SU471797A1 - Антиагломерирующий состав - Google Patents

Abstract

АНТИАГЛОМЕРИРУЮЩИЙ СОСТАВ дл  получени  неслипающейс  крошки или порошка каучука, включагаций поли- алкилсилоксановую жидкость, аморфньй , дисперсный кремнезем и воду, отличающийс  тем, что, с цельюусилени  антиагломерирующего действи , в его состав введены микрокристаллический воск, эмульгатор и загуститель при следуклдем соотношении компонентов, мас.%:Полиалкилсилоксанова  жидкость10-20Аморфньй дисперсный кремнезем2-10Микрокристаллический воск5-20Эмульгатор1-5Загуститель 0,2-3 ВодаОстальное

Description

W

с

|

so ч1 Изобретение предназначено дл  получени  каучуков в виде неслипающихс  порошков или крошки, т.е. в свободнотекучей форме. Каучуки в виде свободнотекучих порошков или крошки обычно получают путем обработки последних специальными высокоэффективными антиагломерирующими составами, которые, адсорбиру сь на поверхности частиц каучука, предот вращают их слипание при хранении и транспортировке. Известно использование в качестве антиагломерирующих составов жидких ) полиалкилсилоксанов, содержащих 525 мас.% аморфного дисперсного кремнезема , или их водных эмульсий. Однако указанный антиагломерант имеет весьма узкую область применени  В виде неслипающейс  крошки можно получать только бутадиен-стирольные каучуки (БСК), синтезированные с применением в качестве эмульгатора мыла синтетических жирных кислот (СЖК). Известный антиагломерант не эффективен , при получении бутадиен-стирольных каучуков, синтезируемых с применением мьта канифоли. Способ не распростран етс  также на другие эмульсионные каучуки, например на бутадиен-нитрил ьные, и каучуки каталитической полимеризации, которые нужно получать в свободнотекучей форме дл  достижени  необходимого технического эффекта при внедрении новой технологии на всех основных заводах резиноперерабатьшакнцей промьшшенно.сти. Известньй антиагломерант характеризуетс  низкой эффективностью. В состав антиагломеранта входит большое количество полиалкилсилоксановой жидкости, что значительно ухудшает физико-механические показатели исход ного каучука. Кроме того, полученна  крошка сохран ет устойчивость к агло мерированию в течение одной недели хранени  на складе, что  вно недостаточно при массовом вьшуске и испол зовании каучука в промьшшенности. Предлагаемый днтиагломерирующий состав дл  получени  неслипающейс  крошки или порошка каучука, включающий полиалкилсилоксановую жидкость, аморфньй дисперсный кремнезем и воду , отличаетс  тем, что, с целью уси лени  антиагломерирующего действи  в его состав введены микрокристаллический воск,эмульгатор и загуститель Состав дисперсии следующий, мас. Полиалкилсилоксанова  жидкость10-20 Аморфный дисперсный кремнезем2-10 Микрокристаллический воск .5-20 Эмульгатор1-5 Загуститель - 0,2-3 Вода42-81,8 Предлагаемый антиагломерант позвол ет получить не слипающиес  при хранении крошку или порошок всех важней ших видов каучуков (бутадиен-стирольных , бутадиен-о -метилстирольных, как ненаполненных, так и наполненных маслом , сажей и маслом, полученных с мылом СЖК и |;аниф6ли, эмульсионных бутадиеновых и бутадиен-нитрильных, каучуков растворной полимеризации). Предлагаемый антиагломерант обеспечивает стабильность частиц каучука к агломерации в достаточно жестких услови х испытани  (например, крошка каучука СКМС-ЗОРП не слипаетс  под нагрузкой 200 гс/см% а каучука СКСЗОАРК под нагрузкой 400 гс/см в течение 5 дней, в то врем  как крошка тех же каучуков, обработанна  извест ным антиагломерантом в значительной степени или полностью слипаетс ). Приведенные нагрузки соответствуют продолжительности складского хранени  в 1 год. Физико-механические свойства резин на основе каучуков, изготовленных в , виде неслипающейс  крошки с использованием предлагаемого антиагломеранта , превосход т свойства резин на основе этих же каучуков, обработанных известным антиагломерантом. Крошку, полученную обработкой каучуков предлагаемым антиагломерантом, можно брикетировать на стандартном оборудовании заводов синтетических каучуков. На п.