BE485745A

BE485745A - Improvements in clay processing

Info

Publication number: BE485745A
Application number: BE485745A
Authority: BE
Inventors: English Clays Lovering Poc Ltd
Original assignee: English Clays Lovering Pochin; Clark Norman O.; Parker Thomas W.
Priority date: 1947-11-11
Filing date: 1948-11-10
Publication date: 1948-11-30
Also published as: FR974795A; GB630418A; NL73186C; ES185860A1; CH278948A

Description

       

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  " Perfectionnements au traitement de l'argile   "   
La présente invention concerne le traitement de l'argile et elle vise un traitement rendant l'argile parti- culièrement appropriée pour servir de charge pour le caout- chouc. La capacité de l'argile de servir pour cette applica- tion est liée principalement à la propriété de l'argile de renforcer le caoutchouc auquel elle est incorporée sous for- me de charge. Lorsqu'on emploiera le mot "caoutchouc" ici, il est bien entendu que l'on entend par là le caoutchouc na- turel aussi bien que le caoutchouc synthétique'. 



   Bien que l'on ait déjà employé différentes sortes d'argile pour servir de charges dans le caoutchouc, on a 

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 constaté que du charbon   finement   divisé est supérieur quant à son action pour servir de charge. La supériorité du char- bon peut être attribuée au fait que la liaison entre la surface des particules de charbon et le caoutchouc qui l'entoure, est meilleure. 



   On sait que le carbonate de calcium est une charge pour le caoutchouc et que l'on peut l'améliorer en recou- vrant ses particules avec de l'acide stéarique. Une pareille amélioration n'est pas obtenue pour l'argile par l'emploi de revêtements en acide stéarique, par ce que les particules d'argile sont elles-mêmes acides. On sait aussi que   l'on   peut ajouter des matières alcalines au caoutchouc en vue d'accélérer le traitement, sans tenir compte des propriétés des additions alcalines choisies en ce qui concerne le renforcement du caoutchouc produit. On sait qu'en elles- mêmes les argiles sont des accélérateurs très satisfaisants, la présente invention   ayanv   pour but d'améliorer les argiles employées pour servir d'agents de renforcement pour le caoutchouc auquel elles sont incorporées pour servir de charges. 



   Conformément à l'invention, l'argile est rendue très propre a servir de charge par le revêtement des par- ticules d'argile avec une couche organique   fortement     adhé   rente constituée par le produit de la réaction d'une subs- tance organique basique sur les particules acides de l'ar- gile. La substance organique basique peut être une amine aliphatique ou aromatique, une base quaternaire ou un colo- rant basique. 



   Pour que l'invention soit mieux comprise et qu'il soit plus facile de la mettre en pratique, on en décrira deux exemples en détail ci-dessous. 

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     Exemple   I. 



   On a fait tremper dans de l'acide chlorhydrique   à d %   pendant   4   heures un kaolin ayant des propriétés d'échange basiques allant jusqu'à 3 milli-équivalents par 100 g. On l'a ensuite lavé quatre fois par décantation avec de l'eau distillée, puis on l'a lavé finalement sur un filtre. Le kaolin, ayant un   pH   d'environ 1,5 dans une suspension aqueuse,a été titré à pH 7 avec une solution d'hydroxyde de triméthylammonium cétylique, séché et pulvé- risé en vue de son incorporation directe à un mélange à base de caoutchouc. exemple II. 



   On a titré une suspension d'argile, dont le pH initial était de   4,   à pH 6,3 avec de la benzylamine, en utilisant 0,25 g. de benzylamine pour 100 g. d'argile. 



   L'amélioration en proportion apportée par l'emploi de l'argile traitée pour servir de charge pour un mélange à base de caoutchouc résulte de ce qui suit : 
On a préparé un mélange à base de caoutchouc con- tenant 100 parties en poids de caoutchouc fumé en feuilles et 78 parties en poids d'argile traitée par le procédé indi- qué dans l'exemple 1. Les résultats d'expérience ont donné pour le module d'élasticité (mesuré en   kg/cm   pour un allon- gement de 400 %) une valeur de   15,85   et pour la résistance à la traction une valeur de 240,858 kg/cm2. Un mélange sem- blable à base de caoutchouc contenant de l'argile non trai- tée a donné les valeurs correspondantes de   104,05   et   198,316.   



