DD154097A1 - Verfahren zur herstellung von magnesiumoxid fuer synthesekautschuk - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung einer effektiven Magnesiumoxidmischungskomponente fuer d. vulkanisationsregelnden Zusatz in Polychloroprenmischungen. Die Erfindung hat zum Ziel, den Aufwand fuer die Herstellung des Wirkstoffs MgO in Magnesiumoxiddisoersionen in der Weise zu senken, dass der uebliche nasschemische Umloeseprozess ueber das Magnesiumbikarbonanat umgangen wird. Dabei besteht die Aufgabe darin, das Herstellungsverfahren so zu gestalten, dass das Erzeugnis den gleichen Gebrauchswert fuer Polychloroprenmischungen besitzt wie das bisher verwendete umgefaellte Produkt. Magnesiumkarbonathaltige Rohprodukte oder Sekundaerrohstoffe, denen durch schonende Brennbedingungen ein besonders feinkristalliner und oberflaechenaktiver Zustand verliehen wird, werden schonend unter gleichzeitiger Windsichtung zerkleinert. Bestimmte Feinfraktionen, die eine besonders hohe spezifische Oberflaeche besitzen, werden abgetrennt und mit organischen Pastentraegern zur vulkanisationsregelnden Oxidpaste verknetet. Die Erfindung kann angewandt werden, um magnesiumkarbonathaltiges Rohmaterial oder Sekundaerrohstoff auf direktem Wege in einen gut geeigneten MgO-Wirkstoff fuer Dispersionen umzuwandeln, der, z. T. auch in Gegenwart von Zinkoxid, in Polychloroprenmischungen alterungsschuetzende Wirkung besitzt.

Description

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Verfahren zur Herstellung von Magnesiumoxid für Synthesekautschuk

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die/SrTP&ndung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung voj§ ifägn^esiumoxid, das als Zusatz in Elastomere, insbesondere Polychloroprenmischungen zum Inhibieren der Anvulkanisation bzw. als Anbrennschutz verwendet v.'ird,

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Es ist bekannt, daß bei der Vulkanisation von Elastomeren, insbesondere Polychloroprenmischungen eine frühzeitige Anvulkanisation durch den Zusatz von Magnesiumoxid mit bestimmten Eigenschaften verhindert v/erden kann· Zur Härtung solcher Polymerisate werden außerdem häufig Gemische von Magnesiumoxid mit Zinkoxid eingesetzt.

Die Nachteile der Anv/endung der Oxide in Pulverform, insbesondere deren schlechte Verteilung im Vulkanisat, die zu Inhomogenität und damit zu QualitätsSchwankungen führt, werden bekanntlich durch Dispersion der Metalloxide in geeigneten organischen Substanzen behoben. Zu diesen Zweck kommen die zur Verwendung vorgesehenen Chemikalien in gecoateter Form zum Einsatz. Zum Zwecke der Homogenisierung und Effektivitätssteigerung sind in den als Pasten oder Dispersionen zum Einsatz kommenden metalloxidischen Werkstoffen Plastikatoren, oberflächenaktive Agentien und Metallseifen bzw. Fettsäuren enthalten.

Durch -diese Anwendungsformen konnten die bisher aufgetretenen Qualitätseinbußen im Finalprodukt beseitigt und der Magnesiumoxideinsats pro 100 Teile Elastomer von 4 auf 3 Teile gesenkt werden* Zur Erreichung dieses Zweckes wird ein Magnesiumoxid

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benötigt, das sich durch eine hohe spezifische Oberfläche und Aktivität auszeichnet·

Solche Magnesiumoxide werden nun nach einem Verfahren gewonnen, das abhängig vom Rohstoff liberall nach dem gleichen kostspieligen Prinzip abläuft. Bei dem Verfahren handelt es sich um den sogenannten "PATTIRSOIIsehen Umlöseprozeß", d.h. um die Gewinnung von Magnesiumoxid auf dem Wege der Herstellung von Magnesiumhydrogenkarbonatlösung durch laugung von magnesiumoxid- bzw. hydroxidhaltigert Suspensionen, Reinigen der Laugen, deren Verkochung und Aufbereitung zum basischen Karbonat mit Piltrations- und Trocknungsprozeß, sowie dessen Kalzination und Vermahlung zum Oxidpulver. Aus dem beim Umlöseprozeß hergestellten basischen Magnesiumkarbonat lassen sich durch zweckmäßige Steuerung der Verfahrensbedingungen besonders oberflächenaktive Magnesiumoxidsorten gewinnen,, Diese Möglichkeit resultiert daraus, daß die ITetzebenenabständo im Kristallgitter des Karbonats etwa doppelt so groß sind v;ie diejenigen, die dem daraus durch Glühen gewonnenen Oxid theoretisch zukommen. Bei vorsichtiger thermischer Spaltung des Karbonats kann deswegen ein feinporiges, aktives Zwischenstadium gewonnen werden. Diese Modifikation stellt das Produkt dar, das für die Elastomere, insbesondere Polychloroprenmisehungen als Magnesiumoxidpulver, -paste bzw. Dispersion auf Grund seiner bevorzugten physikalischen Eigenschaften Verwendung findet.

