CS199141B1 - Inorganic Powder Fillers · - Google Patents
Inorganic Powder Fillers · Download PDFInfo
- Publication number
- CS199141B1 CS199141B1 CS346278A CS346278A CS199141B1 CS 199141 B1 CS199141 B1 CS 199141B1 CS 346278 A CS346278 A CS 346278A CS 346278 A CS346278 A CS 346278A CS 199141 B1 CS199141 B1 CS 199141B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- kaolin
- filler
- centers
- groups
- protonic
- Prior art date
Links
Landscapes
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
Abstract
Anorganická prášková plniva pro polyolefiny na bázi přírodních alumosilikátů jako je kaolin kalcinovaný při teplotě 200 až 800 °C a velikostí částic do 50 um se před impregnací aminosilanovými spojovacími prostředky modifikují kationty prvé a druhé skupiny periodické soustavy tak, aby alespoň polovina povrchových protoniokýoh center byla vázána na kationt. Modifikace zabraňuje rozkladu aminosilanu a pěnění vytlačované struny plněného polyolefinu.Inorganic powder fillers for polyolefins based on natural aluminosilicates such as kaolin calcined at a temperature of 200 to 800 °C and with a particle size of up to 50 μm are modified with cations of the first and second groups of the periodic system before impregnation with aminosilane coupling agents so that at least half of the surface protonic centers are bound to the cation. The modification prevents decomposition of the aminosilane and foaming of the extruded string of filled polyolefin.
Description
Vynález ae týká alumoBilikátových plnivorganiokýchpolymerů umožňujících termoplastické zpracování bezvznikurozkladnýoh produktů.The present invention relates to alumino-bilayer filler organic polymers enabling thermoplastic processing of non-degradable products.
Soustavně stoupající potřeba plastů a omezená dostupnost základních petrochemických surovin vedly k vývoji nových materiálů, tak zvaných kompožitů, s vysokým podílem anorganických plniv. Dalěím faktorem, který podporuje vývoj těchto materiálů bylo pozorované zlepšení některých jejich mechanických vlastnosti, dosažené přídavkem ztužujících plniv, oož umožnilo rozšíření použitelnosti kompožitů zvláště v oblasti konstrukčních materiálů.The constantly increasing need for plastics and the limited availability of basic petrochemical raw materials have led to the development of new materials, so-called composites, with a high proportion of inorganic fillers. Another factor supporting the development of these materials was the observed improvement in some of their mechanical properties, achieved by the addition of reinforcing fillers, which made it possible to extend the applicability of composites, particularly in the field of construction materials.
Mezi nejatraktivnější plniva patří přírodní alumosilikáty. Jsou dobře surovinově dostupné a v širokém rozsahu velikosti částic vykazují ztužujíoí účinky. Pří míšení těchto . plniv s polymery v tavenináoh so však nepříznivě uplatňuje jejích nežádoucí povrchová reaktivita, projevující se vznikem kapalných i plynných degradačníoh produktů spolu se změnami struktury polymemí matrice, které vedou ke zhoršení užitných vlastností a to i tehdy, jestliže se použije činidel zlepšujíoích adhezi polymemí matrice s plnivem, jako jsou silaný.. -' , .Natural alumosilicates are among the most attractive fillers. They are readily available and have a stiffening effect over a wide range of particle sizes. In mixing these. however, the undesirable surface reactivity manifested by the formation of liquid and gaseous degradation products, together with changes in the structure of the polymer matrix, leading to deterioration in performance, even when agents improving the adhesion of the polymer matrix to the filler, are adversely affected. such as strong .. - ',.
Povrchová reaktivita přírodních álumosilikátů je podmíněna přítomností oktaedricky koordinovaného atomu hliníku v jejioh struktuře a konfiguračním víoe nebo méně pravidelným uspořádáním jejich vrstevnaté struktury, tvořené vedle oktaedrů rovněž křemíkovými tetraedry. To potom, zvláště u tak zvaných třívrstvých minerálů, může vést k nábojovému nevyvážení povrchu krystalické mřížky, podporovanémuThe surface reactivity of natural aluminum silicates is conditioned by the presence of an octahedrally coordinated aluminum atom in its structure and by a configuration vortex or by a less regular arrangement of their layered structure, which in addition to octahedrons also consists of silicon tetrahedrons. This, in particular in the case of the so-called three-layer minerals, can lead to a charge imbalance of the crystal lattice surface supported by
- izomorfní výměnou centrálních atomů (Al, Si) za atomy s nižší vazností- isomorphic exchange of central (Al, Si) atoms with lower bond atoms
- zlomovými defekty za vzniku náboje na lomových a štěpných hranách a plochách- fracture defects resulting in charge on fracture and fissure edges and surfaces
- ionizací povrchových funkčních skupin “Si-OH.- ionization of surface functional groups' Si-OH.