ерерабатывакицих заводах брикеты крошки каучука легко разрушаютс  при небольших механических воздействи х. Это позвол ет получить значительную экономию при транспортировке каучуков. Кроме того уменьшаетс  расход дорогосто щей полиалкил-силоксановой жидкости, вход щей в состав антиагломеранта, что приводит к удешевлению крошки каучука. в качестве полиалкилсилоксановсж жидкости могут быть использованы ве щества следующего строени : где п, 1 (1-20); R - алкил или гидроксил; R - алкил, арил, алкиларил, гало ген, гидроксил, аминогруппа, Из микрокристаллических восков -. можно примен ть воски марок ЗВ-1, ЗВ-2, ОМ-1, ОМ-7, церезины. Высшие п рафины, не имеющие микрокристалличес кой структуры или хорошо раствор ющиес  в каучуке, не эффективны. В качестве аморфного дисперсного кремнезема используют белые сажи, по лученные жидкофазным методом и имеющие размеры частиц 0,01-0,5 мк. Эмульгаторами могут быть широкораспространенные поверхностно-активные вещества, например мыла СЖК, канифоли , алкилбензолсульфонаты. Из загустителей применимы обычно употребл емые дл  повышени  в зкости водных дисперсий продукты, например казеинат аммони , карбоксиметилцеллю . лоза, полиакриламид. Антиагломерант готов т следующим образом. В расплавленный микрокристалличес кий воск при интенсивном перемешива НИИ ввод т аморфный дисперсный кремНезем , предварительно прогретый при дл  удалени  адсорбционной влаги, после чего добавл ют подогретую до вО-ЮО С полиалкилсилоксано вую жидкость. Белую сажу можно васдать также в расплавленную смесь воска и полиалкилсилоксановой жидкос ти. Хуже получаютс  результаты при смешивании белой сажи с полиалкилсилоксановой жидкостью с последующей подачей в композицию расплава микрокристаллического воска. После перемешивани  в течение 1 ч добавл ют водные растворы эмульгатора и загустител  и, если необходимо, дополнительное количество воды. Полученную грубую дисперсию подвергают диспергированию в эмульсионной машине, кол лоидной или шаровой мельницах или 974 на другом подход щем оборудовании до получени  гомогенной стабильной дисперси . Указанную водную дисперсию можно наносить на частицы каучука распылением на крьшгку каучука, полученную механическим измельчением блоков каучука; путем введени  ее в промывной аппарат, содержащий частицы каучука, ползгченные в процессе коагул ции латексов; путем введени  ее в аппарат дл  дегазации углеводородных растворов каучуков, полученных в процессе каталитической полимеризации. : Предлагаемый антиагломерант берут в количестве 0,3-3,0 мас.%, счита  на сухое-вещество, на 100 мае.ч. каучука . По внешнему виду дисперси  пред- ставл ет собой довольно густую пасту, в зкость которой сильно снижаетс  при 70-80 С. При сильном разбавлении водой дисперси  астабилизуетс  и ее гигидрофобные компоненты легко адсорбируютс  частицами каучука. На этом основана обработка порошка или крошки каучуков, получаемых в процессе коагул ции латексов или в процессе водной дегазации углеводородных раст- воров каучуков каталитической полимеризации . Обработанные антиагломерантом частицы сушат в воздушных сушил-, ках при 80-120°С и охлаждают до температуры не Bbmie . Полученные свободнотекучие порошки или крошку каучуков можно упаковывать а мешки, коробки, контейнеры или же предварительно брикетировать в достаточно прочные дл  транспортировки брикеты. Брикеты на заводах-потребител х легко превращают в исходную крошку механическим разрыхлением. Полученные в виде порошка или крошки каучуки испытывают на слипаемость под посто нным давлением. Дл  эгого 50 г каучука подвергают сжатию в плунжерной форме цилиндрического типа диаметром 54 мм в течение 4-14 сут под давлением 100-400 гс/см. Затем получений блок высотой около 25 мм пропускают один раз через вальцы с зазором между валками 5 мм. Порошок или крошка считаютс  не слипакщимис  если при этом блок каучука рассыпаетс  на частиць первоначального (пе- 1;)ед брикетированием) размера. Дл  оценки качества каучука и его вулканизатов готов т резиновые смеси на вальцах обычным образом согласно требовани м соответствующих ГОСТов и ТУ, Пример 1. Блок цис-1,4-полибутадиена (СКД), имеющего в зкость по Муки 38 ед, измельчают в дробилке ударного действи  в крошку со средним размером частиц 0,5-2 мм, котора  непосредственно поступает в емкость с мешалкой, заполненную водой с температурой 40 С, и получают пульпу с концентрацией около 10%. При посто нном перемешивании в емкость подают подогретую до дисперсию антиагломеранта в количестве 0,8 мас,%, счита  на сухое вещество следующего состава, мас.