SK4122004A3 - Aditívum na použitie na zlepšenie dispergovateľnosti a zníženie prašnosti tvarovaných alebo práškových prísad do polymérov - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Riešenie sa týka použitia kondenzačných produktov mastných kyselín, alkoholov, fenolov, alkylfenolov a amínov s etylénoxidom a /alebo propylénoxidom ako podstatnej alebo jedinej zložky aditív najmä na významné zlepšenie dispergovateľnosti a zníženie prašnosti tvarovaných alebo práškových prísad do polymérov. Vynález je možné použiť pri výrobe tvarovaných a práškových prísad do polymérov.

Doterajší stav techniky

Prísady do polymérov sú chemikálie, ktoré upravujú a modifikujú finálne vlastnosti polymérov, prípadne uľahčujú a v niektorých prípadoch vôbec umožňujú spracovanie polymérnych zmesí, umožňujú vulkanizáciu polymérov s nenasýteným reťazcom, upravujú a chránia požadované vlastnosti výsledných polymérov/vulkanizátov. Patria sem hlavne peptizačné činidlá, spracovateľské činidlá, vulkanizačné činidlá , aktivátory a urýchľovače vulkanizácie, inhibítory navulkanizácie, antireverzné činidlá, antidegradanty (antioxidanty, antiozonanty, svetelné a tepelné stabilizátory), nadúvadlá, pigmenty, plnivá apod.. Tieto chemikálie sa dávkujú do polymérov spravidla v množstvách od 0,1 do 5,0 hmotnostných dielov na 100 dielov polyméru, v niektorých prípadoch v množstvách až viac ako 50 hm. dielov.

Z hľadiska zlepšenia manipulačných vlastností a zvýšenia bezpečnosti a hygieny pri práci s prísadami do polymérov je dôležitá ich neprášivá úprava. Z dôvodu ich optimálneho účinku v polyméri je nemenej dôležitá ich dokonalá dispergovateľnosť v polymémej matrici, zvlášť v kaučukových zmesiach. K požadovaným spracovateľským vlastnostiam prísad patrí napríklad i možnosť automatizovaného navažovania, ako aj možnosť ich automatizovaného transportu s rôznymi typmi dopravníkov.

Neprášivej úpravy sa dosiahne tvarovaním, zakomponovaním práškovej formy do tvarovo stálych aglomerátov rozličných tvarov. Tým tieto nadobudnú vlastnosti vhodnejšie pre balenie, skladovanie, transport, navažovanie a dávkovanie do polymérov. Obmedzí sa ich prašnosť, prípadný zápach a podobné neželateľné vlastnosti. Na tieto účely často stačí povrchová úprava prísad spojivom, napríklad minerálnymi olejmi (Magg, Hans; Kempermann, Theo: Modem delivery forms of rubber Chemicals; Kautschuk Gummi Kunststoffe (1982), 35(12), 1039-46). Aplikujú sa pridávaním do suspenzií prísad pred sušením, alebo mechanickým zmiešaním s práškovou prísadou, alebo nastrekovaním.

Niektoré prísady dostávajú svoju spracovateľskú formu nanášaním taveniny produktu na studený povrch alebo do studeného média. Získavajú sa tak tzv. pastilkové, šupinkové a iné spracovateľské formy (Magg, Hans; Kempermann, Theo: Modem delivery forms of rubber Chemicals; Kautschuk Gummi Kunststoffe (1982,35(12), 1039-46). Pri odlupovaní stuhnutej prísady z chladeného povrchu, pri následnom balení, transporte a spracovaní u užívateľa vzniká veľký prachový podiel, pritom stuhnutá tavenina prísady pri miešaní do polyméru môže mať obmedzenú dispergovateľnosť, zvlášť keď teplota miešania polymémej zmesi (zvlášť kaučukovej zmesi) je nižšia alebo je rovná teplote topenia prísady.

Najčastejšie používaný spôsob zväčšenia zrnitosti prísad do polymérov, zvlášť gumárenských prísad, je ich granulácia, alebo peletizácia. Mechanické vlastnosti granulátov, prípadne peliet možno priaznivo ovplyvniť prídavkom spojív pri granulách, prípadne peletizácii.

Neprášivé a pritom v polyméroch sa dobre dispergujúce granuláty/pelety sa dajú získať prípravou predzmesí prísad so zvýšeným obsahom prísady vo vhodnej polymémej matrici (Die Rhein-Chemie Retorte Nr50: Chemikaliengranulate fur die modeme Mischungfertigung. Rhein-Chemie Rheinau GmbH,1974), alebo v materiáloch voskovitého charakteru (CS 277 450 B6 ), ktoré sú následne tvarované vo vhodnom zariadení, napríklad extrúderi. Obsah spojiva v týchto kompozitoch dosahuje až 20-30%. Táto finálna forma s vysokým obsahom inorodej látky len zriedka vyhovuje masovým užívateľom prísad do polymérov (napr. výrobcom pneumatík), ktorí požadujú granuláty/pelety prísad do polymérov v koncentrovanejšej forme ( aditíva maximálne do 2%). Ako spojivá pri príprave takýchto granulátov/peliet sa používajú rôzne nízko- a vysokomolekulárne látky ako napríklad vodné emulzie polyvinylacetátov, vodné roztoky polyvinylalkoholov apod. (GB856 312;US 3018261). Granulácia, alebo peletizácia uskutočnená týmto spôsobom síce znižuje prašnosť prísad do polymérov, ale na druhej strane často zhoršuje ich dispergovateľnosť v polyméroch.

