Состав дисперсии водонерастворимых ингредиентов для приготовления латексных смесей

 

Сущность изобретения: состав дисперсии водонерастворимых ингредиентов включает, %: водонерастворимые ингредиенты 20-70; 3-8%-ный водный раствор калиевой или натриевой соли бензилсульфаниловых кислот 29,96-79,99; блоксополимер полиорганосилоксана и полиоксиалкилена 0,01-0,04. Использование нового состава дисперсии обеспечивает сокращение вдвое времени приготовления дисперсии, которое составляет 24 ч. Повышена стабильность дисперсий и дисперсность ингредиентов 5 табл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4769103/05 (22) 12.12.89 (46) 23.05.92. Бюл. М 19 (71) Научно-исследовательский институт мономеров для синтетического каучука (72) В,П.Бугров, Н.Л.Коврайская, С.К.Цейц, Л,В.Космодемьянский, О.В.Лысых, Л,А.Лазарева, Г,А.Кулев и В.А,Ревкин (53) 6?8,7(088,8) (56) Производстве перчаток защитных летних БЛ-1М и зимних Б3-1М. Технологический регламент ТР 17-02-85 Армавирского завода резиновых изделий. 1985.

Изобретение относится к диспергированию, в частности к составам дисперсий водонерастворимых ингредиентов, используемых при приготовлении латексных смесей.

Нерастворимыe е воде ингридиенты для латексных смесей::,:д>товят на измельчающем оборудовании -- на коллоидных шаровых, вибромельницах.

В водных дисперсиях, содержащих водонерастворимые ингридиенты и диспергирующие вещества (диспергаторы), в качестве последних могут применяться сульфокислоты ароматических углеводородов, смеси полиэтиленгликолевых эфиров высших жирных спиртов и фенолов, стеарат натрия, олеат калия, лейканол (диспергатор

НФ) и др. Количество диспергатора ьe должно превышать 10 мас.ч. на сухое вещество дисперсии.

Известен состав дисперсии водонерастворимых ингредиентов для приготовления латексных смесей, содержащий

„„. Ж„„ 1735320 À1 (st>s С 08 J 3/03, В 01 F 3/12, 17/12 (54) СОСТАВ ДИСПЕРСИИ ВОДОНЕРАСТВОРИМЫХ ИНГРЕДИЕНТОВ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ЛАТЕКСНЫХ СМЕСЕЙ (57) Сущность изобретения; состав дисперсии водонерастворимых ингредиентов включает, %: водонерастворимые ингредиенты 20 — 70; 3 — 8% ный водный раствор калиевой или натриевой соли бензилсульфаниловых кислот 29,96 — 79,99; блоксополимер полиорганосилоксана и полиокслалкилена 0,01 — 0,04. Использование нового состава дисперсии обеспечивает сокращение вдвое времени приготовления дисперсии, которое составляет 24 ч. Повышена стабильность дисперсий и дисперсность ингредиентов, 5 табл. водонерастворимые ингредиенты (серу, оксид цинка и диэтилдитиокарбамат цинка) и

5%-ный водный раствор диспергатора НФ в массовом соотношении 50:50.

Дисперсии готовят на шаровых мельницах, Время обработки длительное (48 — 96 ч).

Кроме того, дисперсии получаются неустойчивые, быстро расслаиваются и выседают в латексной смеси.

Цель изобретения — сокращение времени приготовления дисперсии, повышение ее стабильности и увеличение дисперности ингредиентов, Указанная цель достигается составом дисперсии водонерастворимых ингредиентов, содержащим в качестве диспергатора

3 — 8%-ный водный раствор калиевой или натриевой соли бензилсульфаниловых кислот и дополнительно блоксополимер полиорганосилоксана и полиоксиалкилена (КЭ П-2А).

1735320

В качестве водонерастворимых ингредиентов дисперсий для приготовления латексных смесей состав может содержать серу, оксид цинка, диэтилдитиокарбамат цинка, меркаптобензотиазол цинка, тиурам, технический углерод, противостарители и другие известные водонерастворимые ингредиенты в различных сочетаниях, Дисперсии готовят на шаровых мельницах, время обработки 24 ч. Щелочные соли бензилсульфаниловых кислот готовят омылением последних калиевой или натриевой щелочами.

