CS229797B1 - A filler based on natural or synthetic carbonates - Google Patents
A filler based on natural or synthetic carbonates Download PDFInfo
- Publication number
- CS229797B1 CS229797B1 CS98083A CS98083A CS229797B1 CS 229797 B1 CS229797 B1 CS 229797B1 CS 98083 A CS98083 A CS 98083A CS 98083 A CS98083 A CS 98083A CS 229797 B1 CS229797 B1 CS 229797B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- filler
- fillers
- limestone
- natural
- carbonates
- Prior art date
Links
Landscapes
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
Abstract
Vynález se týká plniv na bázi přírodních nebo syntetických karbonátů. Dokonale zhomogenizovaná směs 50 až 99,9 hmotnostními díly karbonátů a 0,1 až 50 hmotnostními díly silikátů s velikostí částic 0,05 až 10 ug je impregnována silanátovými nebo titanátovými spojovacími prostředky, které plnivo dokonale hydrofobizují, takže kompositní materiály mají vyšší pevnost než komposity s karbonátovými plnivy e povrchem hydrofobizovaným mastnými kyselinami.The invention relates to fillers based on natural or synthetic carbonates. A perfectly homogenized mixture of 50 to 99.9 parts by weight of carbonates and 0.1 to 50 parts by weight of silicates with a particle size of 0.05 to 10 µg is impregnated with silane or titanate binders, which perfectly hydrophobicize the filler, so that the composite materials have higher strength than composites with carbonate fillers and a surface hydrophobicized with fatty acids.
Description
Vynález se týká plniv a pigmentů pro plastické hmoty, nátěrové hmoty a nastavovadel gumárenských směsí na bázi přírodních nebo umělých karbonátů·The invention relates to fillers and pigments for plastics, coatings and extenders for rubber compounds based on natural or artificial carbonates.
Karbonátové suroviny, zvláště přírodní jemně mletý uhličitan vápenatý, nalezly díky svým vlastnostem a cenové přístupnosti uplatnění jako plniva, pigmenty nebo nastavovadla, hlavně v průmyslu nátěrových hmot, gumárenském nebo plastikářském·Carbonate raw materials, especially natural finely ground calcium carbonate, have found application as fillers, pigments or extenders, mainly in the paint, rubber or plastics industries, due to their properties and affordability.
Z těchto oblastí největší upotřebitelnosti karbonátových plniv je zřejmé, že primární prostředí v němž se anorganická plniva nacházejí jsou organické, nejčastěji polymerní matrice, což sebou přináší dva hlavní problémy:-nutnost potlačení nežádoucích chemických interakcí anorganického povrchu plniva s organickou matricí}From these areas of greatest applicability of carbonate fillers, it is clear that the primary environment in which inorganic fillers are found is organic, most often polymer matrices, which brings with it two main problems: - the need to suppress undesirable chemical interactions of the inorganic filler surface with the organic matrix}
- nezbytnost úpravy anorganického povrchu takovým způsobem, aby se stal organofilní a umožňoval tak snazší dispergovatelnost v organické matrici, vzájemnou snášenlivost a tím i dobré spojení obou fází.- the necessity of modifying the inorganic surface in such a way that it becomes organophilic and thus enables easier dispersibility in the organic matrix, mutual compatibility and thus good connection of both phases.
První skupinu problému tvoří vlivy vyvolané fyzikální povahou povrchu plniva a jeho chemickým složením, t.j. původními a dále vyvolanými poruchami krystalové mřížky, morfologie a izomorfní záměnou nosného karbonátového kationtu, což spolu s projevem anizominerálně přítomných doprovodných nečistot, zvláště v podmínkách přípravy kompozitních směsí a polymemími matricemi, kdy jsou tyto materiály vystaveny zvýšeným teplotám a mechámickému namáhání, působí vždy nepříznivě. Předpokladem úspěšného řešení těchto otázek je selektivní těžba, znalosti o chemickém a mineralogickém složení těžené suroviny a konečně optimalizace mlecích a třídících postupů.The first group of problems consists of influences caused by the physical nature of the filler surface and its chemical composition, i.e. original and further induced disorders of the crystal lattice, morphology and isomorphic replacement of the supporting carbonate cation, which, together with the manifestation of anisominerally present accompanying impurities, especially in the conditions of preparation of composite mixtures and polymer matrices, when these materials are exposed to increased temperatures and mechanical stress, always have an unfavourable effect. The prerequisite for successful resolution of these issues is selective mining, knowledge of the chemical and mineralogical composition of the mined raw material and finally optimization of grinding and sorting procedures.
Otázky druhé skupiny spojené s povrchavou úpravou jsou rozhodující pro chování plniv v matrici a ovlivňují i míru požadovaných vlastností konečného kompozitu.The issues of the second group associated with surface treatment are crucial for the behavior of fillers in the matrix and also influence the level of desired properties of the final composite.
Základní vlastností plniv, obecně platnou a požadovanou pro všechna anorganická plniva,je vzájemná snášenlivost plniva s matricí.The basic property of fillers, generally valid and required for all inorganic fillers, is the mutual compatibility of the filler with the matrix.