Z hlediska chemické reaktivity je potom takový povrch charakterizován jako kyselý a systematiokým studium bylo zjištěno, že kyselá centra napovrších álumosilikátů jsou podle svého projevu dvojího druhu: protonická (Sráhetedovská) a aprótická (Lewiaovská). Jejich četnost, polydisperzita, síla a poměr závisí za normálních podmínek ha velikosti částio, krystalické struktuře a složení (to je poměrní AlgO^SiOg).From the chemical reactivity point of view, such a surface is characterized as acidic and by systematic study it was found that the acid centers of the surface aluminum silicates are of two kinds according to their manifestation: protonic (Sráhetedov) and aprotic (Lewia). Their frequency, polydispersity, strength and ratio depend under normal conditions on the particle size, crystalline structure and composition (i.e., the ratio of AlgO ^SiOg).
Předpokládá se, že představitelem protonickýoh oeňter jsou povrchově chemisorbované molekuly vody a ty povrchové skupiny- OH, které jsou schopny se v daném prostředí ionizovat za vzniku protonu (např. ~ Si-OH v alkalickém prostředí). Aprótická centra jsou tvořena koordinačně nenasycenými atomy hliníku a křemíku a vodou jsou konvertována na centra protonická. Proto za normálních podmínek nemohou aprótická centra existovat. Stejně tak jsou vodou neutralizována* i protonická centra, takže přírodní alumosilikáty, vzniklé zvětráním a hydrolytiekým rozkladem magmatickýoh hornin jsou-ve vodných roztooíoh jen slabě kyselé, popřípadě neutrální. Jejioh kyselá povaha se projeví teprve tehdy, jsou-li ^baveny neutralizujících vretev vody, kdy potom v některých případech dosahují kyselosti silných m-inaválníoh kyselin. Těohto jojioh vlastností se již dlouho využívá při katalýze krakování uhlovodíků.It is believed that protonic ether is represented by surface chemisorbed water molecules and those surface OH groups that are capable of ionizing in a given environment to form a proton (e.g., Si-OH in an alkaline environment). Aprotic centers are made up of coordinated unsaturated aluminum and silicon atoms and are converted into protonic centers by water. Therefore, under normal conditions, aprotic centers cannot exist. Likewise, protonic centers are neutralized by water, so that the natural alumosilicates formed by weathering and hydrolytic decomposition of igneous rocks are only slightly acidic or neutral in aqueous solutions. Its acidic nature only becomes apparent when they are entertained by neutralizing branches of water, when in some cases they reach the acidity of the strong m-mineral acids. These jojioh properties have long been used in catalyzing the cracking of hydrocarbons.
Pro zvýšení adheze povrohu anorganického plniva k organické polymerní matrici, projevující se zlepšením některých užitných vlastností kompozitu, se s úspěchem používá spojovacích prostředků, jejichž typickými představiteli.jsou organokřemičité sloučeniny sílaný, Základní podmínkou použitelnosti spojovacího prostředku je přítomnost alespoň . dvou různorodých funkčních skupin v jeho molekule, které umožňují interakci jak s povrchemIn order to increase the adhesion of the surface of the inorganic filler to the organic polymer matrix, resulting in an improvement in some of the useful properties of the composite, fasteners have been successfully used, the typical representatives of which are organosilicon compounds. two diverse functional groups in its molecule that allow interaction with both the surface
X plniva, tak s polymerní matricí. U sílánu to bývají na křemíku vázané alkoxy- nebo 01skupiny, které po hydrolýze poskytují silanolové -OH skupiny, reagující s povrchovými skupinami plniva. Spojení.s organickou polymerní matricí je potom usnadňováno epoxidovými, vinylovými, esterovými, karboxylovými nebo aminovými skupinami, které jsou na křemíkový atom vázáný přes kratší nebo delší uhlovodíkový řetězeo.X fillers, both with polymer matrix. In the case of silanes, these are silicon-linked alkoxy- or γ-groups which, after hydrolysis, yield silanol -OH groups reacting with the surface groups of the filler. Coupling with the organic polymer matrix is then facilitated by epoxy, vinyl, ester, carboxyl or amine groups which are bonded to the silicon atom through a shorter or longer hydrocarbon chain.
Interakce silonových funkčních skupin spojovacího prostředku s povrchem plniva bývá katalyzována aoido-bázioky, zatímco reakce s polymerní matricí mívá nejčastěji volně radikálový charakter se záměrně vyvolanou iniciací klasickými Iniciátory.The interaction of the nylon functional groups of the coupling agent with the surface of the filler tends to be catalyzed by azo-base, whereas the reaction with the polymer matrix is most often of a free-radical nature with deliberately induced initiation by classical initiators.
