Углеродистый материал - RU2421489C2

Описание

Настоящее изобретение относится к углеродистому материалу, к способу его получения и к его применению.

Из ЕР 0569503 известен способ модификации поверхности углеродистого материала ароматическими группами путем электрохимического восстановления соответствующей диазониевой соли.

Известен далее способ снабжения углеродистого материала органическими группами их присоединяем к углеродистому материалу путем диазотирования/азосочетания (WO 96/18688).

Известен также способ снабжения углеродистых материалов органическими группами за счет их связывания с углеродистым материалом его взаимодействием с образующими радикалы веществами (Ohkita K., Tsubokawa N. и Saitoh E., Carbon 16, 1978, с.41; DE 10012784.3) или циклоприсоединением (DE 10012783.5). Помимо этого известен также способ, в соответствии с которым углеродистый материал подвергают взаимодействию с алифатическими соединениями, содержащими диазониевые группы (JP 11315220 A; Tsubokawa N., Kawatsura K. и Shirai Y., Int. Conf. Mater. Proc. 11, 1997, с.537; Tsabukoawa N., Yanadori К. и Sone Y., Nippon Gomu Kyokaishi 63, 1990, с.268). Используемые при этом соединения являются алифатическими, а не ароматическими диазониевыми солями. Образование связи между содержащими диазониевые группы соединениями и углеродистым материалом происходит при отщеплении азота и образовании определенных типов радикалов, которые могут служить исходными функциями для последующих реакций (например, для привитой полимеризации).

Равным образом известен способ модификации углеродистого материала его взаимодействием с серной кислотой или SO₃ (US 3519452; JP 2001-254033).

Из JP 2001-1329205 известен способ, в соответствии с которым углеродистый материал подвергают взаимодействию по двухстадийному механизму сначала с ОН-функционализованными циклопентадиенильными соединениями, а затем с серной кислотой.

Таким известным способам присущи следующие недостатки:

- Используемые наряду с токсичным и пожароопасным нитритом натрия для диазотирования неионогенные органические нитриты являются токсичными и легковоспламеняющимися веществами. Остатки нитритов (противоионы, алкильные остатки) присутствуют в углеродистом материале в несвязанном состоянии в виде нежелательных примесей.

- Для проведения диазотирования нитрит необходимо применять в кислой среде. При этом, однако, возможно образование токсичных оксидов азота.

- Образующие радикалы вещества термически, соответственно фотохимически неустойчивы, взрывоопасны и могут привести к трудноуправляемым цепным реакциям.

- Синтез и очистка соответствующих предшественников образующих радикалы веществ отчасти протекают с выделением токсичных, соответственно обладающих неприятным запахом веществ, и поэтому технология получения таких предшественников, их транспортировка, использование и завершающая утилизация связаны с высокими затратами.

- Выделение азота, происходящее при реакциях циклизации с участием азотсодержащих гетероциклов, может приводить к внезапному, взрывоподобному объемному расширению, соответственно возрастанию давления, что существенно осложняет проведение реакции.

- Взаимодействие углеродистого материала с соединениями, содержащими азогруппы и образующими при выделении азота радикалы, также может привести к внезапному, взрывоподобному объемному расширению, соответственно возрастанию давления или же к термически трудноконтролируемым цепным реакциям и тем самым осложнить проведение реакции.

- Для взаимодействия углеродистого материала с серной кислотой или олеумом требуются обладающие особо высокой сопротивляемостью, коррозионно- и термостойкие материалы, в качестве побочных реакций могут происходить нежелательные и опасные реакции окисления, а в результате необходимой нейтрализации по завершении реакции могут образовываться сточные воды с высокой концентрацией в них образующихся солей, часть которых может оставаться на углеродистом материале в качестве нежелательной примеси, ухудшающей его эксплуатационно-технические качества.