229 797229,797
Ta bude tím lepší, čím bude anorganický povrch organofilnější. Toho lze dosáhnout tím, že se anorganický povrch opatří organickým nánosem, nejlépe takovým, který je na povrchu plniva chemicky vázán a současně má možnost interakce s obklopujίοίφ organScým prostředím· Látky, které tyto požadavky splňují nazýváme spojovací prostředky a jejich představitelé jsou sloučeniny, které mají nejlépe dva druhy funkčních skupin· Jedny, které zajišťují spojení s anorganickým povrchem a druhé s obklopujícím organickým, nejčastěji polymeraím prostředím. Takovými typickými spojovacími prostředky jsou např. vícefunkční sloučeniny na bázi organosilanátů nabo organotitanátů.The better the inorganic surface is, the more organophilic it is. This can be achieved by providing the inorganic surface with an organic coating, preferably one that is chemically bonded to the filler surface and at the same time has the possibility of interacting with the surrounding organic environment. Substances that meet these requirements are called coupling agents and their representatives are compounds that have at best two types of functional groups. One that ensures connection with the inorganic surface and the other with the surrounding organic, most often polymeric, environment. Typical such coupling agents are, for example, multifunctional compounds based on organosilanes or organotitanates.
U karbonátových plniv je však použití těchto spojovacích prostředků značně znevýhodněno. Důvodem je složení krystalové mřížky karbonátů, kde chybí strukturně zabudované a interakčně vyhovující funkční skupiny, jimiž jsou např. -OH skupiny. Proto jsou u kabonátů aplikace více^jfunkčníeh spojovacích prostředků jen velmi málo účinné neboi síly, jimiž jsou tato činidla povrchově vázána, mají povahu pouze slabých sil disperzních. A jsou-li některé malekuly spojovacích činidel, zvláště vícefunkóních, vázány chemicky, tak pouze na molekulách vody, které jsou na povrchu částic vázány zase jenom fyzikálně. Proto se používají u karbonátových plniv pouze monofunkční spojovací prostředky na bázi vyšších mastných kyselin.However, the use of these coupling agents is significantly disadvantaged in carbonate fillers. The reason is the composition of the crystal lattice of carbonates, which lacks structurally built-in and interactionally suitable functional groups, such as -OH groups. Therefore, the application of multifunctional coupling agents is very ineffective in carbonates, because the forces by which these agents are surface-bound are of the nature of only weak dispersion forces. And if some molecules of coupling agents, especially multifunctional ones, are chemically bound, then only to water molecules, which are in turn only physically bound on the surface of the particles. Therefore, only monofunctional coupling agents based on higher fatty acids are used in carbonate fillers.
Tím je použitelnost karbonátových plniv omezena, zvláště tam, kde se požaduje nejen zvýšení ale i dlouhodobé zachování pevnostních charakteristik kompozitů.This limits the applicability of carbonate fillers, especially where not only an increase but also long-term maintenance of the strength characteristics of composites is required.
Soustavným studiem vlastností karbonátových plniv se nyní ukázalo, že i takto znevýhodněná plniva lze upravit tak, aby byla použitelná i v takových oblastech aplikací, které vyžadují úpravu povrchu provedenou více i monofunkčními spojovacími prostředky za vzniku chemických vazeb.Systematic studies of the properties of carbonate fillers have now shown that even such disadvantaged fillers can be modified to be usable in areas of application that require surface treatment performed with more than one monofunctional binder to form chemical bonds.
Předmětem vynálezu je plnivo na bázi přírodních nebo syntetických karbonátů a silikátů s hydrofobizovanýw povrchem, které je tvořeno 50 až 99,9 hmotnostními díly karbonátů a 0,1 až 50 hmostnostními díly silikátů s velikostí částic 0,05 až lOyum, dokonale zhomogeni z ováných a po homogenizaci impregnovaných silánovými nebo titanátovými spojovacími prostředky.The subject of the invention is a filler based on natural or synthetic carbonates and silicates with a hydrophobic surface, which is composed of 50 to 99.9 parts by weight of carbonates and 0.1 to 50 parts by weight of silicates with a particle size of 0.05 to 10 μm, perfectly homogenized and, after homogenization, impregnated with silane or titanate binders.
Nejtypičtějším zástupcem karbonátových plniv je přírodní uhličitan vápenatý, jehož mineralogickým představitelem je kaloit·The most typical representative of carbonate fillers is natural calcium carbonate, the mineralogical representative of which is kaloite.
Základní krystalovou buňku kalcitu tvoří klenec, v jehož rozích a ve středech ploch jsou umístěny Ca2+ kationty a plošné CO^2“ anionty pak uprostřed hran. Tím je v podstatě určena, hnatote· iontůThe basic crystal cell of calcite is formed by a lattice, in the corners and in the centers of the faces of which Ca 2+ cations are located, and the planar CO^ 2 “ anions are located in the middle of the edges. This essentially determines the concentration of ions.
