриден двуфазен пълнител може да се използва при разработването на състави на основата на естествени и синтетични еластомери, които намират приложение в каучукопрсработващата промишленост при производството на технически каучукови изделия, вкл. и такива с микровълново приложение.
Хибридният двуфазен пълнител, получен по метода съгласно изобретението е с по-добро изолиране на проводящите саждени клъстери един от друг, осигурява възможност за постигане на точно определено съотношение на компонентите, има по-висока термична стабилност, а освен това съдържат едновременно фази с високи магнитни и диелектрични загуби, което ги прави успешно приложими при производството на каучукови изделия с микровълново приложение.
Каучуковите смеси, съдържащи получения по изобретението хибриден двуфазен пълнител се изработват на открит каучуков смесител (валци) с размери: L/D 320x160 и фрикция 1,27 /L-дължина, D-диаметър на вала/. Оборотите на по-бавно въртящия се вал са 25 min1.
При изработването на каучуковите смеси преди въвеждането на ингредиентите в тях, каучукът се пластицира за време от 6 min.
След пластицирането на каучука на 6-та минута се прибавят цинковият оксид, стеариновата киселина и една трета от хибридния двуфазен пълнител съгласно изобретението. След това се прибавя последователно втора трета на 15-та минута, и последната трета на 20-та минута от хибридния двуфазен пълнител. Накрая се прибавят сярата и ускорителя. След като ингредиентите са погълнати от каучуковата матрица, сместа се срязва диагонално и получената ивица се кръстосва в противоположния край на валяка. След това каучуковата смес се навива на руло и се прекарва през тесен процеп. Готовата смес се сваля от валците под формата на лист на 25-та минута и се оставя да престои 24 h, преди да бъде вулканизирана.
Вулканизацията се провежда на хидравлична преса с електрическо загряване при температура 150°С, при налягане 10,0 МРа в оптимумите на вулканизацията за всяка смес, определени с помощта на осцилиращ дисков вулкаметър. Съставите на изследваните каучукови смеси, съдържащи пълнители съгласно примери 1-3 от изобретението са систематизирани в таблица 3.
Описания на издадени патенти за изобретения № 09.1/16.09.2019
Таблица 3. Състави на каучуковите смеси по примери 1 -3 /в масови части на 100 масови части каучук/
lugreclientfl N0 NI N1 N3
1. NR (SMR-JO) 100 100 106 100
2. Stearic add 2 2 2 2
3. Zinc ox ide 3 3 3 3
4, : CCB/M-O /wi Ihout magnetite/ 76 - - -
5. CC&M’lO - 70 - -
6. ссв/м-зо - 70 -
7- ССВ/М-5С 70
8. 1BBS1 1.5 1.5 15 1.5
9. SulfiiT 2 2 2 2
'N-tert-hnyJ-2·’ henznihl«ΐΐΐκμίϋπιπι ide
Микровълновите характеристики на композитите на еластомерна основа, съдържащи хибридни двуфазни пълнители, съгласно Примери 1-3 на изобретението, както и тези на изходните въглеродни сажди /за сравнение/ са показани на фиг. 7-9.
Доказано е, че в целия изследван честотен диапазон композитът с хибриден двуфазен пълнител по пример 1 показва много добри защитни свойства - има total shielding effectiveness в границите от 14,7 dB до 23,1 dB, което означава, че падащата електромагнитна мощност ще претърпи затихване от 30 до 200 пъти. Както може да се види от фигурите, по ефективност композитът N1 превъзхожда значително контролната проба N0, несъдържаща магнетит, при еднакви дебелини на композитите. В цялата честотна лента тефлонът не показва защитни свойства (SE) клони към нула, както и трябва да се очаква.
Добрите микровълнови свойства на композитите, съдържащи хибриден двуфазен пълнител, съгласно изобретението, се потвърждават и обясняват с резултатите от измерването на коефициента на затихване на електромагнитните вълни, както и на тангенсите от ъгъла на диелектричните им и магнитни загуби съответно на фиг. 10-12.
От фигурите е видно, че композитът с хибриден двуфазен пълнител съгласно пример 1 на изобретението има най-високи стойности на тангенса от ъгъла на диелектричните и магнитни загуби, най-висока стойност на коефициента на поглъщане (75 dB/cm) и най-висока тотална ефективност на електромагнитно екраниране /15-25/ dB в целия изследван честотен диапазон, даващи категорично възможност за микровълнови приложения. Тези добри свойства могат да се обяснят с наличието на две фази в хибридния пълнител, едната с високи диелектрични, а другата - с високи магнитни загуби /съответно въглеродните сажди и магнетита/, което е едно от най-важните предимства на пълнителите, получени съгласно изобретението.

