HU221383B1 - Carbon blacks and preparations incorporating carbon blacks - Google Patents

Carbon blacks and preparations incorporating carbon blacks Download PDF

Info

Publication number
HU221383B1
HU221383B1 HU9401197A HU9401197A HU221383B1 HU 221383 B1 HU221383 B1 HU 221383B1 HU 9401197 A HU9401197 A HU 9401197A HU 9401197 A HU9401197 A HU 9401197A HU 221383 B1 HU221383 B1 HU 221383B1
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
carbon black
furnace
furnace carbon
value
adsorption
Prior art date
Application number
HU9401197A
Other languages
English (en)
Other versions
HU9401197D0 (en
HUT71052A (en
Inventor
Bruce E Mackay
Mark A Wilkinson
Barrie J Yates
Original Assignee
Cabot Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=26766084&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=HU221383(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Cabot Corp filed Critical Cabot Corp
Publication of HU9401197D0 publication Critical patent/HU9401197D0/hu
Publication of HUT71052A publication Critical patent/HUT71052A/hu
Publication of HU221383B1 publication Critical patent/HU221383B1/hu

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/44—Carbon
    • C09C1/48—Carbon black
    • C09C1/50—Furnace black ; Preparation thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/19—Oil-absorption capacity, e.g. DBP values
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/22—Rheological behaviour as dispersion, e.g. viscosity, sedimentation stability

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

A találmány olyan új kemencekormokra vonatkozik, amelyek előnyöstulajdonságokat kölcsönöznek a gumi- és a műanyag kompozícióknak,továbbá alkalmasak a lámpakormok, a termális kormok és akoromkeverékek helyettesítésében történő felhasználásra. A találmánykiterjed az új kemencekormokat tartalmazó gumi- és műanyagkészítményekre is. Ezek az ugyancsak új kompozíciók akeverékmegmunkálási jellemzők és a fizikai tulajdonságok előnyöskombinációjával rendelkeznek. ŕ