229 797 na jednotlivých krystalových místech, tím i nenasycenost vazných sil a tedy i intenzita silových polí, které kromě těchto faktorů jsou modifikovány ještě přirozenými anomáliemi a defekty krystalové mřížky, zastoupením vápníkového kationtu izomorfními kationty kalcitu, to je hořčíkem, manganem, železem, zinkem, kadmiem, kobaltem, stronciem případně olovem, dále pak anizominerálními přímíseninami přítomnými jak izolovaně, tak ve vrostlicích a konečně morfologickými poruchami vzniklými drcením a mletím, včetně nehomogenit způsobených tříděným hustotně nerovnoměrného ma-Friálu·229 797 at individual crystal sites, thus the unsaturation of binding forces and therefore the intensity of force fields, which in addition to these factors are modified by natural anomalies and defects of the crystal lattice, the representation of the calcium cation by isomorphic cations of calcite, i.e. magnesium, manganese, iron, zinc, cadmium, cobalt, strontium or lead, further by anisomineral impurities present both in isolation and in intergrowths and finally by morphological disorders caused by crushing and grinding, including inhomogeneities caused by sorted density-uneven ma-Frial·
Jak fyzikální, tak chemická povaha takto utvářeného povrchu je tedy výslednici všech zhora uvedených faktorů, které se již při aplikaci spojovacích prostředků nutně uplatňují.Both the physical and chemical nature of the surface thus formed is the result of all the above-mentioned factors, which are necessarily applied when applying fasteners.
Požadujeme-li od spojovacího činidla, aby mezi jeho molekulami a povrchem plniva vznikly relativně pevné, nejlépe chemické vazby, pak samotný povrch karbonátových plniv poskytuje k takovéto interakci jen zanedbatelnou možnost, nebot například vápencová krystalová mřížka neobsahuje prakticky žádnou z požadovaných funkčních skupin vhodných pro takovou interakci. A pokud se na povrchu nějaké funkční skupiny vyskytují, například -OH skupiny, pak pouze jen jako ionizovaná součást fyzikálně anebo velmi sporadicky chemisorpčně vázaných molekul vody.If we require the coupling agent to form relatively strong, preferably chemical bonds between its molecules and the filler surface, then the surface of carbonate fillers itself provides only a negligible possibility for such an interaction, since, for example, the limestone crystal lattice contains practically none of the required functional groups suitable for such an interaction. And if any functional groups are present on the surface, for example -OH groups, then only as an ionized part of physically or very sporadically chemisorptionally bound water molecules.
Proto je u karbonátových plniv použití spojovacích prostředků, vyžadujících k interakci například reaktivní, strukturní -OH skupiny diskutabilní a prakticky neprůkazné a v praxi používané a i literaturou doložené užívání modifikátorů je omezeno převážně na činidla monofunkční, například vyšší mastné kyseliny a jejich deriváty anebo mazadla na bázi polyetylén-nebo polypropylenoxidů, kdy ve všech těchto případech jde pouze o prostředky zvyšující organofilnost s tím, že vaznost těchto modifikátorů k povrchům plniv je uskutečňována pouze s pomocí slabých dispresních sil.Therefore, in carbonate fillers, the use of coupling agents requiring, for example, reactive, structural -OH groups for interaction is debatable and practically inconclusive, and the use of modifiers used in practice and documented in the literature is limited mainly to monofunctional agents, for example higher fatty acids and their derivatives or lubricants based on polyethylene or polypropylene oxides, in all these cases these are only agents increasing organophilicity, with the binding of these modifiers to the filler surfaces being carried out only with the help of weak dispersion forces.
Karbonátová plniva, pigmenty nebo nastavovadla však lze úspěšně upravit tak, aby byla schopna vytvořit vzájemné a pevné vazby plnivo - matrice, příměsí sekundárních plniv, která jsou s karbo- . nátovými plnivy mísitelná a obsahují strukturně vázané a povrchově lokalizované reaktivní skupiny, které při interakci se spojovacími prostředky vytvoří chemickou vazbu. Vhodným typem, množstvím a distribucí velikosti částic sekundárního plniva, volbou a koncentrací spojovacího prostředku spolu s výběrem přostředí a podmínek tvorby a fixace spojovacího nánosu, vznikne na povrchu částicHowever, carbonate fillers, pigments or extenders can be successfully modified to be able to create mutual and strong filler-matrix bonds, by admixture of secondary fillers, which are miscible with carbonate fillers and contain structurally bound and surface-localized reactive groups, which, when interacting with the binders, form a chemical bond. By appropriate type, amount and particle size distribution of the secondary filler, choice and concentration of the binder together with selection of the environment and conditions for formation and fixation of the binder layer, a
229 797 směsného plniva souvislá sít spojovacího prostředku, chemickými i rtτ spA-r^ními silami zakotvená jak na částicích sěkundárníbo plniva, tak na částicích karbonátu, což umožňuje požadovanou interakci s organickou matricí.229 797 mixed filler, a continuous network of the binder, anchored by chemical and rtτ spA-r^n forces both on the secondary filler particles and on the carbonate particles, which enables the desired interaction with the organic matrix.
