×
13.01.2017
217.015.80e5

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННЫХ МЕТАЛЛАМИ НАПОЛНИТЕЛЕЙ ДЛЯ РЕЗИН

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к получению эластомерных композиционных материалов. Осуществляют приготовление насыщенного водного раствора формиата металла с добавлением наполнителя. Металл выбирают из меди, никеля или кобальта. Наполнитель выбирают из аэросила, коллоидной кремнекислоты или технического углерода. Для адсорбции формиата металла на наполнителе суспензию при периодическом перемешивании выдерживают в течение 72 часов при 25°C. Осуществляют фильтрацию раствора, сушку осадка в течение 3 часов при температуре 70°C и его измельчение. Измельченный порошок подвергают высокотемпературному разложению с образованием на поверхности наполнителя нано- и микрочастиц металла. Обеспечивается упрощение способа модификации наполнителя для резин и возможность формирования высокодисперсных частиц металлов переменной валентности на поверхности наполнителя для использования его при получении резин с повышенными термостойкостью, электропроводностью и теплопроводностью. 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к нанотехнологиям получения эластомерных композиционных материалов, модифицированных металлами переменной валентности, для повышения их теплопроводности, электропроводности, термостойкости, при высокотемпературных условиях эксплуатации, и придания эластомерам других специфических и уникальных физических и эксплуатационных свойств.

Известен способ получения наполнителя резины, при котором базовый порошок состава SiO2+С+ примеси оксидов металлов получают из исходной или предварительно обработанной анаэробными бактериями рисовой лузги обжигом при температуре 300-700°C, после чего смешивают ингредиенты, высушивают при температуре 110-120°C с постоянным перемешиванием, протирают через сито и получают гранулированный наполнитель (патент 2531180 РФ, МПК С08К 3/04, С08К 3/22, С08К 3/36, 20.10.2014).

Недостатком предложенного способа является ограничения при использовании его для введения модифицирующих добавок в виде частиц металлов переменной валентности. Кроме этого при использовании предложенного наполнителя не обеспечивается повышенная термостойкость, электропроводность и теплопроводность резин.

Известен способ получения модифицированного наполнителя для каучуков, резин и других эластомеров, содержащего фуллерены и 80-95 мас. % углеродной смеси, изготовленной из графита, обработанного хромовой кислотой при отношении массы графита к массе кислоты от 1:0,2 до 1:0,5, путем резистивного нагрева при пусковом токе величиной 90 А и рабочем токе величиной 25-35 А (патент 2151781 РФ, МПК С08К 3/04, C08L 21/00, 27.06.2000).

Недостатком этого способа является высокая трудоемкость, специальное аппаратурное оформление. Данная модификация не позволяет обеспечить повышенную термостойкость, электропроводность и теплопроводность резин.

Также известен способ получения наночастиц и изготовления материалов и устройств, содержащих наночастицы (патент 2233791 РФ, МПК В82В 3/00, B22F 9/30, G11B 5/845, 10.08.2004), включающий проведение процессов синтеза наночастиц, иммобилизованных на поверхности твердотельного носителя, и формирования материалов, содержащих наночастицы, отличающийся тем, что синтез наночастиц проводится под действием химических воздействий, или химических и физических воздействий, или их комбинаций в мономолекулярном слое на поверхности жидкой фазы.

Недостатком этого способа является высокая трудоемкость, низкий выход продукта.

Известен способ получения наполнителя резины, имеющий состав, мас. %: SiO2(26-98)+С(0,5-66)+ примесь Fe2O3(0,2-0,3)+ примеси оксидов CaO, Na2O, K2O, MgO, Al2O3 - остальное, плюс сверх 100% каучук, полученный из природного сырья, +S; с размерами кристаллов диоксида кремния диаметром 6-10, длиной 100-400 нм (патент 2530130 РФ, МПК С08К 3/04, С08К 3/22, С08К 3/36, C08L 21/00, С01В 33/12, 20.10.2014).

Недостатком предложенного способа является ограничения при использовании его для введения модифицирующих добавок в виде частиц металлов переменной валентности. Кроме этого при использовании предложенного наполнителя не обеспечивается повышенная термостойкость, электропроводность и теплопроводность резин.