%: полиметилсилоксанова  жидкость ПМС-200А 20 микрокристаллический воск ОМ-1 5,0; бела  сажа ВС-100 4,0; калиевое мьшо синтетических жирных кислот (фракци  -16.) гидролизованньм полиакрилонитрил (гипан) 0,3; вода 69,7. Содержимое перемешивают 15 мин и под ют на сито дл  отделени  крошки каучука . Крошку сушат в сушилке с циркул цией воздуха при 90 ° С. Получают не слипакмцуюс  при хранении крошку каучука СКД, характеристика которой и свойства каучука приведены в табл. Параллельно испытывают каучук СКД, отобранный непосредственно от блока до его дроблени . Пример 2. Блок бутадиен-о(-метилстирольного каучука СКМС-ЗОРП, синтезированного с применением в качестве эмульгатора  ьта СЖК и имеюще го жесткость по Дефо 900 гс, измельчают в дробилке ударного действи  дл получени  крошки с размером частиц 0,2-1,5 мм. Крошку помещают в крут щийс  барабан, где она может свободн пересыпатьс , и сразу же обрызгивают (пульверизаци ) подогретой до дисперсией антиагломеранта в коли .честве 0,3 мас.%, счита  на сухое ве щество, следующего состава, мас.%: полиметилсилоксанова  жидкость ПМС-200А 15,0; микрокристаллический воск ОМ-7 15,0; бела  сажа БС-120 8,0; калиевое мыло синтетических жирных кислот 5,0; казеинат аммони  0,2; вода 56,8. Барабан вращают 20 мин, затем крошку выгружают и сушат при 80 С в сушилке с циркул цией воздуха. Получают неслипающуюс  крошку , характеристика которой и свойства каучука приведены в табл.1. Параллельно испытывают каучук СКМС-ЗОРП, не подвергавшийс  дроблению.и обработке антиагломерантом. В табл. 2 привод тс  характеристики каучуков, обработанных тредлагае- мым и известным (полиметилсилоксанова  жидкость ПМС-200А 85 мас.%, тонкодисперсна  двуокись кремни  БС-120 15 мае.%), антиагломерантами. Пример 3. В аппарат, емкостью 10 л, оборудованньш пропеллерной мешалкой, наливают 750 мл латекса бутадиен-нитрильного каучука СКН-26М (содержание сухого вещества 13,3%, эмульгатор - некаль, жесткость каучука по Дефо 1050 гс) и при перемешивании постепенно прибавл ют 300 мл 5%-ного раствора хлористого натри . Флокул т подкисл ют 1%-ным раствором серной кислоты до рН 4-5. Полученную крошку промывают 8 л гор чей воды с температурой 45 С. Затем в пульпу при перемешивании ввод т дисперсию антиагломеранта, нагретую до 90° С, в количестве 0,5 мае.%, счита  на сухое вещество, имеющую f следующий состав, мас.%: полиметилсилоксанова  жидкость ПМС-200А 10,0; микрокристаллический воск ЗВ-1 20,0; бела  сажа ЕС-100 3,5; калиевое мыло СЖК 1,5; карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) 1,0; вода 64,0. Содержимое сосуда перемешивают 10 мин, затем воду сливают. Крошку . равномерно распредел ют на противне, помещают в сушильный шкаф с циркул - дней воздуха и сушат при 90-100 С. Каучук получаетс  в виде крошки, характеристика которой и свойства каучука приведены в табл. 1. В табл. 3 дан ситовой анализ крошки указанного каучука. Параллельно испытывают каучук СКН-26М, необработанный антиагломерантом . Пример 4. В аппарат, емкостью 10 л, оборудованный пропеллерной мешалкой , наливают 340 мл латекса бутадиен-нитрильного каучука СКН-26 (содержание сухого вещества 29,3%, эмульгатор-парафинат кали , жесткость каучука по Дефо 1800 гс) и при перемеишвании добавл ют 750 мл насьш енного раствора хлористого натри . Полученную пульпу порошка с размером частиц 0,05-0,5 мм промывают, отдел  ют на тонком фильтре и снова помещают в аппарат, содержащий 8 л подогре той до 50 С воды. При перемешивании ввод т дисперсию антиагломеранта, нагретую до 90С в количестве 1,5 мас.%, счита  на сухое вещество, следующего состава, мас.