Jedním z předpokladů úspěšné použitelnosti sekundárního plniva je jeho mísitelnost a snášenlivost s plnivem karbonátovým, což θOne of the prerequisites for the successful use of a secondary filler is its miscibility and compatibility with the carbonate filler, which θ
je odvislé od strukturního a ohmického složení obou plniv·is dependent on the structural and ohmic composition of both fillers
Na povrchu karbonátových plniv jsou s hlediska požadovaných interakcí s plnivem sekundárním nej významnějšími místy krystalové rohy, tedy polohy kationtů, které vykazují maximum nenasycených vazných sil· Proto bude výběr sekundárních plniv přednostně soustředěn na taková, která nejenže obsahuji strukturně vázané a povrchově lokalizované reaktivní -OH skupiny, ale i taková centra, která jsou schopna jak kationtové výměny, tak katalýzy interakčních dějů·On the surface of carbonate fillers, the most important places from the point of view of the desired interactions with the secondary filler are the crystal corners, i.e. the positions of cations that exhibit the maximum of unsaturated bonding forces. Therefore, the selection of secondary fillers will be preferentially focused on those that not only contain structurally bound and surface-localized reactive -OH groups, but also such centers that are capable of both cation exchange and catalysis of interaction processes.
Těmto požadavkům zcela jednoznačně nejlépe vyhovují veškeré hlinitokřemičitany a ostatní strukturně vyhovující sloučeniny, například i samotné křemičitany, jako aktivované siliky anebo aluminy s minimálním obsahem Si02·These requirements are clearly best met by all aluminosilicates and other structurally suitable compounds, for example silicates themselves, such as activated silicas or aluminas with a minimum Si0 2 content.
Typickými představiteli takovýchto materiálů jsou přírodní nebo syntetické křemiiitany anebo jejich zvětralé formy - vodnaté křemičitany, jíly a jejich složky, vápnité jíly anebo jílovce.Typical representatives of such materials are natural or synthetic silicates or their weathered forms - hydrous silicates, clays and their components, calcareous clays or claystones.
Nejvhodnější z nich jsou takové, které jsou průmyslově zpracovávané a proto dostupné v požadovaném sortimentu a vlastnostech· Jsou to například kaolíny, bentonity, slídy, mastek, siliky a podobně, vyznačující se vedle strukturně vyhovujících vlastností i vhodnou tvrdostí, srovnatelnou s tvrdostí karbonátů·The most suitable of them are those that are industrially processed and therefore available in the required range and properties. These include, for example, kaolins, bentonites, micas, talc, silicas and the like, which, in addition to structurally satisfactory properties, are also characterized by suitable hardness, comparable to the hardness of carbonates.
Jestliže část karbonátového plniva v množství 0,1 až 50 hmotnostních % je nahražena silikátovým plnivem, které obsahuje strukturně vázané a povrchově lokalizované reaktivní funkční skupiny,’ nejlépe hydroxylové, schopné vzájemné reakce se spojovacími prostředky, obsahuje strukturně vázaná reaktivní centra nejlépe Brondstedova typu schopná nejen výměny s kationty krystalových mřížek karbonátových plniv, pigmentů a nastavovadel, ale i katalýzy příslušných interakčních reakcí a svou polydisperzitou, chemickým složením, hustotou a tvrdostí vytvoří s primárním karbonátovým plnivem, pigmentem nebo nastavovadlem vzájemně snášenlivou a dalších aplikací schopnou směs, čímž umožní částicím směsného plniva, pigmentu anebo nastavovadla, aby na jejich povrchu vznikl pevně zakotvenýfcspravidla polymerni sííovitý nános spojovacích, zvláště vícefunkčních prostředků, schopný další, následné interakce sorga5 nickými nebo polymemími matricemi. 797 If a portion of the carbonate filler in an amount of 0.1 to 50% by weight is replaced by a silicate filler containing structurally bound and surface-localized reactive functional groups, preferably hydroxyl, capable of mutual reaction with coupling agents, it contains structurally bound reactive centers, preferably of the Brondsted type, capable not only of exchange with cations of the crystal lattices of carbonate fillers, pigments and extenders, but also of catalysis of the relevant interaction reactions and, with its polydispersity, chemical composition, density and hardness, it forms a mixture compatible with the primary carbonate filler, pigment or extender and capable of further applications, thereby enabling the particles of the mixed filler, pigment or extender to form a firmly anchored, usually polymeric network-like layer of coupling agents, especially multifunctional agents, on their surface, capable of further, subsequent interaction with organic or polymeric matrices. 797
Tím se dosáhne toho, že karbonátová plniva, pigmenty a nastavovadla získají tak výrazné zlepšení svých povrchových, vlastností, že mohou být výhodně upotřebitelná i v oblastech dříve nevyužívaných.This ensures that carbonate fillers, pigments and extenders obtain such a significant improvement in their surface properties that they can be advantageously used even in areas previously unused.