- Недостаток осуществляемого по двухстадийному механизму взаимодействия углеродистого материала с циклопентадиенилами и серной кислотой также состоит в необходимости использования коррозионно- и термостойких материалов. Помимо этого возможно образование количественно и качественно больших объемов частично растворимых побочных продуктов, которые также могут привести к возникновению определенных проблем. К недостаткам известных углеродистых материалов с органическими группами следует отнести присутствие в них обладающих собственной окраской побочных продуктов.

В основу настоящего изобретения была положена задача предложить углеродистый материал с органическими группами, минимизировав содержание в нем обладающих собственной окраской побочных продуктов.

Объектом изобретения в соответствии с этим является углеродистый материал с органическими группами, отличающийся тем, что его получают взаимодействием соответствующего исходного углеродистого материала с органическими соединениями общей формулы 1

в которой X обозначает О, S, NR⁷ или PR⁷, при этом R¹-R⁷ имеют идентичные или различные значения и обозначают Н, акцепторные группы, донорные группы, алкильные либо арильные группы с акцепторными, соответственно донорными группами, гидрофильные и/или гидрофобные группы или R¹-R⁷ образуют циклические системы, которые, в свою очередь, замещены акцепторными, соответственно донорными группами и/или гидрофильными, соответственно гидрофобными группами.

Взаимодействие углеродистого материала с органическим соединением общей формулы 1 происходит без диазониевой соли.

Акцепторными группами могут служить -COOR⁸, -CO-R⁸, -CN, -SO₂R⁸ или -SO₂OR⁸, где R⁸ представляет собой металл, Н, алкил, арил, аммоний либо функционализованный алкил или арил, такой, например, как ω-карбоксиалкил, HSО₃-С_уН_z-, H₂N-C_yH_z- или H₂N-SO₂-C_yH_z- (у и z обозначают числа от 1 до 45).

Донорными группами могут служить SR⁹, OR⁹ или N(R⁹)₂, где R⁹ представляет собой Н, алкил, арил либо функционализованный алкил или арил. Гидрофильными группами могут служить -SO₃М (М обозначает металл), СООМ и -(CH₂-CH₂-O)_n-R⁹, где n обозначает число от 1 до 45. Гидрофобными группами могут служить алкил, арил, фторалкил, перфторалкил, фторарил или перфторарил.

Органические группы R¹-R⁹

- могут быть замещенными или незамещенными, разветвленными или прямоцепочечными,

- могут представлять собой алифатическую группу, например остатки алканов, алкенов, спиртов, простых эфиров, альдегидов, кетонов, карбоновых кислот, сложных эфиров, углеводородов, сульфоновых кислот, аминов, триалкиламмониевых, триалкилфосфониевых или диалкилсульфониевых солей,

- могут представлять собой циклическое соединение, например алициклические углеводороды, такие, в частности, как циклоалкилы или циклоалкенилы, гетероциклические соединения, такие, в частности, как пирролидинильные, пирролинильные, пиперидинильные или морфолинильные группы, арильные группы, такие, в частности, как фенильные, нафтильные или антраценильные группы, или же гетероарильные группы, такие, в частности, как имидазолильные, пиразолильные, пиридинильные, тиенильные, тиазолильные, фурильные или индолильные группы,

- могут представлять собой гетероциклическое соединение, содержащее азот, углерод или другие гетероатомы, и образовывать трех-, четырех-, пяти-, шестичленное или имеющее большее количестве членов кольцо, замещенное, в свою очередь, Н, алкильными либо арильными группами с акцепторными, соответственно донорными заместителями или фрагментами циклических систем с акцепторными, соответственно донорными заместителями и/или гидрофильными, соответственно гидрофобными группами,

- могут быть замещены другими функциональными группами,

- могут представлять собой хромофорную группу или краситель или

- могут представлять собой соответствующие реакционноспособные соединения, такие, в частности, как триариламмониевые, триарилфосфониевые, диарилсульфониевые и арилиодониевые соли.

