DE1129682B

DE1129682B - Verfahren zum Herstellen von trockenen oder praktisch trockenen Kautschukkruemeln

Info

Publication number: DE1129682B
Application number: DES68680A
Authority: DE
Inventors: Hans Coster
Original assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Current assignee: Shell Internationale Research Maatschappij BV
Priority date: 1956-11-09
Filing date: 1960-05-25
Publication date: 1962-05-17
Also published as: FR1187884A; BE591236A; DE1089930B; US3171784A; FR1265403A; GB828970A; GB878970A

Description

In der Kautschukindustrie wird der Latex nach üblichen Verfahren koaguliert und entwässert, dann gewaschen und filtriert, zerkleinert und getrocknet. Hierauf wird der Kautschuk zu Ballen geformt, mit Saponit eingestaubt und gegebenenfalls vor dem Versand oder der Lagerung verpackt.

Dieses Verfahren leistet befriedigende Dienste, was aus seiner umfangreichen Anwendung hervorgeht. Schwierigkeiten traten jedoch beim Trocknen auf, bei dem gelegentlich sogar eine Stillegung der Anlage nötig war und manchmal die Qualität des Produkts ungünstig beeinflußt wurde. Die Unterbrechungen werden im allgemeinen hervorgerufen durch Ablagerungen von Kautschukstaub im Trockner. Das Produkt enthält bisweilen verharzten Kautschuk und/oder feuchte Partikeln.

Es hat sich nun gezeigt, daß man die obengenannten Schwierigkeiten bei einem Verfahren zum Herstellen von trockenen oder praktisch trockenen Kautschukkrümeln aus feuchten Kautschukteilchen natürliehen oder synthetischen Ursprungs erfindungsgemäß dadurch vermeiden kann, daß die Kautschukteilchen vor dem Trocknen nach der Größe sortiert und nur die Teilchen eines sortierten Größenbereiches getrocknet werden. Zu große Kautschukteilchen benötigen nämlich eine längere Trocknungszeit, um feuchte Stellen im verarbeiteten Produkt zu vermeiden. Zerschnitzelt man jedoch den koagulierten Kautschuk so lange, bis sämtliche großen Partikeln zerkleinert sind, so erhält man eine zu große Menge an zu kleinen Teilchen, durch die sogar noch größere Schwierigkeiten hervorgerufen werden als von den großen Teilchen. Man müßte daher so lange trocknen, bis auch die größten Teilchen getrocknet sind.

Die kleineren Teilchen, die im zerschnitzelten Koagulat vorliegen, fielen bei dem bisher üblichen Verfahren durch die Öffnungen in den Trockenplatten und zirkulierten mit dem heißen Luftstrom. Hierbei setzten sie sich an den Dampfschlangen und Stützgliedern des Trockners an und mußten beim Reinigen des Trockners in umständlicher und kostspieliger Weise entfernt werden. Weiterhin neigen die an heißen Stellen, z. B. den Dampfschlangen, sich ansammelnden Teilchen zur Verharzung und können in den Kautschuk zurückgelangen, was äußerst unerwünscht ist.

Eine besonders zweckmäßige Durchführungsform der Erfindung besteht darin, daß man als Ausgangsmaterial ein Gemisch aus einer Flüssigkeit und festem Kautschuk in fester Form verwendet, bei dem letzterer aus dem Gemisch auf jede geeignete Weise, z. B. durch Zentrifugieren, Abfiltrieren oder Dekantieren,

von trockenen oder praktisch trockenen

Kautschukkrümeln

Anmelder:

Shell

Internationale Research Maatschappij N. V., Den Haag

Vertreter: Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls und Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. E. Frhr. v. Pechmann, Patentanwälte, München 9, Schweigerstr. 2

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 27. Mai 1959 (Nr. 816 054)

Hans Coster, Torrance, Calif. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

abgetrennt, dann zerkleinert, sortiert und getrocknet wird.

Man kann also eine Latexemulsion in an sich bekannter Weise zu Kautschukkrümeln koagulieren, diese abfiltrieren, zerkleinern, die Teilchen aus den zerkleinerten Kautschukkrümeln sortieren und eine Sortierung trocknen.

