Состав сажевой пасты

 

СОСТАВ САЖЕВОЙ ПАСТЫ, включающий сажу, минеральное масло и диспергатор на основе бутадиенового каучука с мол.м. 1, 1,9-10, отличающийся тем,что, с целью повышения стабильности и однородности состава, он дополнительно содержит железоокисный пигмент и в качестве диспергатора натрий-бутадиеновьй каучук с пластичностью 0,61-0,66 при следующем соотношении компонентов, мае.ч.: Сажа100 Минеральное масло 40-300 Натрий-бутадиеновьй каучук 1-10 Железоокисньй пиг-, (Л мент15-40 с

сООз сОВетсних

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

69) 01) 17 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

Н ABT0PCHOMY CBNQETHlbCTHY

15-40 мент

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР по делам изов етений и ОтнРытий (21) 3522616/23-26 (22) 16. 12.82 (46) 23.09.84. Бюл. )} - 35 (72) M.M. Медников, Г.П. Касаткин, В.Н, Строев, M.Ñ. Хайкин, Г.Б. Штрейс и Л.А. Козлов (7 1 ) Научно-исслед ов ат ельский и проектно-конструкторский институт углеродистых пигментов и наполнителей и Центральный научно-исследовательский институт бумаги (53) 678.046.2 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

)} - 992555, кл. С 09 D 17/00, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

}} - 992559, кл. С 09 П 17/00, 1981 (прототип).

3. Кошелев Ф.Ф., Корнев A.Е., Климов H.Ñ. Общая технология резины. М., "Химия", 1968, с. 276-282. (54) (57) СОСТАВ САЖЕВОЙ DACTM, включающий сажу, минеральное масло и диспергатор на основе бутадиенового каучука с мол.м. 1,7 ° 105- 1,9- 10, » отличающийся тем,что, с целью повышения стабильности и однородности состава, он дополнительно содержит железоокисный пиг" мент и в качестве диспергатора— натрий-бутадиеновый каучук с пластичностью 0,61-0,66 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Сажа 100

Минеральное масло 40-300

Натрий-бутадиеновьп каучук 1-10

Железоокисный пиг1114686

30

40

50

Изобретение относится к промьппленности технического углерода, а именно к производству сажевых паст, которые предназначены для использования в производстве лаков, красок, наполненных пластических масс, резины, а также в полиграфии, текстильной, целлюлозно-бумажной, кожевенной и легкой промьппленности.

Важнейшими техническими задачами в технологии изготовления сажевых паст являются повышение концентрации сажи и увеличение их стабильности при различных температурах, отсутствие посторонних включе ний.

Известен состав сажевой пасты, включающий сажу, минеральное масло и диспергатор на основе сополимера бутадиена с виниловым мономером (1) .

Недостатком состава является то, что не удается повысить концентрацию сажи выше 407 в случае применения в качестве диспергатора сополимера бутадиена с низкой молекулярной массой (3000-30000).

Наиболее близким к предлагаемому является состав сажевой пасты,включающий сажу, минеральное масло и диспергатор-полимер на основе бута диена с моп.м. 7 10 — 5 10 выб4 ранный из группы, включающей гйлибутадиен и его сополимеры, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:,сажа 100, минеральное масло 60-140, диспергатор 0,1 — 10,0 $2), Недостатком известного состава является его низкая стабильность (1 мес) и невысокая однородность, характеризующаяся недиспергируемыми включениями высокомолекулярных фракций.

Цель изобретения — повышение стабильности и однородности состава.

Поставленная цель достигается тем, что состав сажевой пасты, включающий сажу, минеральное масло и диспергатор на основе бутадиено" вого каучука с мол.м 1,7"10

1,9 10, дополнительно содержит

5 железоокисный пигмент и в качестве диспергатора — натрий-бутадиеновый каучук с пластичностью 0,61-0,66 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Сажа 100

Минеральное масло 40-300

Натрий-бутадиеновый каучук .1-10

Железоокисный пигмент 15-40

Натрий-бутадиеновый каучук (каучук СКБ, ОСТ 3800379-75) получают жидкофазной.полимеризацией смеси бутадиена-1,3 и псевдобутилена с использованием в качестве катализатора натрий-калиевой ленты и смазки глицерий-тальк. Пластичность используемого каучука 0,61-0,66.

