Oblast techniky
Vynález se týká kompozice a způsobu výroby práškových směsí a koncentrovaných stálých vodných disperzí separačních činidel vyrobených na bázi zinečnatých solí vyšších mastných kyselina vhodných po přidání vody ve formě nízkokoncentrovaných vodných disperzí k povrchové úpravě listů a pásů gumových směsí nebo asfaltových fólií.
Dosavadní stav techniky
Je známo, že v gumárenském průmyslu se na povrchovou úpravu různých druhů gumových směsí dlouhá léta používaly jako separační činidla práškové látky, jako například křída, mastek, kaolin, stearan zinečnatý, kapalná nebo tuhá mýdla. Kvůli eliminaci prašnosti při přípravě gumových směsí stále roste význam použití separačního činidla ve formě nízkokoncentrované vodné disperze, především ve velkých moderních gumárenských podnicích, kde se gumová směs po zamíchání a před nebo v době chlazení různým způsobem povrchově upravuje tímto kapalným separačním činidlem. Fyzikálně-chemické vlastnosti kovových solí vyšších mastných kyselin, především zinečnaté, přes její silné hydrofobní vlastnosti, ji předurčují k povrchové úpravě vulkanizovaných a nevulkanizovaných gumových směsí ve formě nízkokoncentrovaných vodných disperzí. Smáčení zinečnaté soli vyšších mastných kyselin vodou a stálosti jejích nízko a více koncentrovaných disperzí je možné dosáhnout vhodnou volbou a koncentrací přidaných pomocných látek, například tenzidů, emulgátorů a tak dále. Fyzikálně-chemickým působením těchto pomocných látek je možné snížit povrchové napětí na fázovém rozhraní dispergující látky a disperzního prostředí a tak dosáhnout cílené stérické orientace molekul a tvorby micel.
Způsob výroby stálých vodných disperzí karboxylových solí popisuje patent JP 02 215743 (90 215 743), podle kterého byla připravena činidla vytěsňující vodu pro emulzní latexy, lubrikanty pro papírové nátěry, zahušťovadla působením karboxylových kyselin s počtem atomů uhlíku C>8 sNH3, kovů skupiny IIA nebo IIB, AI nebo jejich oxidů a hydroxidů ve 40-900 dílech, vody na 100 dílů karboxylových solí za přítomnosti dispergačních činidel a silného míšení při 100-200 °C a následného chlazení na teplotu <100 °C.
Výrobou vodných disperzí kovových solí vyšších mastných kyselin se zabývá patent JP 02 191531 (2 191 539A), podle kterého vodná disperze superjemných kovových solí vyšších mastných kyselin, která má úzké rozložení velikostí částic, byla získána přivedením vyšších mastných kyselin a hydroxidu kovu II skupiny periodické tabulky k reakci ve vodě za přítomnosti povrchově aktivní látky při teplotě > 100 °C s výhodnou 101 až 160 °C pod tlakem při míchání.
Způsob prevence adheze nevulkanizovaných gumových směsí popisuje patent JP 57 187 323 (82 187 323), který spočívá v jejich povrchové úpravě suspenzí anorganického prášku (například CaCO3) s průměrnou velikostí částic < 3 pm, povrchově upraveného zinečnatou solí vyšších mastných kyselin.
Patent JP 62 119 010 popisuje separační činidlo pro kaučuk, obsahující polymemí duté kuličky (perličky), které mají teplotu tavení vyšší, než je teplota vulkanizace kaučuku, a jejichž střední průměr částice je < 30 pm. Polymemí kuličky jsou z (ko)poiymeru, například metylmetakrylátu, etylmetakrylátu, (metyl)akrylové kyseliny a tak dále, a mohou být částečně (< 10 %) zesíťované jedním ze síťovacích činidel, jako je například ethylenglykol, di(metyl)akrylát, propylenglykol, di(metyl)akrylát. Polymemí perličky mohou být ve formě prášku, ale jsou s výhodou dispergované ve vodě s neiontovou nebo aniontovou povrchově aktivní látkou (například přídavkem produktů z alkylfenolu, vyšších alkoholů, alifatických aminů a tak dále.Tato separační činidla mohou obsahovat anorganický prášek (například křídu, stearan zinečnatý), vosk
-1 CZ 289949 B6 (například alifatický amid). Separační činidlo má také určité separační vlastnosti jako anorganický prášek a používá e na duše pneumatik.