Группы органических соединений общей формулы 1 можно при этом подбирать с учетом особенностей потенциальных областей применения углеродистого материала, поскольку принцип реакции позволяет, например, вводить как гидрофильные, так и липофильные группы. Такие группы способны также вступать в ионные реакции, в реакции полимеризации или в какие-либо иные реакции. С помощью указанных групп можно целенаправленно влиять на различные, представляющие интерес с эксплуатационно-технической точки зрения свойства углеродистого материала. Так, например, гидрофильность углеродистого материала можно повышать до такого уровня, при котором он станет способным без применения соответствующего смачивателя образовывать в водных средах стабильные дисперсии.

Соединения общей формулы 1 могут представлять собой, например, соединения общей формулы 2 или 3

где R¹-R⁶ имеют указанные выше значения, a R¹⁰-R¹³ имеют идентичные или различные значения и обозначают Н, акцепторные группы, донорные группы, алкильные либо арильные группы с акцепторными, соответственно донорными группами, гидрофильные и/или гидрофобные группы или R¹⁰-R¹³ образуют циклические системы, которые, в свою очередь, замещены акцепторными, соответственно донорными группами и/или гидрофильными, соответственно гидрофобными группами.

В качестве соединения общей формулы 1 могут использоваться, например, следующие соединения:

Вышеуказанные соединения могут применяться в виде их представленных выше солей либо в виде солей с другим противоионом, например, K или N(R⁹)₄.

В качестве соответствующего углеродистого материала могут применяться сажа, графитовый порошок, графитированное волокно, углеродное волокно, углеродные фибриллы, углеродные нанотрубочки, углеродная ткань, стекловидные углеродные продукты, активированный уголь или фуллерены.

В качестве сажи могут использоваться печная сажа, газовая сажа, газовая канальная сажа, пламенная сажа, термическая сажа, ацетиленовая сажа, плазменная сажа, инверсионная сажа, известная из DE 19521565, Si-содержащие сорта сажи, известные из WO 98/45361 или DE 19613796, либо металлсодержащие сорта сажи, известные из WO 98/42778, сажа, получаемая электродуговым методом, а также сорта сажи, являющиеся побочными продуктами процессов химического производства.

Предлагаемый в изобретении углеродистый материал с органическими группами и/или иной углеродистый материал можно активировать проведением определенных предварительных реакций. В качестве примера таких реакций можно назвать реакции окисления. В качестве окислителей при этом могут использоваться, например, пероксодисульфат аммония, пероксид водорода, озон, кислород (в чистом виде либо в составе воздуха), бромат калия и/или перборат натрия.

Возможно далее применение углеродистых материалов, используемых в качестве армирующих наполнителей в каучуковых смесях. Возможно также применение различных сортов цветной сажи. Из числа других пригодных для применения углеродистых материалов можно назвать токопроводящую сажу, углеродистый материал для УФ-стабилизации, углеродистый материал, используемый в качестве наполнителя в других системах, помимо каучуковых, например, в битумах или пластмассах, или углеродистый материал, используемый в качестве восстановителя в металлургии.

Еще одним объектом изобретения является способ получения предлагаемого в нем углеродистого материала с органическими группами, отличающийся тем, что соответствующий исходный углеродистый материал подвергают взаимодействию с органическими соединениями общей формулы 1.

Такое взаимодействие углеродистого материала с органическим соединением общей формулы 1 осуществляют при этом без диазониевой соли, т.е. без ее использования или без ее образования во время реакции.

Органическое соединение общей формулы 1 можно наносить на углеродистый материал путем распылительной сушки дисперсии, содержащей исходный углеродистый материал и соединение общей формулы 1, путем примешивания или набрызгивания. Органическое соединение общей формулы 1 можно в виде порошка, расплава либо раствора наносить на углеродистый материал. Органическое соединение общей формулы 1 наиболее предпочтительно наносить на углеродистый материал в процессе его получения, добавляя при этом органическое соединение предпочтительно в том месте реактора, где преобладает требуемая для таких целей температура. Реакцию по модификации углеродистого материала предпочтительно проводить без использования растворителя, вместе с тем, однако, ее можно проводить и в растворителе, предпочтительно легколетучем органическом растворителе.