Použitie nedostatočne dispergovateľnej prísady môže mať za následok jej nehomogénne rozmiešanie v polyméri, zníženie jej účinnosti, v niektorých prípadoch aj znehodnotenie hotového výrobku. Z tohto dôvodu sa okrem spomínaných spojív do granulovanej/peletizovanej prísady pridávajú ešte plastifikačné aditíva, aditíva na zníženie povrchového napätia a pod.(US4434070; US4367097; EP0169382A2)

Teraz sa zistilo, že použitie kondenzačných produktov mastných kyselín, alkoholov, fenolov, alkylfenolov a amínov s etylénoxidom a /alebo propylénoxidom ako podstatnej alebo jedinej zložky aditív práškovej, alebo tvarovanej prísady umožňuje získavať v polyméroch dobre sa dispergujúce granuláty/pelety so zníženou prašnosťou alebo dobre sa dispergujúce málo prášivé prášky, obe s nízkym obsahom aditív. Použitie kondenzačných produktov mastných kyselín, alkoholov, fenolov, alkylfenolov a amínov s etylénoxidom a /alebo propylénoxidom pri tvarovaní extrúziou umožňuje vyrábať na jednej strane granuláty/pelety s pevnosťou vyhovujúcou pre ich manipuláciu a transport a na druhej strane s dobrou dispergovateľnosťou v polyméroch pri ich aplikácii.

Podstata vynálezu

Podstatou tohto vynálezu je použitie kondenzačných produktov mastných kyselín, alkoholov, fenolov, alkylfenolov a amínov s etylénoxidom a /alebo propylénoxidom a to jedného alebo zmesi viacerých typov týchto kondenzačných produktov ako podstatnej alebo jedinej zložky aditív pri tvarovaní mokrých práškov prísad do polymérov, alebo aditív pre prísady do polymérov vo forme práškov (v ďalšom „aditíva podľa tohto vynálezu“). Pri použití aditív podľa tohto vynálezu sa získavajú málo prášivé a v polyméroch dobre sa dispergujúce prášky alebo granuláty/pelety, ktorých dispergovateľnosť je lepšia, alebo porovnateľná s neupravenou formou danej prísady.

Aditíva podľa tohto vynálezu sa pridávajú pred kompaktáciou prísad do polymérov v množstve 0,01 až 15 hmotnostných dielov, s výhodou 0,1 až 2 hmotnostných dielov na 100 hmotnostných dielov danej fmalizovanej prísady do polymérov. V uvedenom rozsahu sa pridávajú aj pri výrobe práškových finálnych foriem prísad do polymérov, ktoré sa vyznačujú zníženou prašnosťou. Aditíva podľa tohto vynálezu môžu byť pridávané k prísade, ktorá bude tvarovaná ( kompaktovaná), alebo vyrábaná v práškovej forme v ľubovolnom vhodnom technologickom stupni výrobného procesu. To znamená, že aditíva podľa tohto vynálezu môžu byť pridané už k vybranej východzej surovine pre prípravu danej prísady, v priebehu reakcií na jej prípravu, prípadne do roztoku danej prísady pred jej vyzrážaním, alebo do suspenzie danej prísady pred filtráciou, alebo do mokrého filtračného koláča prísady po filtrácii, alebo sa dajú primiešať k suchému prášku s potrebným množstvom vody.

Pasty prísad do polymérov s aditívami podľa tohto vynálezu sa dajú sušiť v bežných typoch sušiarní, ako je kabínová, rozprašovacia, fluidná, prúdová, pásová sušiareň, pričom výsledným produktom je prášková finálna forma, alebo sa pasty s aditívami podľa tohto vynálezu tvarujú a granuláty/ pelety sa následne sušia v bežných typoch sušiarní.

Aditíva podľa tohto vynálezu môžu byť aplikované na všetky typy vo vode nerozpustných prísad do polymérov. Zvlášť vhodné sú gumárenské chemikálie, ako napríklad vulkanizačné činidlá, peptizačné činidlá, urýchľovače vulkanizácie, aktivátory vulkanizácie, inhibítory navulkanizácie, antidegradanty, antireverzné činidlá, povrchovo aktívne činidlá, plnivá apod. Konkrétnym príkladom sú urýchľovače vulkanizácie zo skupiny benztiazolov, ktorých príkladom je 2-merkaptobenztiazol, 2, 2' dibenzotiazolyldisulfid, urýchľovače zo skupiny sulfénamidov, ktorých príkladom je N-cyklohexyl-2-benztiazolsulfénamid, N-terc.butyl-2benztiazolsulfénamid, N-oxidietylén-2-benztiazolsulfénamid, N, N-dicyklohexyl-2benztiazolsulfénamid, urýchľovače zo skupiny sulfénimidov, ktorých príkladom je N- cyklohexyl-bis (2-benztiazolsulfén)imid, N-terc.butyl-bis (2-benztiazolsulfén)imid, urýchľovače zo skupiny ditiokarbamátov, ktorých príkladom je dimetyltiokarbaman zinočnatý, etylfenyl tiokarbaman zinočnatý, urýchľovače zo skupiny tiuramov, ktorých príkladom je tetrametyltiurámdisulfid, tetraetyltiurámdisulfid, tetrabenzyltiurámdisulfid, tetra(terc)butyltiurámdisulfid, urýchľovače zo skupiny guanidinov, ktorých príkladom je difenylguanidín, diortotolylguanidín, urýchľovače zo skupiny xantogenátov, ktorých príkladom je etylxantogenát zinočnatý, urýchľovače zo skupiny tio fosfátov, ktorých príkladom je dibutylditiofosfát zinočnatý. Konkrétnym príkladom antireverzných činidiel sú deriváty maleinimidu, ako 2,2'-ditio bis-fenylmaleinimid, 4,4'- bis (p-maleinimidofenyl) metán, m-fenylén bis- maleinimid. Konkrétnym príkladom peptizačných činidiel je 2,2'dibenzamido difenyl disulfid. Konkrétnym príkladom inhibítora navulkanizácie je N-cyklohexyltioftálimid. Konkrétnym príkladom aktivátora vulkanizácie je oxid zinočnatý.

Kondenzačné produkty mastných kyselín s etylénoxidom a/alebo propylénoxidom podľa tohto vynálezu môžu byť kondenzačné produkty etylénoxidu a/alebo propylénoxidu kyselinou olejovou, kyselinou stearovou, kyselinou ricinolejovou, kyselinou kokosovou a podobne.

Kondenzačné produkty obsahujú viac ako 1 oxyetylénovú skupiu, s výhodou 2 až 45 oxyetylénových skupín.