Наиболее близким по технической сущности и решаемой задаче является способ терморазложения металлсодержащих соединений на поверхности микрогранул различной природы. Сущность способа заключается в том, что предварительно над разогретым углеводородным маслом создается «кипящий» слой микрогранул SiO2, политетрафторэтилена и др. и при достижении в реакторе достаточно высокой температуры (250-300°C) по каплям вводится раствор металлсодержащего соединения таким образом, чтобы обеспечить его разложение с образованием наночастиц нужного состава на поверхности микрогранул в кипящем слое (Кособудский, И.Д. Введение в химию и физику наноразмерных объектов / И.Д. Кособудский, Н.М. Ушаков, Г.Ю. Юрков. - Саратов: СГТУ, 2007. - 182 с., стр. 52-55).

Причинами, препятствующими достижению требуемого технического результата при использовании этого способа получения наполнителей, модифицированных металлами переменной валентности, является высокая трудоемкость или невозможность последующей отмывки модифицированного наполнителя от минерального масла, низкий выход конечного продукта и сложное аппаратурное оформление.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа модификации наполнителей металлами переменной валентности для использования их при получении резин со специальными свойствами (повышенная термостойкость, электропроводность, теплопроводность и др.).

Техническим результатом предлагаемого способа является упрощение способа модификации наполнителя для резин, формирование высокодисперсных частиц металлов переменной валентности на поверхности наполнителя.

Технический результат достигается в способе получения модифицированных металлами наполнителей для резин, включающем высокотемпературное разложение формиатов кобальта, никеля или меди с образованием на поверхности наполнителя, выбранного из ряда оксид кремния, технический углерод, нано- и микрочастиц металла, при этом осуществляют высокотемпературное разложение сухой смеси наполнителя и формиата металла, полученной после предварительного выдерживания их в водном растворе в течение 72 часов при 25°C.

Сущность изобретения заключается в том, что модифицированный наполнитель получают методом адсорбции растворенного формиата металла (прекурсора) на поверхности наполнителя с его последующим высокотемпературным разложением.

При этом при нагревании прекурсора, адсорбированного на поверхности наполнителя, происходит его разложение с выделением металла, частички которого стабилизируются на поверхности наполнителя.

Высокотемпературное разложение формиатов металлов переменной валентности происходит в среде наполнителя в смеси с ним.

В предлагаемом способе используют следующие компоненты.

В качестве прекурсора используют дигидрат формиата меди Cu(НСОО)2·2H2O (ТУ 6-09-4384-77), дигидрат формиата никеля Ni(HCOO)2·2H2O (ТУ 6-09-02-478-88), дигидрат формиата кобальта Со(НСОО)2·2H2O (ТУ 6-09-08-1634-82).

В качестве наполнителей используют технический углерод печной из жидкого сырья П324 (ГОСТ 7885-77), минеральные наполнители аэросил А-175 (ГОСТ 19729-74) и коллоидную кремнекислоту БС-120 (ГОСТ 18307-78).

Способ получения модифицированных металлами наполнителей для резин осуществляется следующим образом.

В химическом стакане готовится насыщенный водный раствор формиата металла. Затем добавляется наполнитель, полученная суспензия при периодическом перемешивании выдерживается трое суток при 25°C. В качестве центра адсорбции формиата металла выступает наполнитель, на который происходит адсорбция прекурсора. Затем раствор отфильтровывается и осадок, представляющий собой смесь наполнителя и формиата металла, адсорбированного на наполнителе, термостатируется в течение 3 часов при температуре 70°C. Полученный продукт измельчается в ступке. Измельченный порошок помещается в керамический стакан и прогревается в муфельной печи при индивидуальной для каждого формиата (прекурсора) температуре модификации в течение одного часа в инертной среде. Время выдержки в растворе может варьироваться в зависимости от необходимого количества вводимого металла и размеров образующихся частиц, то есть чем меньше концентрация прекурсора в растворе, тем меньше образующиеся адсорбированные частицы соли и тем меньше образующаяся частица металла. Аналогично влияет и время выдержки полученной суспензии до начала фильтрации и сушки.