Das Betreiben dieses Umlöseprozesees ist mit einem hohen Verfahrens-, Kosten- und Energieaufwand sowie mit hohen Materialverlusten verbunden, so daß der hohe Preis der Magnesiumoxidpasten bzw. Magnesiumoxid/Zinkoxid-Pasten wegen dieses kostspieligen Mischungsbestandteils im wesentlichen bestimmt wird»

Ziel der Erfindung

Es ist Ziel der Erfindung, die beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und Möglichkeiten zur Herstellung von Magnesiumoxidmodifikationen zu finden, die bei ihrer Anwendung in Elastomeren, insbesondere Polychloroprenmischungen die Pastenform oder als Dispersion die gleichen positiven Effekte ergeben^ jedoch gegenüber dem Stand der Technik weniger Verfahrens-, kosten- und energieaufwendig hersteilbar sind·

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Darlegung des ",Tesens der Frfindung

Der Erfindimg liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Magnesiumoxid unter Umgehung des naßchemischen Weges zu entwickeln, bei dem unter Ausnutzung des nach dem Stand der Technik bekannten kristallographischen Prinzips zur Herstellung eines Zwischenzustandes im Kristallgitter ein aktives Magnesiumoxid erhalten wirdo

Ea wurde nun überraschend gefunden, daß bei der Vermahlung von unter milden Bedingungen gebranntem Rohmagnesit leichtmahlbare Anteile erhalten werden, die gleiche physikalische Eigenschaften aufweisen, wie sie vom umgelösten Oxid her bekannt sind und für die Herstellung von wirksamen Magnesiumoxidpasten für Elastomere, insbesondere Polychloroprenmischungen und Dispersionen gefordert werden·

Die Aufgabe wird daher erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, bei dem rohes, natürlich vorkommendes Kagnesiumkarbonat oder magnesiunikarbonathaltiger Sekundärrohstoff thermisch so schonend behandelt wird, daß zwar das gebundene Kohlendioxid zum größten Teil aus dem Material ausgeschieden wird, die zugeführte Energie jedoch nicht zur Bildung des kristallinen Oxids ausreicht. Zweckmäßig geschieht dies in der 77eise_r daß das Material gebrochen und zwischen 700 und 950 ⁰C in üblichen Brenneinrichtungen, wie z.B. in Schachtofen oder Drehöfen, gebrannt wird, wobei die von der Verweilzeit in der Brennzone und der Ctückgröße des Rohmaterials abhängende günstigste Temperatureinstellung nach meßbaren Eigenschaften des hergestellten Oxids, wie eine möglichst hohe Lösegeschwindigkeit oder Ilydratisierungsgeschwindigkeit, zu optimieren ist. Das resultierende Branntgut wird schonend bei gleichzeitiger V/indsichtung vorteilhaft in einer Federrollenmahlanlage gemahlen. Die durch Windsichtung erhaltene Fraktion unter 0,1 mm, vorteilhaft die unter 0,04 mm, wird erfindungsgemäß für die Herstellung der Oxidpastc verwendet und zu diesem Zweck allein oder in Mischung mit andeien !.lagnesiumoxi'dpulvern oder Magnesiumoxid- und Zinkoxidpulvergemischen in eine vorgelegte an sich bekannte Mischung von organischen Pastanträgern eingearbeitet«

Ausführungsbeispiele

1« Türkischei Gelmagnesit wird im Backenbrecher auf eine im

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!Brennofen verarbeitbsre Stückgröße gebrochen* Das Kornbnnd nach dem Brecher soll

für Schachtofenaurohratz 5 bis 10 cm

für Drehofeiidurchsatz 10 bis 30 mm betragen.