Kondenzačné produkty alkoholov s etylénoxidom podľa tohto vynálezu môžu byť kondenzačné produkty etylénoxidu sCď-Cis alkoholmi resp. ich zmesami . Kondenzačné produkty obsahujú viac ako 1 oxyetylénovú skupinu, s výhodou 2 až 100 oxyetylénových skupín.

Kondenzačné produkty alkylfenolov s etylénoxidom podľa tohto vynálezu môžu byť kondenzačné produkty etylénoxidu s alkylfenolmi , hlavne oktyl , nonyl , dodecyl . Kondenzačné produkty obsahujú viac ako 1 oxyetylénovú skupinu, s výhodou 2 až 70 oxyetylénových skupín.

Kondenzačné produkty amínov s etylénoxidom podľa tohto vynálezu môžu byť kondenzačné produkty etylénoxidu s lineárnymi alkyl amínmi , terc alkyl amínmi a dehydroabietyl amínmi. Kondenzačné produkty obsahujú viac ako 1 oxyetylénovú skupinu, s výhodou 2 až 50 oxyetylénových skupín.

Kondenzačné produkty mastných kyselín, alkoholov C^-Cis, amínov, alkylfenolov, s etylénoxidom , resp. propylénoxidom môžu byť použité samostatne, alebo v ľubovoľnom vzájomnom pomere.

Aditíva sa pridávajú koncentrované do pasty prísady ( filtračného koláča, alebo suspenzie) za miešania, alebo sa pridávajú vo forme vodnej emulzie.

Aditíva podľa tohto vynálezu zlepšujú účinnosť filtrácie suspenzií prísad do polymérov. Umožnia získať filtračný koláč s nižším obsahom vlhkosti a tým znižujú energetickú náročnosť nasledujúceho sušenia.

Aditíva podľa tohto vynálezu znižujú prašnosť práškových foriem prísad do polymérov, pričom môžu tiež zlepšiť dispergovateľnosť práškovej formy v polymémej matrici.

Aditíva podľa tohto vynálezu slúžia aj ako mazivá pri tvarovaní (napr. pri pretláčaní cez matricu) mokrých práškových prísad, zlepšujú plastickú vlhkej pasty atak uľahčujú tvarovanie do požadovaného tvaru. Vlastnosti pasty modifikovanej aditívami podľa tohto vynálezu znižujú energetickú náročnosť tvarovacej (napr. pretláčacej) operácie a zvyšujú výkon tvarovacieho zariadenia. Najdôležitejšie však je, že aditíva podľa tohto vynálezu zabraňujú pri tvarovaní práškových prísad vzniku nedispergovateľných aglomerátov. Úrovňou dávkovania aditív podľa tohto vynálezu sa môže riadiť výsledná pevnosť aglomerátov. Pevnosť peliet/granúl je dôležitá pri transporte, manipulácii a pri dispergácii v polyméroch. Ak pelety/granule sú príliš mäkké, pri podmienkach transportu a manipulácii sa rozpadajú pričom vzniká veľa prachového podielu. Odberateľ stráca výhody tvarovanej finálnej formy prísady oproti práškovej finálnej forme. Ak sú pelety/granule príliš tvrdé, spôsobujú problémy pri vmiešavaní do polymérov. Nedostatočná homogenita po zapracovaní spôsobuje znížené mechanické vlastnosti vulkanizátov, alebo je nutný dlhší čas miešania, alebo sú aj zaznamenané odchýlky od optimálneho technologického režimu.

Pre dosiahnutie očakávaných pozitívnych efektov pri aplikácii aditív podľa tohto vynálezu zohráva veľmi dôležitú úlohu vlhkosť pasty určenej na tvarovanie. Voda predstavuje prostredie v ktorom sa uskutočňuje rozptýlenie aditíva a jeho kontakt s povrchom častíc prísad v nej suspendovaných, v rámci tohto systému aditíva súčasne pôsobia aj ako mazivo medzi časticami pasty, čo sa prejavuje zvýšením plasticity pri jej formovaní ( tvarovaní ). Vodné prostredie vytvára možnosť dosiahnutia rovnomernej koncentrácie aditív v paste pred formovaním. Voda tiež spĺňa spojovaciu funkciu medzi čiastočkami prísady a prispieva k súdržnosti cez kapilárne sily v mokrom formovanom produkte vďaka vysokému povrchovému napätiu.

Použitie aditív podľa tohto vynálezu pri tvarovaní mokrých práškov prísad do polymérov zaručuje prípravu neprášivých a dobre sa dispergujúcich peletiek/granulátov prísad do polymérov, pričom sa však nevylučuje súčasná prítomnosť ďalších spracovateľských aditív pri kompaktácii (plastifikačných činidiel: vosky, stearáty, minerálne oleje, glycerín, propylén etylén glykol, polyetylén glykol, dioktyl ftalát, dibutylftalát, apod; väzbových činidiel: vodné roztoky alebo disperzie polymérov, ako polyvinyl alkohol, polyvinyl acetát, polyakrylamic’y, kopolyméry akrylamidu a kyseliny akrylovej, prírodné a umelé škroby, polyméry akrylovej kyseliny, polyméry etyléoxidu, deriváty alkyl a hydroxycellulózy, tekuté kaučuky, latexy elastomérov a podobne, ktoré sú pridávané súčasne s aditívami podľa tohto vynálezu, alebo každý samostatne pred tvarovaním. Aditíva podľa tohto vynálezu však musia tvoriť hlavnú (podstatnú) časť komplexného aditíva.

V nasledujúcej časti sú uvedené príklady prípravy peliet a práškových foriem rôznych prísad do polymérov s použitím aditív podľa tohto vynálezu, aplikačné hodnotenia spracovateľských vlastností pripravených kompaktátov a práškov, a ich účinkov v polyméroch.

Pevnosť peliet/granúl sme určovali meraním sily potrebnej na dezintegráciu vodorovne položeného valcovitého telieska. Potrebnú silu sme prepočítali na prierez valcovitého telieska (kolmo na smer pôsobenia sily).

