CZ282828B6 - Způsob výroby nízkoesterifikované nitrocelulosy, zvlhčené alkoholem nebo vodou, stabilní při skladování - Google Patents

Abstract

Způsob výroby nitrocelulozy určitých vlastností komprimací za pomoci protiběžných válců spočívá v tom, že se při liniovém tlaku 0,2 až 10 t/cm mezi válci, působícími na vláknitou nitrocelulozu, nastaví mezi oběma válci takového tření, které je vyjádřené v diferenci příkonu obou válců 5 až 100 Watt/kg nitrocelulosy.ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby nitrocelulosy určitých vlastností komprimací za pomoci protiběžných válců.

Dosavadní stav techniky

Nízkoesterifikované nitrocelulosy s až 12,6% obsahu dusíku, které se používají převážně v průmyslu laků, se vyrábějí esterifikací celulosy nitračními kyselinami, které obvykle sestávají ze směsi kyseliny dusičné, kyseliny sírové a vody.

Když se nitrační kyseliny odstraní, většinou intensivním vypráním vodou, a tepelným odbourávacím procesem se nastaví požadovaná molámí hmotnost nitrocelulosy, musí se pro zamezení vzplanutí takto získaná nitrocelulosa, která má vláknitou strukturu, flegmatisovat. K tomu se používají různá flegmatisační činidla.

Vedle přimíšení změkčovadel je zvlhčení nitrocelulosy alkoholy a/nebo vodou nej užívanějším postupem. Nitrocelulosy se obvykle vyskytují na trhu s obsahem vlhkosti alkoholu a/nebo vody 30, popřípadě 35 %. Když je obsah vlhkosti nižší než 25 %, musí se tyto nízkoesterifikované nitrocelulosy zpracovávat na základě své zvýšené nebezpečnosti jako „explosivní látky“. Přes uvedenou flegmatisaci zůstává v praxi určité nebezpečí se zřetelem jak na skladování, tak také na expedici nízkoesterifikovaných nitrocelulos v bubnech nebo kartonážích.

Je známý proces zpracování vláknitých nitrocelulos pro zabezpečení transportu a skladování (GB PS 871 299). Při něm se na vlhkou, vláknitou nitrocelulosu působí tlačnou silou P = 2M + 6400, přičemž P je síla v librách na čtvereční palec a M je střední délka vláken nitrocelulosy v mikronech. Síla se vyvíjí dvěma bez odstupu pracujícími protiběžnými válci.

Když se takto zpracovaná a pro srovnání nezpracovaná vláknitá nitrocelulosa se zvlhčením isopropylalkoholem 30 % naplní do ocelových bubnů a přivede k zapálení, potom má takto zpracovaný materiál odhořívat pouze částečně s jemným plamenem, zatímco u nezpracovaného materiálu již po 1/12 minuty dochází k silnému vzplanutí a plameny se musí hasit.

Tento známý proces ale má výhodu v tom, že přes doporučené zpracování při skladování vláknité nitrocelulosy v obalech, mají to být bubny nebo kartonáže, dochází po časovém období dvou až šesti týdnů, což je pro skladování běžná doba, k segregaci uvnitř navlhčené nitrocelulosy. Vlhčící materiál, alkohol a/nebo voda, se propadá do oblasti dna, z čehož vyplývá, že dochází k nepřípustnému vysychání vláknité nitrocelulosy v horní oblasti zabaleného materiálu.

Tak nařizuje směrnice pro skladování výbušnin [vyhláška BMA z 8. července 1991 IIIb4-35205-10 ve spolkovém úředním listu 11/1991, str. 43, bod 4, 3 (3)] pravidelné obracení balení jako vhodné ochranné opatření proti segregaci. Poučení odborného sdružení pro chemický průmysl (MO37 4/84 str. 6) vyžaduje pro zabránění nebezpečí vysušenými vrstvami obracení skladovacích nádob v časových úsecích 14 dní. To ovšem znamená velmi vy soké a nehospodámé náklady.

Základem omezeného působení nepochybně dobrého efektu zhutnění vláknité nitrocelulosy na potlačení vysychání nitrocelulosy v horní části balení je také skutečnost, že pro dosažení

- 1 CZ 282828 B6 vysokého stupně plnění balení se nitrocelulosa do tohoto balení dodatečně napěchuje, přičemž se zhutněný materiál zčásti opět rozruší.

Podstata vynálezu

Nyní byl vypracován způsob výroby nízkoesterifikované a při skladování stabilní nitrocelulosy, zvlhčené alkoholy a/nebo vodou, pomocí stlačení protiběžnými válci, jehož podstata spočívá v tom, že při přímkovém tlaku 4 až 10 t/cm mezi válci, působícími na vláknitou nitroceíulosu a poměru otáček obou válců 1 : 1,1 až 1 : 3, je nastaveno mezi oběma válci takové tření, které je vyjádřené v diferenci příkonu obou válců 5 až 100 Watt/kg nitrocelulosy.