Konečným výsledkem je potom vytvoření nánosu spojovacího prostředku na povrchu částic plniva, který jim dává organofilní charakter, zlepšující jejioh adhezi a dispergovatelnost v polymerní matrici a hydrofóbnost.^Současně usnadňujedelokalizaci energie, koncentruj ící se při mechanickém namáhání kompozitu zxa povrchu částic a vedoucí ke vzniku defektů a trhlin v materiálu.The end result is then the formation of a bonding agent on the surface of the filler particles, giving them an organophilic character, improving their adhesion and dispersibility in the polymer matrix and hydrophobicity.At the same time they facilitate easy localization of energy, concentrating under mechanical stress of the zxa composite surface and causing defects. and cracks in the material.
Kaolin je typickým představitelem přírodního alumosllikátového plniva, které má v mnoha průmyslových oborech dlouholetou tradici, at již jako pigment, plnivo nebo nastavovadlo. Jeho podstatnou součástí (60 až 95 %) je dvojvrstvý minerál kaolinit, širší využi· tí kablinu v polymerníoh kompozitech však dosud omezovala jeho povrchová reaktivita, projevující se, zvláště za zvýšených teplot, typickými účinky jak protondonorového tak elektronakceptorového katalyzátoru.Kaolin is a typical representative of a natural aluminum-aluminum filler, which has a long tradition in many industries, whether as a pigment, filler or extender. Its essential component (60 to 95%) is the double-layered kaolinite mineral, but the wider use of cablin in polymer composites has so far been limited by its surface reactivity, exhibiting, especially at elevated temperatures, the typical effects of both a proton donor and an electron acceptor catalyst.
Pro přípravu kompozitů jsou nejatraktivnější masově vyráběná polymery, především polyoleflny, u kterých je možno přísadou plniva dosáhnout výrazného zlepšení meohaniokých vlastností. Alumosilikáty však vyvolávají při zpracovatelských teplotách (180 až 280 °C) výraznou degradaci polymerní matrice, která se projevuje nežádoucím pěněním vytlačované struny i při použití známýoh spojovacích prostředků.The most attractive for the preparation of composites are mass-produced polymers, in particular polyolefins, in which the addition of a filler can achieve a significant improvement in the mehanogenic properties. However, alumosilicates cause significant degradation of the polymer matrix at processing temperatures (180 DEG-280 DEG C.), which results in undesired foaming of the extruded string even with the use of known fasteners.
Přísady, omezující termickou a termooxidační degradaci rovněž vstupují do interakce s reaktivním povrchem plniva, proto se otázka modifikace povrchu jeví jako komplexní problém, jehož dosavadní řešení nezajišťovalo reprodukovateIné a technologicky schůdné dosažení potřebné tepelné stability alumosilikátových kompozitův rozsahu zpracovatelských teplot, bez výrazné degradace.polymerní matrice, případně dalších použitých přísad.Additives limiting thermal and thermo-oxidative degradation also interact with the reactive filler surface, therefore the question of surface modification appears to be a complex problem whose prior solution has not ensured reproducible and technologically feasible achievement of the necessary thermal stability of alumosilicate composite processing temperatures without significant degradation. and optionally other additives used.
Nyní se ukázalo, že 1 tak vyeoce povrchové reaktivní plnivo, jako je kaolin, je možno vhodným postupem upravit tak, aby:It has now been found that 1 such a superficial reactive filler, such as kaolin, can be modified by a suitable process such that:
- bylo použitelné v organické polymerní matrici do vysokých poměrů plnivo: matrice}- was applicable in organic polymer matrix to high filler: matrix ratios}
- jeětě při hmotnostním poměru plnivo: matrice 1: 1 nedocházelo při zpracování až do teploty 280 °C k tvorbě plynných a jiných degradačních produktů v nežádoucím rozsahu)- even at a filler: matrix ratio of 1: 1, no gaseous and other degradation products were formed to an undesirable extent during processing up to 280 ° C)
- pasivaoe povrchu částic byla provoděna takovým způsobem, aby Bia povrchu zůstal dostatečný počet funkčních skupin pptřebnýoh k interakci se spojovacím prostředkem}- the passive surface of the particles has been pierced in such a way that a sufficient number of functional groups are required to interact with the coupling agent,
-reaktivní povrch plniva nevyvolával zá normálních nebo mírně zvýšených teplot nežádoucí reakoi s inioiátorem roubování nebo sílování jeětě před přípravou granulátů)-reactive surface of the filler did not cause undesirable reaction with grafting or thickening initiator before preparation of granulates at normal or slightly elevated temperatures)
- reaktivní povroh plniva nevykazoval. Interakci se stabilizačními přísadami a tím nezpůsoboval pokles jejioh koncetrace pod účinnou hranici}- did not show reactive surface of the filler. The interaction with the stabilizing ingredients and thus did not cause its concentration to fall below the effective level}
- pasivovaaý povroh plniva vykazoval sníženou hydrofilnost a tím omezoval hydrolytioký účinek vody v kompozitu projevující se omezenou skladovatelností nebo poklesem užitných vlastností produktu.the passivated surface of the filler exhibited reduced hydrophilicity, thereby limiting the hydrolytic effect of water in the composite, exhibiting limited shelf life or reduced utility properties of the product.