Prašnosť sme merali nasypaním 200g prísady do uzavretej komory z výšky 30cm. 10 minút po nasypaní sa zvážil usadnutý prach spolu s predváženým filtračným papierom umiestneným v časti komory oddelenej nízkou prepážkou od násypnej časti.

Dispergovateľnosť sa stanovila domiešaním 30 g prísady do 100 g farebnej kaučukovej zmesi nízkej viskozity (45 ML 100°C(l+4)) na báze prírodného polyizoprénu a syntetického butadién - styrénového kaučuku na laboratórnom dvojvalci pri teplote 70°C. Po zamiešaní sa zhodnotila dispergovateľnosť sčítaním voľným okom viditeľných nerozmiešaných častíc na 40cm² reznej ploche kaučukovej zmesi. Podľa počtu nerozmiešaných častíc sa dispergovateľnosť hodnotí v 4 stupňovej stupnici od ,,výbomej“(l) po „nevyhovujúcu“(4).

Oteruvzdomosť peliet sme testovali umiestnením 150g granulátu zbaveného prachového podielu preosiatím na site 0,8mm do nádoby z umelej hmoty, apo spustení nádoby lOOx z výšky lm na zem sme stanovili množstvo úlomkov menších 0,8mm. Oteruvzdomosť je udávaná v percentách produktu neprepadajúceho cez sito 0,8mm.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Uvedené príklady ilustrujú, ale neobmedzujú predmet vynálezu

Príklad 1

Použitím filtračného koláča N- cyklohexyl -2-benztiazolsulfénamidu (fk- CBS ) sa pripravili nasledujúce kompozície (tabuľka č. 1):

Tabuľka č. 1 Kompozície CBS

Komponent	CBS-0	CBS-1
fk- CBS(18,5%H2O)	122 hm. diel	120
OK-6*		2

* OK-6 : kondenzačný produkt kyseliny olejovej a etylénoxidu (6 etoxylových skupín; Aditíva boli domiešané do filtračného koláča CBS danej vlhkosti intenzívnym miešaním. Časť zmesí CBS- 0 a 1 bola pretlačená cez 20 mm hrubú matricu s priemerom dierok 2 mm (získané vzorky označené CBS- 0 gr a CBS -1 gr). Nastavením ulamovacieho nr⁴a boli pretlačené peletky ulamované na dĺžku 4mm, a následne boli v kabínkovej sušiarni vysušené pri teplote 80°C na obsah vlhkosti v produkte pod 0,5%. Výkon potrebný na pretlačenie cez matricu pri príprave CBS-lgr bol o 20% nižší ako pri príprave CBS-Ogr. Časť kompozícií CBS 0 a 1 sa vysušila v práškovej forme (označené CBS- 0 pr a CBS- 1 pr) za rovnakých podmienok ako peletky.

V tabuľke č. 2 sú uvedené vlastnosti získaných vzoriek CBS v práškovej aj peletizovanej forme

Tabuľka č.2 Vlastnosti získaných peliet CBS v porovnaní s práškovým CBS

	Pevnosť (N/mm2)	Oteruvzdomosť (%)	Prášivosť (mg/600cm2)	Dispergovateľnosť
CBS- Opr	-	-	42	2
CBS -lpr	-	-	24	2
CBS-0 gr	28	88	16	4
CBS-1 gr	2,5	82	14	2

Výsledky uvedené v tabuľke č.2 vypovedajú o tom, že:

Použitím kondenzačných produktov olejovej kyseliny s etylénoxidom podľa tohto vynálezu sa získava práškový CBS so zníženou prášivosťou a pri peletizácii CBS s použitím kondenzačného produktu olejovej kyseliny s etylénoxidom podľa tohto vynálezu sa získávajú peletky, ktoré sú málo prášivé a v kaučukovej zmesi sa rozdispergujú na úrovni práškového produktu.

Príklad 2

Do 300 g vodnej suspenzie N -cyklohexyl -2-benztiazolsulfénamidu (CBS) obsahujúcej 33% CBS sa pridali 2 g kondenzačného produktu kyseliny olejovej s etylénoxydom (6 etylénoxydových skupín). Účinnosť fdtrácie tejto suspenzie (CBS-2) sa testovala na vodnej výveve cez filtračný papier a porovnávala sa k suspenzii CBS bez prídavku kondenzačných produktov (CBS-0). Výsledky sú uvedené v tabuľke č. 3

Tabuľka č.3 Účinnosť filtrácie CBS v prítomnosti kondenzačných produktov olejovej kyseliny s etylénoxidom

	CBS -0	CBS -2
Obsah CBS vo filtračnom koláči po filtrácii	72%	92%

Prítomnosť kondenzačných produktov zefektívňuje účinnosť filtrácie suspenzie CBS.

Príklad 3

Použitím filtračného koláča difenylguanidínu (fk- DPG) sme pripravili nasledujúce kompozície(tabuľka č.4):

Tabuľka č.4 Kompozície DPG

Komponent	DPG-0	DPG-1	DPG-2
fk-DPG(30%H2O)	143 hm. diel	142 hm. d.	140 hm. d.
OK-6*		1	2

* OK-6 : kondenzačný produkt kyseliny olejovej a etylénoxidu (6 etoxylových skupín)

Aditíva boli domiešané do filtračného koláča danej vlhkosti za intenzívneho miešania. Časť zmesí DPG 0 až 2 bola pretlačená cez 20 mm hrubú matricu s priemerom dierok 2 mm (získané vzorky označené DPG- 0 gr až DPG- 2 gr). Nastavením ulamovacieho noža boli pretlačené peletky ulamované na dĺžku 4mm, a následne boli v kabínkovej sušiarni vysušené pri teplote 80°C na obsah vlhkosti v produkte pod 0,5%. Časť kompozícií DPG 0 až 2 sme vysušili v práškovej forme (označené DPG- Opr až DPG -2pr) za rovnakých podmienok ako peletky.

