Способ активирования минерального наполнителя на основе каолина

 

Изобретение относится к технологии наполнителей для полимерных сред, а именно к способу активирования минерального наполнителя на основе каолина, используемого в производстве резиновых изделий, пластмасс, а также лакокрасочной промышленности. Целью изобретения является снижение энергозатрат при получении наполнителя при сохранении его активных свойств. Активированный минеральный наполнитель получают, используя в качестве исходного материала смесь каолина и кварца (при содержании последнего 13-81 мас.%) с размером частиц 50-500 мкм. Смесь каолина и кварца, высушенную до остаточной влажности 0,8%, загружают в барабан шаровой мельницы и добавляют к ней 0,5-2,0 мас.% алкоксиметилдиэтиламмонийметилсульфата или дифенилсиландиола или октаметилциклотетрасилана. Полученную смесь измельчают в течение 3,5 ч. Удельная поверхность полученного наполнителя 21-31 м<SP POS="POST">2</SP>/г, удельные энергозатраты 240-287 кВт-ч/т. Используют в качестве исходного материала отход обогащения природного каолина следующего состава, мас.%: каолин 19,0-86,0

кварц 13,0-77,0

примесные минералы

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4266517/31-26 (22) 22. 06.87 (46) 28.02.90. Бюл. Г 8 (71) Институт коллоидной химии и химии воды им. А.В. Думанского (72) Н.Г. Васильев, К.Г. Богачук, А.А. Носонович, h.10. Кор нилович, М .А. Бунт ова, P.Ë. Ка ни нс кая, В.Т. Коншин и M.Ä. Яценко (53) 667.622 ° 51:622.361 2(008.8)

I (56) Авторское свидетельство СССР и 475386, кп. С 09 С 1/00, 1/48, 1973 °

Авторское свидетельство CCCP

1011662, кл. С 09 С 3/08, 1981. (54) СПОСОБ АКТИВИРОВАНИЯ ИИ11ЕРАЛЬНОГО НАПОЛНИТЕЛЯ НА ОСНОВЕ KAOJlNHA (57) Изобретение относится к технологии наполнителей для полимерных сред, а именно к способу активирования минерал ь ного наполнит еля на ос нове каолина, используемого в производстве резиновых изделий, пластмасс, а также ла кокрасоч ной промышпенности . ЦеИзобретение относится к технологии получения ми нерал ь ных наполнит елей, а именно к способу активирования минерального наполнителя на основе каолина, используемого в производстве резиновых изделий, пластмасс, а так" же в лакокрасочной промышленности.

Цель изобретения — снижение удельных энергозатрат в процессе получения (51) 5 С 09 С i/42, 3/08 лью изобретения является снижение энергозатрат при получении наполнителя при сохранении его активнь, х свойств, Акти ви рова нный ми нерал ь ный на и олнитель попучают используя в качестве исходного материала смесь каолина и кварца (при содержании последнего . 13-81 мас.3) с размером частиц 50500 мкм. Смесь каолина и кварца, высушенную до остаточной впажности 0,84, загружают в барабан шаровой мельни" цы и добавляют к ней 0,5-2,0 мас.i ал кокси метилди этила ммони йметилсул ьфата или дифенилсиландиола или октаметил ци кл отетрасила на . Полученную смесь измельчают в течение 3,5 ч.

С2

Удельная поверхность полученного налолннтепя 21-31 м /г, удельные рнер- Q) гозатраты 240-287 кВт-ч/т. Использование в качестве исходного материа- С, ла отхода обогащения природного каолина следующего соста ва, мас.r,.", као- 2 лин 19,0-86,0; кварц 13,0-77,0; причесные минералы остальное,. позволяет существенно удешевить наполнитель по данному изобретению. 2 з.п. ф-лы, 2 табл. минерального наполнителя на основе каолина при сохранении его активных с войст в.

И з обр ет е ни е ос ущес т вля ют сл ед ующи м обра з ом.

Пример 1. Активированный минеральный наполнитель для резин получают используя в качестве исходного материала смесь каолина (ГОСТ 196081546461

79) и тонкозернистог кварца с размером частиц 50-500 мкм, представляющего собой продукт отмывки бульерного песка от примесных минералов на ситах стандартного типа.

1,5 кг смеси, состоящей из каолина (30 мас.3) и кварца (70 мас./), высушенной до остаточной влажности

0,83, загружают в барабан шаровой мельницы емкост ью 5 л. После доба вления дифенилсиландиола (С Н ) Б (ОН) в количестве 1,0 мас.3 смесь измельчают в течение 4 ч.

Полученный наполнитель имеет удель.1 ную поверхность 21,5 м /г. Удельные энергозатраты на его получение составляют 240 кВт/ч/т, в то время как на получение 1 т наполнителя по известному решению расходуется 315 кВт-ч,0. энергии.

Пример 2. В качестве исход-. ного материала для получения напол-. нителя используют отход Глуховецкого каолинового комбината, образующийся при обогащении каолина мокрым способом и имеющий следующий состав, мас.3: кварц 68,8; каолин 30,0 примесные минералы (гематит, гидрогематит, силикат н трия) 1, 1., у

Высушенный до остаточной влажности 0,6 мас.l отход в количестве

1,5 xr загружают. в барабанную мельницу, добавляют 23 r октаметилциклотетрасилана t -Si(CH ) О) и полученную смесь измельчают в течение 3,6 ч.