Указанную реакцию по модификации углеродистого материала можно проводить при температурах в интервале от -80 до +300°С, предпочтительно от 80 до 250°С. При модификации углеродистого материала непосредственно в процессе его получения диапазон температур может составлять от 250 до 1500°С. В качестве энергии при этом можно подводить механическую энергию, колебательную энергию, например ультразвук, либо энергию излучения, например микроволнового излучения, теплового излучения, оптического излучения, рентгеновского и электронного излучения. Реакцию по модификации углеродистого материала можно проводить в отсутствие или же в присутствии окислителя (например, воздуха, пероксида водорода, пероксидов, перборатов, персульфатов или озона).

Взаимодействие углеродистого материала с соединениями общей формулы 1 можно проводить при массовом соотношении между ними от 99,99:0,01 до 0,01:99,9. В предпочтительном варианте массовое соотношение между углеродистым материалом и используемым соединением общей формулы 1 должно лежать в пределах от 50:1 до 1:50.

Взаимодействие углеродистого материала с соединениями общей формулы 1 можно проводить при давлении от 1 мбара до 250 бар. Предпочтительно проводить это взаимодействие при давлении в интервале от 100 мбар до 50 бар.

Предлагаемые в изобретении углеродистые материалы с органическими группами могут применяться в качестве наполнителя, армирующего наполнителя, УФ-стабилизатора, токопроводящей сажи или пигмента. Предлагаемые в изобретении углеродистые материалы с органическими группами можно использовать в каучуковых системах, пластмассах, печатных красках, чернилах, красках для струйной печати, тонерах для ксерографии, лаках и красках, битумах, бетоне и других строительных материалах или бумаге. Кроме того, предлагаемые в изобретении углеродистые материалы с органическими группами могут применяться в качестве восстановителей в металлургии. Предлагаемые в изобретении углеродистые материалы с органическими группами могут применяться также для приготовления резиновых смесей, прежде всего при изготовлении шин.

Еще одним объектом изобретения является дисперсия, которая отличается тем, что она содержит предлагаемый в изобретении углеродистый материал с органическими группами и по меньшей мере один растворитель.

Органическую группу можно при этом подбирать с учетом особенностей конкретной дисперсионной среды. Так, в частности, модифицированные полярными органическими группами углеродистые материалы особенно пригодны для использования в полярных средах. Полярными средами могут служить растворители, такие, например, как спирты, кетоны, сложные эфиры, кислоты, амины, гликоли, простые эфиры гликоля либо галогенированные растворители, или же олигомеры, соответственно полимеры с полярными группами, такими, например, как карбонильные, сложноэфирные, амино-, карбоксильные и/или гидроксильные группы. Для применения в водных средах наиболее пригодны углеродистые материалы с такими органическими группами, как -SO₃W, COOW или ОН, где W обозначает, например, Н, ионы щелочного металла или ионы аммония. Для применения в гидрофобных средах, таких как алифатические, ароматические, гетероалифатические и/или гетероароматические углеводороды, наиболее пригодны гидрофобно модифицированные углеродистые материалы с гидрофобными группами, такими как алкил, алкилоксигруппа, арил и/или гетарил. Для применения в средах, которые по своей полярности занимают промежуточное положение между относительно неполярными, гидрофобными средами и сильно полярными средами и в качестве примера которых можно назвать простые эфиры и/или смеси полярных и неполярных сред, наиболее пригодны специально подобранные модификации, например, с амино-, карбонильными или галогеновыми заместителями.

Предлагаемая в изобретении дисперсия дополнительно может содержать одну или несколько добавок, таких как биоциды, смачиватели, кетоны, гликоли, спирты или смеси указанных соединений. Эти добавки можно вводить в дисперсию с учетом ее конкретного назначения, и они могут представлять собой мономерные, олигомерные или полимерные соединения. Указанные добавки могут способствовать улучшению таких свойств дисперсии, как степень диспергирования, стойкость при хранении, морозостойкость, высыхаемость, способность к образованию пленки, способность к сшиванию и/или связывание с определенными подложками, такими как бумага, металл, стекло, полимеры, волокно, кожа, дерево, бетон или каучук.