V tabuľke č. 5 sú uvedené vlastnosti získaných vzoriek DPG v práškovej aj peletizovanej forme

Tabuľka č.5 Vlastnosti získaných peliet DPG v porovnaní s práškovým DPG

	Pevnosť (N/mm2)	Oter uvzdomosť (%)	Prášivosť (mg/600cm2)	Dispergovateľnosť
DPG - Opr	-	-	90	2-3
DPG-1 pr	-	-	18	1-2
DPG-2 pr	-	-	16	1
DPG-0 gr	6,5	76	12	4
DPG -2gr	2,0	57	4	1

Výsledky uvedené v tabuľke č.5 ukazujú, že:

Použitím kondenzačných produktov olejovej kyseliny s etylénoxidom podľa tohto vynálezu sa získáva málo prášivý práškový DPG s výbornou dispergovateľnosťou a pri peletizácii difenylguanidínu s použitím kondenzačných produktov olejovej kyseliny s etylénoxidom podľa tohto vynálezu sa získavajú peletky, ktoré sú málo prášivé a v kaučukovej zmesi sa ľahko a dobre dispergujú.

Dôvod pre zlepšenie dispergovateľnosti DPG (uvedené vtab. č.5) v práškovej aj peletizovanej forme v prítomnosti kondenzačných produktov olejovej kyseliny s etylénoxidom podľa tohto vynálezu dokumentuje aj tabuľka č. 6 uvádzajúca výsledky sitovej analýzy práškových produktov, podľa ktorej práškový DPG s aditívom obsahuje menší podiel aglomerovaných častíc.

Tabuľka č.6 Výsledky sitovej analýzy vzoriek práškových DPG (zvyšok na site danej veľkosti, v %)(STN 666301)

	DPG -Opr	DPG-2 pr
sito 0,071 mm	3,10	0,21
0,100 mm	2,47	0,13
0,160 mm	0,53	0,10

Sledoval sa aj priebeh sušenia produktov pri 80°C v kabínkovej sušiarni. Výsledky sušenia sú uvedené v tabuľke č. 7

Tab.č.7 Vplyv prítomnosti kondenzačných produktov olejovej kyseliny s etylénoxidom na priebeh sušenia lOOg DPG pri 80°C (obsah vlhkosti,%)

	DPG pr- 0	DPG pr-1	DPG pr-2
obsah H2O v DPG na začiatku sušenia	26,4	26,7	25,3
po 30min	22,5	20,5	18,1
po 60min	17,9	15,0	12,3
po 90min	13,8	9,7	7,2
po 120min	10,2	5,8	0,8
po 240min	0,2	0,1	0,1

Príklad 4

Do 10 000 ml 10%-ného vodného roztoku hydrochloridu difenylguanidínu (DPG.HC1) sa pridalo 20ml kondenzačného produktu olejovej kyseliny s etylénoxidom (6 etoxylových skupín na 1 molekulu kyseliny olejovej). Po vyzrážaní DPG ( s 10%-ným roztokom NaOH) získaná suspenzia bola odfiltrovaná a časť získaného filtračného koláča bola vysušená v práškovej forme (DPG-3pr) a časť pri 30%-nom obsahu vlhkosti bola pretlačená cez 20mm hrubú matricu s priemerom dierok 2mm(získaný produkt vpeletkovej forme bol označený DPG- 3 gr). Produkty boli vysušené v kabínkovej sušiarni pri teplote 80°C na obsah vlhkosti pod 0,5%. Vlastnosti takto získaných vzoriek boli porovnávané k neupravenému prášku DPG (DPG-Opr) apeletkovej forme DPG (DPG-Ogr), ktoré boli pripravené za rovnakých podmienok, ale bez prídavku aditíva.

Tabuľka č.8 Vlastnosti získaných peliet DPG v porovnaní s práškovým DPG

	Pevnosť (N/mm2)	Oter uvzdomosť (%)	Prášivosť (mg/600cm2)	Dispergovateľnosť
DPG - Opr	-	-	90	3
DPG - 3pr	-	-	24	1
DPG - 0 gr	6,5	76	12	4

n

DPG - 3gr

2,3

60

7

1

Príklad 5

Použitím filtračného koláča 2-merkaptobenzotiazolu (fk- MBT ) sme pripravili nasledujúce kompozície(tabuľka č.9):

Tabuľka č.9 Kompozície MBT

Komponent	MBT-0	MBT-1	MBT-2	MBT-3
fk-MBT (50%H2O)	200 hm. diel	198	196
fk-MBT (35%H2O)				152
OK-6*		1	2
OK-3**				2

* 0-6 : kondenzačný produkt kyseliny olejovej a etylénoxidu (6 etoxylových skupín) **0-3: kondenzačný produkt kyseliny olejovej a etylénoxidu (3 etoxylových skupín)

Aditíva boli domiešané do filtračného koláča danej vlhkosti intenzívnym miešaním. Zmesi MBT-0 až MBT -2 boli dosušené v kabínkovej sušiarni pri 80°C na 35% vlhkosti a následne časť MBT-0 až MBT-3 bola pretlačená cez 20mm hrubú matricu, s priemerom dierok 2mm (získané vzorky označené MBT -Ogr až MBT -3gr). Nastavením ulamovacieho noža boli pretlačené peletky ulamované na dĺžku 4mm a následne boli v kabínkovej sušiarni vysušené pri teplote 80°C na obsah vlhkosti pod 0,5% v produkte. Časť kompozícií MBT-0 až MBT-3 sme vysušili v práškovej forme (označené MBT- Opr až MBT- 2 pr) za rovnakých podmienok ako peletky.

V tabuľke č. 10 sú uvedené vlastnosti získaných vzoriek MBT v peletizovanej aj práškovej forme.

Tabuľka č. 10 Vlastnosti získaných peliet MBT v porovnaní s práškovými formami MBT

	Pevnosť (N/mm2)	Oter uvzdomosť (%)	Prášivosť (mg/600cm2)	Dispergovateľnosť
MBT-0pr	-	-	25	1

MBT-lpr	-	-	19	1
MBT -2pr	-	-	17	1
MBT -Ogr	6,5	76	16	4
MBT-lgr	1,8	62	12	1
MBT -2gr	2,0	57	11	1
MBT -3gr	2,5	71	19	1

Z výsledkov uvedených v tabuľke č. 10 možno urobiť nasledujúce závery:

Použitím kondenzačných produktov olejovej kyseliny s etylénoxidom podľa tohto vynálezu sa pri peletizácii 2-merkaptobenztiazolu získajú peletky, ktoré sa v kaučukovej zmesi ľahko a dobre dispergujú (dispegovateľnosť na úrovni práškového produktu).