Description

A találmány tárgyát olyan új kemencekormok képezik, amelyek széles körben felhasználhatók, s különösen jól alkalmazhatók műanyag és gumikészítményekben. A találmány tárgyához tartoznak az új kemencekormokat tartalmazó készítmények is.
A kemencekormok jól alkalmazhatók pigmentekként, töltőanyagokként, erősítő-, illetve merevítőanyagokként, valamint számos további területen is felhasználást nyernek. A kemencekormok a gumikészítmények és a műanyag készítmények előállítása során széles körben kerülnek felhasználásra, ahol is igen lényeges a keverékmegmunkálási jellemzők optimális kombinációjának és a legyártott alkatrészek kívánt fizikai tulajdonságainak az elérése.
A kemencekormokat általában az olyan tulajdonságaik alapján jellemzik, amilyen például - korlátozó jelleg nélkül - a felületi felszíni területük, a felületi kémiai tulajdonságaik, az aggregátumméreteik, valamint a részecskeméreteik (szemcseméreteik). A kemencekormok jellemzőit analitikai módon a szakterületen ismert vizsgálati módszerek segítségével lehet meghatározni. Ezek közé az analitikai eljárások közé tartozik például a jódadszorpciós szám (I2No.) meghatározása, a dibutil-ftalát-adszorpció (DBP) mérése, a színezési érték (TINT) vizsgálata, a Stokes-átmérő (Dst) és a Stokesátmérő móduszának (Dmode) a meghatározása, valamint az M-arány kiszámítása, amely arány nem más, mint a közepes Stokes-átmérő és a Stokes-átmérő móduszának hányadosa (M-arány=Dst/Dmode).
A technika állása szerint számos szabadalmi dokumentum ismert ezen a szakterületen. Ezek közé tartoznak például a következők: a 4,366,139 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás; a 4,221,772 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás; a 3,799,788 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás; a 3,787,562 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás; az 1279991 számú szovjetunióbeli szabadalmi bejelentés; a 455504 számú kanadai szabadalmi bejelentés; a 61-047759 számú japán szabadalmi bejelentés; az 1022988 számú nagy-britanniai szabadalmi bejelentés, továbbá a 61-283635 számú japán szabadalmi bejelentés. Különböző kemencekormok váltak ismertté a következő irodalmi helyekről: JP02011664; JP01229074; JP2308835. Az előbbiekben említett szabadalmi leírások egyike sem ismerteti a jelen találmány szerinti kemencekormokat. Ezen túlmenően az is megállapítható, hogy az itt hivatkozott szabadalmi leírások, illetve bejelentések azokról az alkalmazási lehetőségekről sem tesznek említést, amelyek során a találmány szerinti kemencekormokat a jelen megoldások során felhasználjuk.
A kemencekormok több olyan, új osztályát állítottuk elő, amelyek igen előnyösen alkalmazhatók különféle gumi- és műanyag készítményekben. Az ezen a területen történő felhasználás szempontjából igen lényegesek az olyan keverékmegmunkálási jellemzők és fizikai tulajdonságok, amilyen például a keverési energia, a viszkozitás, a térhálósodási (cure) sebesség, az extrudálási zsugorodás, a nyújthatóság, a kifáradási élettartam, a nyomó kísérletsorozat, a keménység, az elektromos ellenállás és a felületi külső kép. Azt találtuk, hogy a találmány szerinti kemencekormok az előbbiekben felsorolt tulajdonságok olyan egyedi kombinációival rendelkeznek, amelyek alapján különösen alkalmasak az extrudált, olvasztott alkatrészekben, valamint a tömlőkben és hevederekben történő felhasználásra.
A találmány szerinti kemencekormok első osztályába tartoznak azok a kemencekormok, amelyek 12-18 mg/g értékű jódadszorpciós számmal (I2No.) és 28-33 cm3/100 g értékű dibutil-ftalát-adszorpcióval (DBP) rendelkeznek. Előnyösen az ebbe az osztályba tartozó kemencekormokat az jellemzi, hogy jódadszorpciós számuk értéke 14-18 mg/g, legelőnyösebben 15 mg/g.
A találmány szerinti kemencekormok további osztályába tartoznak azok a kemencekormok, amelyek 33-70 mg/g értékű jódadszorpciós számmal (I2No.), 28-60 cm3/100 g értékű dibutil-ftalát-adszorpcióval (DBP), továbbá 1,25-2,00 értékű M-aránnyal rendelkeznek.
A találmány szerinti kemencekormok harmadik osztályába tartoznak azok a kemencekormok, amelyek 42-50 mg/g értékű jódadszorpciós számmal (I2No.), 61-105 cm3/100 g értékű dibutil-ftalát-adszorpcióval (DBP), továbbá 1,25-2,00 értékű M-aránnyal rendelkeznek.
A találmány szerinti kemencekormok negyedik osztályába tartoznak azok a kemencekormok, amelyek 51-62 mg/g értékű jódadszorpciós számmal (I2No.), 61-125 cm3/100 g értékű dibutil-ftalát-adszorpcióval (DBP), továbbá 1,25-2,00 értékű M-aránnyal rendelkeznek.
A találmány szerinti kemencekormok ötödik osztályába tartoznak azok a kemencekormok, amelyek 63-70 mg/g értékű jódadszorpciós számmal (I2No.), 61-105 cm3/100 g értékű dibutil-ftalát-adszorpcióval (DBP), továbbá 1,25-2,00 értékű M-aránnyal rendelkeznek.
A találmány oltalmi körébe tartoznak a gumi- és műanyag készítmények olyan új osztályai is, amely osztályokba tartozó készítmények a találmány szerinti kemencekormokat tartalmazzák.
A találmány szerinti kemencekormokat egy olyan kemencekorom-reaktorral állíthatjuk elő, amely kemencekorom-reaktor egy égési szakasszal, egy átmeneti szakasszal és egy reakciószakasszal rendelkezik. A kemencekormot eredményező kiindulási anyagot egy forró égetőgázáramba injektáljuk. A forró égetőgázok és a betáplált kiindulási anyag így nyert keverékét a reakciószakaszba továbbítjuk. A találmány szerinti kemencekormok kialakulását követően a keverék kvencselésével leállítjuk a kemencekormot eredményező kiindulási anyag pirolízisét. Előnyösen a pirolízist egy kvencselőfolyadéknak az injektálásával állítjuk le. A találmány szerinti, új kemencekormok előállítási eljárását a későbbiekben részletesen ismertetjük.
Azok a gumik és műanyagok, amelyek esetében a találmány szerinti, új kemencekormok hatékonyan alkalmazhatók, magukban foglalják a természetes és a szintetikus gumikat és műanyagokat. A gumi vagy mű2
HU 221 383 Bl anyag 100 tömegrésznyi mennyiségére vonatkoztatva a kemencekorom-terméket általában a körülbelül 10 tömegrész és körülbelül 300 tömegrész közötti mennyiségben alkalmazhatjuk.
A találmány szerinti kemencekormok felhasználására alkalmas gumik és műanyagok magukban foglalják például a következő anyagokat: természetes gumi, szintetikus gumi és ezek származékai, például a klórozott gumi; olyan kopolimerek, amelyek körülbelül 10 tömeg% és körülbelül 70 tömeg% közötti mennyiségű szűrőiből, valamint körülbelül 90 tömeg% és körülbelül 30 tömeg% közötti mennyiségű butadiénből kerülnek előállításra, így például egy 19 tömegrész szűrőiből és 81 tömegrész butadiénből előállított kopolimer, egy 30 tömegrész szűrőiből és 70 tömegrész butadiénből előállított kopolimer, egy 43 tömegrész szűrőiből és 57 tömegrész butadiénből előállított kopolimer és egy 50 tömegrész szűrőiből és 50 tömegrész butadiénből előállított kopolimer; konjugált diének, például polibutadién, poliizoprén, poliklórprén stb. polimerei, valamint az ilyen konjugált diéneknek egy, a diénekkel kopolimerizálható, etiléncsoportot tartalmazó monomerrel alkotott kopolimerjei - az ilyen monomerek példái között megemlíthetők a következő vegyületek: szűrői, metilsztirol, klór-sztirol, akrilonitril, 2-vinil-piridin, 5-metil2-vinil-piridin, 5-etil-2-vinil-piridin, 2-metil-5-vinil-piridin, alkilhelyettesített akrilátok, vinil-keton, metil-viniléter, alfa-metilén-karbonsavak és ezek észterei, valamint amidjai, így például az akrilsavamid és a dialkil-akrilsavamid -; ugyancsak jól alkalmazhatók az olyan kopolimerek, amelyeket etilénből és más, nagyobb alfaolefinekből állítunk elő, így például propilénből, 1-buténből és 1-penténből; különösen előnyösek az olyan etilén-propilén kopolimerek, amelyekben az etiléntartalom a 20-90 tömeg% közötti tartományba esik, valamint az olyan etilén-propilén polimerek, amelyek továbbá egy harmadik monomert, így például diciklopentadiént, 1,4hexadiént és metilén-norbomént is tartalmaznak. Ugyancsak előnyösek az olefinek polimer keverékei, amilyen például a polipropilén és a polietilén.
A találmány szerinti kemencekormok közül előnyösek azok a kemencekormok, amelyek alkalmasak a természetes gumikba, szintetikus gumikba, műanyagokba vagy ezek keverékeibe történő beépülésre, valamint az ipari alkalmazásra, különösen az olyan esetekben, ahol nagy jelentősége van a keverék megmunkálhatósági és az alkatrész-kialakíthatósági jellemzőinek.
A találmány szerinti kemencekormok további előnyös vonása, hogy bizonyos találmány szerinti kemencekormok helyettesíthetik az olyan alkalmazások során felhasznált kemencekorom-keverékeket, amely alkalmazásokban a kívánt megmunkálhatósági jellemzők eléréséhez jelenleg kemencekormok keverékeinek felhasználására van szükség.
A találmány szerinti megoldás további előnyeire a következőkben, a találmány részletes ismertetése során mutatunk rá.
Az ábrák rövid ismertetése
Az 1. ábra a találmány szerinti kemencekormok előállítására alkalmas kemencekorom-reaktorok egyik típusának részletét keresztmetszeti nézet formájában mutatja be.
A 2. ábra egy adott minta esetén a Stokes-átmérő függvényében ábrázolja egy kemencekorom-minta agg5 regátumainak tömegszázalékos eloszlását.
A találmány szerinti kemencekormok osztályainak analitikai jellemzőit az alábbi, 1. táblázatban foglaljuk össze.
1. táblázat
Osztály IjNo. DBP M-arány
Első 12-18 28-33 -
Előnyös harmadik 14-18 28-33 -
Még előnyösebb harmadik 15 28-33 -
Második 33-70 28-60 1,25-2,00
Harmadik 42-50 61-105 1,25-2,00
Negyedik 51-62 61-125 1,25-2,00
Ötödik 63-70 61-105 1,25-2,00
A találmány szerinti kemencekormokat egy modulrendszerű [vagy más néven fokozatos (staged)] kemen25 cekorom-reaktorban állíthatjuk elő. A találmány szerinti kemencekormok előállítására felhasználható modulrendszerű kemencekorom-reaktorok egyik jellegzetes típusának egy részletét az 1. ábrán mutatjuk be. A jellegzetes modulrendszerű kemencekorom-reaktorok további rész30 létéi megtalálhatók például a 3,922,355 amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban. Egy, a találmány szerinti kemencekormok előállítására különösen alkalmas kemencekorom-reaktor kerül ismertetésre a 07/818,943 sorozatszámú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi bejelentésben (bejelentési nap: 1992. január 10.). A jelen leírásban ismertetett példákban szereplő kemencekormokat a 07/818,943 sorozatszámú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi bejelentésben leírt eljárás segítségével állítottuk elő.
