Спосіб одержання модифікованого мінерального наповнювача

Изобретение относится к области технологии получения модифицированных наполнителей с иммобилизованными на поверхности азоинициаторами радикальной полимеризации. Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ получения модифицированного карбоната кальция путем обработки его поверхности 4,4'-азо-бис-(4-цианпентановой кислотой). При этом, за счет химического Взаимодействия карбоксильных групп с поверхностью СаСО3 достигается иммобилизация азоинициатора. Недостатком этого способа является то, что круг наполнителей ограничен возможностью их химического взаимодействия с модификатором. Кроме того, этот способ не может обеспечить эффективн ую стабилизацию наполнителей в органических средах. Образующаяся на поверхности кальциевая соль 4,4'-азо-бис-(4-цианпентановой кислоты) может легко десорбироваться с поверхности наполнителя и растворяться в средах, содержащих воду. В основу изобретения поставлена задача создать такой способ модификации наполнителя, который позволил бы повысить количество иммобилизованного на его поверхности азоинициатора радикальной полимеризации, достигнуть устойчивости слоя модификатора и улучши ть диспергируемость и стабильность дисперсий наполнителя в органических средах. Данная задача решена тем, что в способе получения модифицированного минерального наполнителя с иммобилизованным на поверхности азоинициатором радикальной полимеризации путем обработки наполнителя азопроизводным цианпентановой кислоты, согласно изобретению, обработку наполнителя осуществляют последовательно сополимером стирола с малеиновым ангидридом в соотношении звеньев 1:1 и с молекулярной массой 5000-10000, этилендиамином и 4,4'-азо-бис-(4-цианпентановой кислотой) при мольном соотношении звеньев малеинового ангидрида в стиромале, этилендиамина и азосоединения равном 1:1:1. Использование для иммобилизации азосоединений и сополимеров стирола и малеинового ангидрида позволяют значительно повысить количество закрепленного на поверхности инициатора - с одной стороны, и улучшить диспергируемость и устойчивость дисперсий - с другой стороны. Роль диамина заключается как в связывании 4,4'-(4-ци-анпентановой кислоты), так и повышении устойчивости слоя модификатора. Диапазон молекулярных масс сополимера 5000-10000 и стехиометрическое соотношение компонентов при обработке обеспечивает наибольшую эффективность модификации. Пример. 0,5 г стиромаля (1:1 в молях) с молекулярной массой 10000 растворяют в 100 мл ацетона. В полученный раствор вводят 10 г карбоната кальция и суспензию перемешивают 0,5 часа. Суспензию разделяют центрифугированием. Полученный осадок промывают на фильтре ацетоном и сушат при 60°С. Количество адсорбированного стиромаля, определенное по выжиганию органического вещества, составило 1,2 % 0,25 мл этилендиамина (из расчета 1 моль на 1 моль звеньев малеинового ангидрида в стиромале) растворяют в 25 мл изопропаиола. В полученный раствор вводят 10 г модифицированного карбоната кальция. Суспензию перемешивают 0,5 часа. Затем к суспензии прибавляют 0,5 4,4'-азо-бис-(4-цианпента-новой кислоты) (из расчета 1 моль на 1 моль этилендиамина) и перемешивают 1 час. Наполнитель выделяют центрифугированием и высушивают при комнатной температуре в вакууме (Рост= 20 мм рт.ст.). Содержание азоинициатора на поверхности наполнителя определяют двумя параллельными методами: гравиметрически по потерям при прокаливании по разнице до обработки наполнителя азоинициатором и после обработки, по изменению концентрации азоинициатора в растворе, из которого проводят модификацию. Результаты обоих методов дают удовлетворительное совпадение величины иммобилизованного азоинициатора, отнесенной к массе наполнителя /-11,8 моль/ г или 8,3 моль/м 2 х 10-6. Диспергируемость наполнителя и устойчивость его дисперсий в органических средах оценивают по оптической плотности тщательно вымешанных 0,02 % суспензий в момент включения мешалки (Do) и по скорости изменения оптической плотности суспензии 1/Do(dD/dt). Чем выше Do и ниже 1/Do(dD/dt), тем лучше диспергируемость и стабильность соответственно. Устойчивость адсорбционного слоя модификатора оценивают по изменению количества адсорбированного азоинициатора при обработке наполнителя при 60°С эмульсией толуол:вода =1:1, стабилизированной эмульгатором Е-30 при его содержании в водной фазе 1 %. В таблице 1 приведены характеристики модифицированных наполнителей - содержание иммобилизованного азоинициатора в сравнении с характеристикой СаСО3 модифицированного по прототипу, а также данные по диспергируемости и устойчивости дисперсий модифицированных наполнителей в органических средах. Из представленных данных видно, что предложенный способ позволяет иммобилизовать значительно большее количество азоинициатора, универсален в отношении природы наполнителя. Модифицированные наполнители обладают лучшей диспергируемостью и устойчивостью дисперсий в органических средах. В отличие от прототипа, адсорбционные слои модификатора, полученные по предлагаемому способу, устойчивы в воднотолуольной эмульсии стабилизированной Е-30. В таблице 2 обобщены данные по примерам конкретного исполнения данного изобретения, выполненным аналогично вышеописанному примеру, только для модификации использовали стиромаль различной молекулярной массы. Изданных табл. 2 видно, что оптимальным является использование стиромаля с ММ в интервале 5000-10000. Из данных табл. 1 и 2 следует, что данный способ позволяет по сравнению с прототипом повысить количество иммобилизованных фрагментов азоинициатора в 3-5 раз, значительно расширить круг наполнителей для модификации, повысить устойчивость модификатора на поверхности наполнителя и улучшить его диспергируемость в органических средах в 1,5-2 раза.