Postup přípravy takového směsného plniva může být tento: Směs vápencevéher plniva mletého a vytříděného na zrnitost o střední velikosti lóyum a jemné kaolínové frakce o střední velikosti částic 1-2 /tm se míchávve fluidním rychlomísiči po dobu 30 minut, načež se známým postupem, například z roztoku anebo nejlépe podle AO 188553 to jest rovněž v rychlomísiči, naimpregnuje vícefunkčním silanovým anebo titanátovým spojovacím prostředkem.The procedure for preparing such a mixed filler may be as follows: A mixture of limestone, filler, ground and sorted to a grain size of medium size of loam and fine kaolin fraction with an average particle size of 1-2 µm is mixed in a fluid high-speed mixer for 30 minutes, after which it is impregnated with a multifunctional silane or titanate coupling agent by a known procedure, for example from a solution or preferably according to AO 188553, i.e. also in a high-speed mixer.
Stejného účinku se dosáhne i takovým postupem, kdy hrubě drcená vápencová surovina se mele za přítomnosti alumosilikátu, například v pneumatickém mlýnu po dobu 30 minut,a .poté se vytřídí na žádoucí frakci, upraví spojovacím prostředkem podle zhora uvedeného postupu.The same effect is achieved by a process in which coarsely crushed limestone raw material is ground in the presence of aluminosilicate, for example in a pneumatic mill for 30 minutes, and then sorted into the desired fraction, treated with a binding agent according to the above-mentioned process.
Podstatu vynálezu blíže objasní následující příklady, v nichž uváděné díly nebo procenta, pokud není poznamenáno jinak, jsou hmotnostní.The invention will be further illustrated by the following examples, in which the parts or percentages given are by weight, unless otherwise indicated.
Příklad 1Example 1
Vápenec z lokality Čertovy schody obsahující podle analýzy 2,9% nerozpustného podílu (15% HC1), v rozpustné fázi 98 ppm Pe, ppm Mn a 12 ppm Cu, byl mletý a tříděný na tuto zrnitost:Limestone from the Čertovy schody site, containing according to analysis 2.9% insoluble fraction (15% HC1), in the soluble phase 98 ppm Pe, ppm Mn and 12 ppm Cu, was ground and sorted to the following grain size:
2% pod 2/tm, 4,8% pod 10/tm, 77% pod 15/m a 91% pod 20^/tmj střední velikosti částic při 50% činila 10/tm.2% below 2 µm, 4.8% below 10 µm, 77% below 15 µm and 91% below 20 µm; the median particle size at 50% was 10 µm.
100 g tohoto plniva bylo naimpregnováno silanem A 1100 ( gamaaminopropyltriethoxysilanem) v množství 0,5% na plnivo takto: ve 400 ml kádince bylo rozmícháno^100 g vápence ve 100 ml směsi ethanol/voda 9:1· Za míchání bylo'* suspenzi přidáno 50 ml směsi ethanol/voda 9:1 obsahující 0,5 g sílánu A 1100 a mícháno za laboratorní teploty ještě 2 hodiny. Poté byla suspenze vylita do ploché krystalizační misky a sušena v laboratorní horkovzdušné sušárně při teplotě 130 C po dobu 8 hodin. Po vysušení byl produkt uveden do práškovitého stavu pomletím v laboratorním kulovém porcelánovém mlýnku s náplní achátových koulí, po dobu 1 hodiny, při laboratorní teplotě a frekvenci 2 otáčky/min.100 g of this filler was impregnated with silane A 1100 (gamma-aminopropyltriethoxysilane) in an amount of 0.5% per filler as follows: in a 400 ml beaker, 100 g of limestone was mixed in 100 ml of ethanol/water mixture 9:1. While stirring, 50 ml of ethanol/water mixture 9:1 containing 0.5 g of silane A 1100 was added to the suspension and stirred at laboratory temperature for another 2 hours. The suspension was then poured into a flat crystallization dish and dried in a laboratory hot-air oven at 130 C for 8 hours. After drying, the product was brought to a powder state by grinding in a laboratory porcelain ball mill filled with agate balls for 1 hour at laboratory temperature and a frequency of 2 revolutions/min.
Po jednotýdenním skladování, v polyetylénovém sáčku za laboratorních podmínek, byla u takto upraveného vzorku provedena analýza amino silanového nánosu postupem, popsaným v AO 195896 ze dne 15.6.1982, kdy kromě celkového množství silanového nánosu stanoví ^After one week of storage in a polyethylene bag under laboratory conditions, the amino silane coating was analyzed on the thus treated sample using the procedure described in AO 195896 of 15.6.1982, which, in addition to the total amount of silane coating, determines ^
229 797 i jeho chemisorbovaný, t.j· na povrchuplniva chemicky vázaný podíl.229 797 and its chemisorbed, i.e. chemically bound portion on the filler surface.
V tomto případě bylo nalezeno, že z původně použitého množství silanů bylo pouze 12% - 2,5% silanů chemisorbováno.In this case, it was found that of the originally used amount of silanes, only 12% - 2.5% of the silanes were chemisorbed.