A 07/818,943 sorozatszámú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi bejelentésben a kemencekormok előállítására egy olyan eljárást ismertetnek, amelynek során egy többfokozatú reaktor reakciós szakaszába kiegészítő szénhidrogént adnak, és a reakció primer égé45 sét és összégését úgy irányítjuk, hogy az eljárás SSIértéke nullánál kisebb legyen. Az eljárás SSI-értékét a következő összefüggés alapján lehet meghatározni:
SSI= ahol és
SASmf-SASah I SASmf| (1)
SASmf=
A(DBP)mf
A(Jódszám)mf
SASah=
A(DBP)ah
AQódszámjaj, (2)
HU 221 383 Bl valamint | SASmf | = az SASmf abszolút értéke;
A(DBP)mf= a kemencekorom DBPA-értékének változása a kiindulási anyag betáplálási áramlási sebességének változása hatására, miközben az eljárás további műveleti paramétereit állandó értéken tartjuk;
A(Jódszám)mf= a kemencekorom jódadszorpciós számának változása a kiindulási anyag betáplálást áramlási sebességének változása hatására, miközben az eljárás további műveleti paramétereit állandó értéken tartjuk;
A(DBP)ah= a kemencekorom DBPA-értékének változása a kiegészítő szénhidrogén betáplálást áramlási sebességének változása hatására, miközben az eljárás további műveleti paramétereit állandó értéken tartjuk;
A(Jódszám)ah= a kemencekorom jódadszorpciós számának változása a kiegészítő szénhidrogén betáplálást áramlási sebességének változása hatására, miközben az eljárás további műveleti paramétereit állandó értéken tartjuk.
A „kiegészítő szénhidrogén” hidrogénből vagy bármely olyan szénhidrogénből áll, amelyben a hidrogénnek a szénre vonatkoztatott mólaránya nagyobb, mint a kiindulási anyag hidrogén/szén mólaránya.
Az 1. ábra esetén a találmány szerinti kemencekormok előállítása egy olyan 2 kemencekorom-reaktorban végezhető, amely egy 11 konvergáló átmérőjű szakaszt magában foglaló 10 égetőszakasszal, 12 átmeneti szakasszal, 18 belépőszakasszal és 19 reakciószakasszal rendelkezik. A10 égetőszakasz átmérőjét - addig a pontig, ahol all konvergáló átmérőjű szakasz kezdődik az ábrán D-l jelzéssel tüntetjük fel; a 12 átmeneti szakasz átmérőjét D-2 jelzéssel láttuk el; a fokozatos 18 belépőszakasz átmérőit D-4, D-5, D-6 és D-7 jelzéssel mutatjuk; valamint a 19 reakciószakasz átmérőjét D-3-mal jelezzük. A 10 égetőszakasznak all konvergáló átmérőjű szakasz kezdetéig terjedő hosszát az ábrán L-l jelöli; a 11 konvergáló átmérőjű szakasz hosszát az L-2 jelzés mutatja; a 18 belépőszakasz hosszát L-3 jelzi; valamint a reaktor 18 belépőszakasza egyes fokozatainak hosszát L-4, L-5, L-6 és L-7 jelzés mutatja az ábrán.
A kemencekormok előállításához a 10 égetőszakaszban forró égetőgázokat fejlesztünk, amelynek során egy cseppfolyós vagy gáz halmazállapotú fűtőanyagot érintkezésbe hozunk egy megfelelő oxidálószer folyamatos áramával, például levegő- vagy oxigénárammal, illetve levegő és oxigén keverékeinek áramával stb. A forró égetőgázok fejlesztése érdekében az oxidálószer áramával a 10 égetőszakaszban történő érintkeztetéshez felhasználható fűtőanyagok között szerepel bármely olyan, könnyen éghető gáz, gőz vagy folyadék árama, amilyen például a természetes földgáz, a hidrogén, a szén-monoxid, a metán, az acetilén, az alkohol vagy a kerozin. Ugyanakkor általában előnyös az olyan fűtőanyagok alkalmazása, amelyek nagy széntartalmú komponensekkel, különösen előnyösen nagy széntartalmú szénhidrogénekkel rendelkeznek. A találmány szerinti kemencekormok előállítása során a levegőnek a természetes földgázra vonatkoztatott mennyisége előnyösen a körülbelül 10:1 és körülbelül 100:1 közötti tartományon belül változik. A forró égetőgázok fejlesztésének elősegítése érdekében az oxidálószer áramát előmelegíthetjük.
A forró égetőgázok a 10 égetőszakasz irányából a 11 konvergáló átmérőjű szakaszon keresztül a 12 átmeneti szakasz, majd a 18 belépőszakasz és végül a 19 reakciószakasz irányába áramlanak. A forró égetőgázok áramlásának irányát az ábrán a nyíl jelzi. A kemencekormot eredményező 30 kiindulási anyagot a 12 átmeneti szakaszban elhelyezkedő 32 pontnál és/vagy a 11 konvergáló átmérőjű szakaszban elhelyezkedő 70 pontnál vezetjük be. A kemencekormot eredményező szénhidrogén kiindulási anyagként történő felhasználásra alkalmas - azaz a reakció körülményei között jó illékonysággal rendelkező - anyagok közé tartoznak a következők: telítetlen szénhidrogének, például acetilén; olefinek, például etilén, propilén, butilén; aromás szénhidrogének, például benzol, toluol és xilol; bizonyos telített szénhidrogének; valamint más szénhidrogének, például kerozinok, naftalinok, terpének, etilénkátrányok, aromás gyűrűs vegyületek keverékei stb.
All konvergáló átmérőjű szakasz végétől a 32 pontig terjedő távolságot az F-l jelzés mutatja az ábrán. Általában a kemencekormot eredményező 30 kiindulási anyagot a forró égetőgázáram belső tereibe behatoló anyagáramok sokaságának formájában injektáljuk, biztosítva ezáltal, hogy a forró égetőgázok gyorsan elkeverednek a kemencekormot eredményező 30 kiindulási anyaggal, illetve gyorsan nyírják a kemencekormot eredményző 30 kiindulási anyagot, aminek eredményeképpen a kiindulási anyag gyorsan és tökéletesen elbomlik, s a kiindulási anyag a kívánt kemencekorommá alakul át.
A kiegészítő szénhidrogént a következő helyeken vezetjük be: a 72 szondán keresztül a 70 pontnál, vagy a kemencekorom-képző eljárás 12 átmeneti szakaszának oldalfalait alkotó falakban lévő 75 kiegészítő szénhidrogén-csatornákon keresztül, illetve a kemencekorom-formáló eljárás 18 és/vagy 19 reakciószakaszainak oldalfalait alkotó falakban lévő 76 kiegészítő szénhidrogén-csatornákon át. A kiegészítő szénhidrogént az első fokozatú fűtőanyag kezdeti égési reakcióját közvetlenül követő pont és a kemencekorom képződésének végét közvetlenül megelőző pont között bármely helyen be lehet vezetni, biztosítva ezáltal azt, hogy az el nem reagált kiegészítő szénhidrogén végül is belép a reakciós szakaszba.
A 32 pont és a 70 pont közötti távolságot Η-1 jelzéssel mutatjuk be az 1. ábrán.
Az alábbiakban ismertetett példákban a kiegészítő szénhidrogént három vagy négy olyan nyíláson keresztül vezettük be, amely nyílások ugyanabban a tengelysíkban vannak, mint a kemencekormot eredményező ki4
HU 221 383 Bl indulási anyag áramai. A kiegészítő szénhidrogént bevezető és a kiindulási anyagot bevezető nyílások váltakozó módon, egymástól egyenlő távolságra a 12 átmeneti szakasz külső széle körül kerülnek elrendezésre. Ugyanakkor megjegyezzük, hogy ez az elrendezés csak példa gyanánt szolgál, s semmiféle korlátozást nem jelent a kiegészítő szénhidrogén bevezetésére alkalmas módszerekre nézve.
A kemencekormot eredményező kiindulási anyag és a forró égetőgázok keveréke a 12 átmeneti szakaszon keresztül előbb a 18 belépőszakaszba, majd a 19 reakciószakaszba áramlik. A kemencekormok kialakulásakor a kémiai reakció leállítására a 62 pontnál elhelyezkedő 60 kvencselőt alkalmazzuk, ahol 50 kvencselőfolyadékot, például vizet injektálunk be. A 62 pont helyét a szakterületen a pirolízis leállítására szolgáló kvencselók helyzetének meghatározására szolgáló módszerek valamelyikének segítségével állapítjuk meg. A pirolízis leállítására szolgáló kvencselő helyzeti meghatározási módszereinek egyike szerint azt a pontot választják, ahol a kemencekoromra nézve elfogadható toluolos extraktumkoncentrációt érnek el. A toluolos extraktumkoncentráció mérését a következő standard vizsgálati módszer alkalmazásával lehet elvégezni: ASTM Test D1619-83 „Carbon Black Extractables - Toluene Discoloration”. Az 1. ábrán található Q jelzés a 18 belépőszakasz kezdete és a 62 kvencselőpont közötti távolságot jelzi, amely Q távolság a 60 kvencselő helyzetétől függően változik.
A forró égetőgázok és a kemencekormot eredményező kiindulási anyag keverékének a kvencselése után a lehűtött gázokat valamilyen hagyományos hűtő- és elválasztóberendezésbe vezetjük, majd a kemencekormokat kinyerjük, A kemencekoromnak a gázáramból történő elkülönítését könnyen megvalósíthatjuk a következő, hagyományos eszközök valamelyikének a segítségével : precipitátor, ciklonszeparátor vagy zsákos porszűrő. Az elválasztást követően pelletizálást végezhetünk, például egy nedves pelletizáló alkalmazásával.
A találmány szerinti kemencekormok analitikai és fizikai jellemzőinek az értékelésére a következő vizsgálati eljárásokat alkalmazzuk.
A kemencekormok jódadszorpciós számát (ENo.) a következő standard vizsgálati módszer szerint határoztuk meg: ASTM Test Procedure D 1510. A kemencekormok színezési erősségét (TINT) a következő standard vizsgálati módszer szerint határoztuk meg: ASTM Test Procedure D3265-85a. A kemencekormok dibutil-ftalát-adszorpcióját (DBP) a következő standard vizsgálati módszerben ismertetett eljárás szerint határoztuk meg: ASTM Test Procedure D3493-86. A kemencekormok cetil-trimetil-ammónium-bromid-adszorpciós értékét (CTAB) a következő standard vizsgálati módszer szerint határoztuk meg: ASTM Test Procedure D3765-85.
A kemencekormok Stokes-átmérő móduszát (Dmode) és Stokes-átmérőjét (Dst) a 2. ábrán látható hisztogramból állapítottuk meg, amely hisztogram a Stokes-átmérő függvényében ábrázolja egy kemencekorom-minta aggregátumainak tömegszázalékos eloszlását. A hisztogram elkészítéséhez szükséges adatokat egy lemezcentrifuga (disk centrifuge) alkalmazásával határoztuk meg. Ilyen lemezcentrifugát gyárt például a következő cég: Joyce Loebl Co. Ltd. of Tyne and Wear, Egyesült Királyság. A következő eljárás bizonyos módosításokat tartalmaz a Joyce Loebl lemezcentrifüga DCF 4.008 számú kezelési útmutatójában (1985. február 5.) a fenti adatok meghatározására ismertetett eljáráshoz képest.
Az eljárás a következő. A kemencekorom-minta 10 mg-ját (milligrammját) bemértük egy mérőedénybe, majd 10 térfogat% abszolút etanol és 90 térfogat% olyan desztillált víz oldatának 50 cm3-éhez adtuk, amely desztillált víz 0,05 térfogat% mennyiségben NONIDET P-40 felületaktív szert tartalmazott (a NONIDET P-40 egy, a Shell Chemical Co. által gyártott és forgalmazott felületaktív szer regisztrált védjegye). Az így nyert szuszpenziót ultrahang-energia segítségével 15 percen keresztül diszpergáltuk (a diszpergáláshoz egy, a Heat Systems Ultrasonics Inc., Farmingdale, New York, Amerikai Egyesült Államok által gyártott és forgalmazott Sonifier Model No. W 385 ultrahangos berendezést alkalmaztunk).
