DE2424249A1 - PROCESS FOR THE PRODUCTION OF POWDERED RUBBER-FILLER BATCHES - Google Patents
PROCESS FOR THE PRODUCTION OF POWDERED RUBBER-FILLER BATCHESInfo
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Description
Zentralbereich Patente. Marken und LizenzenCentral Patents Department. Trademarks and licenses
y 7. MM W y 7th MM W
stoff-Batchesfabric batches
Es ist bekannt, daß man rieselfähige, pulverförmige Kautschuk-Füllstoff -Batches dadurch erhält, daß man Kautschuke unter Zusatz von Füllstoffen aus der Latex-Phase ausfällt (vergl. DT-OS 2,135,266; DT-OS 2,214,121; US-PS 3,714,087) Die resultierenden Kautschuk-Füllstoff-Batches haben allerdings relativ niedrige Schüttdichten (0,15 - 0,3 g/cm3).It is known that pourable, powdery rubber-filler batches are obtained by precipitating rubbers from the latex phase with the addition of fillers (cf. DT-OS 2,135,266; DT-OS 2,214,121; US-PS 3,714,087) However, rubber-filler batches have relatively low bulk densities (0.15-0.3 g / cm 3 ).
Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren anzugeben, welches gestattet, ein vorgemahlenes Kautschukpulver, das nur geringe Menge an Füllstoff als Mahlhilfe enthält und demzufolge noch zum Verbacken neigt, auf einfache Weise mit der gewünschten Menge und dem gewünschten Typ an Füllstoff in einen dauerhaftrieselfähigen, pulverförmigen Kautschuk-Füllstoff-Batch umzuwandeln. Die als Mahlhilfe verwendeten Füllstoffe können Kieselsäuren, kieselsäurehaltige Ingredienzien, Kreide, Talkum, Metailstearate oder Metalloxide sein.The object of the invention is to provide a method which allows a pre-ground rubber powder that contains only a small amount of filler as a grinding aid and therefore still tends to cake, simply with the desired amount and type of filler in a permanently free-flowing, convert powdery rubber filler batch. The fillers used as a grinding aid can Silicas, siliceous ingredients, chalk, talc, metal stearates or metal oxides.
Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Verfahren zur Herstellung eines pulverförmigen Kautschuk-Füllstoff-Batches, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein zerkleinerter, noch zum Verbacken neigender Kautschuk in einem Schnellmischprozeß mit Füllstoffen versetzt und in ein rieselfähiges Pulver umgewandelt wird.The invention accordingly relates to a method of production a powdery rubber-filler batch, which is characterized in that a comminuted, still tending to caking rubber in a rapid mixing process filled with fillers and converted into a free-flowing powder.
Le A 15 761 - 1 - Le A 15 761 - 1 -
B09848/0246B09848 / 0246
Zur Durchführung des Vfcx-f ahrens wird ein beliebiger Kautschuk, der zuvor einem Mahlprozeß unterworfen wurde, wobei kleine Mengen der obengenannten Füllstoffe (z.B. 2 - 3 Gew.-Teile pro 10Ö Gew.-Teile Kautschuk) als Mahlhilfe zugesetzt werden, sofort nach dem Mahlgang gemeinsam mit größeren Mengen Füllstoff in einem Rühraggregat vermischt (z.B. bei einer Umdrehungszahl von 1000 Upm 1 Minute)Any rubber, which has previously been subjected to a grinding process, with small amounts of the abovementioned fillers (e.g. 2 - 3 parts by weight per 10 parts by weight of rubber) can be added as a grinding aid, immediately after the grinding process together with larger amounts of filler mixed in a stirring unit (e.g. at a speed of 1000 rpm for 1 minute)
Als Füllstoffe kommen Ruße oder Kieselsäuren, kieselsäurehaltige Ingredienzien, Kreide, Talkum, Metallstearate und Metalloxide infrage.The fillers used are carbon blacks or silicas, ingredients containing silicic acid, chalk, talc, metal stearates and metal oxides in question.
Geeignete Ruße sind in der Tabelle 1 zusammengestellt, im Ausführungsbeispiel wurde der Ruß N-770 (nach ASTM D 75-68) verwendetSuitable carbon blacks are listed in Table 1; in the exemplary embodiment, carbon black N-770 (according to ASTM D 75-68) used
— 2 —- 2 -
S09S48/G246S09S48 / G246
N-330 HAFN-330 HAF
N-347 HAF-HSN-347 HAF-HS
N-358 SPFN-358 SPF
N-440 FFN-440 FF
N-472 - XCFN-472 - XCF
N-539 · FEF-LSN-539 · FEF-LS
N-550 FEFN-550 FEF
N-568 FEF-HS N-601 · ' HMFN-568 FEF-HS N-601 * 'HMF
N-660 GPFN-660 GPF
N-683 APFN-683 APF
N-761 SRF-LMN-761 SRF-LM
N-762 SRF-LM NSN-762 SRF-LM NS
N-770 SRF-HMN-770 SRF-HM
N-774 SRF-HM NSN-774 SRF-HM NS
N-785 MPFN-785 MPF
N-880 FTN-880 FT
N-907 MT-NSN-907 MT-NS
N-990 MTN-990 MT
Bei dem Rülirvorgang zieht der Füllstoff auf das aus der Mühle gewonnene, noch zum Verbacken neigende Kautschukpulver auf und es resultiert ein einwandfreier, rieselfähiger Kautschuk-Füllstoff -Batch (Schüttdichte 0,4 - 0,5 g/cm3).During the ruling process, the filler is absorbed by the rubber powder, which is still prone to caking and obtained from the mill, and the result is a flawless, free-flowing rubber-filler batch (bulk density 0.4-0.5 g / cm 3 ).