Im allgemeinen ist die Erfindung auf jeden Kautschuktyp anwendbar, bei dem der Latex auf die vorgenannte Weise koaguliert und behandelt wird. Der Latex kann natürlichen oder synthetischen Ursprungs sein oder ein Gemisch hiervon darstellen. Das vorliegende Verfahren ist von besonderem Wert bei der Herstellung von Kautschuk des GR-S-Typs, der im wesentlichen ein Mischpolymer von Butadien und Styrol darstellt.

Nach einem typischen, bisher meistens angewendeten Verfahren wurde der Kautschuklatex mit Kochsalzlösung aufgerahmt und mit verdünnter Schwefelsäure koaguliert. Der koagulierte Kautschuk wird in Form von Krümeln abgetrennt, und die Krümel werden in einen Seifenumwandlungsbehälter befördert. Hierauf werden die Krümel auf einem Schüttelsieb entwässert und in frischem Wasser wieder aufgeschlämmt. Die Aufschlämmung der gewaschenen

209 580/406

3 4

Kautschukkrümel wird abfiltriert und die Krümel in Schichtdicke als bei Stellen mit geringerer Schichteiner Mühle zerkleinert und mittels einer automa- dicke. So kann ein 10%iger Unterschied in der tischen Fördereinrichtung einem Trockner zugeführt. Krümelbeschickung pro Flächeneinheit einen zwei-

Die Kautschukkrümel werden nun nach dem Zer- fachen Unterschied im Feuchtigkeitsgehalt hervor-

kleinern und vor dem Trocknen sortiert. Im allge- 5 rufen.

meinen kann man hierfür jede Sortiervorrichtung für Das erfindungsgemäße Verfahren wird durch die

Teilchen unterschiedlicher Größen verwenden, wie ins- nachstehenden Beispiele erläutert, wobei zu erwähnen

besondere Schüttelsiebe oder pneumatische Sortierer. ist, daß es sich auch für andere Kautschukarten

In der bevorzugten Durchführungsform werden die eignet.

Teilchen mit Hilfe eines zweistöckigen Schüttelsiebes io Schwarze Kalt-Kautschuk-Krümel vom Typ GR-S sortiert, bei dem das obere Sieb eine Größe besitzt, 1803 werden durch Mischpolymerisation von Budas nur die sehr groben Teilchen zurückhält, wäh- tadien mit Styrol in wäßriger Emulsion bei 5° C herrend das untere Sieb nur die feinen Teilchen durch- gestellt. Das Butadien wird vom Inhibitor befreit und läßt. Das sich zwischen den beiden Sieben ansam- dem Reaktionsgefäß zusammen mit dem Katalysator melnde Material weist die erwünschte Größe zum 15 zugeführt, der erst in der letzten Minute zugegeben Trocknen auf und wird dem Beschickungsende der wird. Styrol wird zusammen mit dem Regler einge-Trockenplatte zugeführt. Die groben Teilchen können leitet. In das Reaktionsgefäß wird auch eine Seifender Zerkleinerungsvorrichtung wieder zugeführt wer- lösung gegeben, die einen Emulgator (Harzseife) den. Die feinen Teilchen können in den Koagulier- sowie eine geringe Menge eines Elektrolyts, eines behälter zurückgegeben oder in einem eigenen kleinen 20 Komplexbildners und ein Dispersionsmittel enthält. Trockner getrocknet werden. Die Kautschukkrümel Darüber hinaus wird eine Aktivatorlösung zugesetzt, werden also dem Trockner in der richtigen Größe Die Gesamtbeschickung enthält beispielsweise folohne Materialverlust zugeführt. gende Bestandteile in den angegebenen Gewichtsver-

Gemäß einer anderen Durchführungsform der Er- hältnissen: findung werden die Kautschukkrümel zerkleinert, bis 25

sämtliche groben Teilchen zerkleinert sind, und nur Butadien 69,36

die feinen Teilchen werden ausgesondert. Die Sor- Styrol 2131

tierung mit den größeren Teilchen wird hierauf ge- _{Gemisch aus} 5₂o/₀p_Menthanhydro-

trocknet, und die Meinen Teilchen werden in_dea _{d 24o/o} J._Menthanof _und

Koaguherbehalter zurückgeführt. Fur diese Ver- 30 24 %> p-Menthan 0 09

f ahrensweise ist eine längere Zeit zur Zerkleinerung .^ '" '' '

erforderlich. Außerdem fällt ein größerer Anteil an SuIföle (tertiäre Dodecylmercaptane)

feinen Teilchen an. als Regler 0,15

Bisher stellten die feinen Teilchen ein besonders Natriumstearat 3,63

schwieriges Problem dar wegen der Staubentwicklung 35 Harzsäureseifen 3,26

und der Verunreinigung infolge verharzter feiner Tetrahydrat des Natriumsalzes der