Příklad 2 g vápence z lokality Čertovy schody charakterizovaného v příkladu 1 a 20 £ kaolínu ozn. DS-ex, Chlumčany, vytříděného na směs s maximální velikostí částic 5^um a hlavní frakcí částic 1-3/un, bylo smícháno a 3 h<Ux třepáno na laboratorní třepačce za teploty místnosti. Potom byla směs naimpregnována aminosilanem A 1100 v množství 0,5% na směs, postupem jako v příkladu l.Stejným způsobem byla provedena i analýza silanového nánosu a bylo nalezeno, že takto upravená směs obsahovala 71% - 3% chemisorbováného podílu. Příklad 3Example 2 g of limestone from the Čertovy schody site characterized in Example 1 and 20 £ of kaolin grade DS-ex, Chlumčany, sorted into a mixture with a maximum particle size of 5^um and a main particle fraction of 1-3/un, were mixed and shaken for 3 h<Ux on a laboratory shaker at room temperature. Then the mixture was impregnated with aminosilane A 1100 in an amount of 0.5% per mixture, using the procedure as in Example 1. The silane deposition was analyzed in the same way and it was found that the mixture thus treated contained 71% - 3% chemisorbed fraction. Example 3
Vápenec z lokality Bohdaneč, obsahující dle analýzy 14,3% nerozpustného podílu (15% HCl), v rozpustné fázi 1050 ppm Pe, 480 ppm Mn a 28 ppm Cu, byl mletý a vytříděný na toto zrnění:7% pod 2/om, 46% pod 10 /im, 70% pod 15 /im a 86% pod 20 >umj střední velikosti při 50% činila 11,5 ,A>m.Limestone from the Bohdaneč site, containing according to analysis 14.3% insoluble fraction (15% HCl), in the soluble phase 1050 ppm Pe, 480 ppm Mn and 28 ppm Cu, was ground and sorted into the following grain size: 7% below 2/om, 46% below 10 /im, 70% below 15 /im and 86% below 20 >umj the average size at 50% was 11.5 ,A>m.
200g tohoto plniva bylo rozmícháno ve lOOml destilované vody a k takto vzniklé suspenzi bylo za míchání přidáno 100 ml 2% ethanolevého roztoku silanů A 1160 ( močovinou modifikovaný aminosilan)· Vzniklá suspenze byla míchána, sušena a mleta jako v příkladu 1 a stejným způsobem, tam popsaným i analyzována· Bylo nalezeno, že z původního množství použitého silanů bylo 12,8 - 3% silanů chemisorbováno.200g of this filler was mixed in 100ml of distilled water and 100ml of a 2% ethanol solution of silanes A 1160 (urea-modified aminosilane) was added to the resulting suspension while stirring. The resulting suspension was mixed, dried and ground as in example 1 and analyzed in the same way as described there. It was found that 12.8 - 3% of the silanes from the original amount used were chemisorbed.
Příklad 4 g vápence z příkladu 3 a 15 g mastku s distribucí částic do 10 /am bylo smícháno a 2 hfcA protřepáváno. 100 g takto získané směsi bylo naimpregnováno aminosilanem A 1100, jako v příkladu 1 a stejným způsobem analyzováno na obsah pevně vázaného silanů.Example 4 g of limestone from Example 3 and 15 g of talc with a particle distribution of up to 10 µm were mixed and shaken for 2 h. 100 g of the mixture thus obtained were impregnated with aminosilane A 1100, as in Example 1, and analyzed in the same way for the content of tightly bound silanes.
Bylo nalezeno 63 - 5% chemisorbovaného silanů.63 - 5% chemisorbed silanes were found.
Příklad 5 g vápence z příkladu 1 a 1 g srážené siliky s distribucí částic do 0,2/im a povrchem 158 m /g bylo po smíchání a 2 httdv protřepávání při teplotě 110 - 115 °C impregnováno aminosilanem A 1100 a analyzováno jako v příkladu 1. Takto připravená směs vykázala 73,0 ± 5% chemisorbovaného podílu.Example 5 g of limestone from Example 1 and 1 g of precipitated silica with a particle distribution of up to 0.2 µm and a surface area of 158 m2/g were, after mixing and shaking for 2 h at a temperature of 110 - 115 °C, impregnated with aminosilane A 1100 and analyzed as in Example 1. The mixture prepared in this way showed a chemisorbed fraction of 73.0 ± 5%.
229 797229,797
Příklad 6Example 6
100 g syntetického, sráženého CaCO^ s maximální velikostí částic do 2fíaa. bylo smícháno s 0,5 g siliky z příkladu 5 a 2 hflfe» třepáno při teplotě 110 - 115°C. Potom byla směs naimpregnována sílaném A 1160 a analyzována stejným způsobem jako vzorek v příkladu 3. Nalezená hodnota chemisorbovaného podílu činila 65,5 - 3%·100 g of synthetic, precipitated CaCO^ with a maximum particle size of up to 2µm was mixed with 0.5 g of silica from example 5 and shaken for 2 h at a temperature of 110-115°C. The mixture was then impregnated with silanate A 1160 and analyzed in the same way as the sample in example 3. The value of the chemisorbed fraction found was 65.5-3%.
