CS273530B1

CS273530B1 - Carbon black concentrate

Info

Publication number: CS273530B1
Application number: CS898088A
Authority: CS
Inventors: Lubos Ing Csc Balaban; Oldrich Ing Mizdoch
Original assignee: Balaban Lubos; Mizdoch Oldrich
Priority date: 1988-12-29
Filing date: 1988-12-29
Publication date: 1991-03-12
Also published as: CS898088A1

Description

Sazový koncentrát ( ) Pro adltlvaci polyoleflnů sazemi se s výhodou používá sazový koncentrát obsahující 42 až 75 % hmot. rozvětveného polyetylénu s indexem toku 0,3 až 300 g/10 min, až 33 % hmot, lineárního polyetylénu > o indexu toku 5 až 18 g/10 min,' 5 až 45 % hfljot. sazi měrného povrchu 20 až 1 100 m /g upravených 0,1 až 5 % hmot. sulfltových výluhů z výroby buniČiny, neutralizovaných kysličníkem vápenatým a nebo hydroxidem alkalickým/ 0,105 až 1 % hmot, fenolických antioxidentů obsahujících v orto poloze k hydroxylu alespoff 1 terč. butylovou skupinu. Koncentrát může obsahovat dalái zpracovatelské a dispergační přísady a stabilizátory.

CS 273530 Si

F

CS 273530 Bl

Vynález ae týká koncentrátů obsahujících jako hlavni složku saze a rozvětvený polyetylén. Pro zlepšeni zpracovatelských a užitných vlastnosti ea do polyolafinických typů polymerů přidávají nejrůznějši přísady β plniva, Oednou z často používaných přísad jsou saze, která zlepšuji užitná vlastnosti polyolefinů všude tam, kde černý odstín noni no závadu u finálních výrobků. Hlavni «plíkeco tezi Je v trubkových materlálnch o fóliích, Saze so přidávají do polyoleflnických polymerů buč přímo u výrobců granulátů,' nobo oo aplikuji v podobá koncentrátů - obvyklo rozptýlená v níže molekulárních typech polyoleflnických typů polymerů, která dávají předpoklady k lopži dieporgovatolností ve finálních výrobcích.

Pro odltivacl polyolefinů ee zpravidla používej! vadlo sazi rovněž antioxidanty a uynorgotickó přísady, která chrání polymerni syotémy proti účinkům kyslíku za zvýšených zpracovatelských teplot.

Vhodnými stabilizátory Jsou zejména různě substituovaná arylaminy, fenoly, deriváty kyseliny thiodipropionovó, diarylsulfidy, dialkyleulfidy β deriváty plperldlnu.

Tyto látky, případně jejich kombinace, sa přidávají do polymerních směsi buč při výrobě sazových koncentrátů, nebo u výrobce polyolefinů při výrobě základní granulované polymerni suroviny, V poslední době se řada zpracovatelských odvětvi vyrábějících černá finální produkty orientuje na zpracováni přírodních granulátů s přísadou sazových koncentrátů obsahujících vedla sazi i další přísady zlepšující zpracovatelské a užitná vlastnosti výrobků. Ukázalo se, že je z technologického hlediska výhodné vyrábět v přírodní barvě surovinu, obsahující pouze přísady pro všeobecné použití polymeru a u výrobce finálního produktu dávkovat Černé koncentráty, které obsahuji stabilizační,· dispergačni přísady, případně další aditiva.

Objevuji se rovněž nové moderní technologie výroby černých granulátů u výrobce polymerů, založené na homogenizaci a následné extrusi primárních polymerních surovin e granulovanými sazovými koncentráty. Tyto výroby je potom možné provozovat na běžných provozních linkách pro přírodní materiály a není třeba stavět speciální černá linky, ktorá vyžaduji z ekologických a hygienických důvodů neustálou zvýšenou péči.

Aby se dosáhlo dostatečná termooxidační stability sazových koncentrátů a tim i finálních produktů vyrobených s přísadou těchto granulátů, je třeba často používat citované látky ve značně vysokých koncentracích, které zaručují, že během výroby koncentrátu, zvláště při jeho aplikaci v polyoleflnických typech polymerů, nedochází k jeho poškozeni cestou termooxidační degradace. Používáni vysokých koncentraci stabilizačních přísad přináší však vedle pozitivních výsledků rovněž negativní jevy;

1, ZvýSoný únik nizkomolekulárnich produktů, af Již přímo použitých stabilizačních přísad nebo Jejích oxidačních produktů. Tyto produkty ee často usazuji ne hubicích vytločovacich strojů.

2, Vznik nepříjemných pachů, které Jsou zvláště nežádoucí u materiálů určených pro trubky na pitnou vodu a pro fólie.

3, Zvýšené náklady na stabilizaci.

