DD154097B1 - Verfahren zur herstellung von magnesiumoxid fuer synthesekautschuk - Google Patents

Description

Verfahren zur Herstellung von Magnesiumoxid für Synthesekautschuk , ' .. ι ' .

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Magnesiumoxid, das als Zusatz in Elastomere, insbesondere Polychloroprenmischungen zum Inhibieren der Anvulkanisation bzw· als Anbrennschutz verwendet wird,,

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 werden kann. Zur Härtung solcher Polymerisate werden außerdem häufig Gemische von Magnesiumoxid mit Zinkoxid eingesetzt ο

Die Nachteile der Anwendung 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 diesem 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 Magnesiumpxideinsatz pro 100 Teile Elastomer von 4 auf 3 Teile gesenkt werden* Zur Erreichung dieses Zweckes wird ein Magnesiumoxid

benötigt, das sich durch eine höhe"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 "PATTINSO!?sehen Umlöseprozeß", d.he um die Gewinnung von Magnesiumoxid auf dem Y/ege der Herstellung von Magnesiumhydrogenkarbonatlösung durch laugung von magnesiumoxidbzv?« hydroxidhaltigen Suspensionen, Reinigen der Laugen, deren Verkochung und Aufbereitung zum basischen Karbonat mit Filtrations- und Trocknungsprozeß_s 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 Netzebenenabstände im Kristallgitter des Karbonats et\^a doppelt so-groß sind wie 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 $ ins-.besondere Poiychloroprenmischungen als Magnesiumoxidpulver_s -paste bzw· Dispersion auf Grund seiner bevorzugten physikalischen Eigenschaften Verwendung findete . ^:-

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 kost- . 'spieligen Mischungsbestandteils im wesentlichen, bestimmt wird*

Ziel der Erfindung :

Eq ist Ziel der Erfindung^ die beschriebenen Nachteile des . Standes der Technik zu beseitigen und Möglichkeiten zur Herstellung ν on'Magnesiumoxidmodifikationen zu finden,' die bei ihrer Anwendung in Elastomeren_s insbesondere Poiychloroprenmischungen die Pastenform oder als Dispersion die gleichen positiven Effekte ergeben» jedoch gegenüber dein Stand der Technik weniger Verfahrens-, kosten- und energieaufwendig herstellbar sind» .

par le gimp; des We sens der Erfindung

Der Erfindung 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 Zwischenzustande-s im Kristallgitter ein aktives Magnesiumoxid'erhalten wird₀

"Es 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 umgelb'sten Oxid her bekannt sind und für die Herstellung von wirksamen Magnesiumoxidpasten für Elastomere, insbesondere Polychlorcprenmischungen und Dispersionen gefordert werden»·

Die Aufgabe wird daher erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, bei dem rohes, natürlich vorkommendes Magnesiumkarbonat oder magnesiumkarbonathaltiger 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 Weise, daß das Material gebrochen und zwischen 700 und 950 ⁰C. in üblichen Brenneinrichtungen, wie z.B. in Schachtöfen oder Drehofen, gebrannt wird, wobei" die von der Verweilzeit in der Brennzone und der Stückgröße des Rohmaterials abhängende günstigste Temperatureinstellung nach meßbaren Eigenschaften des hergestellten Oxids, wie eine möglichst hohe Lösegeschwindigkeit oder Hydratisierungsgeschwindigkeit, zu optimieren ist. Das resultierende Branntgut 'wird schonend bei gleichzeitiger Windsichtung vorteilhaft in einer Federrollenmahlanlage gemahlene Die durch Y/indsichtung erhaltene Fraktion unter 0,1 mm, vorteilhaft' die unter 0,04 mm_f wird erfindungsgemäß für die Herstellung der Oxidpaste verwendet und zu diesem Zweck allein oder in Mischung mit anderen Magnesiumoxidpul-vern oder Magnesiumoxid--und Zinkoxidpulvergemischen in eine vorgelegte an sich bekannte Mischung von organischen Pastenträgern eingearbeitete

Ausführungsbeispiele . .