Натрий-бутадиеновый каучук имеет совершенно отличную от других каучуков микроструктуру макромолекулы, которая содержит минимальное количество двойных связей в основной цепи, что резко ограничивает взаимодействие сажи с каучуком в процессе приготовления состава сажевой пасты, приводит к отсутствию сажекаучукового геля и отсутствию включений.

Пластичностью каучуков называется способность тела деформироваться под действием внешнего усилия и сохранять приобретенную им деформацию по устранению действия внешнего усилия (3) .

Применение натрий-бутадиенового каучука с пластичностью 0,6 10,66 по Карреру для стабилизации и диспергирования сажи в минеральном масле при получении составов са>кевых паст повышает стабильность состава, при этом наблюдается полное отсутствие включений высокомолекулярных фракций каучука с сажей.

Указанный эффект не наблюдаЕтся при применении любых других полибутадиенов с молекулярной массой

7 ° 10 — 5 10, таких как полибутадиеновый {СКД) и стирольный (БСК) каучуки и различные сополимеры бутациена с виниловым мономером.

В табл.1 представлены данные по однородности и стабильности состава в зависимости от марки используемого каучука, его молекулярной массы и пластичности.

Применение натрий-бутаьиенового каучука с пластичностью ниже 0,61 не приводит к полному исключению включений. Увеличение пластичности каучука выше 0,66 вызывает понижение устойчивости состава сажевой пасты при повышенных температурах.

114686 4

Э 1

Дополнительно состав содержит же- ; лезоокисный пигмент. Добавление в состав железоокисного пигмента делает его более технологичным, позволяет широко использовать,состав сажевой пасты с меньшим содержанием сажи. Введение в состав сажевой пасты иных железных пигментов не позволяет достичь высокой стабильности состава и отсутствия включений.

Железоокисный пигмент желтый пРименЯют двУх маРок: "Ж-0 н "Ж 1

Он представляет собой моногидрат окиси железа с содержанием железа в пересчете на Fe 0 не менее

85 мас. ., рН водной вытяжки 4-7, маслоемкость 35-60 г/100 г пигмента, укрывистость не более

20 г/м .

В табл.2 представлены данные по стабильности и однородности состава в зависимости от используемых железных пигментов.

Содержание натрий-бутадиенового каучука с пластичностью 0,61-0,66 в составе пасты должно находиться . в пределах 1-10 мас .ч . на 100 мас .ч. сажи. Использование натрий-бутадиенового каучука в количествах менее

1 мас.ч. вызывает понижение стабильности состава (неравномерно распре-деляется железоокисный пигмент и система расслаивается). Повышение количества натрий-бутадиенового каучука выше 10 мас.ч. на 100 мас.ч. сажи нецелесообразно, поскольку получается ярко выраженная наполненная резиновая смесь, которую невозможно переработать на оборудовании для получения пасты.

Минеральное масло применяется в составе пасты в количестве 40300 мас.ч. на 100 мас.ч. сажи. Увеличение количества масла свыше

300 мас.ч. нежелательно ввиду понижения стабильности состава сажевой пасты и низкой концентрации сажи.

Железоокисный пигмент добавляют в количестве 15-40 мас.ч. Снижение количества железоокисного пигмента менее 15 мас.ч. ухудшает технологические свойства состава, так как снижается его однородность и стабильность, а при повышении коли5

10 !

55 чества более 40 мас.ч.. е образуется пастообраэная композиция.