Z těchto důvodů bývá obvykle snaha používat pro stabilizační účely aynergetické soustavy, které umožňují při vhodně zvolených koncentracích stabilizaci polyolefinů na odpovídající úrovni. Přesto však koncentrace těchto složek zůstávají vysoké,· a proto Jsou stále hledány receptury, které by umožnily vyšší otabilizačni účinnost při eventuální cenové redukci, □odnou z cest je použiti synergetických přísad sorbovaných na nosičích z nichž se ukázaly jako vysoce účinné sorbenty saze a to zvláště v případech,· kdy sorbovaný antioxídant obsahoval ve své molekule siru.

Ukázalo se, že u dvousložkových stabilizačních systémů neni třeba provádět sorpcí obou komponent, Z hlediska účinnosti se dosahuje optimálních výsledků tehdy, když synergeticko sloučeniny používané v kombinaci o fonolickými antioxidanty Jaou sorbovóny na povrchu sazi, zatímco 2. složka - fenolický antioxidont je dávkován v práškové nebo kapalné formě přímo do polymerni aměai.

í·

GS 273530 Bl

Mezi zkoušenými látkami zvláště vynikly ligninsulfonáty a technické produkty obsahující tyto látky, avšak po úpravě pH z původní kyselé oblasti na pH 6 až 8,5.

V průmyslu celulózy jsou známé jako odpadni produkty při sulfitovém způsobu výroby buniěiny pod názvem sulfitové výluhy.

Obsahuji vedle těchto sloučenin řadu cukrů, které v některých případech Jsou zpracovávány kvasnými pochody. V našem případě bylo použito sulfitových výluhů β obsahem sušiny 485 až 520 g/1 a obsahem neutralizované kyseliny ligninsulfonové 280 až 310 g/1.

Předmětem vynálezu je sazový koncentrát obsahující rozvětvený polyetylén, saze, stabilizátory, případně další zpracovatelské a dispergační přísady, vyznačený tím, že obsahuje 42 až 75 % hmot. rozvětveného polyetylénu, případně jeho směsí v rozsahu indexů toku 0,3 až 300 g/10 min, 12 až 33 % hmot. lineárního polyetylénu indexu toku 5 až 18 minut, 5 až 45 % hmot. sazi měrného povrchu 20 až 1 100 m /g, upravených 0,1 až 5 % hmot. sulfitových výluhů z výroby buničiny neutralizovaných kyseličnikem vápenatým a/ nebo hydroxidem alkalickým,' 0,05 až 1 % hmot. fenolických antloxidantů obsahujících v orto poloze k hyďroxylu alespoň i terč. butylovou skupinu.

Technologií výroby tohoto koncentrátu je možné organizovat tak,' že se například smíchá v míchačce typu Nautamix 9 dílů sazí upravených u výrobce sazi 1,5 % sulfitových výluhů,' jejichž pH bylo regulováno kysličníkem vápenatým a hydroxidem alkalickým na hodnotu 6 až 8,5 s 5 až 6 dily rozvětveného polyetylénu indexu toku 2 g/10 minut, 5 až 6 dily lineárního polyetylénu indexu toku 6 g/10 minut a 0,'5 dilu polysiloxanového dispergačniho činidla a 0,1 dilu fenolického antioxidantu obsahujícího v orto poloze k hydroxylu terč. butylovou skupinu. Zhomogenizovaná směs se vpraví do násypky dvoušnekového extruderu a provádí ee extruze, přičemž do evakuační zóny extruderu ae kontinuálně dávkuje nízkomolekulární rozvětvený polyetylén indexu toku cca 200 g/10 min.

Vytlačené struny se sekají V sekačce a vyrobený granulát ae homogenizuje v homogenizačnim síle.

Černý koncentrát se michá do přírodních granulátů polyolefinů a z připravené směsi se vyrábějí finální výrobky jako roury, profily, vstřikované a vyfukované výrobky, které vykazuji vysokou termooxidačnl a fotooxldačni stabilitu.

Vynález osvětli následující příklady. % uvedená v příkladech ijsou hmotnostní.

Použité polymery

A Rozvětvený polyetylén v práškovém stavu indexu toku 2 g/10 minut - Bralen RA - 2 - 19 B Rozvětvený polyetylén - granulát indexu toku 200 g/10 min - Bralen SA - 200 C Lineární polyetylén indexu toku 6,1 g/10 minut - Liten ZB 62

D Lineární polyetylén indexu toku 17 g/10.minut - Liten MB. 82

Použité aditiva

Claims

1. tatrakis (matylen - 3 (3*5*- dl terč. butyl - 4 - hydroxyfenyl-propionát) metan (Irganox 1010)

2. 4,4*thio -bis (6 terč. butyl - 3 - metylfenol) - (Santonox R)

3. 2,:6 diterc. butyl - 4 - metylfenol

4. polysiloxanové dispergační činidlo Ucarsil PA 1

5. tris (nonylfenyl) fosfit •6« aulfitový výluh z výroby buničiny upravený kysličníkem vápenatým a hydroxidem sodným na pH 6,^!9 s obsahem 305 g/1 neutralizované kyseliny ligninsulfonové

Použité saze '

1. saze o specifickém povrchu 25 m²/g upravené 0,2 % hmot. sulfitových výluhů z výroby buničiny neutralizovaných kysličníkem vápenatým a hydroxidem sodným na pH

7,1.