Výhodně činí liniový tlak mezi válci 4 až 8 t/cm. Jako výhodné se u způsobu podle předloženého vynálezu ukázalo, že se třením vznikající frikční teplo odvádí přes chladicí médium, proudící válci.

Způsobem podle předloženého vynálezu se podaří tak prakticky úplně zamezit zbavení vlhkostí nitrocelulosy, vznikajícímu segregací zvlhčovacího činidla v balení, které je nebezpečné pro skladování, transport, ale také pro další zpracování.

Dokonce i u vysoce viskosních, dlouhovláknových typů nitrocelulosy, které mají obzvláště sklon k ry chlé segregaci, především ve vysokých baleních, nemohlo být v návaznosti na zpracování, provedené způsobem podle předloženého vynálezu, zjištěno žádné snížení vlhkosti vrstev nitrocelulosy v balení, které by stálo za zmínku.

Další nepodcenitelnou výhodou je to, že nitrocelulosa, vyrobená způsobem podle předloženého vynálezu má volně tekoucí konzistenci, což výrazně ulehčuje vyprazdňování balení.

Bylo-li to dosud tak, že se pro dosažení hospodárné sypné hmotnosti v baleních, musela se nitrocelulosa do těchto pěchovat, může se nitrocelulosa, vyrobená způsobem podle předloženého vynálezu, plnit do balení bez dodatečného pěchování, přičemž se ještě dosáhne vyšší sypné hmotnosti, než u napěchované nitrocelulosy.

Vliv zpracování nitrocelulosy způsobem podle předloženého vynálezu na zbavení vlhkosti nitrocelulosy v baleních, relevantní z hlediska bezpečnosti, ukazují následující příklady provedení. Procentické údaje v těchto příkladech se týkají % hmotnostních.

Příklady provedení wnálezu

Příklad 1

200 kg/h nitrocelulosy, zvlhčené isopropylalkoholem v množství 36 % se přivádí na protiběžně pracující dvojici válců o průměru 380 mm a délce 200 mm. Přítlačná síla v čepech válců činí vždy 40 t. Počet otáček obou válců je nastaven tak, aby příkon rychleji běžícího válce byl 14 kW a pomaleji běžícího válce 5 kW. To odpovídá diferenci příkonu 45 Watt/kg nitrocelulosy.

Válce opouští velmi homogenní slisovaný pás nitrocelulosy, který se potom rozláme na kousky o velikosti asi 0,5 až 3 cm. Na povrchu těchto kousků není postřehnutelná žádná vláknitá struktura. Tyto kousky se naplní do válcovitého balení o průměru 46 cm a výšce 86 cm. Balení, naplněné až nahoru, se těsně uzavře. Obsah isopropylalkoholu v naplněné nitrocelulose činí 34,5 %.

V časových intervalech tří týdnů se odebírají z nastojato umístěného balení vzorky. Po 12 týdnech činí obsah isopropylalkoholu v horních vrstvách balení 33,8 % a také po 18 týdnech byl zjištěn obsah isopropylalkoholu 33,6 %, z čehož je možno usoudit, že v balení nedochází k žádnému z bezpečnostního hlediska relevantnímu snížení vlhkosti horních vrstev nitrocelulosy.

Příklad 2

Stejně jako v příkladě 1 se zreguluje počet otáček válců tak, aby příkon válců byl 8 a 7,5 kW. To odpovídá diferenci příkonu obou válců 2,5 Watt/kg nitrocelulosy. Také zde opouští dvojici válců homogenně vyhlížející pás nitrocelulosy, který se stejně jako v příkladě 1 rozláme a naplní se do balení. Kousky mají obsah isopropylalkoholu 35,5 %. Vzorky, odebírané analogicky jako v příkladě 1, vykazují již po dvou týdnech snížení obsahu isopropylalkoholu v horních vrstvách balení na 33,6 % a po 8 týdnech na 30,2 %. Po 14 týdnech poklesne obsah isopropylalkoholu pod kritickou hodnotu 25 %.

V paralelním pokusu s nezhutněnou nitrocelulosou se dosáhne kritické hodnoty 25 % isopropylalkoholu již po 6 týdnech.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims (5)

1. Způsob výroby nízkoesterifikované nitrocelulosy s obsahem dusíku nižším než 12,6 %, zvlhčené alkoholem a/nebo vodou, stabilní při skladování, stlačením protiběžnými válci, vyznačující se tím, že se při přímkovém tlaku 4 až 10 t/cm mezi válci, působícími na vláknitou nitrocelulosu, nastaví mezi oběma válci takové tření, které je vyjádřené v diferenci příkonu obou válců 5 až 100 Watt/kg nitrocelulosy.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že vznikající frikční teplo se odvádí pomocí chladicího média, proudícího válci.

3. Způsob podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že válce mají různý průměr.

4. Způsob podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že přímkový tlak mezi válci činí 4 až 8 t/cm.

5. Nitrocelulosa, vy robená způsobem podle nároků 1 až 4.