Die zum Durchmischen der Kautschuk-Füllstoff-Kombinationen verwendeten Rührwerkzeuge sollen eine Umdrehungszahl von - 5000 Upm, vorzugsweise von 1000 Upm, aufweisen. Der Rührbehälter soll mit einem Doppelmantel ausgerüstet sein, so daß eine Kühlmöglichkeit gegeben ist; die Wandtemperatur soll bei 200C liegen. Das zu verarbeitende Material soll eine Temperatur von 20 - 800C, vorzugsweise 500C, beim Rührprozeß erhalten.The stirring tools used to mix the rubber-filler combinations should have a speed of - 5000 rpm, preferably 1000 rpm. The stirred tank should be equipped with a double jacket so that there is a possibility of cooling; the wall temperature should be 20 ° C. The material to be processed to a temperature of 20 - obtained 80 0 C, preferably 50 0 C while stirring process.
Der Volumeninhalt des verwendeten Rührkessels kann zwischenThe volume of the stirred tank used can be between
Le A 15 761 - 3 - Le A 15 761 - 3 -
50984-8/0246-50984-8 / 0246-
10 und 2000 1 betragen. Die Leistungsaufnahme soll zwischen 7 und 200 Ampere, vorzugsweise aber bei 60 Ampere, liegen. Im vorliegenden Fall wurde ein 80 1-Rührbehälter verwandt, wobei die Rührwerkzeuge mit einem 45 KW-Motor angetrieben wurden. 10 and 2000 are 1. The power consumption should be between 7 and 200 amps, but preferably 60 amps. In the present case, an 80 1 stirred tank was used, with the stirring tools were driven by a 45 KW motor.
Die Füllung lag bei 70 %. Die verwendeten Ruhrwerkzeuge können sowohl als Stollenschaufel wie auch als doppelstöckiges Variantwerkzeug (Figur 1) wie auch als Kreiselsogmesser mit Bodenräumer (Figur 2) ausgebildet sein. Solche Werkzeuge sind handelsüblich. Der Rührvorgang kann in einer Zeit von 1-5 Minuten abgewickelt werden, vorzugsweise jedoch in 1 Minute bei der gegebenen Umdrehungszahl von 1000 Upm. Die Rührkessel können sowohl vertikal als auch horizontal angeordnet sein, wobei die horizontale Anordnung auch eine kontinuierliche Durchführung des Rührverfahrens gestatten würde.The filling was 70 %. The agitator tools used can be designed both as a cleat shovel and as a double-deck variant tool (FIG. 1) as well as a rotary suction knife with a bottom clearer (FIG. 2). Such tools are commercially available. The stirring process can be completed in a time of 1-5 minutes, but preferably in 1 minute at the given speed of 1000 rpm. The stirred tanks can be arranged both vertically and horizontally, the horizontal arrangement also allowing the stirring process to be carried out continuously.
Als Vorteil des genannten Verfahrens kann also gelten, daß zum Verbacken neigende Kautschukpulver, die sich nicht über längere Zeit rieselfähig halten lassen, bedingt durch beispielsweise zu hohen cold flow (4-20 mg/min, Meßmethode siehe weiter unten) durch ein einfaches, dem Mahlgang nachgeschaltetes Rührverfahren in einen rieselfähigen Kautschuk-Füllstoff-Batch verwandelt werden können, owbei die erreichte Rieselfähigkeit gemessen nach ASTM-D 1937-62 (Packstärke) mit 30 lbs als sehr gut zu bezeichnen ist. Das Rührwerkzeug kann derart von der Mahlanlage separiert werden, daß auf einfache Weise helle und rußhaltige Kautschuk-Füllstoff-Batches hergestellt werden können, ohne daß die Mahlanlage selber verschmutzt oder zur jeweiligen Umstellung gesäubert werden muß. An advantage of the process mentioned can therefore be that rubber powder which tends to cake and which cannot be kept free-flowing over a long period of time, due, for example, to excessive cold flow (4-20 mg / min, measurement method see below), by a simple, dem The stirring process downstream of the milling process can be converted into a pourable rubber-filler batch, although the pourability achieved, measured according to ASTM-D 1937-62 (pack strength) of 30 lbs, can be described as very good. The agitator can be separated from the grinding system in such a way that light-colored and soot-containing rubber-filler batches can be produced in a simple manner without the grinding system itself having to be soiled or cleaned for the respective changeover .