Данные о режимах модификации наполнителя для формиатов разных металлов представлены в таблице 1.

Определение размера частиц металлов и исследование их строения в наполнителе производится при помощи растрового электронного микроскопа Versa 3D DualBeam (компании FEI, США) в режиме низкого вакуума.

В таблице 2 представлено содержание металлов в наполнителе, определенное по данным микрорентгеноспектрального анализа модифицированных наполнителей, содержащих высокодисперсные частицы меди, никеля и кобальта.

На фигуре приведены микрофотографии частиц металлов, полученных на различных «подложках» (частицах наполнителя).

В зависимости от типа «подложки» образовывались высокодисперсные частицы металлов различной формы и различных размеров (от десятка нанометров до нескольких микрон). Так, в случае белой сажи БС-120 образовались частицы меди кубической формы; в аэросиле А-175 образовались частицы меди преимущественно в форме октаэдров; в техническом углероде П-324 образовывались шарообразные частицы меди, собранные в агломераты различных размеров. При синтезе никеля в массе наполнителя образовались частицы неправильной формы. Частицы кобальта имеют преимущественно шарообразную форму; кроме того, на агломератах белой сажи и аэросила наблюдается образования в виде рыхлой «ветвистой» структуры, построенные из частиц кобальта, в то время как для П-324 характерно образование цепочечных структур из кобальта и частичек технического углерода.

Из данных таблицы 2 видно, что содержание металлов переменной валентности в наполнителях можно варьировать в широких пределах и в зависимости от типа наполнителя и природы металлических частиц.

Полученные результаты подтверждают модификацию наполнителей (оксида кремния, технического углерода) с образованием на поверхности наполнителя высокодисперсиых частиц металлов переменной валентности.

Пример 1.

В химическом стакане емкостью 500 мл в 100 мл воды готовили насыщенный водный раствор формиата меди. Затем добавляли 50 г коллоидной кремнекислоты БС-120, полученную суспензию при периодическом перемешивании выдерживали трое суток (72 часа) при 25°C. Затем раствор отфильтровывали и осадок сушили в термостате (термостатировали) в течение 3 часов при температуре 70°C. Полученный продукт измельчали в ступке. Измельченный порошок помещали в керамический стакан и прогревали в муфельной печи при температуре 230°C в течение одного часа в среде аргона.

Пример 2.

Выполнялся аналогично примеру 1 с использованием наполнителя аэросила А-175.

Пример 3. Выполнялся аналогично примеру 1 с использованием наполнителя технического углерода П324.

Пример 4.

Выполнялся аналогично примеру 1 с использованием в качестве прекурсора формиата никеля. Измельченный порошок прогревали в муфельной печи при температуре 260°C.

Пример 5.

Выполнялся аналогично примеру 4 с использованием наполнителя аэросила А-175.

Пример 6.

Выполнялся аналогично примеру 4 с использованием наполнителя технического углерода П324.

Пример 7.

Выполнялся аналогично примеру 1 с использованием в качестве прекурсора формиата кобальта. Измельченный порошок прогревали в муфельной печи при температуре 300°C.

Пример 8.

Выполнялся аналогично примеру 7 с использованием наполнителя аэросила А-175.

Пример 9.

Выполнялся аналогично примеру 7 с использованием наполнителя технического углерода П324.

Таким образом, предложенный простой способ получения модифицированных металлами наполнителей для резин путем высокотемпературного разложения сухой смеси наполнителя и формиата металла, полученной после предварительного выдерживания их в водном растворе в течение 72 часов при 25°C, обеспечивает формирование высокодисперсных частиц металлов переменной валентности на поверхности наполнителя для использования его при получении резин со специальными свойствами (повышенная термостойкость, электропроводность, теплопроводность и др.).