Полученный наполнитель имеет удельную поверхность 20 5 м /r. Удельные энергозатраты на его получение составляют 267 к Вт -ч/т .

П р и м е,р 3. В качестве исход" ного сырья для получения наполнителя берут отход Ир шанского горно"обога" тительного комбината, содержащий, мас.3: каолин 80,6; кварц 16,0; при- 4 месные минералы 3,4.

1,5 кг отхода подвергают сушке при

105 С до остаточной влажности 0,6 мас., после чего к материалу добавляют

15,0 г дифенилсаландиола и смесь измельчают в течение 4 .ч. Полученный а кти ви рова нный на пол нит ел ь имеет удельную поверхность 30,2 м /г. Удельные затраты энергии на его получение составляло 249 кВт-ч/т.

В табл. 1 предста влены да нные об удельных энергозатратах при получении наполнителей по предлагаемому и известному способам.

Усилител ьные свойства наполнителей, полученных предлагаемым способом, оцени вают по резул ьтатам физико-меха ни ч ес ки х ис и ыта ни и рези н на основе каучуков СКС-30АРКП.

Полученные данные представлены в табл. 2.

Формула и зобр ет ения

1, Способ активирования минерального наполнителя на основе каолина, ! включающий измельчение его в присут" ствии органического модификаторасоли четвертичного аклиламмониевого ос нова ни я или кр емки йорга нич ес кого соединения, взятого в количестве

0 5-2,0 мас.3, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения удель-. ных энергозатрат при сохранении ак" тивных свойств наполнителя, каолин предварительно смешивают с кварцем с размером частиц 50-500 мкм в количестве 13-81 мас.3 смеси.

2. Способпоп. 1, отличаю" шийся тем, что в качестве кремнийорганического соединения исполь- зуют дифенилсила нди ол (С Н g) Я i (ОН)д или окатаметилциклотетрасилан

Р-Бз. (СН ) О) .

3. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и и с. я тем, что,с целью удешевле" ния наполнителя, измельчению подверга" ют отход обогащения природного каолина следующего состава, мас.4:

Каолин 19,0-86,0

Квар ц 13 0-77,0

Примесные минералы Остальное.

1546461

Табли ца 1

Удельные энергоэатраты к Вт-ч/т

Исходная удельная лоаерхность, м /r й

Обрабатываемый материал

Кварц Примеси

Модификатор

Каолин

Алкоксиметил- Дифенилсидиэтиламмоний ландиол метилсульфат

1,34

1 92

3,09

3,64

5,86

6,13

12,0 88,0

19,0 81,0

30,0 70,0

50,5 49,5

84,0 16,0

87,0 13,0

234

287

243

253

258

280

«11»

«и»

«11»

308

«н»

94,0 6,0

30,0 68,8

80,6 16,0

6,70

320

264

2,44

267

1,2

Отход Иршамского

ГОК

249

3,4

5,72

10 (невест" ный) Ка олин

325

315

100,07 0

Таблица2

« ю ю юю 5» ее « сходный материал

Содержание модификатора, .

MBC ° ь

Физико"механические с войс т ва резин

Удельная поверх" ность на полнителя, м /г

ОтносиT9$1b НОе удлинение, Ф

Остаточное удЛинение, 3

Дифенил" сила н диол

Полисилоксан

АлкоксиСопротивлеwe раз рыву, м

Октаметил" метилдиэтиламмоний меци клотетрасил тилсул ьфат оксан

0,2 19

0 3 22

О., Р 30

1,0 32

2,0 30

0,2 20

2Л

Смесь: каолин (84 мас.3) кварц (16 мас.3) 0 3

0,5

1,0

2,0

33

Предлагаемый

1 ° Смесь каолина и кварца

8 Отход ПО иглуховецкий каолин"

Содержание компо« нентов, мас.3

100 720

150 730

200 730

240 740

240 730

130 715

160 720

210 740

250 740

230 720

30 .35

1546461

Продолжение табл,2

Удельная поверхность на

Содержание модификатора, мас.

Физико-механические свойства резин

Ис ход ный материал

АлкоксиОстаточДифенил" силандиол

Полисилоксан

Сопроти вление раз рыву, м

ОктаметилОтносительное полнителя, м /г метилди- этиламмоний меное удлинение, удлинение, ци клотетрасилтилсульфат оксан

Смесь: каолин (30 мас.3)+

+ кварц (70 мас ° 3) 0,2

0 3

О 5

1,0

13

17

10

2,0

0,2

0,3

0,5

13

1 0

2,0

Отход ПО

"Глухове цкий каолин"

0,2

0,3

0,5

2,0

Отход Иршацского ГОК

0,3

0 5

27

1,0

2,0

29

18

Ка оли н (по известному способу) 0 3

0 5

1,0

27

2,0

215 700

Реда кт ор Н . Ки штули нец

Заказ 55 Тираж 575 П одпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

ll3O35, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул.Гагарина, 101

80 710

100 720

180 740

220 740

210 730

60 700

80 710

140 720

200 730

200 730

70 . 700

90 720

160 730

220 730

100 720

120 710

220 710

220 720

100 720

180 700

210 710

Соста витель В. Божевольнов

Техред М, Ходанич Корректор С. Черни