В составе сажевой пасты в качестве сажи могу. быть использованы

ПГМ-33 Н-сажа печная, полученная иэ газомасляного сырья, имеющая удельную условную поверхность

30-33 м /г, адсорбцию дибутилфталата (ДБФ) 60-70 мл ДБФ на 100 г сажи, ее аналог. ПК-40 Н-печная сажа, получаемая только из масляного сырья (термогазойль, зеленое масло, антраценовое масло и т.д.), высокоактивная печная сажа ПИ-100 — печная сажа, получаемая из масляного сырья, имеющая удельную геометрическую поверхность 98-105 м /r, ее низкоструктурный аналог ПМ-100 Н и др. по ГОСТ 7885-77. .В качестве минерального масла используют индустриальные масла

И-12, И-20, И-30 — очищенные дистилляты минерального масла, не содержащие присадок, имеющие кинематическую вязкость в пределах (10-35) 10 M, с по ГОСТ 20799-75 (10-35 сСт).

Пример. В лабораторную клеемешалку загружают 300 r минерального масла И-20, 300 г сажи ПГМ-33 Н, 6 r натрий-бутадиенового каучука с пластичностью 0,64, 90 r железоокисного пигмента марки "Ж-0", пере- мешивают содержимое клеемешалки

30 мин при 25-30 С до однородной о по цвету массы, выгружают и перетирают на краскотерке до степени дис" персности 2 мкм. При определении степени дисперсности по методике

"клин" (ГОСТ 6589-74) слой пасты на поверхности прибора идеально гладкий, без единого штриха, состав однороден без каких-либо недиспергируемых включений.

В табл.3 представлены примеры,характеризующие однородность и стабильность состава в зависимости от массового содержания компонентов состава и пластичности натрий-бутадиенового каучука.

Преимущество предлагаемого состава сажевой пасты перед известным состоит в том. что состав стабилен в течение года (по прототипу в течение 1 мес), однороден, отсутствуют включения высокомолекулярных фракций каучука с сажей.

1114686

Та блица

Одн ор од иост ь состава:

Молекулярная масса наличие или отсутствие включений

1,7 10

0,62 Включения отсутствуют

1 г, 7 "10

0,5 Две полосы 6 мес

Включения отсутствуют

1,8 ° 10

0,61

2 10

75 ° 10

0,45 Две полосы 6 мес

0,63 Включения отсутствуют

0,25 Три полосы

Натрий-калий

5 ° 10

1,75 ° 10

2,5 ° 105

6 мес

Литий-бутил

0,64

Включения отсутствуют

10 полос (клин

25 мкм) 2 мес

0,31

Натрий-калий

1,7" 10

0,64 Включения 1 г отсутствуют

2,8 105

С КС-30AP K

0,55 15 полос (клин

30 мкм) 1 мес

Таблица 2

Стабильность состава сажевой

Однородность состава:

Степень

Пигмент

Количество дисперсности состава сажевой пигмента, мас.ч. на

100 мас,ч. наличие включений пасты сажи пасты по методу "клин"

Включения отсутствуют

В течение 1 г.

В течение 2 мес

Сплошные полосы

30

Берлинская лазурь

Включения отсутствуют

В течение 1 г.

В течение 3 мес

Сплошные полосы

Милор и

Марка каучука

СКБ (натрий. бутадиеновый) СКД

СКБ (натрийбутадиеновый) СКБ (натрийбутадиеновый)

СКДЛ

СКБ (натрийбутадиеновый)

СКИС-30АРК СКБ (натрийбутадиеновый) "Ж-О" (железоокисный

"Ж-1" (железоокисный) Катализатор, на котором получен каучук

Натрий-калий тд,се, ae(c,н,), Натрий-калий

СОСО,+ АР(С Н,д,СЕ

Натрий-калий

1Ъщр on ep екис ь изопропилбензола + железотрилоновый комплекс

Гидроперекись из опр опилциклогексилбензола

Пластичность

Стабильность состава

11 14686

Таблица 3

Сажа

Состав чество во железоокисного пиг» мента, мас.ч.