Použitím kondenzačných produktov olejovej kyseliny s etylénoxidom podľa tohto vynálezu sa získavajú prášky aj peletky so zníženou prašnosťou

Nastavovaním obsahu vody v MBT pri domiešavaní kondenzačných produktov olejovej kyseliny s etylénoxidom podľa tohto vynálezu sa pri peletizácii 2-merkaptobenztiazolu dajú regulovať výsledné vlastnosti peletiek.

Následne bol testovaný vplyv prítomnosti kondenzačných produktov olejovej kyseliny s etylénoxidom podľa tohto vynálezu v MBT na priebeh vulkanizácie modelovej kaučukovej zmesi.

Vplyv na priebeh vulkanizácie je ukázaný na obr.č.l (zmena krútiaceho momentu (os Y) potrebného k oscilácii rotoru uzavretej v kaučukovej zmesi v závislosti na čase (os X) vulkanizácie).

CHAKT MC7OW . . ....... S'OČK ......................... UATf ... ;.

Obr.č.l Vulkanizačné krivky modelovej kaučukovej zmesi (STN 621416, ISO 3417)

Z obrázku č. 1 je zjavné, že peletky MBT pripravené použitím kondenzačných produktov olejovej kyseliny s etylénoxidom podľa tohto vynálezu sú rovnako účinné ako práškový produkt, pritom prítomnosť kondenzačných produktov olejovej kyseliny s etylénoxidom podľa tohto vynálezu neovplyvňuje priebeh vulkanizácie.

Príklad 6

Použitím filtračného koláča 2,2-dibenzotiazolyldisulfidu (fk- MBTS ), sa pripravili nasledujúce kompozície(tabuľka č.l 1):

Tabuľka č. 11 Kompozície MBTS

Komponent	MBTS-0	MBTS-1	MBTS-2	MBTS-3
fk-MBT (58%H2O)	240 hm. diel	239	238	236
S-44P*		0,5	1	2

*S-44P : kondenzačný produkt kyseliny stearovej a propylénoxidu (44 molekúl oxypropylénu na 1 molekulu stearovej kyseliny)

Aditíva boli domiešané do filtračného koláča danej vlhkosti miešaním na planétovej miešačke po 30minút. Následne zmesi MBTS-0 až MBTS -3 boli pretlačené cez 20mm hrubú matricu, s priemerom dierok 4 mm (získané vzorky označené MBTS - Ogr až 3 gr). Nastavením ulamovacieho noža boli pretlačené peletky ulamované na dĺžku 6ram a následne boli v kabínkovej sušiarni vysušené pri teplote 80°C na obsah vlhkosti pod 0,5% v produkte. Časť kompozícií MBTS-0 sme vysušili v práškovej forme (označené MBTS - Opr až 2 pr) za rovnakých podmienok ako peletky.

V tabuľke č. 12 sú uvedené vlastnosti získaných vzoriek MBTS.

Tabuľka č. 12 Vlastnosti získaných peliet MBTS v porovnaní s práškovým MBTS

	Pevnosť (N/mm2)	Oter uvzdomosť (%)	Prášivosť (mg/600cm2)	Dispergovateľnosť
MBTS- 0 pr	-	-	195	1
MBTS-1 pr	-	-	180	1
MBTS-2 pr	-	-	160	1
MBTS-0 gr	2,5	55	17	2
MBTS-1 gr	2,3	62	14	1
MBTS-2 gr	2,3	76	9	1
MBTS-3 gr	2,1	70	11	i

Použitím kondenzačných produktov stearovej kyseliny s propylénoxidom podľa tohto vynálezu sa pri peletizácii 2,2-dibenzotiazolyldisulfidu získajú peletky, ktoré sa v kaučukovej zmesi ľahko a dobre dispergujú (dispegovateľnosť na úrovni práškového produktu).

Použitím kondenzačných produktov stearovej kyseliny s propylénoxidom podľa tohto vynálezu sa pri peletizácii 2,2-dibenzotiazolyldisulfidu získávajú peletky so zníženou prašnosťou a vyššou oter uvzdomosťou.

Testovali sme aj vplyv vzoriek na fyzikálno-mechanické vlastnosti vulkanizátov pripravených z kaučukovej zmesi, ktorého zloženie je uvedené v tabuľke č. 13:

Tabuľka č. 13 Zloženie modelovej kaučukovej zmesi

Prírodný kaučuk, SMR 5	100 hmotnostných dielov
ZnO	5
Kyselina stearová	1
Síra mletá	2
MBTS	1

Kaučukové zmesi boli zamiešané na laboratórnom dvojvalci 200x1 OOmm pri 70°C za rovnakých podmienok. Fyzikálno-mechanické vlastností vulkanízátov pripravených z kaučukových zmesí so zložením uvedeným v tab.č. 13 lisovaním pri 145°C po optimálnu dobu vulkanizácie sú uvedené v tabuľke č. 14.