Příklad 7Example 7
100 g vápence z příkladu 1 bylo za míchání suspendováno ve 100 ml směsi ethanol/voda 9:1 a po přidání 100 ml 1% ethanolového roztoku vinyltriethoxysilanu A 151 byla suspenze míchána za labo* ratorní teploty ještě 2 hodiny. Poté byla zahříváním v horkovzdušné sušárně, při teplotě 130°C po dobu 16 hodin vysušena a získaný produkt zhomogenizován, jednohodinovým mletím v laboratorním porcelánovém kulovém mlýnku s náplní korundových koulí.100 g of limestone from example 1 was suspended in 100 ml of ethanol/water 9:1 mixture with stirring and after adding 100 ml of 1% ethanol solution of vinyltriethoxysilane A 151 the suspension was stirred at laboratory temperature for another 2 hours. It was then dried by heating in a hot air dryer at 130°C for 16 hours and the obtained product was homogenized by grinding for one hour in a laboratory porcelain ball mill filled with corundum balls.
dílů takto získaného plniva a 60 dílů lineárního polyetylénu DGH 5220 bylo zhomogenizováno hnětením v laboratorním hnětači Brabender, při teplotě 200°C po dobu 25 min. Ze získaného kompozitu byla při teplotě 220°C vylisována zkušební tělíska, která při stanovení vrubové houževnatosti metodou CHARPY dala tyto údaje:parts of the filler thus obtained and 60 parts of linear polyethylene DGH 5220 were homogenized by kneading in a Brabender laboratory kneader at a temperature of 200°C for 25 min. Test specimens were pressed from the obtained composite at a temperature of 220°C, which gave the following data when determining the notch toughness by the CHARPY method:
Vzorek kompozitu Poměr polyetylén/ Vrubová houževna____ , plnivo___tost^CHARPY^^kComposite sample Ratio polyethylene/ Notch toughness____ , filler___tost^CHARPY^^k
Polyetylén/vápenec z příkl. 1Polyethylene/limestone from e.g. 1
DGH 5220 neupi^avený 60/40 14,6DGH 5220 unsealed 60/40 14.6
Polyetylén/vápenec z příkl. 1 „DGH 5220 upravený dle tohoto příkladuPolyethylene/limestone from example 1 "DGH 5220 modified according to this example
60/4060/40
15,915.9
Příklad 8 lOOg dolomitického vápence, mletého a vytříděného na distribuci s obsahem maximálních částic do 25 /am a s hlavní frakcí o velikosti částic 7-8 /am, bylo impregnováno aminosilanem A 1100 v množství 0,5% stejným postupem jako v příkladu 1.Example 8 100g of dolomitic limestone, ground and sorted for distribution with a maximum particle content of up to 25 µm and with a main fraction of particle size of 7-8 µm, was impregnated with aminosilane A 1100 in an amount of 0.5% by the same procedure as in Example 1.
100 g dolomitického vápence o ehora uvedené zrnitosti bylo smícháno s 20% jemně mleté, kalcinované a vytříděné slídy (muskovit, obsah železa 0,08%, maximální frakce o střední velikosti částic 5/am) a po jednohodinovém třepání byla směs naimpregnována sílaném A 1100, stejným způsobem a ve stejném množství jako u dolomitického vápence. U zkušebních tělísek polyetylénových kompozitů, připravených s těmito plnivy stejným způsobem jako v příkladu 7, byly nalezeny tyto hodnoty modulů pružnosti:100 g of dolomitic limestone of the above-mentioned grain size was mixed with 20% of finely ground, calcined and sorted mica (muscovite, iron content 0.08%, maximum fraction with a mean particle size of 5 µm) and after shaking for one hour the mixture was impregnated with silane A 1100, in the same way and in the same amount as for dolomitic limestone. The following values of the elastic modulus were found for test specimens of polyethylene composites prepared with these fillers in the same way as in Example 7:
229 797229,797
Vzorek Poměr PE/plnivoSample PE/filler ratio
Modul pružnosti ________Modulus of elasticity ________
0,910.91
1,601.60
2,252.25
1,831.83
Příklad 9Example 9
100 g sráženého CaCO^, specifikovaného v příkladu 6, bylo rozmícháno ve 100 ml směsi ethanol/voda 9:1 a za míchání přidáno 100 ml ethanolu obsahujícího 0,75 g triisostearoyl - isopropyltitanátu. Po 2 h^aC· míchání za laboratorní teploty byla suspenze vysušena v horkovzdušné sušárně při 125°C a době 16 hod. Poté byla rožemleta jako příkladu 7·100 g of precipitated CaCO^, specified in Example 6, was stirred in 100 ml of a 9:1 ethanol/water mixture and 100 ml of ethanol containing 0.75 g of triisostearoyl-isopropyl titanate was added with stirring. After 2 h^aC· stirring at room temperature, the suspension was dried in a hot-air oven at 125°C for 16 h. Then it was milled as in Example 7·
100 g směsi, získané smícháním a 1 he^ třepáním 95 g sráženého CaCO^ z příkladu 6 a 5 g siliky z téhož příkladu, bylo naimpreghováno.titanátem, vysušeno a rozemleto stejným způsobem, jako samotné vápencové plnivo v tomto příkladu· Z obou plniv byla podle příkladu 7 připravena zkušební tělíska kompozitů s polyetylénem DGH 5220, která poskytla tyto rázové houževnatosti v tahu:100 g of the mixture, obtained by mixing and shaking for 1 h with 95 g of precipitated CaCO3 from Example 6 and 5 g of silica from the same example, was impregnated with titanate, dried and ground in the same way as the limestone filler itself in this example. From both fillers, test specimens of composites with polyethylene DGH 5220 were prepared according to Example 7, which gave the following tensile impact strengths:
Kompozit polyetylén DGH 5220/plnivo Rázová houževnatost v poměru 60/40 ________________________ Á, .foC-l..Samotný CaCO^ upravený titanátem 95Composite polyethylene DGH 5220/filler Impact strength in the ratio 60/40 ________________________ Á, .foC-l..CaCO^ alone treated with titanate 95
Směs CaCO^/silika, upravená titanátem 162CaCO^/silica mixture, titanate treated 162
Příklad 10 dílů vápencové drtě o průměrné velikosti částic 5 mm, charakterizované stejným chemickým složením jako v uříkladu 1, a 2 díly kaolínu DS-ex z příkladu 2 byly společně mety v laboratorním pneumatickém mlýnku typu MAJAC, systém HETZSCH po dobu 30 minut.Example 10 parts of limestone crushed stone with an average particle size of 5 mm, characterized by the same chemical composition as in Example 1, and 2 parts of DS-ex kaolin from Example 2 were ground together in a laboratory pneumatic mill of the MAJAC type, HETZSCH system for 30 minutes.
