185872. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szerves folyadékanyagokat és szilíciumtartalmú szilárd anyagokat tartalmazó kompozíciók előállítására
185872 A találmány szerves folyadékot és abban diszpergált szilíciumtartalmú szilárd anyagot tartalmazó, újtípusú kompozíciók előállítására vonatkozik. Ismert, hogy ha szilíciumtartalmú szilárd anyagokat, például finomszemcsés szilíciumdioxidot szerves 5 folyadékban diszpergálnak, a szilárd anyag szemcséi egymáshoz tapadhatnak, és a diszperzió még kismennyiségű szilárd anyag jelenlétében is besűrüsödhet, gélesedhet, sőt egyes esetekben meg is szilárdulhat. így például a 200 mVg fajlagos felületű, előkeze- tu letlen szilíciumdioxid-szemcsékből metil-metakriláttal képezett diszperziók már körülbelül 5%-os szilárd anyag-tartalom esetén is sűrű szuszpenziót képeznek, és a 8% szilárd anyagot tartalmazó keverékek teljes mértékben elveszítik folyóképességüket és önthetősé- t D güxet. A szilíciumdioxid felületének előkezelésére számos módszer ismeretes. Ismert az is, hogy az előkezelt felületű szilíciumdioxid-szemcsékből készített diszperziók gélesedése nagyobb szilárd anyag-tartalomnál kö- 20 vetkezik be, mint az előkezeletlen szemcséket tartalmazó diszperzióké. Azt tapasztaltuk, hogy speciális adalékanyagok felhasználásával előkezeletlen felületű szilíciumdioxidszemcsékből kiindulva is olyan folyékony diszperzió- 25 kát alakíthatunk ki, amelyek minőségi jellemzői kedvezőbbek az ismert folyékony diszperziókénál, és az eddig elérhetőnél nagyobb mennyiségű szilárd anyagot tartalmaznak. Számos felhasználási területen van szükség olyan, ;u folyékony és szilárd anyagokat együttesen tartalmazó kompozíciókra, amelyek a lehető legnagyobb mennyiségű sziláid anyagot tartalmazzák a folyadékfázisban diszpergált állapotban, és ugyanakkor a kétfázisú kompozíciók még rendelkeznek bizonyos mértékű folyóképességge), A találmány szerint előállított újtípusú kompozíciók maradéktalanul eleget tesznek a fenti követelményeknek. A találmány tárgya eljárás öntésre vagy formázásra )0 felhasználható kompozíció előállítására legnagyobb méretében 10 pm-nál kisebb nagyságú, adott esetben sziládnál kezelt 'szilíciumdioxid akrilátban, metakrilátban, vínil-uretánban vagy valamely poliamid vagy políuretán készítésére felhasználható prekurzor kom- tb pozícióban, mint folyékony vagy elfolyósítható polimerizálható szerves közegben történő diszpergálása útján, oly módon, hogy a szilíciumtartalmú anyag részecskéit a polimerizálható közegben valamely (I) általános képletű foszforsav-szártnazék (mely képletben , n Rt jelentése 6—22 szénatomos alkilcsoport vagy 200- nál nagyobb — előnyösen 500 és 10000 közötti - molekulasúlyéi hldroxi-alkil-poli-(oxialkilén)- vagy kafböxí-alkíl-polí(oxíkarbonilalkílén)~csoport és Rí jelentése az Rj szybsztituensnél megadott csoport ^ vagy hidrogénatom vagy 1—5 szénatomos alkilcso- "J port) és valamely (H) általános képletű szerves bázikus nil rögén-vegyület (mely képletben Zi az Rí sztibsztiiuensné! meghatározott csoportot jelent és Z2 és Zf azonos vagy különböző lehet és jelentésük az . (J szuösztítuemnél meghatározott csopoit) keverékét tartalmazó díszpergáiószer segítségével diszpergáljuk és a díszper gálószerben az (1) általános képletű savas vegyidet és a (II) általános képletű