Výhodou kompozice práškových směsí a koncentrovaných stálých vodných disperzí separačních činidel podle vynálezu je, že se dosáhlo dostatečné smáčivosti zinečnatých solí vyšších mastných kyselin vodou pomocí optimální koncentrace a složení přídavných pomocných látek, antimikrobiální stálost koncentrovaných stálých vodných disperzí separačních činidel, která je důležitá při dlouhodobém skladování výrobku se zabezpečila účinným mikrobiocidem, přičemž bylo dosaženo vhodné aplikační formy separačních činidel s kvalitativními parametry pro použitelnost, především listů, pásů gumových směsí a asfaltových fólií.
Způsob výroby separačních činidel ve formě práškových směsí v předloženém vynálezu se zakládá na fyzikálně chemickém působení přídavných pomocných látek na povrch práškových směsí a jejich účinek se projevuje při přípravě nízkokoncentrovaných vodných disperzí, připravených před aplikací. Výroba separačních činidel ve formě práškových směsí se uskuteční v diskontinuálně, kontinuálně nebo polokontinuálně pracujícími mísiči.
Způsob výroby separačních činidel ve formě koncentrovaných stálých vodných disperzí v předložením vynálezu se zakládá na účinném dosažení fyzikálně-chemického působení přídavných pomocných látek na dispergující látku, a rovněž na disperzní prostředí, a je uskutečnitelný v jednom stupni, ale i ve dvou stupních, přičemž se dosáhne zkrácení výrobního cyklu. Výroba může být vsázková nebo polokontinuální.
Podstata vynálezu
Podstata vynálezu spočívá v tom, že separační činidla ve formě práškových směsí a koncentrovaných stálých vodných disperzí, která jsou vyrobena na bázi zinečnatých solí vyšších mastných kyselin, a jsou vhodná po přidání vody ve formě nízkokoncentrovaných vodných disperzí k povrchové úpravě listů, pásů gumových směsí, asfaltových fólií, sestávají z
0,1 až 95 % hmotn. zinečnatých solí vyšších mastných kyselin,
0,1 až 40% hmotn. přírodních nebo syntetických hlinitokřemičitanů, vybraných ze skupiny zahrnující kaolin, bentonit, bělicí hlinku, klinoptilolit, a/nebo uhličitan vápenatý nebo jejich směsi,
0,01 až 1,5 % hmotn. sodné soli vyšších mastných kyselin a/nebo alkylsulfátu sodného,
0,01 až 4 % hmotn. etoxylátu vyšších mastných alkoholů, například z řady Slovasolů,
0,1 až 6 % hmotn. sodné soli éteru celulózy a kyseliny glykolové a/nebo polyvinylalkoholu,
0,1 až 2 % hmotn. odpěňovače, jako je například silikonová emulze, polydimetylsiloxan, kopolymer etylenoxidu a propylenoxidu, kopolymer etylenoxidu a propylenoxidu na bázi mastného alkoholu,
0,1 až 2 % hmotn. vodného roztoku směsi chlór- a metyl-derivátů izothiazolinketonů a/nebo 2-(thiokyanometylthio)benzothiazolové emulze, až 80 % hmotn. vody, a jejich výroba ve formě práškových směsí se uskuteční bez přídavku vody zhomogenizováním těchto látek v diskontinuálními, kontinuálními nebo polokontinuálními mísiči a následně se na pracovní koncentraci ředí vodou až před aplikací,