Claims (4)

Патентни претенции
1. Метод за получаване на хибриден двуфазен пълнител за еластомери на база въглеродни сажди и магнетит, характеризиращ се с това, че въглеродните сажди се импрегнират с етанолова суспензия на магнетит в топкова мелница, следва сушене на двуфазната смес до постигане на постоянно тегло, смилане на изсушения продукт в топкова мелница, термично активиране в специално конструиран за целта реактор под вакуум и последващо смилане на крайния продукт в топкова мелница, като метода протича при следните условия и етапи:
- първи етап- получаване на етанолова суспензия, чрез заливане на прахообразен магнетит с етилов алкохол и последващо хомогенизиране в продължение на 1 h;
- втори етап - импрегниране на въглеродните сажди с получената суспензия от етап едно и последващо третиране в продължение на 2 h в топкова мелница;
Описания на издадени патенти за изобретения № 09.1/16.09.2019
- трети етап - отдекантиране на етиловия алкохол и сушене на получената двуфазна смес за време 2 h при температура 50°С;
- четвърти етап - сушене при повишаване на температурата до 150°С до постигане на постоянно тегло;
- пети етап - смилане на изсушения продукт в топкова мелница в продължение на 2 h;
- шести етап - термично активиране на смления продукт в специално конструиран за целта реактор при температура 440°С в продължение на 2 h под вакуум IO-2 mm Hg стълб;
- седми етап - последващо смилане на крайния продукт в топкова мелница в продължение на 2 h.
2. Хибриден двуфазен пълнител съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че двуфазният пълнител съдържа импрегнирани с етанолова суспензия на магнетит въглеродни сажди, които са със съдържание на магнетит от /мас. %/ 5 до 50 % и въглеродни сажди от 95 до 50 %.
3. Хибриден двуфазен пълнител за еластомери съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че магнетитът е прахообразен и е със съдържание на SiO2 - до 5%, размер на частиците до 50 микрона и плътност 4,8-5,2 g/cm3.
4. Хибриден двуфазен пълнител съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че има следните характеристики: специфична повърхност /ВЕТ/ 400-900 m2/g, йодно число - 370-750 mg/g, маслено число - 200-450 ml/100g, обем на микропорите - 0,03-0,15 cm3 (STP)/g, диаметър на микропорите - 3-10 nm, пълен обем на порите, cm3 (STP)/g - 0,5-1,5; специфична повърхност на микропорите, m2/g, 50-90, външна специфична повърхност, m2/g, 400-900.
BG112205A 2016-01-28 2016-01-28 Метод за получаване на хибриден двуфазен пълнител за еластомери BG66934B1 (bg)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG112205A BG66934B1 (bg) 2016-01-28 2016-01-28 Метод за получаване на хибриден двуфазен пълнител за еластомери
US15/203,398 US10240046B2 (en) 2016-01-28 2016-07-06 Method for fabrication of a hybrid dual phase filler for elastomers

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG112205A BG66934B1 (bg) 2016-01-28 2016-01-28 Метод за получаване на хибриден двуфазен пълнител за еластомери

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BG112205A BG112205A (bg) 2017-07-31
BG66934B1 true BG66934B1 (bg) 2019-08-15

Family

ID=59386419

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG112205A BG66934B1 (bg) 2016-01-28 2016-01-28 Метод за получаване на хибриден двуфазен пълнител за еластомери

Country Status (2)