Předmětem vynálezu jsou anorganická práSková plniva na bázi přírodních alumosilikátů, jako je kaolin kaloinovaný při teplotě 200 až 800 °C a velikostí částic ,do 50 jum, u kterýoh je alespoň polovina povrchových protonickýeh kyselých center vázána na kationtý prvé skupiny periodické soustavy litium, sodík, draslík, rubidium anebo druhé skupiny periodické soustavy jako je berylium, hořčík, vápník, stroncium, baryum, zinek a kadmium.The present invention provides inorganic powdered fillers based on natural alumosilicates, such as kaolin, calibrated at 200-800 ° C and particle size, up to 50 µm, wherein at least half of the surface protonic acid centers are bound to cations of the first groups of the lithium, sodium, potassium, rubidium or other groups of the periodic system such as beryllium, magnesium, calcium, strontium, barium, zinc and cadmium.
Absolutnípočet protonickýeh center není z hhdiska stávajících poznatků jednoznačně definovatelný. Informace o množství protonickýeh center je totiž vždy funkcí použité metody a podmínek stanovení. Obecně se hovoří o protonické a aprotioké kyselosti, aniž je jed.. .. noznačně prokázáno, jaký je jejich vztah ke struktuře alumosilikátů. Za povrohováprotonic, ká centra ve smyslu vynálezu považujeme ta, která jsou-aktivní v přotolytioky vyvolané deaminační reakci alifatického aminu chemisorbovaného ba povrchu alumosilikátů. Podle této metody je hodnota, představující sumu přotolytioky aktivních center vyjádřena velikostí plochy, vymezené deaminační křivkou v souřadnicích vodivost-teplota a každá její změna, pozorovaná za jinak aťejaýoh podmínek, představuje změnu protolytické reaktivity.The absolute number of protonic centers is not unambiguously definable in terms of existing knowledge. Information about the number of protonic centers is always a function of the method and conditions used. In general, protonic and aprotic acidity is discussed, without any evidence of their relationship to the structure of alumosilicates. For the purposes of the present invention, we consider the surface protonic centers to be those which are active in the protolytiocyte-induced deamination reaction of an aliphatic amine chemisorbed onto the surface of alumosilicates. According to this method, the value representing the sum of the proteolithiocyte active centers is expressed by the size of the area defined by the deamination curve in the conductivity-temperature coordinates, and any change thereof observed under any other condition represents a change in the protolytic reactivity.
Je známo, že nositelem povrchové reaktivity alumosilikátů, jmenovitě kaolinu, jsou hlavně okrajové a zlomkové hrany a plochy krystalů elementárních částic, kde se soustře£u-- jí centra chemické reaktivity. U špatně krystalických kaolinů se aktivní centra objevují i na bazálníoh plochách, v místeoh defektů krystalické mřížky. Příčiny povrchové kyselosti kaolinitu je tedy třeba hledat v jeho struktuře.It is known that the surface reactivity of alumosilicates, namely kaolin, is mainly due to the peripheral and fractional edges and crystal surfaces of the elementary particles, where the centers of chemical reactivity are concentrated. In poorly crystalline kaolins, active centers also appear on basal surfaces, where defects in the crystalline lattice. The causes of the surface acidity of kaolinite must therefore be sought in its structure.
. Elementární vrstvy nemohou končit neúplnými vazbami. Atom Si koncového tetraedru končí skupinou - OH.Atom AI koncového oktaedru pak vedle evýoh skupin -OH koordinačně váže vodu. Nábojová nevyváženost okrajového spojovacího atomu 0, mezi centrálními atomy Si a Al je kompenzována hydratovaným protonem. Za normálních okolností je pak celý povrch obsazen vodou, která podle charakteru sorpce, daného silovým polem krystalické mřížky, vytváří mono- až multi-vrstvu.. Elementary layers cannot end in incomplete constraints. The atom of the terminal tetrahedron terminates in the - OH group. The charge imbalance of the boundary coupling atom O between the central Si and Al atoms is compensated by a hydrated proton. Normally, the entire surface is filled with water which, depending on the nature of the sorption given by the force field of the crystal lattice, forms a mono- to multi-layer.