-2CZ 289949 B6 a jejich výroba ve formě koncentrovaných stálých vodných disperzí se uskuteční tak, že v míchaném duplikátorovém aparátu se ve vodě rozpouští sodná sůl vyšších mastných kyselin a/nebo alkylsulfát sodný a/nebo etoxylát vyšších mastných alkoholů za současné emulgace koncentrované silikonové emulze a/nebo polydimetylsiloxanu a/nebo kopolymeru etylenoxidu a propylenoxidu a/nebo kopolymeru etylenoxidu a propylenoxidu na bázi vyšších mastných alkoholů a etoxylátu vyšších mastných alkoholů při teplotě 20 až 80 °C, do které se při teplotě t < 60 °C dispergují zinečnaté soli vyšších mastných kyselin a/nebo přírodní nebo syntetické hlinitanové křemičitany a/nebo uhličitan vápenatý nebo jejich směsi a/nebo sodná sůl éteru celulózy a kyseliny glykolové a/nebo polyvinylalkohol, jejichž následná účinná hydratace a homogenizace se uskuteční jejich mícháním při otáčkách mísiče 30 až 60 otáček/minutu, v teplotním rozmezí 40 - 70 °C po dobu 1 až 3 hodin, k získaným stálým vodným disperzím separačních činidel se při teplotě t < 50 °C přidá vodný roztok směsi chlór- a metylderivátů izothiazolinketonů a/nebo emulze 2-(thiokyanometylthio)benzothiazolu, jejichž další homogenizace trvá 0,5 až 2 hodiny za jejich současného ochlazení na teplotu 25 °C, a jejich výroba ve formě koncentrovaných stálých vodných disperzí se uskuteční tak, že rozpouštění a emulgace se uskuteční ve zvláštním míchaném duplikátorovém zařízení, jehož obsah se přečerpá do druhého míchaného duplikátorového zařízení, ve kterém se uskuteční dispergace, hydratace, homogenizace a antimikrobiální ochrana.
Příkladná provedení vynálezu
Předmět vynálezu ilustrují, avšak neomezují následující příklady.
Příklad 1
Ve fluidním mísiči o objemu 0,2 m3 se zhomogenizovalo 34,74 kg zinečnatých solí vyšších mastných kyselin, 1,01 kg etoxylátu vyšších mastných alkoholů a 0,25 kg alkylsulfátu sodného po dobu 0,3 hodin.
Takto vyrobené práškové separační činidlo se vyznačovalo průměrnou velikostí částic 8,3 pm.
% vodná disperze práškového separačního činidla měla tyto fyzikálně chemické parametry:
hodnota pH měmá vodivost stálost po jedné hodině stálost po 48 hodinách = 8,10 = 0,83 mS.cm“' = 75 % obj.
= 30 % obj.
Příklad 2
Prášková směs separačního činidla se připravila podle uvedeného postupu o tomto složení:
zinečnatá sůl vyšších mastných kyselin |
57,50 |
% hmotn. |
kaolin |
40,00 |
% hmotn. |
etoxylát vyšších mastných alkoholů |
2,00 |
% hmotn. |
alkylsulfát sodný |
0,50 |
% hmotn. |
Prášková směs separačního činidla měla průměrnou velikost částic 8,9 pm. 2 % vodná disperze práškového separačního činidla měla tyto fyzikálně chemické parametry:
-3í hodnota pH měrná vodivost stálost po jedné hodině stálost po 48 hodinách = 7,79 = 0,7 mS.cm-1 = 24%obj.
= 20%obj.
Příklad 3
V míchaném duplikátorovém zařízení o objemu 1,5 m3 v 733,3 1 demi vody se rozpustilo 1,7 kg sodné soli vyšších mastných kyselin a emulgovalo se 8 kg silikonové emulze a 12 kg etoxylátu vyšších mastných alkoholů při teplotě 75 °C, do které se při 40 °C dispergovalo 222 kg zinečnatých solí vyšších mastných kyselin, 16 kg sodné soli éteru celulózy a kyseliny glykolové po dobu 1,5 hodiny. Hydratace a homogenizace se uskutečnila při teplotě 60 °C po dobu 3 hodin za pomalého míchání při otáčkách mísiče 60 otáček za minutu. Takto vyrobená koncentrovaná stálá vodná disperze separačního činidla se při teplotě 40 °C mikrobiálně stabilizovala přídavkem 7 kg koncentrované emulze 2-(thiokyanometylthio)benzothiazolu, přičemž se homogenizovala až do vychladnutí na 25 °C. Získaná koncentrovaná stálá vodná disperze separačního činidla se vyznačovala průměrnou velikostí částic 8,0 pm.