A lemezcentrifügás futtatás előtt a lemezcentrifügából nyert adatokat rögzítő számítógépbe a következő adatokat tápláltuk be:
1. A kemencekorom fajlagos sűrűsége, amely 1,86 g/cm3);
2. A víz-etanol elegyben diszpergált kemencekorom oldatának térfogata, ami ebben az esetben 0,5 cm3;
3. A spinfolyadék térfogata, ami ebben az esetben 10 cm3 víz;
4. A spinfolyadék viszkozitása, ami ebben az esetben 9,33 χ 10~4 Pa-s (0,933 centipoise) 23 °C hőmérsékleten;
5. A spinfolyadék sűrűsége, ami ebben az esetben 0,9975 g/cm3 23 °C hőmérsékleten;
6. A lemezsebesség, ami ebben az esetben percenként 8000 fordulat;
7. A mintavételi intervallum, ami ebben az esetben 1 másodperc.
A lemezcentrifuga - a stroboszkóp működésének ideje alatt - 8000 fordulat/perc sebességgel üzemel. A forgó lemezbe spinfolyadékként 10 cm3 desztillált vizet injektálunk. A turbiditási szintet 0-ra állítjuk. Ezt követően pufferfolyadékként 10 térfogat% etanol és 90 térfogat0/» víz elegyének 1 milliliterét injektáljuk be. A lemezcentrifuga megszakító- és gyorsítógombjainak a működtetésével a spinfolyadék és a pufferfolyadék között egyenletes koncentrációgradienst hozunk létre, és a gradienst vizuálisan folyamatosan figyeljük. Amikor a gradiens olyan egyenletessé válik, hogy a két folyadék között már nincs megkülönböztethető határfelület, a diszpergált kemencekorom vizes, etanolos oldatának 0,5 cm3-nyi mennyiségét injektáljuk a forgó lemezbe, majd azonnal megkezdjük az adatgyűjtést. Amennyiben áramlás lép fel, megszakítjuk a kísérletet. A lemez forgatását a vizes, etanolos oldatban lévő, diszpergált kemencekorom beinjektálását követően 20 percen keresztül folytatjuk. A 20 perces forgatás után a lemezt leállít5
HU 221 383 Β1 juk, megmérjük a spinfolyadék hőmérsékletét, majd a spinfolyadéknak a kísérlet kezdetén és a spinfolyadéknak a kísérlet végén mért hőmérsékletéből számított hőmérsékleti átlagértéket betápláljuk a lemezcentrifugából nyert adatokat rögzítő számítógépbe. Az adatokat a standard Stokes-egyenlet alapján analizáljuk, amelynek során a következő definíciókat alkalmazzuk:
Kemencekorom-aggregátum - diszkrét, merev kolloidális részecske, amely a legkisebb diszpergálható egység; nagymértékben összeállt részecskékből áll;
Stokes-átmérő - egy olyan gömbnek az átmérője, amely egy viszkózus közegben centrifugális vagy gravitációs erőtérben a Stokes-egyenletnek megfelelően szedimentálódik (ülepszik). A Stokes-átmérő vei egy nem gömb alakú tárgy, például egy kemencekorom-aggregátum is jellemezhető, feltéve, hogy úgy viselkedik, mint egy, a tárggyal azonos sűrűségű és szedimentációs sebességű, egyenletes merev gömb. A szokásos egységeket nanométeres átmérők formájában fejezzük ki.
Módusz (a találmány célkitűzéseinek szempontjából Dmode) - a Stokes-átmérő függvényében felvett eloszlási görbe csúcspontjának (lásd: 2. ábra A pont) megfelelő Stokes-átmérő.
Közepes Stokes-átmérő (a találmány célkitűzéseinek szempontjából Dst) - a Stokes-átmérő eloszlási görbéjének az a pontja, amelynél a minta 50 tömeg%-a vagy nagyobb, vagy kisebb. A meghatározás közepes értékét fejezi ki.
Az EPDM (etilén-propilén-dién-polimetilén) tartalmú kompozíciók (a továbbiakban EDPM-kompozíciók) moduluszát, nyújthatóságát és megnyúlását a következő standard viszgálati módszer szerint mértük: ASTM D412-87.
Az EPDM Shore szerinti ejtőkeménységét a következő standard vizsgálati módszer szerint határoztuk meg: ASTM D-2240-86.
Az EPDM-kompozíciók visszaugrási (rebound) adatait a következő standard vizsgálati módszer szerint határoztuk meg: ASTM Dl054. Ennek során egy, a Zwick of America, Inc. (Post Office Box 997, East Windsor, Connecticut 06088, Amerikai Egyesült Államok) által gyártott ZWICK Rebound Resilience Tester, Model 5109 berendezést alkalmaztunk. A visszaugrási értékek meghatározását a berendezéshez mellékelt instrukcióknak megfelelően végeztük.
Az EPDM-kompozíciók nyomó kísérletsorozatát a következő standard vizsgálati módszer szerint végeztük: ASTM D395. Ennek során a kompozíciót 67 °C hőmérsékleten 70 órán keresztül teszteltük.
Az EPDM-kompozíciók extrudálási térfogatésökkenését a következő standard vizsgálati módszer segítségével határoztuk meg: ASTM D-3674. Az extrudálási térfogatcsökkenést BRABENDER extruderen mértük, 100 °C hőmérsékleten és percenkénti 50 fordulatszám mellett, miközben 5 mm átmérőjű extrudálószerszámot alkalmaztunk.
Az EPDM-kompozíciók viszkozitását a következő standard vizsgálati módszer segítségével határoztuk meg: ASTM D-1646. Ennek során egy Monsanto MPT kapilláris reométert használtunk, miközben a hőmérsékletet 100 °C értéken tartottuk, és egy olyan szerszámot alkalmaztunk, amely L/D’ = 16 aránnyal és D = 0,0787 mm (milliméter) értékkel rendelkezett. A nyírási sebesség a 10 1/másodperc és 150 1/másodperc tartományban volt.
A keverési energia a kompozíciókkal közölt összenergia-mennyiség, amelyet a keverési ciklus ideje alatt felvett keverési forgatónyomaték-görbe integrálásával határozunk meg (ennek részletes leírását a későbbiekben adjuk meg).
Az EPDM-kompozíciók keményedési jellemzőit egy Monsanto MDR keményedésmérő berendezés segítségével határoztuk meg, miközben a hőmérsékletet 160 °C értéken tartottuk. Az EPDM-kompozíciók példáiban a következő jellemzőket adjuk meg: a 90%-os keményedési reakció eléréséhez szükséges idő (f 90); a keményedési reakció ideje alatti teljes forgatónyomatékváltozás (AL); valamint a keményedési sebességindex {CRI; [CRI=l/(t’90-tsl)x 100], ahol tsl jelentése az az idő, amelynél a forgatónyomaték minimumértéke (a tsiet másképpen szkorcsolási időnek is nevezik)}. A vizsgálatokat a Monsanto MDR keményedésmérő berendezéshez adott instrukcióknak megfelelően végeztük.
A kompozíció fajlagos elektromos ellenállását plakkmintákon mértük. A plakkminták 5,8 cm (2 inch) szélességűek, 15,2 cm (6 inch) hosszúságúak és 2,16 mm (0,085 inch) vastagságúak voltak. A plakkokat mindkét végükön lefestettük 1,27 cm szélességben ezüstfestékkel. A stabil leolvasás biztosítása érdekében a mintákat kondicionáltuk, amelynek során az egyes darabokat szobahőmérsékletről 100 °C hőmérsékletre melegítettük, majd visszahűtöttük szobahőmérsékletre, s ezt követően a mintákat 24 órán keresztül 90 °C hőmérsékleten öregítettük. A stabilizált ellenállást az öregítési ciklus végén mértük, majd a mérést megismételtük azt követően, hogy a minta már visszahűlt szobahőmérsékletre.
A találmány szerinti megoldás hatékonyságának és előnyeinek további illusztrálását a következő példák segítségével végezzük.
1-4. példa
A találmány szerinti, új kemencekormok egyes példáit a leírásban általános formában ismertetett, valamint az 1. ábrán bemutatott reaktor segítségével állítottuk elő. Ennek során a 3. táblázatban összefoglalt reaktorkörülményeket és geometriai méreteket alkalmaztuk. Az égetési reakcióban felhasznált fűtőanyag természetes földgáz volt. Az alkalmazott kiegészítő szénhidrogén ugyancsak természetes földgáz volt. Az eljárásban felhasznált folyékony kiindulási anyag a következő, 2. táblázatban feltüntetett jellemzőkkel rendelkezett.
2. táblázat
A kiindulási anyag jellemzői
Hidrogén/szén arány 0,93
Hidrogén (tömeg%) 7,19
HU 221 383 Β1
2. táblázat (folytatás)
A kiindulási anyag jellemzői
Szén (tömeg%) 92,1
Kén (tömeg%) 0,3
Nitrogén (tömeg%) 0,41
A.P.I. fajsúly 15,6/15,6 °C (60/60 °F) [ASTM D-287] -1,6
Fajlagos fajsúly 15,6/15,6 °C (60/60 °F) [ASTM D-287] 1,092
A kiindulási anyag jellemzői
Viszkozitás, SUS (54,4 °C) m2/s [ASTMD-88] 2,6 xlO-5
Viszkozitás, SUS (98,9 °C) m2/s [ASTMD-88] 5,2 xlO-6
BMCI (Viszk.-fajsúly) 133
A reaktorkörülményeket és a reaktor geometriai jellemzőit az alábbi, 3. táblázatban foglaljuk össze.
3. táblázat
A reaktor geometriai jellemzői és műveleti körülményei
A példa száma 1 2 3 4
D-l (m) 0,18 0,18 0,18 0,18
D 2 (m) 0,11 0,11 0,13 0,13
D-2 (m) 0,69 0,69 0,91 0,69
D-4 (m) 0,25 0,25 0,26 0,36
D-5 (m) 0,69 0,69 0,33 0,69
D-6 (m) 0,69 0,69 0,91 0,69
D-7 (m) 0,69 0,69 0,91 0,69
L-l (m) 0,61 0,61 0,61 0,61
L-2 (m) 0,30 0,30 0,30 0,30
L-3 (m) 0,23 0,23 0,23 0,23
L-4 (m) 0,30 0,30 0,30 0,14
L-5 (m) 0,10 0,10 0,23 0,10
L-6 (m) 0,00 0,00 0,00 0,00
L-7 (m) 0,00 0,00 0,00 0,00
F-l (m) 0,11 0,11 0,11 0,11
Q(m) 7,93 7,93 7,93 7,93
Égetőlevegő (SCMS) 0,634 0,634 0,634 0,634
Égetőlevegő-előmelegítés (K) 755 755 755 755
Természetes foldgázégető (102xSCMS) 2,0 2,0 1,8 2,0
Kiindulási anyag befecskendező nyílás átmérője (cm) 0,218 0,198 0,185 0,206
Kiindulási anyag befecskendező nyílások száma 3 3 4 4
Kiindulási anyag betáplálási sebessége (104xm3/s) 2,1 1,9 1,3 2,1
Kiindulási anyag hőmérséklete (K) 463 451 467 415
K+ koncentráció (g/m3) 87,1 81,0 388,0 20,3
Kiegészítő szénhidrogén befecskendező nyílások száma (*) 3 3 4 4
Kiegészítő szénhidrogén betáplálási sebessége (ΙΟ2 χ SCMS) 3,5 2,1 3,1 0,0
Primer (elsődleges) égetés (%) 400 400 300 400
Teljes égetés (%) 22,5 25,4 22,9 25,8
(*) A kiindulási anyag cs a kiegészítő szénhidrogén betáplálási nyílása a reaktor széle körül, váltakozó sorrendben, azonos tengelysíkban kerültek elhelyezésre.
HU 221 383 Β1
Az 1-4. példa szerint előállított kemencekormokat analizáltuk. A kemencekormok analitikai adatait a köezt követően a fentiekben ismertetett eljárások alapján vetkező, 4. táblázatban foglaltuk össze.
4. táblázat
A kemencekormok analitikai jellemzői
A példa száma 1 2 3 4
Jódadszorpciós szám (I2No.) (mg/h) 13,6 28,0 40,7 57,9
Dibutil-ftalát-adszorpció (DBP) (cm3/100 g) 33 35,8 43,1 95,8
Cetil-trimetil-ammónium-bromidadszorpció (CTAB) (m2/g) 17,3 29,8 45,1 53,1
Színezési érték (TINT) (%) 33,4 54,7 85,6 74,2
Dmod (nm) 246 212 176 140
Dst (nm) 390 300 240 180
M-arány 1,58 1,42 1,36 1,29
Az 1-4. példa szerint előállított kemencekormokat korom az 5. táblázatban bemutatott analitikai tulajdonés négy kontroll-kemencekormot alkalmaztunk a követ- 25 Ságokkal rendelkezett, kező példákban. A négy (A-D) kontroll-kemence5. táblázat
A kontroll-kemencekormok analitikai jellemzői
Kontroll A B C D