»»
Zahříváním takového systému nastává postupný odchod neutralizujících vrstev vody, přičemž dochází k odhalováni (obnažování) protonických center, jimiž'mohou být i povrchu aejbližší a tudíž nejvíce polarizované molekuly vody. Aprotická centra se mohou objevit teprve po odchodů sorbovaná vody, avšak tento pochod je komplikován nastupující difúzí a řízenou dehydroxylaoí povrchových a později strukturních skupin -OH, kdy kaolinit přeV. ? · , /· chází na metakaoiinit. Proto je síla, rozdělení, povaha, počet a poměr kyselých center u daného materiálu funkcí teploty a Sasu.The heating of such a system leads to a gradual exit of the neutralizing layers of water, revealing (exposing) the protonic centers, which may be the surface and the closest and therefore the most polarized water molecule. Aprotic centers may appear only after the sorbed water has exited, but this process is complicated by the onset of diffusion and controlled dehydroxylation of the surface and later structural groups -OH, when kaolinite prev. ? · Is based on metakaoiinite. Therefore, the strength, distribution, nature, number and ratio of acid centers for a given material is a function of temperature and Sass.
Při studiu povrchové reaktivity kaolinu sledované neradikálovým rozkladem kumori-hydroperoxidu v bezvodóm prostředí, nebo protonlckou deamináeí alifatických aminů v závislosti na teplotě se ukázalo, že projev protonické kyselosti koreluje a teplotami, kdy se uvolňují jednotlivé skupiny sorbovaná vody, čímž dochází ke zvyšování relativní protonické kyselosti povrchu, vyvolané ionizovatelnastí povrchových vodíkových atomů*When studying the surface reactivity of kaolin observed by non-radical decomposition of cumorohydroperoxide in anhydrous medium or by protonic deamination of aliphatic amines as a function of temperature, it was shown that protonic acidity correlates with temperatures releasing individual sorbed water groups, increasing relative protonic acidity surface induced by ionizability of surface hydrogen atoms *
Rovněž jsme zjistili, Ž© nahrazením povrchových reaktivních protonů jinou elektrofilní částicí, pevněji vázanou, méně snadno ionizovatelnou a hydrclytíčky stálejší, je možno projev protonické kyselosti významně omezit, aniž by přitom došlo k blokování povrchových skupin, které je třeba zachovat pro interakci se spojovacím, nejčastěji ©rganokřemišitým prostředkem.We have also found that by replacing surface reactive protons with another electrophilic particle, more strongly bound, less readily ionizable and hydrophilic, more stable, the protonic acid manifestation can be significantly reduced without blocking the surface groups that need to be retained for interaction with the linker, most commonly a siliceous agent.
Substituce nejobtížněji dostupného a z hlediska kyselosti velmi významného protonu, náležejícího spojovacímu kyslíkovému atomu, se dosáhne řízenou kalcinací, kdy již od 200 °C dochází k odstraňování stericky stínících povrchových hydroxyiových skupin na okrajovém atomu Al.The substitution of the most difficultly available and acidic acid proton of the linking oxygen atom is achieved by controlled calcination, which removes sterically shielding surface hydroxyl groups at the peripheral Al atom from as low as 200 ° C.
Jako substituční činidla lze použít anorganické i organické soli nebo kysličníky schopné poskytnout stericky a vazebně vyhovující kationty s tím, že ionizací uvolněné anionty, nejaou-li praním nebo jinak odstraněny, poskytnou s nahrazenými protony příslušnou kyslinu, která nesmí narušit krystalovou mřížku alumosilikátu nebo jinak s touto mřížkou interferovat. V opačném případě je účelně vzniklou kyselinu vázat nebo jinak eliminovat. ·Both inorganic and organic salts or oxides capable of providing sterically and coupling-compatible cations can be used as substitution agents, provided that the ion-liberated anions, if not washed or otherwise removed, provide with the replaced protons the appropriate acid which must not disrupt the alumosilicate crystal lattice or otherwise interfere with this grid. Otherwise, it is expedient to bind or otherwise eliminate the resulting acid. ·
Nejvhodnější jsou soli vykazující ve vodných roztocích neutrální nebo jen málo odlišné hodnoty pH, jako například halogenidy, uhličitany, hydrouhličitany, sírany, siřičitany, simstany, dusičnany nebo fosfáty alkalických kovů a kovů žíravých zemin. Z organických sloučenin potom odpovídající alkoholáty, soli mono- a vícefunkčníeh kyselin, hydroxykyselin, aminokyselin, popřípadě kovové soli cukrů.Salts having neutral or slightly different pH values in aqueous solutions, such as, for example, halides, carbonates, bicarbonates, sulfates, sulfites, simstates, nitrates or phosphates of alkali and caustic earth metals, are most preferred. Among the organic compounds, the corresponding alcoholates, salts of mono- and multifunctional acids, hydroxy acids, amino acids, and possibly metal salts of sugars.