bázikus vegyület mólatánya 0,5:1 és ÍÖ0:1 közötti érték. * A találmány szerint előállított kompozíciókban szereplő szilíciumtartalmú szemcsés szilárd anyagok például szilikát-sók (így aiuminium-sziiikát vagy kafcium-szilikát), vagy szilíciumtartalmú finom szemcsés ásványi anyagok (így talkum) lehetnek. A szilíciumtartalmú szemcsés szilárd anyagok közül különösen előnyösnek bizonyult a szilíciumdioxid. A szemcsés szilíciumdioxid a szilíciumdioxid bármilyen szerkezeti módosulata lehet, a zúzott kristályos sziliciumdioxidokat (például homokot) is bekérne. Szemcsés szilíciumdtoxidkéní. azonban előnyős kotloidális méretű szilíciumdioxidot, például szubrmfcrorvátmérőjű részecskékből álló, pirogén vagy füstképzéssel készített szilíciumdioxidot használunk feí A szilíciumdioxidot rendszerint eíőkezektlen por formájában használjuk fel, kívánt esetben azonban előkezelt felületű sziliciumdioxidot is alkalmazhatunk. A felületileg előkezelt sziliéiumdioxidok közül * példaként a szilánozott sziliciumdioxidot említjük meg, ahol az előkezelés fokozza a felület hkkofób jellegét. A szilíciumtartalmú szilárd anyag szemeséinek legnagyobb mérete előnyösen 1 n-nél kisebb értek lehet. A találmány szerinti kompozícióban különösen előnyösen használhatók fel az 50—300 mVg fajlagos felületű szilíciumdtoxid-típusok. A találmány szerint előállított kompozíciókban felhasznált diszpergálószer mindkét komponense tárták.^.; máz hosszúláncú csoportot, azaz mindkét komponens J amfipatikus molekulákból áll. Különösen előnyösek a találmány szerinti kompozíció (b) komponensét képező, folyékony vagy elfolyósítható szerves közeggel szol vatál ható láncot tartalmazó vegyületek. A „szolvatálható” megjelölésen azt értjük, hogy ha a hosszúláncú csoport független molekula lenne, ezt a molekulát a folyékony közeg a teta-oldószexeknéf lényegesen jobban oldaná. A teta-oldószerek meghatározását és jellegét a „Polymer Handbook** című szakkönyv [szerk.: Brandrup és lm mer gut; Interscience (1966)] és a „Principles of Polymer Chemistry* dmö szakkönyv (Fiory; Corwtí (1953)] 12—14, fejezete részletesen ismerteti. Ezt a követelményt a folyékony közeg oldalárói megfogalmazva úgy is kifejezhetjük, hogya legelőnyösebbek azok a folyékony közegek, amelyek a diszpergálószer komponenseiben lévő hcssíúláocú csoportok jó oldószerei. A folyékony közegek és a diszpergálószerck legelőnyösebb kombinációit a fenti ’ követelmény figyelembevételével választhatjuk meg. Ha az egyik komponens (ez rendszerint a kompozíció _ felhasználhatósága szempontjából döntő jelentősé# * folyékony közeg) tulajdonságait ismerjük, ehhez a fenti oldhatósági követelmények ftgydembevétóévá. választjuk meg a másik komponenst. A diszpergálószer egyedi komponensei két tovább* jellegzetes kémiai csoportot — ®sáz portot és amino-csoportot — is tart&imamak. Meglepő módon azt tapasztaltuk, hogS eeeV a csodátok egymással kölcsönhatásba lépve Jeteatösen fokorrák a kétkomponensű dixipergilósaatvl dérhető diszipergáló hatást; vagyis a disipertáté hatás lényegesen nagyobb annál, mint amit a csak iosrforoxb csoportot vagy csak armuo-esoportot tartalmazó dtsepergdfdszerek biztosítanak. Szerves folyadékként vagy elfolyóstihaC szerves közegként nem lias »ná ihatunk fel olyan anyagokat, amelyek savas vagy bázikus csoportokat (például Var-2