Típus GPF FEF Thermal SRF
Jódadszorpciós szám (I2No.) (mg/g) 35,4 40,0 8,2 29,9
Dibutil-ftalát-adszorpció (DBP) (cm3/100 g) 91,0 111,7 37,5 68,5
Cetil-trimetil-ammónium-bromidadszorpció (CTAB) (m2/g) 35,9 44,3 9,9 30,1
Színezési érték (TINT) (%) 57,8 64,6 21,7 51,6
Dmode (nm) 206 144 416 256
Dst (nm) 220 186 492 288
M-arány 1,07 1,29 1,18 1,12
GPF=általános célú kemence
FEF=gyorsextrudáló kemence
Thermal=termális eljárással előállított kemencekorom SRF=félmerevítő kemence
Az 1-4. példa alapján előállított, találmány szerinti kemencekormokat EPDM (etilén-propilén-diénpolimetilén) készítményekbe építettük be, majd az így nyert kompozíciókat olyan EPDM-készítményekkel hasonlítottuk össze, amelyekbe a négy kontroll-kemencekormokat építettük be. Az EPDM-kompozíciókat úgy állítottuk elő, hogy valamennyi kemencekorom-mintát 200 tömegrész mennyiségben vittük be a 6. táblázatban látható összetételű EPDM-kompozí60 ciókba.
HU 221 383 BI
6. táblázat EPDM-kompozíciók
Alkotórész Tömegrész
EPDM 100
Kemencekorom 200
Sunpar 2280 olaj 100
Cink-oxid 5
Sztearinsav 1
TMTDS 2,7
Butyl Zimate 2,7
Methyl Zimate 2,7
Kén 0,5
Sulfasan R 1,7
EPDM - EXXON VISTALON*5600, gyártja és forgalmazza az Exxon Corporation, Houston, Texas, Amerikai Egyesült Államok; EPDM - EXXON VISTALON*5600, gyártja és forgalmazza az Exxon Corporation, Houston, Texas, Amerikai Egyesült Államok; Sunpar 2280 - Védjegyzett olaj, gyártja és forgalmazza a Sun Oil Company;
TMTDS - Tetramctil-tiuram-diszulfid;
Butyl Zimate - Védjegyzett cink-dibutil-ditiokarbamát, gyártja és forgalmazza az R. T. Vanderbilt Co.;
Methyl Zimate - Védjegyzett cink-dimetil-ditiokarbamát, gyártja és forgalmazza az R. T. Vanderbilt Co.;
Sulfasan R - Védjegyzett 4,4’-ditio-dimorfolin, gyártja és forgalmazza a Monsanto Co., St. Louis, Missouri, Amerikai Egyesült Államok.
Az EPDM-kompozíciókat a következő eljárás szerint állítottuk elő.
Egy Banbury BR keverőt beindítottunk és 45 °C hőmérsékleten, valamint 77 fordulat/perc rotorsebesség5 gél működtettük. EPDM-et adtunk a keverőbe és hozzávetőleg 30 másodpercen keresztül kevertettük. Az EPDM-hez hozzáadtuk a Sunpar 2280 olajat, a cinkoxidot és a sztearinsavat, majd a keveréket további körülbelül 2 percen keresztül kevertettük. Hozzáadtuk a kemencekormot a keverékhez és a keverőkamra hőmérsékletét hűtéssel csökkentettük, s így a hőmérsékletet hozzávetőleg 135 °C alatt tartottuk. A kemencekormot tartalmazó EPDM-kompozíciót körülbelül 4,5 percen keresztül kevertettük, majd ezt követően a keverékhez hozzáadtuk a keményítőszereket, a TMTDS-t, a Butyl Zimate-ot, a Methyl Zimate-ot, a kenet és a Sulfasan R-t. Az így nyert keveréket körülbelül 1,5 percen keresztül kevertettük, miközben a hőmérsékletet hozzávetőleg 135 °C alatt tartottuk. Ezt követően a készítmény20 sarzsot kinyertük a keverőbői, majd a fentiekben ismertetett analitikai módszerek segítségével elemeztük az anyagot.
Az 1 -4. példa alapján előállított, találmány szerinti kemencekormok alkalmazásával előállított EPDM25 kompozíciók a 7. táblázatban megadott fizikai jellemzőkkel rendelkeztek.
Az A-D kontroll-kemencekormokat tartalmazó EPDM-kompozíciókat a fentiekben ismertetett analitikai módszerek segítségével ugyancsak elemeztük. Az eredményeket az alábbi, 8-10. táblázatban foglaltuk össze, ahol a találmány szerinti kemencekormokat tartalmazó kompozíciókat az adott esetben legmegfelelőbb kontroll-kemencekormot tartalmazó EPDMkompozíciókkal hasonlítottuk össze.
7. táblázat
Összehasonlítás az EPDM-kompozíciók tulajdonságai között
A példa száma 1 2 3 4
A kemencekormok analitikai tulajdonságai
Jódadszorpciós szám (I2No.) (mg/g) 13,6 28,0 40,7 57,9
Dibutil-ftalát-adszorpció (DBP) (cm3/100 g) 37,1 35,8 43,1 95,8
Cetil-trimetil-ammónium-bromid-adszorpció (CTAB) (m2/g) 17,3 299,8 45,1 53,1
Színezést érték (TINT) (%) 33,4 54,7 85,6 74,2
Dmode (nm) 246 212 176 140
Dst (nm) 390 300 240 180
M-arány 1,58 1,42 1,36 1,29
Az EPDM-kompozíciók tulajdonságai 200 phr-nél
Viszkozitás (Pá s) 10 sec-1 12 100 10 900 14 100 23 700
Viszkozitás (Pá s) 150 sec1 1 540 1 590 1 720 3 130
Keverési energia (MJ/m3) 918 876 943 1 571
Extrudálási sebesség (g/perc) 35,3 42,3 34,8 50,6
HU 221 383 Bl
7. táblázat (folytatás)
A példa száma 1 2 3 4
Extrudálási térfogatcsökkenés (%) 37,6 43,0 41,1 12,5
t’90 (perc) 11,8 11,9 9,6 9,9
AL (g-m) 234 206 271 218
Keménység (Shore A) 57 65 65 79
E100 (104xN/m2) 184 175 192 628
Nyújthatóság (104xN/m2) 779 974 1 009 1 268
Megnyúlás a törésnél (%) 592 623 595 237
Visszaugrás (%) 51,7 43,7 34,2 30,5
Nyomó kísérletsorozat (%) (70 óra, 150 °C) 56 50 65 58
Fajlagos elektromos ellenállás (Q.cm) 25 °C 94 800 - 208 -
Fajlagos elektromos ellenállás (Q.cm) 90 °C 18 200 - 178 -
8. táblázat Az EPDM-kompozíciók tulajdonságainak összehasonlítása
A példa száma 1 C kontroll
A kemencekormok analitikai jellemzői
Jódadszorpciós szám (I2No.) (mg/g) 13,6 8,2
Dibutil-ftalát-adszorpció (DBP) (cm3/100 g) 371 37,5
Cetil-trimetil-ammónium-bromid-adszorpció (CTAB) (m2/g) 17,3 9,9
Színezési érték (TINT) (%) 33,4 21,7
Stokes-átmérő módusza (Dmode) (nm) 246 416
Közepes Stokes-átmérő (Dst) (nm) 390 492
M-arány (Közepes Stokes-átmérő/Stokes-átmérő módusza) 1,54 1,18
Az EPDM-kompozíciók tulajdonságai 200 phr-nél
Viszkozitás (Pá s) 10 sec-1 12 100 10 400
Viszkozitás (Pa-s) 150 sec-1 1 540 1 490
Keverési energia (MJ/m3) 918 799
Extrudálási sebesség (g/perc) 35,3 32,0
Extrudálási térfogatcsökkenés (%) 37,6 43,5
t’90 (perc) 11,8 13,2
AL(g-m) 234 220
Keménység (Shore A) 57 53
E100 (KExN/m2) 184 109
Nyújthatóság (104xN/m2) 779 933
Megnyúlás a törésnél (%) 592 794
Visszaugrás (%) 51,7 55,0
Nyomó kísérletsorozat (%) (70 óra, 150 °C) 56 54
HU 221 383 Β1
A 8. táblázatban összefoglalt adatok azt jelzik, hogy - összehasonlítva a termális kemencekormokkal - a találmány szerinti kemencekormok javított merevítő tulajdonságokat biztosítanak az EPDM-kompozíciók számára, különösen a nagyobb modulusz és nagyobb keménység vo- 5 natkozásában. Ily módon a találmány szerinti kemencekormok előnyös módon biztosítják azt a lehetőséget, hogy a találmány szerinti kemencekormokkal helyettesíthetők a termális kemencekormok, illetve a termális kemencekormokat tartalmazó kemencekorom-keverékek.
9. táblázat
Összehasonlítás az EPDM-kompozíciók tulajdonságai között
A példa száma 2 3 C kontroll D kontroll
A kemencekormok analitikai tulajdonságai
Jódadszorpciós szám (I2No.) (mg/g) 28,0 40,7 8,2 29,9
Dibutil-ftalát-adszorpció (DBP) (cm3/100 g) 35,8 43,1 37,5 68,5
Cetil-trimetil-ammónium-bromid-adszorpció (CTAB) (m2/g) 29,8 45,1 9,9 30,1
Színezési érték (TINT) (%) 54,7 85,6 21,7 51,6
Dmode (nm) 212 176 415 256
Dst (nm) 300 240 492 288
M-arány 1,42 1,36 1,18 1,12
Az EPDM-kompozíciók tulajdonságai 200 phr-nél
Viszkozitás (Pa-s) 10 sec-1 10 900 14 100 10 400 16 600
Viszkozitás (Pa-s) 150 sec-1 1 590 1 720 1490 1 880
Keverési energia (MJ/m3) 876 943 799 1 091
Extrudálási sebesség (g/perc) 42,3 3 408 32,0 36,8
Extrudálási térfogatcsökkenés (%) 43,0 41,1 43,5 23,8
t’90 (perc) 11,9 9,6 13,2 11,2
AL(gm) 206 271 220 270
Keménység (Shore A) 65 65 53 69
E100 (104xN/m2) 175 192 109 338
Nyújthatóság (104xN/m2) 974 1 009 933 989
Megnyúlás a törésnél (%) 623 595 794 421
Visszaugrás (%) 43,7 34,2 55,0 40,6
Nyomó kísérletsorozat (%) (70 óra, 150 °C) 50 65 54 57
A 9. táblázatban összefoglalt eredmények azt jelzik, hogy a találmány szerinti kemencekormok képesek kiváltani a termális és SRF típusú kemencekormok keverékeinek az alkalmazását, s kielégítő megjelenési jellemzőket biztosítanak a találmány szerinti kemencekor- 60 mókát tartalmazó készítményeknek. A 2. példa szerinti kemencekormot tartalmazó EPDM-kompozíció az extrudáláskor vagy a formáláskor textúráit felületű kidolgozást eredményez.
HU 221 383 Bl
10. táblázat
Az EPDM-kompozíciók tulajdonságainak összehasonlítása
A példa száma 4 A kontroll B kontroll
A kemencekormok analitikai jellemzői
Jódadszorpciós szám (I2No.) (mg/g) 57,9 35,4 40,0
Dibutil-ftalát-adszorpció (DBP) (cm3/100 g) 95,8 91,0 111,7
Cetil-trimetil-ammónium-bromid-adszorpció (CTAB) (m2/g) 53,1 35,9 44,3
Színezési érték (TINT) (%) 74,2 57,8 64,6
Stokes-átmérő módusza (Dmode (nm) 140 206 144
Közepes Stokes-átmérő (Dst) (nm) 180 220 186
M-arány (Közepes Stokes-átmérő/Stokes-átmérő módusza) 1,29 1,07 1,29
Az EPDM-kompozíciók tulajdonságai 200 phr-nél
Viszkozitás (Pá s) @10 sec-1 23 700 24 000 30 700
Viszkozitás (Pa-s) @150 sec-1 3 130 2 850 3 450
Keverési energia (MJ/m3) 1 581 1 252 1 561
Extrudálási sebesség (g/perc) 50,6 41,1 44,7
Extrudálási térfogatcsökkenés (%) 12,5 15,9 18,2
t’90 (perc) 9,9 7,41 7,45
AL(g-m) 218 299 293
Keménység (Shore A) 79 75 82
E100 (lOGN/m2) 628 493 650
Nyújthatóság (104xN/m2) 1 268 1 030 1 103
Megnyúlás a törésnél (%) 237 288 184
Visszaugrás (%) 30,5 34,5 31,0
Nyomó kísérletsorozat (%) (70 óra, 150 °C) 58 50 57
A 10. táblázatban összefoglalt eredmények azt jelzik, hogy a találmány szerinti kemencekormot tartalmazó EPDM-kompozíció nagyobb extrudálási sebes- 40 séggel rendelkezik, mint a kontroll-kemencekormokat tartalmazó EPDM-készítmények. Ennek eredményeképpen a találmány szerinti kemencekormokat tartalmazó EPDM-kompozíciókat nagyobb átmenóteljesítménnyel lehet extrudálni, mint a kontroli-kemencekor- 45 mókát tartalmazó EPDM-készítményeket.
A találmány szerinti kemencekormokat tartalmazó EPDM-kompozíciók ugyanakkor kisebb extrudálási térfogatcsökkenéssel rendelkeznek, aminek következtében az extrudálási művelet ideje alatt jobb méretkont- 50 rollt biztosítanak, mint a kontroll-kemencekormokat tartalmazó EPDM-készítmények.
A fentiekben ismertetett eredmények azt is jelzik, hogy a találmány szerinti kemencekormokat tartalmazó EPDM-kompozíciók minden vonatkozásban igen jó fi- 55 zikai tulajdonságokkal rendelkeznek. Ezen túlmenően a találmány szerinti kemencekormok a felszíni felületi terület és szerkezet olyan egyedi kombinációjával rendelkeznek, amelyek alapján különösen alkalmasak az olyan EPDM-kompozíciók előállítása során történő fel- 60 használásra, amely EPDM-kompozíciókat később UHF-keményítésnek vetik alá.
Nyilvánvaló, hogy a találmány leírása során ismertetett megoldások és példák csak illusztratív jellegűek, s a találmány oltalmi körét ezek semmilyen formában nem korlátozzák.