Еще одним объектом изобретения является способ получения предлагаемой в нем дисперсии, отличающийся тем, что предлагаемый в изобретении углеродистый материал с органическими группами диспергируют в по меньшей мере одном растворителе с помощью бисерных мельниц, ультразвуковых аппаратов, гомогенизаторов высокого давления, микрофлуидизаторов, аппаратов роторно-статорного типа, например, гомогенизаторов типа Ultra-Turrах, или аналогичных аппаратов.

Предлагаемые в изобретении дисперсии могут применяться в каучуковых системах, пластмассах, печатных красках, чернилах, красках для струйной печати, тонерах для ксерографии, лаках и красках, в битумах, бетоне и других строительных материалах или бумаге.

Предлагаемые в изобретении дисперсии могут применяться для окрашивания и для защиты от УФ-излучения пластмасс, латексов, текстильных изделий, кожи, клеев, силиконов, бетона, строительных материалов, бумаги, волокон и земли или для придания соответствующим материалам антистатических свойств.

Преимущество предлагаемых в изобретении углеродистых материалов с органическими группами состоит в том, что

- полярно модифицированные углеродистые материалы (например, с SO₃M-заместителями) обладают лучшей диспергируемостью в полярных системах, прежде всего в воде,

- неполярно модифицированные углеродистые материалы (например, с алкильными группами) обладают лучшей диспергируемостью в неполярных системах, таких, например, как масла,

- соответствующим образом модифицированные углеродистые материалы с полярными или стерически затрудненными группами электростатически, соответственно пространственно стабилизируются в системах без необходимости использовать при этом для стабилизации какие-либо дополнительные вспомогательные вещества, такие, например, как смачиватели,

- модифицированные предлагаемым в изобретении способом углеродистые материалы обладают более высокой стабильностью в дисперсиях и благодаря этому обладают лучшими колористическими характеристиками, такими как насыщенность цвета и наличие синеватого или голубоватого оттенка,

- широкие возможности по выбору гидрофильных заместителей позволяют более точно "настраивать" свойства модифицированных предлагаемым в изобретении способом углеродистых материалов под конкретные требования, определяемые их назначением (например, в технологии струйной печати придавать высокую оптическую плотность и уменьшать склонность к расплыванию краски, особенно черной по желтой),

- углеродистые материалы со связанными красителями имеют измененные цветовые тона,

- углеродистые материалы с остающимися реакционноспособными заместителями могут использоваться для связывания и сшивания в соответствующих системах (например, в каучуковых системах),

- модификация углеродистых материалов реакционноспособными группами позволяют связывать эти углеродистые материалы с полимером и

- углеродистые материалы можно при этом получать с минимальным образованием побочных продуктов, солей, кислот и минимальной влажностью.

Примеры

В качестве углеродистого материала в приведенных ниже примерах использовали сажу марки S 160. Сажа этой марки выпускается фирмой Degussa AG.

Определение значения pH

Значение pH определяли с помощью измерителя кислотности (pH-метра) типа CG 837 фирмы Schott. Измерения проводили на неразбавленной суспензии. С этой целью стеклянный электрод погружали в раствор и по истечении 5 мин считывали выдаваемое с поправкой на температуру значение pH.

Определение вязкости

Реологические свойства неразбавленной суспензии определяли ротационным методом с заданной скоростью сдвига с помощью реометра типа Physica Rheometer UDS 200. С этой целью температуру образца поддерживали на уровне 23°С. Значение вязкости считывали при скорости сдвига 1000 с^-1.

Определение поверхностного натяжения

Динамическое и статическое поверхностное натяжение определяли с помощью тензиометра ВР2 фирмы Krüss (тензиометр для определения поверхностного натяжения по методу вращающейся капли) на образце, 5 температуру которого поддерживали на уровне 20°С. При определении динамического поверхностного натяжения конечное значение считывали при 15 мс, а при определении статического поверхностного натяжения конечное значение считывали при 3000 мс.