Po dalším ředění v poměru 1 : 12 získaná nízkokoncentrovaná vodná disperze separačního činidla měla tyto fyzikálně chemické parametry:
hodnota pH = 8,68 měrná vodivost = 2,4 mS.cm“1 stálost po jedné hodině = 45%obj.
stálost po 48 hodinách = 20%obj.
Příklad 4
Koncentrovaná stálá vodná disperze separačního činidla se připravila podle postupu uvedeného v příkladu 3 podle následujícího složení:
demi voda |
75,1 |
% hmotn. |
sodná sůl vyšších mastných kyselin |
0,1 |
% hmotn. |
silikonová emulze |
0,2 |
% hmotn. |
etoxylát vyšších mastných alkoholů |
0,5 |
% hmotn. |
zinečnatá sůl vyšších mastných kyselin |
22,0 |
% hmotn. |
polyvinylalkohol |
1,9 |
% hmotn. |
vodný roztok směsi chlór- a metylderivátů izothiazolinketonů |
0,2 |
% hmotn. |
Získaná koncentrovaná stálá vodná disperze separačního činidla měla průměrnou velikostí částic 9,1 pm.
Po následném zředění vodou v poměru 1:10 nízkokoncentrovaná vodná disperze separačního činidla měla tyto fyzikálně chemické parametry:
hodnota pH měrná vodivost stálost po jedné hodině stálost po 48 hodinách = 7,13 = 0,84 mS.cm“1 = 22%obj.
= 20%obj.
-4i
Příklad 5
Koncentrovaná stálá vodná disperze separačního činidla se připravila podle postupu uvedeného v příkladu 3 s tímto složením:
demi voda |
69,1 |
% hmotn. |
alkylsulfát sodný |
0,1 |
% hmotn. |
silikonová emulze |
0,2 |
% hmotn. |
etoxylát vyšších mastných alkoholů |
0,8 |
% hmotn. |
kaolin |
7,5 |
% hmotn. |
zinečnatá sůl vyšších mastných kyselin |
22,0 |
% hmotn. |
polyvinylalkohol |
1,9 |
% hmotn. |
vodný roztok směsi chlór- a metylderivátů izothiazolinketonů |
0,2 |
% hmotn. |
Získaná koncentrovaná stálá vodná disperze separačního činidla měla průměrnou velikostí částic 8,2 pm.
Po následném zředění vodou v poměru 1 : 15 nízkokoncentrovaná vodná disperze separačního činidla měla tyto fyzikálně chemické parametry:
hodnota pH měrná vodivost stálost po jedné hodině stálost po 48 hodinách = 7,49 = 0,85 mS.cm“1 = 32 % obj.
= 25% obj.
Příklad 6
Koncentrovaná stálá vodná disperze separačního činidla se připravila podle postupu uvedeného v příkladu 3 o tomto složení:
demi voda etoxylát vyšších mastných alkoholů kopolymer etylenoxidu a propylenoxidu na bázi vyšších mastných alkoholů bělicí hlinka zinečnatá sůl vyšších mastných kyselin emulze 2-(thiokyanometylthio)benzothiazolu
65,0 % hmotn.
1,0 % hmotn.
0,4 % hmotn.
15,5 % hmotn. 17,4 % hmotn.
0,7 % hmotn.
Získaná koncentrovaná stálá vodná disperze separačního činidla měla průměrnou velikost částic 12,5 pm.
Po následném zředění vodou v poměru 1 : 17 nízkokoncentrovaná vodná disperze separačního činidla měla tyto fyzikálně chemické parametry:
hodnota pH měrná vodivost stálost po jedné hodině stálost po 48 hodinách = 9,67 = 0,69 mS.cm“1 = 35 % obj.
= 20 % obj.