Tří a víoemooné kationty nejsou vhodné pro Jejioh anomální a nepříznivě chování jak na površích a v mřížce alumosilikátů, tak v kompozitech, kde mohou vyvolávat, zvláětě za přítomnosti vzdušného kyslíku a vlhkosti, nežádoucí degradaoní a jiné vedlejší reakce*The three- and multi-anionic cations are not suitable for its anomalous and adverse behavior on both the surfaces and lattice of aluminosilicates and in composites where they may induce undesirable degradaonies and other side reactions, especially in the presence of atmospheric oxygen and moisture *
Obecně_se pak výběr vhodného kationtu řídí:In general, the choice of a suitable cation is controlled by:
- poloměrem něhydrátováného iontu,- the radius of the non-hydrated ion,
-nábojem, ·-fire, ·
- energií hydratace.- hydration energy.
Čím větší jsou první dva parametry a čím menší třetí, tím silnější je interakce ka• . A tiontu s povrchem.The larger the first two parameters and the smaller the third, the stronger the interaction of each. A thionate with a surface.
Postup úpravy povrchu alumosilikátů jako je kaolin, musí být tedy vedentak, aby připravovaný kompozit vykazoval lepší anebo alespoň stejné meohanioké vlastnosti, jaké vykazuje kompozit s plnivem nepasivovaným, který však při zpracovatelských teplotách vždy vykazuje průvodní jevy degradace.Thus, a surface treatment process for aluminosilicates such as kaolin must be such that the prepared composite exhibits better or at least the same meo-hanoic properties as a composite with a non-passivated filler, but which always exhibits concomitant degradation phenomena at processing temperatures.
Podstatu vynálezu blíže objasní následující příklady, které však vynález nevymezují ani neomezují. Díly a procenta uváděné v příkladech jsou hmotnostní, není-li uvedeno jinak.The following examples illustrate the invention but do not limit it. Parts and percentages given in the examples are by weight unless otherwise indicated.
Příklad 1Example 1
100 g kaolinu z Chlumčan, vypáleného 90 min. při 650 °C, mletého a vytříděného na požadovanou granulometrii, tj. 50/Um, vykazujícího po kalcinaci pH-5,25 (podle ASTM D-1957) bylo po 1 hod. míoháno ve 250 ml 1 N vodného roztoku CaClg^HgO a po 18'hod. stání dekantováno. Po přidání 300 ml destilované vody byla suspenze 15 min. rozmíchána a po odsazení vodné fáze opět dekantována. Vypírání přebytečné soli bylo opakováno ještě 7krát, kdy detekce Ol“ a pomocí AgNO^ byla ve filtrátu vizuálně prakticky nepozorovatelná. Zdekantovaný kaolin byl sušen v horkovzdušné sušárně 12 hod. při 120 °C. 10 g takto upraveného kaolinu bylo 1 hod. mícháno a 20 ml směsi etanel-voda 9*1, obsahující 0,1 g 7?·aminepropyltrietoxysilahu a potom vysušeno při 115 °0 do konstantní váhy. 200 mg takto impregnovaného vzorku bylo podrobeno tepelnému namáhání zahříváním v el. pícce s lineárním vzestupem teploty o 6 °/min. v proudu argonu (20 ml/min.) Detekce deaminaoí uvolněného amoniaku byla provedena vodivostní celou umístěnou v průtočné aparatuře při konstantním průtoku deionizované vody 1 ml/min. Začátek děaminační reakce tohoto vzorku, indikovaný vzestupem vodivosti, se objevil teprve při dosažení teploty 250 °C, zatímco neupravený vzorek téhož kaloinovaného kaolinu vykazuje počátek děaminační reakce již při dosažení teploty 150 až 160 °C. Plocha vymezená děaminační křivkou v záznamu o souřadnicích vodivost-teplota vykázala hodnotu 40 ploinýoh % ve srovnání β plochou získanou za ste jnýcl podmínek, ale s kaolinem, který nebyl upravován Ca++ ionty.100 g of kaolin from Chlumčany, fired 90 min. at 650 ° C, ground and sorted to the desired granulometry, i.e. 50 µm, having a pH of 5.25 (according to ASTM D-1957) after calcination, was stirred in 250 ml of 1 N aqueous CaCl 2 · H 2 O for 1 hour and po 18'hod. standing decanted. After adding 300 ml of distilled water, the suspension was 15 min. stirred and decanted again after the aqueous phase was separated. Washing of the excess salt was repeated 7 more times, when the detection of O1 'and by AgNO4 was visually virtually unnoticeable in the filtrate. The decanted kaolin was dried in a hot air oven at 120 ° C for 12 hours. 10 g of the treated kaolin were stirred for 1 hour and 20 ml of ethanol-water 9 * 1 containing 0.1 g of 7-aminepropyltriethoxysilane and then dried at 115 ° C to constant weight. 200 mg of the thus impregnated sample was subjected to thermal stress by heating in el. furnaces with linear temperature increase of 6 ° / min. in a stream of argon (20 ml / min.) Detection of the released ammonia was performed with a conductivity cell located in a flow apparatus at a constant flow rate of deionized water of 1 ml / min. The start of the decamination reaction of this sample, indicated by the increase in conductivity, only occurred when the temperature reached 250 ° C, while an untreated sample of the same callainized kaolin showed the start of the decamination reaction even when the temperature reached 150 to 160 ° C. The area delimited by the declination curve in the conductivity-temperature coordinate record showed a value of 40 area% compared to the β area obtained under the same conditions, but with kaolin that was not treated with Ca ++ ions.