Tabuľka č.14 Fyzikálno-mechanické vlastnosti vulkanízátov pripravené s vybranými vzorkami MBTS

	MBTS pr-0	MBTS gr-0	MBTS gr-1
Modul 100%(MPa)	0,75	0,75	0,76
Modul 200%(MPa)	1,15	1,16	1,18
Modul 400%(MPa)	2,14	2,22	2,29
Pevnosť (MPa)	22,9	23,2	23,2
Ťažnosť (%)	795	790	785
Tvrdosť (Sh)	37	37	37
Elasticita (%)	66	66	66
(STN ISO 37, STN 62	1431, STN 621480)

Príklad 7

Použitím Filtračného koláča tetrametyltiuramdisulfidu (fk- TMTD ) sme pripravili nasledujúce kompozície(tabuľka č. 15):

Tabuľka č.15 Kompozície TMTD

Komponent	TMTD-0	TMTD-1
fk-TMTD (30%H2O)	143 hm. diel	140
*Al-3		2

*Al-3: kondenzačný produkt alkoholu C12-C 15 a etylénoxidu (3 etoxylových skupín)

Aditívum bolo domiešané do filtračného koláča TMTD danej vlhkosti intenzívnym miešaním. Časť zmesí TMTD- 0 a 1 bola pretlačená cez 20mm hrubú matricu s priemerom dierok 2mm (získané vzorky označené TMTD -Ogr a TMTD -lgr). Nastavením ulamovacieho noža boli pretlačené peletky ulamované na dĺžku 4mm, a následne boli v kabínkovej sušiarni vysušené pri teplote 80°C na obsah vlhkosti v produkte pod 0,5%. Časť kompozícií TMTD- 0 a 1 sa vysušili v práškovej forme (označené TMTD -Opr a TMTD -lpr) za rovnakých podmienok ako peletky.

V tabuľke č. 16 sú uvedené vlastnosti získaných vzoriek TMTD v práškovej aj peletizovanej forme

Tabuľka č. 16 Vlastnosti získaných peliet TMTD v porovnaní s práškovým TMTD

	Pevnosť (N/mm2)	Oter uvzdomosť (%)	Prášivosť (mg/600cm2)	Dispergovateľnosť
TMTD -Opr	-	-	56	1
TMTD-1 pr	-	-	26	1
TMTD -Ogr	18	78	13	4
TMTD-lgr	2,5	71	10	1

Príklad 8

Použitím práškového dimetyltiokarbamanu zinočnatého (ZDMC) sme pripravili nasledujúce kompozície(tabuľka č. 17):

Tabuľka č. 17 Kompozície ZDMC

Komponent	ZDMC -0	ZDMC-1
ZDMC	100 hm. diel	98 hm. diel
* AF-10	-	2
H20	35	35

*AF-10 : kondenzačný produkt nonylfenolu a etylénoxidu (10 etoxylových skupín)

Kondenzačný produkt nonylfenolu a etylénoxidu bol domiešaný do ZDMC po prídavku vody intenzívnym miešaním. Časť zmesí ZDMC- 0 a 1 bola pretlačená cez 20mm hrubú matricu s priemerom dierok 2mm (získané vzorky označené ZDMC- 0 gr a ZDMC- 1 gr). Nastavením ulamovacieho noža boli pretlačené peletky ulamované na dĺžku 4mm, a následne boli v kabínkovej sušiarni vysušené pri teplote 80°C na obsah vlhkosti v produkte pod 0,5%. Časť kompozícií ZDMC- 0 a 1 sa vysušili v práškovej forme (označené ZDMC- Opr a ZDMC- lpr) za rovnakých podmienok ako peletky.

V tabuľke č. 18 sú uvedené vlastnosti získaných vzoriek ZDMC v práškovej aj peletizovanej forme

Tabuľka č. 18 Vlastnosti získaných peliet ZDMC v porovnaní s práškovým ZDMC

	Pevnosť (N/mm2)	Oter uvzdomosť (%)	Prášivosť (mg/600cm2)	Dispergovateľnosť
ZDMC -Opr	-	-	76	1
ZDMC-lpr	-	-	22	1
ZDMC-0 gr	8	68	18	4
ZDMC-lgr	2,5	63	12	1

Príklad 9

Použitím práškového hydroxidu horečnatého (Mg(OH)2) sme pripravili nasledujúce kompozície(tabuľka č. 19):

Tabuľka č.19 Kompozície Mg(OH)₂

Komponent	Mg(OH)2 -0	Mg(OH)2-l
Mg(OH)2	100 hm. diel	98 hm. diel
* AA -20	-	2
H20	35	35

*AA -20 : etoxylovaný oktadecylamín (20 etoxylových skupín)

Etoxylovaný oktadecylamín bol domiešaný do Mg(OH)₂ po prídavku vody intenzívnym miešaním. Časť zmesí Mg(OH)₂ - 0 a 1 bola pretlačená cez 20mm hrubú matricu s priemerom dierok 2mm (získané vzorky označené Mg(OH)₂ -Ogr a Mg(OH)₂ -lgr).

Nastavením ulamovacieho noža boli pretlačené peletky ulamované na dĺžku 4mm, a následne boli v kabínkovej sušiarni vysušené pri teplote 80°C na obsah vlhkosti v produkte pod 0,5%. Časť kompozícií Mg(OH)₂ 0 a 1 sa vysušili v práškovej forme (označené

Mg(OH)2 -Opr a Mg(OH)2 - lpr) za rovnakých podmienok ako peletky.

V tabuľke č. 20 sú uvedené vlastnosti získaných vzoriek Mg(OH)₂ v práškovej aj peletizovanej forme

Tabuľka č.20 Vlastnosti získaných peliet Mg(OH)₂ v porovnaní s práškovým Mg(OH)₂

	Pevnosť (N/mm2)	Oter uvzdomosť (%)	Prášivosť (mg/600cm2)	Dispergovateľnosť*
Mg(OH)2 -0 pr	-	-	86	1
Mg(OH)2-lpr	-	-	32	1
Mg(OH)2 -Ogr	42	88	15	4
Mg(OH)2 -lgr	2,5	83	10	1

*dispergovateľnosť bola testovaná v polyvinylacetáte, miešaním pri 160°C

Priemyselná využiteľnosť

Vynález je priemyselne využiteľný pri finálnej úprave prísad do polymérov. Jeho aplikáciou sa získávajú neprášivé a v polyméroch sa dobre dispergujúce prísady do polymérov. Prínosom bude nižšia prašnosť pracovného prostredia v gumárenskom a plastikárskom priemysle, hlavne pri vmiešavaní upravených prísad do polymérov (zdravšie pracovné prostredie, zníženie nebezpečenstva tvorby výbušného prašného prostredia). Cez dokonalú dispergáciu upravených prísad v polyméri sa eliminuje nebezpečenstvo znehodnotenia polymémej zmesi kvôli nedokonalej díspergácii prísad. Dobre sa dispergujúce prísady dokážu plne zhodnotiť svoj účinok v polymémej matrici.