%: полиметил силоксанова  жидкость ПМС-1000 20,0; микрокристаллический воск ЗВ-1 20,0; бела  сажа БС-50 10,0; калиевое мьшо СЖК 5,0j полиакриламид (ПАА) 3,0; вода 42,0. Порошок отфильтровывают и сушат в сушильном шкафу при 90100 с. Получают не слипающийс  при хранении порошок, характеристика которого и свойства каучука приведены в табл. 1. Параллельно испытывают ка учук СКН-26 в блоке, не обработанный антиагломерантом. Пример 5. В аппарат емкость 10 л, оборудованный пропеллерной мешалкой , загружают 570 мп подогретого латекса бутадиен-стирольного каучука СКС-ЗОАРК (содержание сухого вещества 17,6%, эмульгатор - калиево мыпо диспропорционированной канифоли в зкость по Муни 56 ед), флокулируют его 750 мл 20%-ного раствора хлористого натри  и затем добавл ют 1%-ную серную кислоту до рН 3-4. Получают пульпу, которую дважды промьшают водой. Затем в пульпу пода ют дисперсию антиагломеранта, подогретую до 70 С, в количестве 1,8 мас. счита  на сухое.вещество, и имеющую следующий состав, мас.%: полиметилсилоксанова  жидкостьПМС-154 18,0; микрокристаллический воск ЗВ-1 8,0; бела  сажа БС-150 5,5; калиевое мыло канифоли 1,7, карбоксиметилцеллншоза 1,5; вода 65,3. После 15 мин перемешивани  крошку отдел ют от воды и сушат при 90-100 С. неслипающуюс  крошку, характеристика которой и свойства каучука приведены в табл. В услови х, аналогичных описанным , крошку каучука СКС-ЗОАРК обрабатьшают 50%-ной водной дисперсией известного антиагломеранта, вз той в количестве 1,8 мае.,, счита  на сухое вещество, и имеющей состав, мас.% тонкодисперсиа  двуокись кремни  БС-150. 10,0; полиметилсилоксанова  : жидкость ПМС-154 90,0. Характеристика крошки и свойства каучука приведены в табл. 2. Ситовой анализ крошки дан в табл. 3. Параллельно испытывают каучук, не обработанньй антиагломерантом. Пример 6. В термостатированньй цилиндрический сосуд емкостью 10 л, оборудованньй мешалкой, содержардий 8 л воды с температурой 9598 С, ввод т одновременно небольшими порци ми 1 л 10%-ного раствора бутилкаучука БК-1675Т в изопентане и подогретую до 90 С дисперсию антиагломеранта в количестве 2,0 мас.%,..счита  на сухое вещество, следующего состава, мас.%: полиметилсилоксанова  жидкость ПМС-200А 10,0; микрокристаллический воск ЗВ-2 5,0; бела  сажа БС-150 2,0; калиевое мыпо СЖК 1,0, карбоксиметилцеллкшоза 0,2; вода 81,8. По окончании введени  компонентов смесь дополнительно перемешивают дл  завершени  дегазации и полученную крошку промьшают 8 л воды с температурой 50 С, отфильтровывают и сушат в воздушной сушилке при . Получают не слипающуюс  при хранении крошку с размером частиц 2-5 мм, характеристика которой и свойства каучука приведены в табл, 1. Параллельно испытьшают каучук БК-1675Т, . не обработанный антиагломерантом. Пример .7. В аппарат емкостью 10 л, снабженный мешалкой, заливают 430 мл подогретого до латекса бутадиен- о -метилстирольного каучука СКМС-ЗОАРП (содержание сухого вещества 23,5%, эмульгатор - смесь калиевых мып канифоли и СЖК в соотношении 1:1, жесткость каучука по Дефо 1700 гс) и флокулируют его 60 мл насыщенного раствора хлористого натри . В флокул т ввад т 30 г подогретого до 70 С высокоароматического масла ПН-бК и водную дисперсию сажи ПМ-100, содержащую 70 г сажи. Композицию перемешивают и коагулируют смесью 250 мл насыщенного раствора хлористого натри  и 1000 мл 1%-ной серной кислоты. В результате получают пульпу сажемаслонаполненного казгчука СКМС-3070 с размером частиц 2-5 мм. Крошку промывают и затем в пульпу вод т дисперсию антиагломеранта в количестве 0,3 мас.%, счита  на сухое вещество, следующего состава, ае. %: полиметилсилоксанова  жидость ПМС-200А 10,0; микрокристалический воск ЗВ-2 5,0; бела  сажа С-100 2,0; калиевое мьшо канифоли 947 1,5; полиакриламид 2,8; вода 78,7. После перемешивани  крошку отдел ют на сите и сушат в воздушной сушилке при 100-125 С. Получают не слипающую с  при хранении крошку, характеристика которой и качества приведены в табл. 1. Параллельно испытьшают каучук, не обработанньй антигломерантом . П р и. м е р 8. В аппарат емкость 10 мл, снабженный мешалкой, заливают 360 МП латекса бутадиен-стирольного каучука СКС--30 АРКП (содержание сухого вещества 27,9%, эмульгатор смесь калиевых мыл канифол  и СЖК в соотношении А:1, жесткость каучука по Дефо 1200 гс) и флокулируют его, ввод  60 M.I1 насыщенного раствора хло ристого натри . Во флокул т добавл ют 15 г подогретого до 70 С высокоароматического масла ПН-бК и заканчивают коагул цию, ввод  в аппарат