Příklad 7
Koncentrovaná stálá vodná disperze separačního činidla se připravila ve dvou stupních, v prvním stupni v míchaném duplikátorovém zařízení o objemu 800 1 v 784,4 1 demi vody se rozpustilo 0,6 kg sodné soli vyšších mastných kyselin a emulgovalo 2 kg silikonové emulze a 9 kg oxy
-5CZ 289949 B6 etylátu vyšších mastných alkoholů při teplotě 75 °C po dobu 0,5hodin. Obsah kotle se přečerpal do míchaného duplikátorového zařízení o objemu 1,5 m3. Dispergace 180 kg zinečnatých solí vyšších mastných kyselin, 12 kg sodné soli éteru celulózy a kyseliny glykolové po dobu jedné hodiny se uskutečnila při teplotě 40 °C. Hydratace a homogenizace směsi trvala 2,5 hodiny při 60 °C. Antimikrobiální ochrana takto vyrobené koncentrované stálé vodné disperze separačního činidla se zabezpečovala přídavkem 2 kg vodného roztoku směsi chlór- a metylderivátů izotiazolinketonů při teplotě 40 °C, přičemž v homogenizaci se pokračovalo až do jejího zchladnutí na teplotu 25 °C. Získaná koncentrovaná stálá vodná disperze separačního činidla měla průměrnou velikostí částic 8,5 μηι. Po zředění vodou v poměru 1:10 nízkokoncentrovaná vodná disperze separačního činidla měla tyto fyzikálně chemické parametry:
hodnota pH měrná vodivost stálost po jedné hodině stálost po 48 hodinách = 7,2 = l,4mS.cm‘ = 40 % obj.
= 28 % obj.
Příklad 8
Koncentrovaná stálá vodná disperze separačního činidla se připravila podle postupu uvedeného v příkladu 6, složení komponentů bylo následující:
demi voda alkylsulfát sodný kopolymer etylenoxidu a propylenoxidu na bázi vyšších mastných alkoholů etoxylát vyšších mastných alkoholů klinoptilolit zinečnatá sůl vyšších mastných kyselin sodná sůl éteru celulózy a kyseliny glykolové emulze 2-(thiokyanometylthio)benzothiazolu
64,19 % hmotn.
0,01 % hmotn.
0,30 % hmotn.
1,00 % hmotn. 20,00 % hmotn. 14,00 % hmotn.
0,50 % hmotn.
0,70 % hmotn.
Získaná koncentrovaná stálá vodná disperze separačního činidla měla průměrnou velikost částic 10,5 pm.
Po následném zředění vodou v poměru 1 : 17 nízkokoncentrovaná vodná disperze separačního činidla měla tyto fyzikálně chemické parametry:
hodnota pH měrná vodivost stálost po jedné hodině stálost po 48 hodinách = 9,85 = 0,56 mS.cm = 28% obj.
= 20% obj.
-6CZ 289949 B6
Příklad 9
Koncentrovaná stálá vodná disperze separačního činidla se připravila podle postupu uvedeného v příkladu 6, s tímto složením komponentů:
demi voda |
77,50 |
% hmotn. |
sodná sůl vyšších mastných kyselin |
0,10 |
% hmotn. |
silikonová emulze |
0,40 |
% hmotn. |
etoxylát vyšších mastných alkoholů |
0,80 |
% hmotn. |
zinečnatá sůl vyšších mastných kyselin |
15,00 |
% hmotn. |
uhličitan vápenatý |
5,00 |
% hmotn. |
sodná sůl éteru celulózy a kyseliny glykolové |
1,00 |
% hmotn. |
vodný roztok směsi chlór- a metylderivátů izothiazolinketonů |
0,20 |
% hmotn. |
Získaná koncentrovaná stálá vodná disperze separačního činidla měla průměrnou velikost částic 7,8 pm.
Po následném zředění vodou v poměru 1:11 nízkokoncentrovaná vodná disperze separačního činidla měla tyto fyzikálně chemické parametry:
hodnota pH měrná vodivost stálost po jedné hodině stálost po 48 hodinách = 9,4 = 1,15 mS.cm'1 = 56 % obj.
= 30% obj.
Průmyslová využitelnost
Separační činidla ve formě práškových směsí a koncentrovaných stálých vodných disperzí vyrobená na bázi zinečnatých solí vyšších mastných kyselin po přídavku vody ve formě nízkokoncentrovaných vodných disperzí jsou vhodná pro povrchovou úpravu různých forem gumových směsí, ale i asfaltových fólií, přičemž zajišťují jejich dostatečnou separovatelnost i po dlouhodobějším skladování ve stozích.
PATENTOVÉ NÁROKY