Пример 1. Модификация углеродистого материала 7-амино-4-гидрокси-2-нафталинсульфонатом натрия

4 г 7-амино-4-гидрокси-2-нафталинсульфоновой кислоты суспендируют в 150 мл воды, затем при перемешивании растворяют вместе с 0,67 г гидроксида натрия в 50 мл воды, добавляют 20 г сажи S 160, после чего растворитель отгоняют в вакууме и оставшуюся смесь нагревают до 180°С с дальнейшей выдержкой при этой температуре в течение 4 ч.

Пример 2. Модификация углеродистого материала в твердой фазе 5-амино-2-нафталинсульфонатом натрия

4 г 5-амино-2-нафталинсульфоната натрия смешивают с 20 г сажи S 160, по каплям добавляют 5 мл воды, все компоненты вновь перемешивают и затем нагревают до 180°С с дальнейшей выдержкой при этой температуре в течение 4 ч.

Пример 3. Модификация углеродистого материала 5-амино-2-нафталинсульфонатом натрия

4 г 5-амино-2-нафталинсульфоната натрия суспендируют в 150 мл воды, при перемешивании растворяют вместе с 0,72 г гидроксида натрия в 50 мл воды, добавляют 20 г сажи S 160, после чего растворитель отгоняют в вакууме и оставшуюся смесь нагревают до 180°С с дальнейшей выдержкой при этой температуре в течение 4 ч.

Пример 4. Модификация углеродистого материала гидрохинонсульфонатом натрия

4 г гидрохинонсульфоната натрия растворяют в 150 мл воды и в таком же количестве воды растворяют 4,5 г пероксодисульфата аммония, затем каждый из этих растворов последовательно добавляют к 20 г сажи S 160, после чего растворитель отгоняют в вакууме и оставшуюся смесь нагревают до 180°С с дальнейшей выдержкой при этой температуре в течение 4 ч. Модифицированную таким путем сажу промывают 300 мл воды и в завершение сушат при комнатной температуре.

Пример 5. Модификация углеродистого материала 4,5-дигидрокси-2,7-нафталиндисульфонатом динатрия

4 г 4,5-дигидрокси-2,7-нафталиндисульфоната динатрия растворяют в 200 мл воды и добавляют к 20 г сажи S 160. Затем добавляют 10 мл 30%-ного пероксида водорода и растворитель отгоняют в вакууме. Оставшуюся смесь нагревают до 180°С с дальнейшей выдержкой при этой температуре в течение 4 ч. Модифицированную таким путем сажу промывают 300 мл воды и в завершение сушат при комнатной температуре.

Пример 6. Модификация углеродистого материала в твердой фазе 4-амино-3-гидроксинафталинсульфонатом натрия

4 г 4-амино-3-гидроксинафталинсульфоната натрия смешивают с 20 г сажи S 160, затем по каплям добавляют 3 мл 30%-ного пероксида водорода, все компоненты вновь перемешивают, после чего образовавшуюся смесь нагревают до 180°С с дальнейшей выдержкой при этой температуре в течение 4 ч. Модифицированную таким путем сажу промывают 300 мл воды и в завершение сушат при комнатной температуре.

Пример 7. Модификация углеродистого материала 4-амино-5-гидрокси-2,7-нафталиндисульфонатом динатрия

4 г 4-амино-5-гидрокси-2,7-нафталиндисульфоната динатрия растворяют в 250 мл воды, добавляют к 20 г сажи S 160 и после этого растворитель удаляют в вакууме. Остаток смешивают с 2,7 г пероксодисульфата аммония и затем нагревают до 180°С с дальнейшей выдержкой при этой температуре в течение 4 ч. Модифицированную таким путем сажу промывают 300 мл воды и в завершение сушат при комнатной температуре.