Příklad 2Example 2
500 g kaolinu, kaloinovaného, mletého a tříděného jako v příklade 1, bylo 2 hod. mícháno s 1 litrem 1 N vodného roztoku HgClg a po 24 hod. stání vypráno destilovanou vodou na separační laboratorní odstředivce do vymizení reakce na Cl“. Po vysušení v sušárně při 115 °C do konstantní váhy hylo 100 g takto upraveného vzorku impregnováno 1 g γ- aminopropyl-trietoxysilanu, naneseného na plnivo ve 200 ml směsi etanol-voda 9:1 za míchání ve skleněné rotační vakuové odparce po dobu 1 hod. s následným odtažením kapalné fáze ve vakuu vodní vývěvy a vysušením vzorku při 110 °C do konstantní váhy. Tepelnou analýzou provedenou jako v příkladě 1 byl indikován nástup deaminaění reakce v rozsahu teplot 245 až 250 °C. Plocha pod deaminaění křivkou byla 42 plošných % ve srovnání s neupraveným kaolinem.500 g of kaolin, calibrated, milled and graded as in Example 1, were stirred for 2 hours with 1 liter of a 1N aqueous HgClg solution and after standing for 24 hours washed with distilled water on a separating laboratory centrifuge until reaction to Cl 'disappeared. After drying in an oven at 115 ° C to constant weight, 100 g of the treated sample were impregnated with 1 g of γ-aminopropyl-triethoxysilane, applied to the filler in 200 ml of ethanol-water 9: 1 with stirring in a glass rotary evaporator for 1 hour. followed by withdrawing the liquid phase under a water pump vacuum and drying the sample at 110 ° C to constant weight. Thermal analysis performed as in Example 1 indicated the onset of deamination of the reaction in the temperature range of 245 to 250 ° C. The area under the deamination curve was 42 area% compared to untreated kaolin.
Příklad 3Example 3
500 g .kaolinu jako v příkladě 1 bylo upraveno 1 litrem 0,5 N vodného roztoku ZnSO^. Tág0 a P° rozmíchání a 48 hod. stání bylo plnivo promýváno na šeparaění laboratorní odstředivce do vymizení reakce na SG^2“ a vysušeno při 120 °C do konst. váhy. Po impregnaci aminopropylsilanem, provedené jako v příkladě 2 byl termickou analýzou provedenou jako v příkladě 1 pozorován začátek vývoje amoniaku v rozsahu teplot 235 až 250 °0. Plocha pod deaminaění křivkou byla 45 plošných % ve srovnání s neupraveným kaolinem.500 g of kaolin as in Example 1 were treated with 1 liter of 0.5 N aqueous ZnSO4 solution. Cue 0 and P ° agitation and 48 hours of standing, the filler was washed to whisk the laboratory centrifuge until the reaction to SG ^ 2 'disappeared and dried at 120 ° C to const. Scales. After aminopropylsilane impregnation as in Example 2, an onset of ammonia evolution was observed in the temperature range 235 to 250 ° C by thermal analysis as in Example 1. The area under the deamination curve was 45 area% compared to untreated kaolin.
Příklad 4Example 4
250 g kaolinu jako v příkladě 1 bylo upraveno 500 ml 1 N vodného roztoku A1C1^.6h20 postupem podle příkladu 2 včetně sušení. 10 g takto upraveného plniva bylo Impregnováno 1 % aminopropylsilanu jako v příkladě 1 a vzorek byl stejným způsobem tepelně analyzován. Nástup deaminaění reakce byl pozorován až pří 200 °C, avšak následoval prudký vzestup, ukazující maximum rozkladu amlnosilanu už při 250 °G. Plocha pod deaminaění křivkou byla 95 plošných % ve srovnání s neupraveným kaolinem.250 g of kaolin as in Example 1 were treated with 500 ml of a 1 N aqueous solution of AlCl 2 · 6h 2 O according to the procedure of Example 2, including drying. 10 g of the treated filler was impregnated with 1% aminopropylsilane as in Example 1 and the sample was subjected to thermal analysis in the same manner. The onset of deamination of the reaction was observed up to 200 ° C, but followed by a sharp increase, indicating the maximum decomposition of amlnosilane as early as 250 ° C. The area under the deamination curve was 95 area% compared to untreated kaolin.