Claims (21)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Použitie kondenzačných produktov mastných kyselín, alkoholov, fenolov, alkylfenolov a amínov s etylénoxidom a /alebo propylénoxidom ako podstatnej alebo jedinej zložky aditíva na zlepšenie dispergovateľnosti a potlačenie prašnosti tvarovaných, alebo práškových prísad do polymérov.
2. 2. Aditívum podľa nároku 1,vyznačujúce sa tým, že kondenzačné produkty mastných kyselín s etylénoxidom a/alebo propylénoxidom sú kondenzačné produkty etylénoxidu a/alebo propylénoxidu s kyselinou olejovou, kyselinou stearovou, kyselinou ricinolejovou, kyselinu kokosovou.
3. 3. Aditívum podľa nároku 2, v y z n a č u j ú c e sa t ý m, že kondenzačné produkty mastných kyselín s etylénoxidom a/alebo propylénoxidom obsahujú 2 až 70 oxyetylénových a/alebo oxypropylénových skupín.
4. 4. Aditívum podľa nároku 3,vyznačujúce satým, že kondenzačné produkty mastných kyselín s etylénoxidom a/alebo propylénoxidom obsahujú 2 až 45 oxyetylénových a/alebo oxypropylénových skupín.
5. 5. Aditívum podľa nároku 1,vyznačujúce satým, že kondenzačné produkty mastných alkoholov s etylénoxidom sú kondenzačné produkty etylénoxidu s Q-Cig alkoholmi, prípadne ich zmesami.
6. 6. Aditívum podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že kondenzačné produkty alkylfenolov s etylénoxidom sú kondenzačné produkty etylénoxidu s oktyl, nonyl a dodecyl fenolmi.
7. 7. Aditívum podľa nároku 1,vyznačujúce sa tým, že kondenzačné produkty amínov s etylénoxidom sú kondenzačné produkty etylénoxidu s lineárnymi alkyl amínmi, terc alkyl amínmi a dehydroabietyl amínmi.
8. 8. Aditívum podľa nárokov 5a6a 7, vyznačujúce sa tým, že kondenzačné produkty obsahujú 2 až 100 oxyetylénových skupín.
9. 9. Aditívum podľa nároku 8, vyznačujúce satým, že kondenzačné produkty obsahujú 2 až 50 oxyetylénových skupín.
10. 10. Aditívum podľa nároku 1,vyznačujúce sa tým, že sú aplikovateľné na všetky typy vo vode nerozpustných prísad do polymérov.
11. 11. Aditívum podľa nároku 10, vyznačujúce sa tým, že vo vode nerozpusmé prísady do polymérov sú gumárenské chemikálie, ako vulkanizačné činidlá, urýchľovače vulkanizácie, peptizačné činidlá, aktivátory vulkanizácie, inhibítory navulkanizácie, antidegradanty, antireverzné činidlá, povrchovo aktívne činidlá, plnivá.
12. 12. Aditívum podľa nároku 11, vyznačujúce sa tým, že urýchľovače vulkanizácie sú zo skupiny benztiazolov, ako 2-merkaptobenztiazol 2, 2' dibenzotiazolyldisulfid, urýchľovače zo skupiny sulfénamidov, ako N-cyklohexyl2-benztiazolsulfénamid, N-terc.butyl-2-benztiazolsulfénamid, N-oxidietylén-2benztiazolsulfénamid, N, N-dicyklohexyl-2-benztiazolsulfénamid, urýchľovače zo skupiny sulfénimidov, ako N- cyklohexyl-bis (2-benztiazolsulfén)imid, N-terc.butylbis (2-benztiazolsulfén)imid, urýchľovače zo skupiny ditiokarbamátov, ako dimetyltiokarbaman zinočnatý, etylfenyl tiokarbaman zinočnatý, urýchľovače zo skupiny tiuramov, ako tetrametyltiurámdisulfíd, tetraetyltiurámdisulfid, tetrabenzyltiurámdisulfid, tetra(terc)butyl-tiurámdisulfíd, urýchľovače zo skupiny guanidínov, ako difenylguanidín, diortotolylguanidín, urýchľovač zo skupiny xantogenátov, ako etylxantogenát zinočnatý, urýchľovač zo skupiny tiofosfátov, ako dibutylditiofosfát zinočnatý.
13. 13. Aditívum podľa nároku 11,vyznačujúce sa tým, že vulkanizačné činidlá sú síra, polyméma síra, donory síry ako ditiodimorfolín.
14. 14. Aditívum podľa nároku 11,vyznačujúce sa tým, že peptizačné činidlo ie 2,2'-dibenzamido difenyl disulfid.
15. 15. Aditívum podľa nároku 11,vyznačuj úce sa tým, že antireverzné činidlá sú deriváty maleinimidu, ako 2,2'-ditio bis-fenylmaleinimid, 4,4'- bis (pmaleinimidofenyl) metán, m-fenylén bis- maleinimid.
16. 16. Aditívum podľa nároku 11,vyznačujúce sa tým, že antidegradanty sú 2merkaptobenzimidazol, zinočnatá soľ 2-merkaptobenzimidazolu.
17. 17. Aditívum podľa nároku 11, vyznačujúce sa tým, že inhibitory navulkanizácie j e N-cyklohexyltioftálimid alebo anhydrid kyselity fialovej.
18. 18. Aditívum podľa nároku 11,vyznačujúce sa tým, že aktivátory vulkanizácie sú oxid zinočnatý, oxid horečnatý
19. 19. Aditívum podľa nároku 11, vyznačujúce sa tým, že plnivá sú hydroxid horečnatý, krieda, kaolín.
20. 20. Aditívum podľa nároku 11,vyznačujúce sa tým, že sa pridávajú do prísad do polymérov v množstve 0,01 až 15 hmotnostných dielov, s výhodou 0,1 až 2 hmotnostných dielov na 100 hmotnostných dielov danej prísady do polymérov.
21. 21. Aditívum podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že sa pridávajú ku tvarovanej / upravovanej prísade v ľubovoľnom technologickom stupni jej prípravy.