CS 273530 Bl.

XI, saze o specifickém povrchu 1 ICO m upravené 1,-2 % hmot, sulfitových výluhů z výroby buničiny neutralizovaných kysličníkem vápenatým a hydroxidem sodným ne pH 7/0« o

III. saze o specifickém povrchu 115 m /g upravené 1,5 % hmot. sulfitových výluhů neutralizovaných kysličníkem vápenatým a hydroxidem sodným ne pH 7,5 - (Nlgros I), o

XV, saze ISAF o specifickém povrchu 115 m /g bez sorbovaných sulfitových louhů.

V, saze ISAF o specifickém povrchu 115 m /g upravené 1,5 % surových sulfitových výluhů, jejichž pH nebylo upravovóno ani kysličníkem vápenatým sni hydroxidem sodným®

VI, saze o specifickém povrchu 115 m /g upravené 0,05 % hmot, sulfitových výluhů z výroby buničiny neutralizovaných kysličníkem vápenatým a hydroxidem sodným na pH 7,0» o

VII, saze o specifickém povrchu 115 m /g upravené 4,8 % hmot. sulfitových výluhů z výroby buničiny neutralizovaných kysličníkem vápenatým a hydroxidem sodným na pH 7/0.

Příklady 1 až 8

V míchačce typu Nautamix byly smíchány saze s rozvětveným polyetylénem nižšího indexu toku,' lineárním polyetylénem, dispsrgačnim činidlem a fenolickým antioxidantem. Zhomogenizovaná směs se vpravila do násypky extruderu Trusioma a prováděla se extruse, přičemž do evakuační zóny se kontinuálně dávkoval nízkomolekulárnl rozvětvený polyetylén. Vytlačené struny se sekaly v sekačce a vyrobený granulát as homogenizoval v homogenizačnlm sila. Koncentrát byl potom smíchán v poměru 1 j 30 v rozvětveném polyetylénu standardně stabilizovánóm 0,1 % aditiva 1 v Brabenderově hnětáku a ve vzorku této finální směsi byla sledována maximální velikost částic sazí a indukční perioda termooxidace při 180 C. Výsledky měřsnl jsou uvedeny v tabulce 1®

Tabulka I

Složeni koncentrátu C.vzorku Polymery Aditiva 1 16 % - A 36 % - B 16,2 % - G 0.3 % 1,63 % 3 - 4 2 20 % - A 25 % - B 33 % - C 1 % - 2 1 % - 4 3 25 % - A 50 % - B 12 % - 0 0,05 % 1,95 % - 1 - 4 4 25 % - A 50 % - B 12 % - D 0,05 % 1,95 % - 1 - 4 5 25 % - A 50 % - B 12 % - D 0,05 % 1,95 % - 1 - 4 S 25 % - A 50 % - B 12 % - D 0,05 % 1,95 % - 5 - 4 7 20 % - A 48 % - B 25,07 % - 0,3 % 1,63 % C 3 - 4 8 12 - A 30 % - B 12 % - C 0,3 % 1/63 % 3 - 4

Vlastnosti finální směsi

Saze Maximální vel. částic Indukční perioda termooxidace minut 29,8 % - IXI 415 μ 518 20 % - X 415 p 571 11 % - 11 <15 p 510 11 % - XV 110 p 120 11 % - V 115 p 50 11 % - XIX 105 p 80 5 % - VI 15 p 529 44,07 % · VII <15 p 582

CS 273530 Bl 4 ι»

PR E 0 M £ T VYNALEZU

Sazový koncentrát obsahující rozvětvený polyetylén, saze, otabilizátory, případně dalěi zpracovatelské a dispergační přísady, vyznačený tim, že obsahuje 42 až 75 % hmot, rozvětveného polyetylénu, případně joho eměei v rozsahu indexů toku 0,<3 až 300 g/10 minut 12 až 33 % hmot, lineárního polyetylénu Indexu toku 5 ož 18 g/10 minut, 5 až 45 % hmot, sazi měrného povrchu 20 až 1 100 nr/g upravených 0;l až 5 % hmot, eulfitových výluhů z vý roby buničiny neutralizovaných kysličníkem vápenatým e/nebo hydroxidem alkalických, 0,05 ož 1 % hmot, fonolických antioxidantů obsahujících v orto poloze k hydroxylu alospoff 1 terciární butylovou skupinu.