Claims (5)

1. Kemencekorom, azzal jellemezve, hogy
i) 12-18 mg/g értékű jódadszorpciós számmal és 28-33 cm3/100 g értékű dibutil-ftalát-adszorpcióval rendelkezik; vagy ii) 23-70 mg/g értékű jódadszorpciós számmal és 28-60 cm2/100 g értékű dibutil-ftalát-adszorpcióval, valamint 1,25-2,00 értékű M-aránnyal rendelkezik. (Elsőbbsége: 1993.06.25.)
2. Az 1. igénypont szerinti kemencekorom, azzal jellemezve, hogy a jóadszorpciós száma 15 mg/g. (Elsőbbsége: 1993.06. 25.)
3. Kemencekorom, azzal jellemezve, hogy
i) 42-50 mg/g értékű jódadszorpciós számmal, 61-105 cm3/100 g értékű dibutil-ftalát-adszorpcióval,
HU 221 383 Bl valamint 1,25-2,00 értékű M-aránnyal rendelkezik; vagy ii) 51-62 mg/g értékű jódadszorpciós számmal, 61-125 cm3/100 g értékű dibutil-ftalát-adszorpcióval, valamint 1,25-2,000 értékű M-aránnyal rendelkezik; 5 vagy iii) 63-70 mg/g értékű jódadszorpciós számmal, 61-105 cm3/100 g értékű dibutil-ftalát-adszorpcióval, valamint 1,25-2,000 értékű M-aránnyal rendelkezik.
(Elsőbbsége: 1992.08.27.)
4. Anyagkompozíció, azzal jellemezve, hogy egy, a gumik és műanyagok csoportjából kiválasztott anyagot, valamint egy l.i) igénypont szerinti kemencekormot tartalmaz; vagy egy, a gumik és műanyagok csoportjából kiválasztott anyagot, valamint egy l.ii) igénypont szerinti kemencekormot tartalmaz.
(Elsőbbsége: 1993.06.25.)
5. Anyagkompozíció, azzal jellemezve, hogy egy, a gumi és műanyagok csoportjából kiválasztott anyagot, valamint egy 3. i) igénypont szerinti kemencekormot tartalmaz; vagy egy, a gumik és műanyagok csoportjából kiválasz10 tott anyagot, valamint egy 3.ii) igénypont szerinti kemencekormot tartalmaz; vagy egy, a gumik és műanyagok csoportjából kiválasztott anyagot, valamint egy 3.iii) igénypont szerinti kemencekormot tartalmaz.
HU9401197A 1992-08-27 1993-08-27 Carbon blacks and preparations incorporating carbon blacks HU221383B1 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US93579492A 1992-08-27 1992-08-27
US8188193A 1993-06-25 1993-06-25
PCT/US1993/008129 WO1994005732A2 (en) 1992-08-27 1993-08-27 Carbon blacks