   Lorsque l'argile a été traitée par le procédé indiqué dans l'exemple 2, on a obtenu un module d'élastici- té de   17,116   kg/cm2 dans des conditions comparables. il est bien entendu que l'argile dont il est question 

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 ici est principalement de la kaolinite.



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  "Improvements in the treatment of clay"
The present invention relates to the treatment of clay and is directed to a treatment making the clay particularly suitable as a filler for rubber. The ability of clay to be used for this application is primarily related to the clay's property of strengthening the rubber into which it is incorporated as a filler. When the word "rubber" is used herein, it will be understood that by this is meant natural rubber as well as synthetic rubber.



   Although different kinds of clay have already been used to serve as fillers in rubber, we have

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 found that finely divided coal is superior in its action as a filler. The superiority of carbon can be attributed to the fact that the bond between the surface of the carbon particles and the surrounding rubber is better.



   It is known that calcium carbonate is a filler for rubber and that it can be improved by coating its particles with stearic acid. Such an improvement is not obtained for clay by the use of stearic acid coatings, because the clay particles are themselves acidic. It is also known that alkaline materials can be added to the rubber in order to speed up processing, regardless of the properties of the selected alkaline additions with respect to the reinforcement of the rubber produced. It is known that in themselves clays are very satisfactory accelerators, the aim of the present invention is to improve the clays used to serve as reinforcing agents for the rubber in which they are incorporated to serve as fillers.



   According to the invention, the clay is made very suitable for use as filler by coating the clay particles with a strongly adherent organic layer consisting of the reaction product of a basic organic substance on the acidic particles of the clay. The basic organic substance can be an aliphatic or aromatic amine, a quaternary base or a basic dye.



   In order for the invention to be better understood and easier to practice, two examples thereof will be described in detail below.

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     Example I.



   Kaolin having basic exchange properties of up to 3 milli-equivalents per 100 g was soaked in d% hydrochloric acid for 4 hours. It was then washed four times by decantation with distilled water, and then finally washed on a filter. Kaolin, having a pH of about 1.5 in an aqueous suspension, was titrated to pH 7 with a solution of cetyl trimethylammonium hydroxide, dried and sprayed for direct incorporation into a mixture based on rubber. example II.



   A clay suspension, the initial pH of which was 4, was titrated to pH 6.3 with benzylamine, using 0.25 g. of benzylamine per 100 g. of clay.



   The improvement in proportion brought about by the use of the treated clay as a filler for a rubber-based mixture results from the following:
A rubber mixture was prepared containing 100 parts by weight of smoked rubber sheets and 78 parts by weight of clay treated by the process given in Example 1. Experimental results gave for the modulus of elasticity (measured in kg / cm for an elongation of 400%) a value of 15.85 and for the tensile strength a value of 240.858 kg / cm2. A similar rubber mixture containing untreated clay gave the corresponding values of 104.05 and 198.316.



   When the clay was treated by the method given in Example 2, an elastic modulus of 17.116 kg / cm2 was obtained under comparable conditions. it is of course understood that the clay in question

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 here is mainly kaolinite.

Claims

ABSTRACT.

The invention extends in particular to the characteristics described below and to their various possible combinations.

1) Process of treating clay to make it very suitable as a filler for rubber, process according to which the clay particles are covered with a basic organic substance to prepare a layer which adheres strongly to its surface, this process. layer consisting of the product of the reaction of the basic organic substance on the acid particles of clay.

2) The basic organic substance consists of: a) a basic dye, b) an aliphatic or aromatic amine, c) a quaternary base.

30) An embodiment of the process according to 2 c), characterized in that the clay is first treated with a 2% hydrochloric acid solution so that its pH is approximately 1.5 when 'it is placed in aqueous suspension, the clay then being titrated to a final pH of 7 by means of a solution of cetyl trimethylammonium hydroxide.

4) An embodiment of the process according to 2 b) characterized in that an aqueous suspension of clay having an initial pH of is titrated to a final pK of 6.3 using benzylamine.

5) As a new product, clay treated by the following processes 1 to 4.

6) As a new product, rubber to which has been incorporated, as filler, a clay treated by any one of the processes according to 1 to 4.