Teilchen. Man verkürzte daher die Zerkleinerungszeit Äthylendiamintetraessigsäure .. 0,038

erheblich Nun lagen jedoch die großen Teilchen in Kondensationsprodukt von Form-

solcher Menge vor daß die Trocknungszeit betracht- _{aMeh d und Natriumsa]z der}

hch verlängert werden mußte. Trotzdem enthielt der 40 Naphthalinsulfonsäure 0,015

getrocknete Kautschuk häufig feuchte Stellen. _.,,.,, . _,

Man zieht es daher vor, den Kautschuk zu zer- Tnkahumphosphat 0,56

kleinem und zu sortieren zu einer optimalen Fraktion Natriumdithionit 0,038

gerade oberhalb der Teilchengröße der feinen Teil- FeSO₄ · 7 H₂O 0,018

chen. Teilchengröße von weniger als etwa 3,17 mm 45 Formaldehyd-Sulfoxylat 0,045

werden als zu fein angesehen, und Teilchen von mehr Sodaasche 0 004

als 10,1 mm Größe benötigen eine zu lange Track- _w onn'n

nungszeit. Die sortierten Teilchen sollen eine Partikel- wasser 2UU, U

größe innerhalb dieses Bereiches aufweisen. Die tatsächlich erhaltene Sortierung besitzt im allgemeinen 5° Kleinere Variationen der Bestandteile können je einen engeren Teilchengrößenbereich als den ange- nach dem verwendeten Wasser und anderen Fakgebenen, z.B. von 3,8 bis 7,6mm je nach den Zer- toren erfolgen. Bei 6O°/o Umwandlung der Monokleinerungseigenschaften des Kautschuks. Der opti- meren wird zur Abstoppung eine wäßrige Lösung male Teilchengrößenbereich muß für den jeweils ver- mit folgenden Bestandteilen zugesetzt: wendeten Kautschuk und die Vorrichtung vorher 55
festgestellt werden. Natrium - dimethyl - dithiocarbamat

Eine gleichmäßige Schichtdicke der Krümel auf als Abstoppmittel 0,15

der Trockenplatte ist ein weiterer wichtiger Faktor Natriumpolysulfid 0,12

bei deren Trocknung. Die durch das Krümelbett krei- Natriumnitrit 003

sende Heißluft nimmt den Weg des geringsten Wider- 60 '

Standes. Aus diesem Grund tritt mehr Trocknungsluft

durch die Bezirke mit dünner Krümelschicht als Die Latexlösung wird hierauf erwärmt und nicht durch diejenigen mit einer dicken Krümelschicht. Ein umgesetztes Butadien zurückgewonnen. Das nicht nicht den Vorschriften entsprechendes feuchtes Pro- umgesetzte Styrol wird mit Dampf abgetrieben und dukt wird manchmal wegen ungleichmäßiger Ver- 65 wiedergewonnen. Das Schäumen wird durch Zusatz teilung der Krümel auf der Trockenplatte erhalten. von 0,2 Teilen einer veresterten Harzsäure unter-Es wurde festgestellt, daß der Feuchtigkeitsgehalt der drückt. Der Latex wird hierauf mit einem AntiKrümel mehrfach höher sein kann an Stellen größerer Oxydationsmittel oder Stabilisator versetzt und die

ίο

Ölemulsion und Ruß zugegeben. Es wurden also nachstehende Stoffe zugesetzt:

p-tert.-Butylbrenzcatechin 0,002

BLE-Mischung 1,43

Hochabriebfester Ölruß 50,0

Teilweise entsulfoniertes Natrium-

ligninsulfonat 0,75

Hocharomatisches Öl 25,0

Natriumhydroxyd 0,68

Tallöl 0,46

Natriumseifen disproportionierter

Harzsäuren 0,20

Das Latexgemisch wird anschließend mit einer wäßrigen Lösung von 10,0 Teilen Natriumchlorid aufgerahmt und mit 2,05 Teilen Schwefelsäure in wäßriger Lösung in einem Koagulierbehälter koaguliert. Die Kautschukkrümel werden entwässert, abfiltriert und auf die obenstehende Weise zerkleinert. Die erhaltenen Kautschukkrümel werden mit Hilfe von zwei Schüttelsieben sortiert, indem man die Krümel auf das obere Sieb gibt, das die größeren Öffnungen aufweist. Das obere Sieb läßt Teilchen von weniger als etwa 10 mm hindurch, und das untere Sieb läßt Teilchen von weniger als 3,17 mm hindurch. Die grobe Fraktion mit einer Teilchengröße von mehr als 10 mm wird erneut zerkleinert, und die kleinen Teilchen mit einer Teilchengröße von weniger als 3,17 mm werden in den Koagulierbehälter zurückgeführt. Die dazwischenliegende Fraktion wird luftgetrocknet und sie weist nach 16 Minuten Trocknen bei 88° C einen Gehalt von weniger als 0,1 % Wasser auf. Von den Kautschukkrümeln staubte nichts im Trockner über, und der Kautschuk war gleichmäßiger getrocknet als Krümel mit einem größeren Teilchengrößenbereich.

Zur Bestimmung des Einflusses der Teilchengröße auf die Trocknungszeit wurden Kautschukkrümel auf die obengenannte Weise hergestellt, sortiert und getrocknet. In der nachstehenden Tabelle ist die Trocknungszeit in Minuten bei 88° C angegeben, die zur Erzielung eines bestimmten Feuchtigkeitsgehaltes für verschiedene Teilchengrößen von Kautschukkrümeln notwendig ist.

Feuch tigkeits gehalt	2,5 bis 5,08 mm Durchmesser	5,08 bis 10 mm Durchmesser	10 mm Durch messer	Un sortiert
0,3% 0,2% 0,1%	9,0 10,0	12 14 16	35 40	16 19

55

Aus der Tabelle kann man ersehen, daß die Trocknungszeit geringer ist bei Teilchen im Teilchengrößenbereich zwischen 2,175 und 10,1 mm als bei unsortierten Teilchen. Zur Vermeidung von feuchten Stellen ist eine Trocknungszeit von etwa 40 Minuten notwendig, da die größeren Teilchen praktisch die gesamte Feuchtigkeit der unsortierten Teilchen enthalten. Ist eine kürzere Trocknungszeit erwünscht, so kann man Teilchen von 3,175 bis 5,08 oder sogar 7,62 mm trocknen, und die größeren Teilchen werden schnell zurückgeführt, da sie durch die Zerkleinerungsvorrichtung im Kreislauf geführt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum Herstellen von trockenen oder praktisch trockenen Kautschukkrümeln aus feuchten Kautschukteilchen natürlichen oder synthetischen Ursprungs, dadurch gekennzeichnet, daß die Kautschukteilchen vor dem Trocknen nach der Größe, sortiert und nur die Teilchen eines sortierten Größenbereiches getrocknet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sortieren mit Hilfe eines Schüttelsiebes vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sortieren mit Hilfe von zwei Schüttelsieben vorgenommen wird, von denen das eine die unerwünscht großen Teilchen und das andere die unerwünscht kleinen Teilchen von der Gesamtmenge trennt.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe des Schüttelsiebs oder der Schüttelsiebe die sortierten Kautschukteilchen gleichmäßig über eine Trockenplatte verteilt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem Gemisch aus einer Flüssigkeit und Kautschuk in fester Form der feste Kautschuk durch Zentrifugieren, Abfiltrieren, Dekantieren abgetrennt und zerkleinert wird und die zerkleinerten Teile schließlich sortiert und getrocknet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Latex zu Kautschukkrümeln koaguliert, die Kautschukkrümel zerkleinert, die zerkleinerten Kautschukkrümel sortiert und eine Sortierung getrocknet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Latex zu Kautschukkrümeln koaguliert, die Kautschukkrümel abfiltriert und zerkleinert und die zerkleinerten Kautschukkrümel sortiert und eine Sortierung getrocknet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sortierung mit den größten Kautschukkrümeln wieder der Zerkleinerungsvorrichtung zugeführt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sortierung mit den kleinsten Kautschukteilchen wieder der Koagulierungsstufe des Verfahrens zugeführt oder gesondert getrocknet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 937494.