In dem Verfahren der Erfindung werden demnach aus noch zum Zusammenkleben neigenden Kautschukteilchen, bevorzugt mit einem Durchmesser von 500 - 2000/U rieselfähige Kautschukpulver hergestellt, wobei ein Füllstoff (Ruße oder helle Füllstoffe der ge-In the method of the invention, therefore, they are still to be glued together rubber particles with a tendency, preferably with a diameter of 500 - 2000 / U free-flowing rubber powder produced, where a filler (carbon blacks or light-colored fillers of the
Le A 15 761 " 4 "Le A 15 761 " 4 "
5098A8/02485098A8 / 0248
. β.. β.
nannten Art) in Mischaggregaten bei Umdrehungszahlen von 200 5000 Upm, vorzugsweise bei 1000 Upm, 1-2 Minuten zugemischt wird und die Energieaufnahme zwischen 7 - 200 Ampere liegt.named type) in mixing units at speeds of 200 5000 rpm, preferably at 1000 rpm, mixed in for 1-2 minutes and the energy consumption is between 7 and 200 amperes.
Dabei zieht der Füllstoff (5 - 100 phr) so schnell auf die noch etwas klebrigen Kautschukpartikel, daß innerhalb kürzester Zeit (1 Minute) ein einwandfrei rieselfähiger Kautschuk-Füllstoff -Batch erhalten wird. Die Teilchengröße des Kautschuk-Füllstoff -Batches entspricht der Teilchengröße der eingesetzten Kautschukpartikel.The filler (5 - 100 phr) pulls so quickly onto the somewhat sticky rubber particles that within a very short time Time (1 minute) a perfectly free-flowing rubber-filler batch is obtained. The particle size of the rubber filler -Batches corresponds to the particle size of the rubber particles used.
Le A 15 761Le A 15 761
509848/0246509848/0246
Polybutadien wird unter Zusatz von 3 phr Kieselsäure gemahlen. Das stark zum Kleben neigende Pulver wurde in einem
Schnellmischer bei 1000 .Upm mit 10 phr SRF-Ruß (N-770) versetzt.
Nach 1 Minute konnte das rieselfähige Produkt abgezogen werden. Die Teilchengröße liegt bei 1,2 mm; Schüttdichte
gemessen nach DIN 53 468 bei 0,5 g/cm .Polybutadiene is ground with the addition of 3 phr silica. The powder, which has a strong tendency to stick, was in one
High-speed mixer at 1000 rpm mixed with 10 phr SRF carbon black (N-770). After 1 minute, the free-flowing product could be drawn off. The particle size is 1.2 mm; Bulk density measured according to DIN 53 468 at 0.5 g / cm.
Auf gleiche Art und Weise wurden Naturkautschuk, Styrol-Butadien-Copolymerisat, Äthylen-Propylen-Terpolymer etc. in entsprechende rieselfähige Batches verwandelt.Natural rubber, styrene-butadiene copolymer, Ethylene-propylene terpolymer etc. transformed into corresponding free-flowing batches.
Das Verfahren ist auch für alle anderen, hier nicht genannten Kautschuktypen anwendbar.The process can also be used for all other types of rubber not mentioned here.
Meßmethode cold flow:Measurement method cold flow:
Der Zylinder des Gerätes wird mit 1,5g Polymerisat gefüllt;
die Ausflußdüse
nuten gelagert.The cylinder of the device is filled with 1.5 g of polymer; the outlet nozzle
grooves stored.
die Ausflußdüse mit 1 kg Gewicht belasted und bei 50°C 10 Mi-the outlet nozzle is loaded with 1 kg weight and at 50 ° C 10 min
Danach Prüfgerät entlasten und eventuell überstehendes Polymerisat sauber abschneiden.Then relieve the test device and any protruding polymer cut cleanly.
Jetzt Prüfgerät weitere 30 Minuten unter 1 kg Belastung bei 500C lagern, wobei das Polymerisat freien Ausfluß hat.Now store the test device for a further 30 minutes under 1 kg load at 50 ° C., the polymer flowing out freely.
Der Austrieb wird abgeschnitten und auf tausendstel Gramm ge wogen . The shoot is cut off and weighed to the nearest thousandth of a gram.
Der kalte Fluß wird in mg/min ausgedrückt. The cold flow is expressed in mg / min.
Jedes Polymerisat 6 mal prüfen und Mittelwert angeben. Check each polymer 6 times and state the mean value.
Le A 15 761Le A 15 761 ££
— D —- D -
509848/0246509848/0246
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