Publications (3)

Publication Number Publication Date
HU9401197D0 HU9401197D0 (en) 1994-07-28
HUT71052A HUT71052A (en) 1995-11-28
HU221383B1 true HU221383B1 (en) 2002-09-28

Family

ID=26766084

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU9401197A HU221383B1 (en) 1992-08-27 1993-08-27 Carbon blacks and preparations incorporating carbon blacks

Country Status (17)

Country Link
US (1) US5456750A (hu)
EP (3) EP0911371B1 (hu)
JP (1) JP3213908B2 (hu)
KR (1) KR100296566B1 (hu)
CN (1) CN1052253C (hu)
AU (1) AU673855B2 (hu)
BR (1) BR9305623A (hu)
CA (1) CA2121693A1 (hu)
CZ (1) CZ284059B6 (hu)
DE (2) DE69327226D1 (hu)
ES (1) ES2141773T5 (hu)
HK (1) HK1016417A1 (hu)
HU (1) HU221383B1 (hu)
RU (1) RU2118974C1 (hu)
SG (1) SG49945A1 (hu)
UA (1) UA39863C2 (hu)
WO (1) WO1994005732A2 (hu)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5688317A (en) * 1992-08-27 1997-11-18 Cabot Corporation Carbon blacks
MY115289A (en) 1992-08-27 2003-05-31 Cabot Corp Carbon blacks containing epdm compositions having either a high gloss or a textured matte finish
ES2116589T5 (es) * 1994-02-25 2004-04-16 Cabot Corporation Negros de humo.
AU733856B2 (en) * 1994-02-25 2001-05-31 Cabot Corporation Carbon blacks
US5426147A (en) * 1994-05-03 1995-06-20 Cabot Corporation Low permeability rubber compositions
US5972826A (en) * 1995-03-28 1999-10-26 Cabot Corporation Densified carbon black adsorbent and a process for adsorbing a gas with such an adsorbent
US5877250A (en) * 1996-01-31 1999-03-02 Cabot Corporation Carbon blacks and compositions incorporating the carbon blacks
WO1998038685A2 (en) * 1997-02-26 1998-09-03 Columbian Chemicals Company Use of thermal carbon black as anode material for lithium-ion batteries
KR100512883B1 (ko) * 1998-11-07 2005-10-26 코리아카본블랙 주식회사 고무보강성이 우수하고 고농도배합이 가능한 카본블랙
US20010036993A1 (en) * 1999-08-27 2001-11-01 Mcnutt Jamie J. Large sized carbon black particles to reduce needed mixing energy of high hardness, stiff tire compositions
DE10107228A1 (de) * 2001-02-16 2002-09-05 Degussa Ruß, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung
US6660795B2 (en) * 2001-03-13 2003-12-09 Therm-O-Disc, Incorporated PTC conductive polymer compositions
US6645287B2 (en) 2001-04-27 2003-11-11 Cabot Corporation Coating compositions comprising high t-area carbon products
JP4342123B2 (ja) * 2001-06-06 2009-10-14 アドバンスト・キャパシタ・テクノロジーズ株式会社 残存活性酸化水素の除去方法
DE10340884A1 (de) 2003-09-04 2005-03-31 Riebel, Ulrich, Prof. Dr.-Ing. Verfahren zur Herstellung von Ruß oder anderen Flammenaerosolen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
CN100441640C (zh) * 2003-09-26 2008-12-10 三菱化学株式会社 炭黑和使用炭黑的记录液
DE10356934A1 (de) * 2003-12-05 2005-06-30 Robert Bosch Gmbh Gummimaterial und Verfahren zur Herstellung desselben
US20070104636A1 (en) * 2004-05-04 2007-05-10 Kutsovsky Yakov E Carbon black and multi-stage process for making same
US7617870B1 (en) 2008-05-14 2009-11-17 Halliburton Energy Services, Inc. Extended cement compositions comprising oil-swellable particles and associated methods
BRPI0622123A8 (pt) * 2006-11-13 2017-12-26 Soc Tech Michelin Composição elastomérica, pneu, e, método de produção do mesmo
US8501148B2 (en) 2007-04-24 2013-08-06 Cabot Corporation Coating composition incorporating a low structure carbon black and devices formed therewith
US8685903B2 (en) 2007-05-10 2014-04-01 Halliburton Energy Services, Inc. Lost circulation compositions and associated methods
US8729158B2 (en) * 2008-09-05 2014-05-20 Cabot Corporation Fumed silica of controlled aggregate size and processes for manufacturing the same
US8038971B2 (en) * 2008-09-05 2011-10-18 Cabot Corporation Fumed silica of controlled aggregate size and processes for manufacturing the same
US7934554B2 (en) * 2009-02-03 2011-05-03 Halliburton Energy Services, Inc. Methods and compositions comprising a dual oil/water-swellable particle
CN102858886A (zh) 2009-04-07 2013-01-02 森馨颜色有限责任公司 自分散颗粒及其制造方法和其用途
JP5038449B2 (ja) * 2010-03-09 2012-10-03 キヤノン株式会社 画像形成装置
JP2020073618A (ja) * 2017-01-27 2020-05-14 ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社 ゴム組成物及びその製造方法
WO2018235587A1 (ja) * 2017-06-22 2018-12-27 Nok株式会社 防振ゴム用ゴム組成物
US20230048540A1 (en) * 2020-01-12 2023-02-16 Pcbl Limited Carbon black composition to improve aesthetic and mechanical properties of elastomer compounds