И-20

0,64

ПГМ-ЗЗН

Опытный

100

ПГМ-ЗЗН

И-20

0,35

И-20

0,59

ПГМ-33Н

100

0,61

ПГМ-33H

И-20

Опытный

100

И-20

0,64

ПГМ-33Н

100

И-20

0,66

ПГМ-ЗЗН

И-20

ПГМ-33Н

0,68

100

И-20

ПГМ-ЗЗН

0,64

И-20

Опытный

ПМГ-ЗЗН

0,64

И-20

П М-ÇÇH

0,64

150

ПГМ-33Н

И-20

0,64

200

И-20

ПГМ-33Н

0,64

300.Контрольный И-20

ПГМ-ЗЗН

0,64

320

И-20

ПГМ-ЗЗН

0,64

100

И-20

Опытный

ПГМ-ЗЗН

0,64

100

Контрольный

Контрольный

Тип и коли- Количестиндустриального масла, мас.ч.

Колич ес тво Na-бутадиенового каучука, мас.ч.

Пластичность каучука

11 «;686

И-20

ПГМ-ЗЗН

0,64

100

И-20

ПГМ-ЗЗН

0,64

Контрольный 43

0,64

0,5

0,64

И-20

ПГМ-ÇÇH

0,64

f00

И-20

ПГМ-3ЗН

0,64

100

И-20

ПГМ"ЗЗН

0,64

100

ПТМ-ЗЗН

И-20

0,64

100

0,64

ПГМ-ÇÇH

И-20

ЗО

1.0

100

0,64

ПГМ-ЗЗН

100

0,64

ПГМ-ÇÇH

30.И-20

100

0,64

ПГМ-33Н

И-1 2

100

0,64

HM-40Н

И-12

100

ПГМ-33Н

0,64

И-1 2

100

0,64

И-20

ПГМ-33Н

100

Марка

tIR f"

ПГМ-33Н

200

Ф

Применяют каучук СКД 2 мас.ч.

И-20

И-20

Контрольный И-20

Контрол ьный И-20

ПГМ-ЗЗН

ПГЬ -ЗЗН

Продолжение табл. 3

1.114686

Стабильность состава

Состав

Степень

Примечение дисперсности состава

Включения отОпытный

Кон тр ол ьный

В течение

3 мес верхности прибора

Включения отсутствуют

В течение

1 г

Опытный

Контрольный

В течение

3 мес

Пастообразный состав не образуется

Опытный

Включения отсутствуют

В течение

1 г.

Система Концентрация сабыстро рас- жи в составе слаивается менее 257.

Большое количество полос

Контрольный

В течение

3 мес

Имеется две полосы на поверхн ости

Включения отсутствуют

В течение

1 r

Опытный

Однородность состава, определяемая визуально на приборе "клин" сутствуют

Одна широкая полоса на поверхности прибора

Две широкие полосы на поВ течение

1 г

В течение

2 мес!

Продолжение табл.3

Мол.м. каучука

1,8 10

Через 2 мес наблюдается расслоение состава

Через 3 мес наблюдается отслоение

Мол.м. Na-бутадиенового каучука 1,9 ° 10

Мол .м. Na-бутадиенового каучука

1,7 10Паста расслаивается сразу при

80 С

Сажа, наполненная маслом

Очень трудно пе-ретирастся на краскотерке, малая скорость перетира

1114686

Продолжение табл.3

Включения отсутствуют

В течение

1 г

Контрольный

В течение

Включения отсутствуют

Опытный

Включения отсутствуют

Контрольный

Опытный

Включения отсутствуют

Имеются две ши- В течение Базовый вариант рокие полосы 6 мес Ласта ПЧМ-30-10 включения (ТУ 38 415-127-79) 10

Контрольный

Составитель Е. Наумова

Техред М.Тепер Корректор Е, Сирохман

Редактор В. Петраш

Тираж 633 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д,й /5

Заказ 6732/17

Филиал 11ПП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

Низкая диспергируемость— много полос

Получается невулканизированная резиноЬая смесь

Система расслаивается в течение 2 мес

Система не представляет собой пастообразную массу