Nach dem Brechen wird das Rohmagnesitgestein bei ca. 800 ⁰C im Schachtofen oder Drehofen gebrannt, wobei die genaue Temperatur führung an die Verweil zeit des Magnesits in der Brennzone des Ofens anzupassen ist. Die Einstellung der notwendigen Brennbedingungen, insbesondere des Temperaturbereichs, wird kinetisch, d.h. durch Ermitteln der Lösegeschwindigkeit einer Branntgutprobe in Säure, die möglichst hoch sein muß, festgelegt.

Das aus dem Brennofen ausgetragene Branntgut, das infolge der schonenden Brennbedingungen noch ca. 3 bis 4 Masse-^ gebundenes COp enthclfc, wird nach dem Abkühlen auf dem Brecher grobzerkleinert und auf einer I'ederrollenmühle mit Sichter feingemahlen und gesichtet. Im Teilchengrößenbereich von 0,000 bis 0,100 mm durchmesser wurden an ausgesichteten Branntmagnesitfraktionen folgende spezifische Oberflächen nach BET gemessen: kleiner als 0,100 mm 20 m2/g kleiner als 0,040 mm 29 m^/g.

Nach dem Umlöseprozeß hergestelltes Magnesiumoxid besitzt vergleichsweise .spezifische Oberflächen um 15 bis 25

In einem Doppelmuldenknoter werden 23,5 kg Weichmacher SE und 1,5 kg Rofacid TG5 vermischt und dabei auf 60 ⁰C erwärmte Zu dieser Mischung werden 75' kg der Peinfraktion kleiner als 0,040 mm portionsweise zugegeben und solange eingeknetet, bis eine homogene pastöse Mischung entstanden ist«

In einem Polychloroprenvulkanisat nach herkömmlicher Rezeptur, das aber mit Anwendung von 4 Masse-$ dieser Paste als KgO-. Komponente hergestellt wurde, ließ sich kein Alterimgseffekt nachweisen»

2. Getrocknete Aufschluß- und Pilterrückstände aus dem PATTIIiSON-schen Umlöseprozeß werden im Walzenbrecher auf eine Korngröße unter 20 mm gebrochen» Das gebrochene Trockengut wird im Drehofen bei 900 ⁰C und 10 min Verweilzeifc in der Brennzone des

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Ofens schonend gebrannt. Das ausgetragene teilentsäuerte Branntgut wird nach dem Abkühlen auf einer PederrollenraÜhle mit Sichter feingemahlen und gesichtet»

Im Teilchengrößenbereich von kleiner als 0,100 mm Durclimesser wurden an der ausgerichteten Fraktion spezifische Oberflächen nach BET in Höhe von

25 bis 30 m²/g gemessen.

Das erhaltene Magnesiumoxid wird mit nach Beispiel 1 erhaltenem Magnesiumoxid und -Magnesiumoxid aus dem Umlöseprozeß im Verhältnis 30:20:50 wie im Beispiel 1 beschrieben zu einer homogenen pastösen Mischung verarbeitet.

In einem Polychloroprenvulkanisat nach herkömmlicher Rezeptur, das mit Anwendung von 4 Masse-% dieser Paste als MgO-Komponente hergestellt v;urde, ließ sich kein Alterungseffekt nachweisen.

Claims (2)

'4 9Z7'6- Er f indungs an π or ucb

1, Verfahren zur Herstellung von Magnesiumoxid fur Synthesekautschuk:, dadurch gekennzeichnet, daß magnesiumkarbonai;-haltiges Rohmaterial ejnem schonenden Brennprozeß bei Temperaturen zwischen 700 'und S50 ⁰C unterworfen vjird, das erhaltene Branntgut gemahlen wird und anechließend die leichtmahl bar en Anteile mit einem Teilchendurchmesser unter 0,1 rum, vorzugsweise unter 0,04 mn, abgetrennt werden·

2,. Verfahren nach Punkt 1., dadurch gekennzeichnet _f daß als magnesiuinhaltige Rohmaterialien magneait-unkarbonathaltige Rückstände oder raagneciumlcarbonathaltige Sekundärrohstoffe zur Anwcndi^ig koumen.

Verfahren nach Tunkt 1 und 2^ dadurch gekennzeichnet, daß die Mahlung schonend vorzugsweise in einer Pederrollenmahlanlage in kombination mit einer Windsichtung erfolgt.