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA455504A (en) 1949-03-29 Columbian Carbon Company Carbon black
US818943A (en) 1905-03-11 1906-04-24 Driggs Seabury Ordnance Corp Shell-fuse.
GB130390A (en) * 1917-04-16 1919-08-07 Louis Renault Improvements in Endless Track Motor Vehicles.
GB1011905A (en) * 1963-04-22 1965-12-01 Commercial Solvents Corp Improvements in or relating to the preparation of carbon black
US3333979A (en) 1963-09-10 1967-08-01 Columbian Carbon Method of treating carbon black
US3787562A (en) 1969-01-02 1974-01-22 Cities Service Co Carbon blacks having improved dispersion and platewear characteristics
ES381515A1 (es) * 1969-10-02 1973-04-16 Continental Carbon Co Aparato y procedimiento para la produccion de negro de humode horno de petroleo.
US3961902A (en) * 1972-12-08 1976-06-08 Phillips Petroleum Company Carbon black reactor
US3799788A (en) 1973-04-02 1974-03-26 Cabot Corp Carbon black pigments
GB1440266A (en) * 1973-10-22 1976-06-23 Gen Foods Corp Process for preparing an edible sandwich
US3922335A (en) 1974-02-25 1975-11-25 Cabot Corp Process for producing carbon black
IN143377B (hu) * 1975-06-30 1977-11-12 Vnii Tekhn
DE2700940C2 (de) * 1977-01-12 1989-02-23 Degussa Ag, 6000 Frankfurt Verwendung von nachoxidierten Furnacerußen in Graulacken und Buntlacken mit Grauanteil
DE2908202A1 (de) 1979-03-02 1980-10-30 Degussa Verfahren zur herstellung von wasserhaltigen russpraeparationen
DE2923642A1 (de) * 1979-06-11 1980-12-18 Degussa Russe fuer druckfarben
JPS5986641A (ja) * 1982-11-10 1984-05-18 Tokai Carbon Co Ltd ゴム組成物
US4601892A (en) * 1983-03-30 1986-07-22 Phillips Petroleum Company Process for producing carbon black
JPS6042439A (ja) * 1983-07-21 1985-03-06 Tokai Carbon Co Ltd ゴム組成物
JPH0689267B2 (ja) 1984-08-15 1994-11-09 旭カ−ボン株式会社 ソフト系カ−ボンブラツク
JPH0689266B2 (ja) * 1984-08-15 1994-11-09 旭カ−ボン株式会社 ソフト系カ−ボンブラツク
SU1279991A1 (ru) 1985-01-04 1986-12-30 Ярославское научно-производственное объединение "Техуглерод" Способ получени низкодисперсной сажи
JPH0689268B2 (ja) 1985-06-10 1994-11-09 旭カ−ボン株式会社 ソフト系カ−ボンブラツク
JP2708448B2 (ja) 1988-03-08 1998-02-04 旭カーボン株式会社 サーマルタイプ・ファーネスカーボンブラック
JP2506951B2 (ja) * 1988-06-29 1996-06-12 旭カーボン株式会社 ソフト系ファ―ネスカ―ボンブラック
DK167242B1 (da) 1989-02-16 1993-09-27 Topsoe Haldor As Apparat og fremgangsmaade til exoterme reaktioner
JPH02308835A (ja) * 1989-05-23 1990-12-21 Toyo Tire & Rubber Co Ltd 高減衰ゴム組成物
JPH03190945A (ja) * 1989-12-19 1991-08-20 Yokohama Rubber Co Ltd:The 耐アルカリ性ゴム組成物およびこれを用いたゴムロール
JPH04198273A (ja) * 1990-11-27 1992-07-17 Fujikura Ltd 半導電性樹脂組成物
US5190739A (en) 1991-02-27 1993-03-02 Cabot Corporation Production of carbon blacks
US5229452A (en) * 1991-11-13 1993-07-20 Cabot Corporation Carbon blacks

Also Published As

Publication number Publication date
CN1052253C (zh) 2000-05-10
EP0609433B2 (en) 2010-11-10
AU673855B2 (en) 1996-11-28
RU2118974C1 (ru) 1998-09-20
US5456750A (en) 1995-10-10
EP0911371A1 (en) 1999-04-28
CA2121693A1 (en) 1994-03-17
EP0609433A1 (en) 1994-08-10
HU9401197D0 (en) 1994-07-28
WO1994005732A2 (en) 1994-03-17
JPH07500631A (ja) 1995-01-19
KR100296566B1 (ko) 2001-12-01
AU5096093A (en) 1994-03-29
CZ284059B6 (cs) 1998-08-12
JP3213908B2 (ja) 2001-10-02
ES2141773T5 (es) 2011-04-05
HK1016417A1 (en) 1999-10-29
EP0609433B1 (en) 1999-12-08
EP1788038A3 (en) 2010-11-10
RU94022962A (ru) 1996-05-20
CN1084533A (zh) 1994-03-30
UA39863C2 (uk) 2001-07-16
ES2141773T3 (es) 2000-04-01
HUT71052A (en) 1995-11-28
EP1788038A2 (en) 2007-05-23
EP0911371B1 (en) 2010-02-03
EP1788038B1 (en) 2012-02-29
CZ98394A3 (en) 1994-07-13
WO1994005732A3 (en) 1994-07-21
BR9305623A (pt) 1995-03-07
DE69334319D1 (de) 2010-03-25
DE69327226D1 (de) 2000-01-13
SG49945A1 (en) 1998-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
HU221383B1 (en) Carbon blacks and preparations incorporating carbon blacks
EP0509018B1 (en) Carbon blacks imparting superior treadwear/hysteresis performance and process for producing carbon blacks
US5229452A (en) Carbon blacks
US4035336A (en) Carbon black pigments and rubber compositions containing the same
EP0546008B1 (en) Improved performance carbon blacks
US5232974A (en) Low rolling resistance/high treadwear resistance carbon blacks
US5124396A (en) Treadwear/hysteresis carbon blacks
US5688317A (en) Carbon blacks
EP0519988B1 (en) Improved treadwear/hysteresis carbon blacks
EP0513189B1 (en) Carbon black exhibitng superior treadwear/hysteresis performance
US6228928B1 (en) Carbon black and rubber composition containing same
US6153684A (en) Performance carbon blacks
EP0746593B1 (en) Carbon blacks
AU733856B2 (en) Carbon blacks
EP0548090A1 (en) Carbon black and rubber composition containing same
CZ288185B6 (en) Carbon black

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of definitive patent protection due to non-payment of fees