Способ получения модифицированных металлами наполнителей для резин, включающий высокотемпературное разложение формиатов кобальта, никеля или меди с образованием на поверхности наполнителя, выбранного из ряда: оксид кремния, технический углерод, нано- и микрочастиц металла, отличающийся тем, что осуществляют высокотемпературное разложение сухой смеси наполнителя и формиата металла, полученной после предварительного выдерживания их в водном растворе в течение 72 часов при 25°С.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННЫХ МЕТАЛЛАМИ НАПОЛНИТЕЛЕЙ ДЛЯ РЕЗИН
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 241-250 из 277.
25.08.2017
№217.015.bc14

Способ получения полимерного покрытия на поверхности хлопчатобумажной ткани

Изобретение относится к способу получения на поверхности хлопчатобумажной ткани полимерных покрытий, обладающих гидрофобными свойствами, которые могут быть использованы как защитные, водо-, грязеотталкивающие покрытия. Описан способ получения полимерного покрытия на поверхности хлопчатобумажной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616046
Дата охранного документа: 12.04.2017
25.08.2017
№217.015.bc1e

Состав для огнезащитных покрытий резин

Изобретение относится к области получения огнезащитных покрытий на основе полимерного связующего и может найти применение в резинотехнической промышленности. Состав для огнезащитных покрытий резин, включающий связующее на основе хлоропренового каучука и технологическую добавку, в качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616074
Дата охранного документа: 12.04.2017
25.08.2017
№217.015.bc29

Состав для огнезащитных покрытий резин

Изобретение относится к области получения огнезащитных покрытий на основе полимерного связующего и может найти применение в резинотехнической промышленности. Состав для огнезащитных покрытий резин, включающий связующее на основе хлоропренового каучука и технологическую добавку, в качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616075
Дата охранного документа: 12.04.2017
25.08.2017
№217.015.bc63

Состав для огнезащитных покрытий резин

Изобретение относится к области получения огнезащитных покрытий на основе полимерного связующего и может найти применение в резинотехнической промышленности. Состав для огнезащитных покрытий резин включает связующее, которое содержит композицию из полихлоропренового каучука наирита НТ,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616068
Дата охранного документа: 12.04.2017
25.08.2017
№217.015.bc6f

Состав для огнезащитных покрытий резин

Изобретение относится к области получения огнезащитных покрытий на основе полимерного связующего и может найти применение в резинотехнической промышленности. Состав для огнезащитных покрытий резин, включающий связующее на основе хлоропренового каучука и технологическую добавку, в качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616076
Дата охранного документа: 12.04.2017
25.08.2017
№217.015.bc72

Способ получения полимерного покрытия на поверхности хлопчатобумажной ткани

Изобретение относится к способу получения на поверхности хлопчатобумажной ткани полимерных покрытий, обладающих гидрофобными свойствами, которые могут быть использованы как защитные, водо-, грязеотталкивающие покрытия. Описан способ получения полимерного покрытия на поверхности хлопчатобумажной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616048
Дата охранного документа: 12.04.2017
25.08.2017
№217.015.be8c

Способ получения модифицированного диоксида кремния

Изобретение относится к модифицированным материалам из диоксида кремния, применяемым в качестве наполнителей для резинотехнических изделий, в качестве адсорбентов, загустителей консистентных смазок, носителей (подложек). Модифицированный диоксид кремния получают путем опудривания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616931
Дата охранного документа: 18.04.2017
25.08.2017
№217.015.c03a

Способ получения модифицированного диоксида кремния

Изобретение относится к модифицированным материалам из диоксида кремния, применяемым в качестве наполнителей для резинотехнических изделий, в качестве адсорбентов, загустителей консистентных смазок, носителей (подложек). Модифицированный диоксид кремния получают путем опудривания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616660
Дата охранного документа: 18.04.2017
25.08.2017
№217.015.c2ed

Способ получения модификатора для сварочных материалов

Изобретение относится к сварочным и наплавочным материалам и может быть использовано для получения наплавленного металла и сварных швов на низко-, средне- и высоколегированных сталях и сплавах. В качестве порошков тугоплавкого химического соединения используют тугоплавкие химические соединения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618041
Дата охранного документа: 02.05.2017
25.08.2017
№217.015.cf21

Способ исследования биологических жидкостей в переменном магнитном поле

Изобретение относится к области биофизики и касается способа исследования биологических жидкостей в переменном магнитном поле. Сущность способа заключается в том, что проводят обработку биологической жидкости переменным магнитным полем. Для этого получают водный биологический раствор,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621157
Дата охранного документа: 31.05.2017
Показаны записи 241-250 из 363.
10.06.2016
№216.015.450b