1_e Türkischer Gelmagnesit wird im Backenbrecher auf eine im

Brennofen verarbeitbare Stückgröße gebrochen,, Das Kornband nach dem Brecher soll · ' für Schachtofendurcheatz· 5 bis 10 cm für Drehofendurchsatz .10 bis 30 mm

betragen« . '

Nach dem Brechen wird das Itohmagne sit gestein bei ca» 800 ⁰C im Schachtofen oder Drehofen gebrannt, wobei die genaue Tempera-.turführung an die Verweilzeit des Magnesits in der Brennzone des Ofens anzupassen ist«. Die Einstellung der notwendigen Brennbedingungen, insbesondere des Temperaturbereichs, wird kinetisch, d_oh« durch Ermitteln der Lösegeschwindigkeit einer • Branntgutprobe in Säure, die möglichst hoch sein muß, festgelegt,,.

Das aus dem Brennöfen ausgetragene Branntgut, das infolge der schonenden Brennbedingungen noch ca_e 3 bis 4 Masse-%· gebunde- · nes COp enthält j wird'nach dem Abkühlen auf dem Brecher grob» zerkleinert und auf einer Federrollenmühle 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 m.2/g kleiner als 0,040 mm· 29 m²/g..

jtfach dem Umlöseprozeß hergestelltes Magnesiumoxid besitzt vergleichsweise spezifische Oberflächen um 15 bis 25 m²/g_p

•In einem Doppelmuldenkneter werden 23_s5 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 nun portionsweise zugegeben und solange eingeknetet, bis eine homogene pastöse Mischung entstanden ist_o

..In einem Polychloröpr'envulkanisat nach herkömmlicher Rezeptur,, das aber mit Anwendung von 4 llasse-% dieser Paste als MgO-Komponente hergestellt wurde, ließ sich kein Alterungseffekt nachweisen,

2. Getrocknete Aufschluß- und Filterrückstände aus dem PATTIITSOU-sehen'Umlöseprozeß werden im Walzenbrecher auf eine Korngröße •unter 20 mm gebrochen, .Das gebrochene Trockengut wird im Dreh-.

ofen bei 900 ⁰C und 10 min Verweil zeit- in der Brennzone des

Ofens schonend gebrannt. Das ausgetragene teilentsäuerte Branntgut wird nach dem .Abkühlen auf einer Federrollenmühle mit Sichter feingemahlen'und gesichtete

Im Teilchengrößenbereich von kleiner als 0,100 mm Durchmesser wurden an der ausgesichteten 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 pastö'sen Mischung verarbeitet«,

In einem Polychloroprenvulkanisat nach herkömmlicher Rezeptur, das mit Anwendung von.4 -Mssse-% dieser Paste als MgO-Komponente hergestellt wurde, ließ sich kein /ilterungseffekt nachweisen« .

Claims (1)

1. Ir Yerfahren zur Herstellung von Magnesiumoxid fur Synthese-kautschuk, dadurch gekennzeichnet, daß magnesiunikarbonathaltiges Rohmaterial einem schonenden Brennprozeß bei Temperaturen -zwischen 700 und 950 ⁰C unterworfen wird, das erhaltene Branntgut gemahlen wird und anschließend die leicht« mahlbaren Anteile mit einem Teilchendurchmesser unter 0,1 mm, vorzugsweise unter 0,04 mm, abgetrennt werden«

   Yerfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet<, daß als magnesiumhaltige Rohmaterialien magnesiumkarbonathaltige Rückstände oder magnesiumlcarbonathaltige Sekundärrohstoffe zur Anwendung kommen«

   3* 'Yerfahren nach Punkt 1 und 2_S dadurch gekennzeichnet, daß •die Mahlung schonend vorzugsweise in einer Federrollenmahlanlage in Kombination mit einer Windsichtung erfolgte