Характеристики неслипающейс  при храненнии крошки каучуков и свойства вулканизатов на их основе

скд

0,5-2,0 ОМ-1 СКМС-ЗОРП 0,2-1,5 ОН-7 СКН-26М см.табл.3 ЗВ-1 СКН-26 0,05-0,5 ЗВ-1

Таблиц

ПМС-200А БС-100СЖК

Гипан 5

2041 0,3 15 7 смесь 250 м.п насыщенного раствора хлористого натри  с 1000 мл 1%-ного раствора серной кислоты. В результате получают пульпу маслонаполненного каучука еКС-ЗОАРКМ-15 с размером крошки 2-5 мм. Крошку промывают и в отмытую пульпу ввод т поотмытую догретую до 80 С дисперсию антиагломеранта в количестве 1,2 йас.%, счита  на сухое вещество, следующего состава, мас.%: полиметилсилоксанова  жидкость ПМС-1000 15,0; микрокристаллический воск ЗВ-2 7,0; бела  сажа БС-150 6,0; калиевое мыло СЖК 2,5; карбоксиметилцеллюлоза 2,0; вода 67,5. Крьш1ку отфильтровывают и сушат в воздушной сушилке при 90-100 С.Получают неслипающуюс  при хранении , крошку каучука СКС-ЗОАРКМ-15, характеристика которой и свойства каучука приведены в табл. 1. Параллельно ис- пытывают каучук СКС-ЗОАРКМ-15, не обработанный антиагломерантом. Г1МС-200АБС-120КалиевоеКазеинат 158мыло СЖКаммони  50,2 ПМС-200АБС-100КалиевоеКЩ 403,5мьшо СЖК1 ПМС-1000БС-50КалиевоеПАА 2010мыло СЖК3

СКС-ЗОАРК

см.табл.3 ЗВ-1 8

6 БК-1675Т

2,0-5,0 ЗВ-2 5

7 СКМС-3070

2,0-5,0 ЗВ-2 5

2,0-5,0 ЗВ-2 7

СКС-ЗОАРКМ15

Продолжение табл.i

БС-150 Калиевое ШЦ 5,5мыло ка- 1,5

нифоли 1,7

БС-150 Калиевое КМЦ 2мыло СЖК 0,2

1

ЕС-100 Калиевое ПАА 2 мыло ка- 2,8 нифоли

Ь

БС-150 Калиевое КМЦ 6 мыло СЖК 2,5

2,5

13

5 Блок рассыпаетс  в исходную крошку 200 5 То же 80 82 240 240

100 14

400 14

400 5

100 4

200 7

200 7

А-результаты испытаний вулканизатов на основе каучуков в виде крошки

и порошка, К-результаты испытаний контрольных вулканизатов на основе каучуков,

не обработанных антиагломерантом.

14

471797 Продолжение табл,1

74 70 200 196 500 475 10 11

102 105 280 250 690 650 19 18

108 103 300 290 700 690 19 20

86 90 295 300 650 600 16 18

70 78 200 190 675 720 48 52

115 106 220 205 510 500 19 18

94 90 250 255 600 580 19 20 630 620 16 15

CN

n)

и

S

R

,Ю

in)

H

17

47179718

Т аб лица 3

Claims (1)

1. АНТИАГЛОМЕРИРУЮЩИЙ СОСТАВ для получения неслипающейся крошки или порошка каучука, включающий полиалкилсилоксановую жидкость, аморфный . дисперсный кремнезем и воду, отличающийся тем, что, с целью усиления антиагломерирующего действия, в его состав введены микрокристаллический воск, эмульгатор и загуститель при следующем соотношении компонентов, мас.%:

   Полиалкилсилоксановая

   жидкость 10-20 Аморфный дисперсный кремнезем 2-10 Микрокристаллический воск 5-20 Эмульгатор 1-5 Загуститель 0,2-3 Вода Остальное

   М