Привод колес транспортного средства с передним и задним ведущими мостами

Изобретение относится к автомобилестроению и может быть использовано для привода самоходного полноприводного транспортного средства. Привод колес транспортного средства с передним и задним ведущими мостами содержит двигатель (1), смонтированный поперечно продольной оси транспортного средства,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002586430
Дата охранного документа: 10.06.2016
10.06.2016
№216.015.4592

Способ получения высших жирных хлорированных кислот

Изобретение относится к химии производных хлорированных углеводородов, а именно к новому способу получения высших жирных хлорированных кислот общей формулы R(CHCl)COOH, где R - алифатический углеводородный радикал, содержащий 9-22 атомов углерода, n=1-4, которые являются важными продуктами...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002586071
Дата охранного документа: 10.06.2016
10.06.2016
№216.015.4632

Импульсный вариатор

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к импульсным вариаторам. Импульсный вариатор содержит корпус, ведущий вал, качающуюся шайбу, снабженную внутренней втулкой с осью и подшипником, посаженным в промежуточное кольцо, соединенное осями с наружным кольцом, имеющим цапфы,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002586803
Дата охранного документа: 10.06.2016
10.06.2016
№216.015.4783

Способ получения покрытия из порошкообразного фторопласта-4 на поверхности цилиндрического стального изделия

Изобретение относится к получению защитного покрытия из порошкообразного фторопласта-4 на поверхности цилиндрического стального изделия, включает напрессовку покрытия нагружением от скользящей ударной волны заряда взрывчатого вещества и последующую термообработку. Внутри изделия симметрично его...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002585910
Дата охранного документа: 10.06.2016
20.08.2016
№216.015.4b70

Способ производства газона

Изобретение относится к области изготовления растительных покрытий, применяемых для озеленения улиц, площадей, строительства спортивных площадок, а также ландшафтного дизайна. Способ производства газона включает формирование газонных полос с мелкоячеистой основой, высев смеси семян газонных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002594519
Дата охранного документа: 20.08.2016
20.08.2016
№216.015.4bc5

Способ производства газона

Изобретение относится к области изготовления растительных покрытий, применяемых для озеленения улиц, площадей, строительства спортивных площадок, а также ландшафтного дизайна. Способ производства газона включает формирование газонных полос с мелкоячеистой основой, высев смеси семян газонных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002594518
Дата охранного документа: 20.08.2016
27.08.2016
№216.015.504e

Состав для пропитки абразивного инструмента

Изобретение относится к области абразивной обработки и может быть использовано при изготовлении и эксплуатации абразивных инструментов. Технический результат достигается тем, что состав для пропитки абразивного инструмента содержит ацетон и растворенное в нем органическое вещество, при этом в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595790
Дата охранного документа: 27.08.2016
27.08.2016
№216.015.5163

Модульный электронный конструктор

Изобретение относится к обучающим играм и учебным макетным пособиям и может быть использовано для обучения студентов и детей школьного возраста основам физики, электротехники и электроники. Модульный электронный конструктор содержит блок интегральных схем, кнопки управления, датчики, блок...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596095
Дата охранного документа: 27.08.2016
10.08.2016
№216.015.52e5

Способ получения производных имидоилхлоридов

Изобретение относится к области синтеза имидоилхлоридов, являющихся интермедиатами в синтезе биологически активных химических соединений, конкретно к способу получения производных имидоилхлоридов указанной ниже общей формулы, где R=-H, -CH, -ОСH, -CН, Br. Способ осуществляют взаимодействием...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002594165
Дата охранного документа: 10.08.2016
12.01.2017
№217.015.5ec6

Огнестойкая композиция на основе эпоксидной диановой смолы

Изобретение относится к области получения огнестойких композиций на основе полимерного связующего и может найти применение в производстве деталей и изделий в электротехнике, радиотехнике и других отраслях промышленности. Огнестойкая композиция на основе эпоксидной диановой смолы содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002590553
Дата охранного документа: 10.07.2016
+ добавить свой РИД