Пример 8. Модификация углеродистого материала Na-солью 6-амино-2-нафтолкарбоновой кислоты

4 г 6-амино-2-нафтолкарбоновой кислоты суспендируют в 200 мл воды, суспензию при перемешивании нейтрализуют раствором NaOH (из расчета 1 моль/л), доводя значение pH до 7,5, и растворяют. Затем добавляют 40 г сажи S 160, после чего растворитель отгоняют в вакууме и оставшуюся смесь нагревают до 200°С с дальнейшей выдержкой при этой температуре в течение 4 ч.

Пример 9. Дисперсия модифицированного углеродистого материала в воде

15 г полученного в примере 1 углеродистого материала с органическими группами размешивают в 85 мл воды и затем в течение 30 мин диспергируют с помощью аппарата Ultra Turrax при частоте вращения 5000 об/мин. Полученная суспензия остается стабильной без дополнительного добавления смачивателя.

Пример 10. Дисперсия модифицированного углеродистого материала в воде

15 г полученного в примере 2 углеродистого материала с органическими группами размешивают в 85 мл воды и затем в течение 30 мин диспергируют с помощью аппарата Ultra Turrax при частоте вращения 5000 об/мин. Полученная суспензия остается стабильной без дополнительного добавления смачивателя.

Пример 11. Дисперсия модифицированного углеродистого материала в воде

15 г полученного в примере 3 углеродистого материала с органическими группами размешивают в 85 мл воды и затем в течение 30 мин диспергируют с помощью аппарата Ultra Turrax при частоте вращения 5000 об/мин. Полученная суспензия остается стабильной без дополнительного добавления смачивателя.

Пример 12. Дисперсия модифицированного углеродистого материала в воде

15 г полученного в примере 4 углеродистого материала с органическими группами размешивают в 85 мл воды и затем в течение 30 мин диспергируют с помощью аппарата Ultra Turrax при частоте вращения 5000 об/мин. Полученная суспензия остается стабильной без дополнительного добавления смачивателя.

Пример 13. Дисперсия модифицированного углеродистого материала в воде

15 г полученного в примере 8 углеродистого материала с органическими группами размешивают в 85 мл воды и затем в течение 30 мин диспергируют с помощью аппарата Ultra Turrax при частоте вращения 5000 об/мин. Полученная суспензия остается стабильной без дополнительного добавления смачивателя.

Реферат

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Модифицированный углеродистый материал с органическими группами получен взаимодействием исходного углеродистого материала, представляющего собой сажу, графитовый порошок, графитированное волокно, углеродное волокно, углеродные фибриллы, углеродные нанотрубочки, углеродную ткань, стекловидные углеродные продукты, активированный уголь или фуллерены, с органическими соединениями. Взаимодействие углеродистого материала с органическими соединениями осуществляют без использования или образования во время реакции солей диазония. Полученные углеродистые материалы могут применяться в каучуковых системах, в производстве пластмасс, печатных красок, чернил, красок для струйной печати, тонеров для ксерографии, лаков, бумаги, битумов, бетона или других строительных материалов, или в качестве восстановителей в металлургии. Изобретение позволяет улучшить показатели вязкости и поверхностного натяжения дисперсий сажи, уменьшить образование побочных продуктов. 8 н. и 2 з.п. ф-лы.

Формула

1. Углеродистый материал с органическими группами, отличающийся тем, что он получен взаимодействием соответствующего исходного углеродистого материала с органическими соединениями, выбранными из группы, включающей

либо с К или N(R⁹)₄ в качестве противоиона, где R⁹ обозначает Н, алкил, арил или алкил либо арил с функциональными группами.

3. Способ получения углеродистого материала с органическими группами по п.1 или 2, отличающийся тем, что исходный углеродистый материал подвергают взаимодействию с органическими соединениями, выбранными из группы, включающей

либо с К или N(R⁹)₄ в качестве противоиона, где R⁹ обозначает Н, алкил, арил или алкил либо арил с функциональными группами.