Country Link
US (1) US10240046B2 (bg)
BG (1) BG66934B1 (bg)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111530207A (zh) * 2020-05-08 2020-08-14 黄龙标 一种粘性气液对冲式高温烟气排放装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52136635A (en) * 1976-05-12 1977-11-15 Toshiba Corp Electrostatic image developing toner
US5236629A (en) 1991-11-15 1993-08-17 Xerox Corporation Conductive composite particles and processes for the preparation thereof
JPH10204305A (ja) 1996-11-25 1998-08-04 Cosmo Sogo Kenkyusho:Kk 電磁波遮蔽性樹脂組成物、及び同組成物を用いた成形加工品
US6416864B1 (en) * 1998-02-17 2002-07-09 Toda Kogyo Corporation Black magnetic composite particles for a black magnetic toner
US6379855B1 (en) * 1998-02-17 2002-04-30 Toda Kogyo Corporation Black magnetic toner and black magnetic composite particles therefor
US6294242B1 (en) * 1998-05-15 2001-09-25 Toda Kogyo Corporation Magnetic recording medium
US6767611B2 (en) * 1999-11-15 2004-07-27 Toda Kogyo Corporation Black magnetic acicular containing composite particles magnetic recording medium
EP1102245A1 (en) * 1999-11-15 2001-05-23 Toda Kogyo Corporation Black filler for magnetic recording medium and magnetic recording medium using the same
US20010012574A1 (en) * 2000-01-21 2001-08-09 Victor Company Of Japan, Ltd. Magnetic recording medium
US20050096418A1 (en) 2003-10-31 2005-05-05 Baranek Todd M. High density metal oxide fillers in rubber compounds
FR2920918B1 (fr) 2007-09-06 2009-10-23 Nexans Sa Cable rayonnant.
CN101863668A (zh) * 2010-05-24 2010-10-20 北京科技大学 一种用铁矿尾矿合成SiC/FexSiy复合材料的方法
CN103055813B (zh) 2013-01-11 2014-12-31 福建工程学院 成型磁性黑碳的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20170218205A1 (en) 2017-08-03
BG112205A (bg) 2017-07-31
US10240046B2 (en) 2019-03-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dai et al. Multiple synergistic losses in the absorption of electromagnetic waves by three-dimensional cross-linked carbon fiber
Zhu et al. Synthesis of setaria viridis-like TiN fibers for efficient broadband electromagnetic wave absorption in the whole X and Ku bands
Sun et al. Biomass-derived carbon decorated with Ni0. 5Co0. 5Fe2O4 particles towards excellent microwave absorption performance
WO2016112523A1 (zh) 纳米氧化铝改性绝缘纸及其制备方法
Ahmad et al. Synthesis and characterisation of nickel oxide reinforced with polycaprolactone composite for dielectric applications by controlling nickel oxide as a filler
Cheng et al. Influence of particle surface properties on the dielectric behavior of silica/epoxy nanocomposites
Shi et al. Electromagnetic (EM) wave absorption properties of cementitious building composites containing MnZn ferrite: Preferable effective bandwidth and thickness via iron and graphite addition
Li et al. Development of a hollow carbon sphere absorber displaying the multiple-reflection effect to attenuate electromagnetic waves
CN110316707A (zh) 一种快速制备离子配位修饰黑磷纳米片的方法
Qian et al. Synthesis and microwave absorption performance of Fe-containing SiOC ceramics derived from silicon oxycarbide
CN107434897A (zh) 钛酸钡颗粒、钛酸钡/含氟聚合物复合材料及其制备方法
DE102010031585A1 (de) Siliciumdioxidpulver mit speziellen Oberflächeneigenschaften und dieses Pulver enthaltende Tonerzusammensetzung
CN112409653B (zh) 一种吸波剂、其制备方法及应用
CN108314380B (zh) 一种氧化石墨烯-四氧化三铁磁液-水泥基复合材料及其制备方法
BG66934B1 (bg) Метод за получаване на хибриден двуфазен пълнител за еластомери
CN109939125B (zh) 一种抗氧化剂及其制备方法与应用
Sun et al. Achieving rough sphere-shaped ZnS with superior attenuation electromagnetic absorption performance
Devadatha et al. Structural and dielectric characterization of nickel-cobalt oxide nanocomposite
Daugas et al. Investigation of LSPR coupling effects toward the rational design of CsxWO3–δ based solar NIR filtering coatings
Alamelu Mangai et al. Structural and optical absorption studies of cobalt substituted strontium ferrites, SrCo x Fe 12− x O 19 (x= 0.1, 0.2 and 0.3)
CN109289718A (zh) 一种三维还原氧化石墨烯气凝胶材料及其制备方法
Guo et al. Heterogeneous interface engineering of N–doped carbon onion nanotube chains toward prominent microwave absorption
Xu et al. Spiral-and meridian-patterned spheres self-assembled from block copolymer/homopolymer binary systems
BG2272U1 (bg) Хибриден двуфазен пълнител за еластомери
Xu et al. Optimized electromagnetic wave absorption of Ag/Fe3O4/SiO2 via magnetic field-induced synthesis