229 797229,797
Takto získaná směs byla naimpregnována aminosilanem á 1100 v množství 0,5% na směs, postupem jako v příkladu l,a stejným způsobem byla provedena i analýza silanového nánosu· Množství chemisorbovaného podílu činilo v tomto případě 73 - 2%.The mixture thus obtained was impregnated with aminosilane á 1100 in an amount of 0.5% per mixture, using the procedure as in Example 1, and the silane deposit was analyzed in the same manner. The amount of chemisorbed portion in this case was 73 - 2%.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS98083A CS229797B1 (en) | 1983-02-14 | 1983-02-14 | A filler based on natural or synthetic carbonates |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS98083A CS229797B1 (en) | 1983-02-14 | 1983-02-14 | A filler based on natural or synthetic carbonates |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS229797B1 true CS229797B1 (en) | 1984-06-18 |
Family
ID=5343037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS98083A CS229797B1 (en) | 1983-02-14 | 1983-02-14 | A filler based on natural or synthetic carbonates |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS229797B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ300386B6 (en) * | 1998-04-10 | 2009-05-06 | Kyowa Chemical Industry Co., Ltd. | Process for preparing inorganic particles with surface treated with a binding agent and utilization method thereof |
-
1983
- 1983-02-14 CS CS98083A patent/CS229797B1/en unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ300386B6 (en) * | 1998-04-10 | 2009-05-06 | Kyowa Chemical Industry Co., Ltd. | Process for preparing inorganic particles with surface treated with a binding agent and utilization method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ciullo | Industrial minerals and their uses: a handbook and formulary | |
| Murray | Applied clay mineralogy today and tomorrow | |
| US4789403A (en) | Surface modified layered lattice silicate pigments | |
| EP1302444B1 (en) | Silica with low content of silanol groups | |
| AU2000278745B2 (en) | Purified attapulgite clay | |
| CN103517875A (en) | Method for producing a compound based on pseudolaminar silicates and the use thereof as filler for polymeric materials | |
| US6242098B1 (en) | Method of making mineral filler and pozzolan product from fly ash | |
| US7651559B2 (en) | Mineral composition | |
| Elinwa et al. | X-ray diffraction and microstructure studies of gum Arabic-cement concrete | |
| US8771826B2 (en) | Mineral composition | |
| US20130180431A1 (en) | Zeolite and lime combinations for warm mix asphalt | |
| AU2000278745A1 (en) | Purified attapulgite clay | |
| US6011087A (en) | Modified mineral filler for thermosets | |
| DE19752659A1 (en) | Building materials containing hydrophobizing powders containing organosilicon compounds | |
| WO2003048046A1 (en) | Material for imparting thixotropy and pasty resin composition | |
| JP2972019B2 (en) | Inorganic filler | |
| Mukhtar et al. | Relationship between the physicochemical and electrostatic charge characteristics of filler materials on the morphological and adhesive Pull-Off tensile strength of asphalt mastics | |
| EP0290602B1 (en) | Process for surface treating clay minerals and resultant products | |
| WO2005075353A1 (en) | Natural particulate carbonate | |
| Torró-Palau et al. | Structural modification of sepiolite (natural magnesium silicate) by thermal treatment: effect on the properties of polyurethane adhesives | |
| CS229797B1 (en) | A filler based on natural or synthetic carbonates | |
| US4960816A (en) | Surface modified mineral compositions | |
| Acikyildiz et al. | Synthesis of super hydrophobic clay by solution intercalation method from aqueous dispersions | |
| DE4306642A1 (en) | Process for the preparation of substrate surfaces for bonding | |
| JPH01501870A (en) | Method for surface modification of layered lattice silicates and products produced thereby |