Příklad 5Example 5
Postupem popsaným v příkladě 1 byl Impregnován kaolin různými kationty. Použitá sůl a teplota počátku deaminační reakoe jsou uvedeny v tabulce 1:As described in Example 1, kaolin was impregnated with various cations. The salt used and the onset temperature of the deamination reaction are shown in Table 1:
Příklad 6 g kaolinu z.Chlumčan, kaloinovaného při 650 °C se specifickou sorboí n-butyláminu T..10-5 mol/g bylo impregnováno v 10 ml alkoholického roztoku CaClg.ŽHgO a potomvysušeno v horkovzdušná sušárně při 125 °C po dobu 2 hodin. Takto upravený kaolin byl impregnován aminosilanem jako v příkladě 1 a byla měřena teplota nástupu deaminační reakce. Závislost nástupu deaminační reakoe na přidaném množství chloridu vápenatého je uveden v tabulcetEXAMPLE 6 g of kaolin from Chlorate, calibrated at 650 DEG C. with a specific sorbent of n-butylamine T..10-5 mol / g, were impregnated in 10 ml of an alcoholic solution of CaCl2 · HgO and then dried in a hot air oven at 125 DEG C. for 2 hours. hours. The kaolin so treated was impregnated with an aminosilane as in Example 1 and the onset temperature of the deamination reaction was measured. The dependence of the onset of deamination reaction on the added amount of calcium chloride is shown in the table
TabulkaTable
Přídavek CaClg.ŽHgO mg ' 2 Addition of CaClg.HHgO mg ' 2
Nástup deaminační reakce °COnset of deamination reaction ° C
150150
150 . 160 180 150 160 180
200200
Plocha pod deaminaění křivkou %Area under deamination curve%
100100 ALIGN!
100100 ALIGN!
ΒΒ
Předmět vynálezuObject of the invention
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS346278A CS199141B1 (en) | 1978-05-29 | 1978-05-29 | Inorganic Powder Fillers · |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS346278A CS199141B1 (en) | 1978-05-29 | 1978-05-29 | Inorganic Powder Fillers · |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS199141B1 true CS199141B1 (en) | 1980-07-31 |
Family
ID=5374744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS346278A CS199141B1 (en) | 1978-05-29 | 1978-05-29 | Inorganic Powder Fillers · |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS199141B1 (en) |
-
1978
- 1978-05-29 CS CS346278A patent/CS199141B1/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Krishnamoorthy et al. | An experimental evaluation of ion-exchange relationships | |
| US4929589A (en) | Metal oxide/hydroxide particles coated with phosphate esters | |
| US4687595A (en) | Process for producing corrosion inhibiting particles | |
| US4405727A (en) | Reinforced polymer compositions and their preparation | |
| CN106170520A (en) | Thickening and/or dust suppression coating | |
| DE3785566T2 (en) | Active material used as a sorbent consisting of metal oxide hydroxide particles that have reacted with one or more materials containing phosphorus. | |
| WO2003048046A1 (en) | Material for imparting thixotropy and pasty resin composition | |
| KR102177186B1 (en) | Polyurea resin with waterproofing, heat shielding and phase changing function, and manufacturing method thereof | |
| US3778406A (en) | Process for improving adherence of rubber mixtures to textile fabrics | |
| MXPA98001312A (en) | Aqueous dispersions of polymerizable reactants and a water incompatible catalyst sorbed on an inorganic particulate carrier and polymers produced thereby. | |
| JPH01502107A (en) | Surface treatment method for clay minerals and products produced thereby | |
| CS199141B1 (en) | Inorganic Powder Fillers · | |
| US4871711A (en) | Active material produced from metal oxide/hydroxide particles and phosphate esters | |
| US5721016A (en) | Process for the treatment of mineral building materials | |
| EP0626200A1 (en) | Silica-pillared micas | |
| US4632951A (en) | Metal oxides on organic, halogen-containing carriers as flameproofing agents | |
| EP0280687B1 (en) | Process for surface treating layered lattice silicates and resultant products | |
| EP0045396B1 (en) | Adhesion promoters and their use in joining polyurethanes to upper layers, as well as a method therefor | |
| CN1062151A (en) | Harmless antifouling paint with full-inorganic of permanent preservative property | |
| EP0209851A2 (en) | Bonding agent and resin composition | |
| Marshall | Reactions of feldspars and micas with aqueous solutions | |
| EP0405095A1 (en) | Method of improving the adhesion of polymer materials on inorganic carbonate surfaces | |
| US4900767A (en) | Process for the surface modification of minerals in a reactive atmosphere | |
| Guillet | Treatment of fillers with organofunctional silanes, technology and applications | |
| CN109762455A (en) | Aqueous weather-proof anticorrosive paint of one kind and preparation method thereof |