Бензилсульфаниловые кислоты представляют собой смесь дибензилсульфаниловой монобензилсульфаниловой и сульфаниловой кислот в соотношении

30:60:4,5 или 40:50:4,5.

При содержании водонерастворимого ингредиента в дисперсии менее 20 - приготавливать ее энергетически невыгодно.

При содержании его более 70% дисперсия становится малоподвижной. При концентрации щелочной соли бензилсульфаниловых кислот в дисперсии менее 3, она малостабильна и быстро выседает, при содержании солей более 8 дисперсия становится пенистой, При содержании блоксополимера полиоргансилоксана и полиоксиалкилена в составе менее 0,01 добавка не снижает пенистость дисперсии при содержании его в составе более 0,04 не происходит дальнейшее снижение пенистости дисперсии, Увеличение дисперсности водонерастворимых ингредиентов наблюдается по уменьшению относительного веса осадка за одно и то же время оседания. Так, относительный вес осадка за 10000 с составляет для известной дисперсии серы 88 10 г, для

-з предлагаемых 22, 38, 68, 43 и 73 10 г, т.е. размер частиц ингредиентов намного меньше.

Пример 1. Калиевую соль бензилсульфаниловых кислот (БСК) готовят путем омыления БСК калиевой щелочью. Для приготовления 100 кг 15 -ного раствора калиевых солей ВСК берут 73,3 кг умягченной воды, 39,3 кг 52%-ного раствора калиевой щелочи и 10,23 кг пасты БСК, (Характеристика пасты БСК: массовая доля влаги 40%, кислотное число 150 мг КОН на

1 мас.ч. сухого вещества).

Калиевую соль БСК разбавляют водой до содержания сухого ве щества 2, 3, 5, 8 и

10 . Эти растворы используются в качестве диспергатора при приготовлении дисперсий ингредиентов латексной смеси. В шаровой мельнице готовят дисперсии вулканизующих

50 агентов, состав которых приведен в табл, 1, Время обработки известной дисперсии 48 ч, предлагаемых 24 ч.

Готовят контрольную и предлагаемые дисперсии серы, состав которых приведен в табл. 2.

Качество дисперсий проверяют по скорости осаждения. седиментационным методом. Данные по седиментации приведены в табл. 3.

Контрольная дисперсия выседает в2 раза быстрее, чем предлагаемые, хотя время их обработки сокращено вдвое.

Пример 2. По примеру 1 готовят натриевую соль БСК, используя вместо калиевой щелочи натриевую щелочь (NaQH).

Натриевую соль БСК разбавляют водой до содержания сухого вещества 5, Этот раствор используют для приготовления 50 ной дисперсии серы, В состав дисперсии вводят 0,03 КЭП-2А. Время обработки дисперсии в шаровой мельнице 24 ч. Одновременно готовят 50 -ную дисперсию серы на 5/-ном диспергаторе НФ. Время обработки известной дисперсии 48 ч.

Обе дисперсии разливают в одинаковые емкости и оставляют на хранение. Через 30 сут (1 мес) берут контрольную и предлагаемую дисперсии и перемешивают палочкой.

Контрольная дисперсия перемешивается с трудом через 1 мес хранения, а через 2 мес осадок получается такой плотный, что с помощью весла (шпателя) его невозможно размешать, а значит, и использовать.

Предлагаемая дисперсия сохраняет подвижность 9 мес и легко размешивается.

Пример 3, Готовят типичные смеси на основе различных латексов, пригодных для ионного отложения. Состав их приведен в табл. 4.

Дисперсии водонерастворимых ингредиентов для смесей под шифром а готовят на 5 -ном диспергаторе НФ, время обработки в шаровой мельнице 48 ч. Дисперсии для смесей под шифром б готовят на 5 -ных калиевых солях БСК с добавлением 0,02

КЭП-2А, время обработки в шаровой мельнице 24 ч. Равное количество смесей под шифрами а и б из каждого латекса заливают в одинаковые по форме стаканы и оставляют на 7 сут. После этого сливают смеси, осадки собирают, высушивают и взвешивают, Затем осадки анализируют на количественное содержание серы, золы и технического углерода, Вес и состав осадков приведен в табл. 4.

Из всех смесей через сутки после приготовления проводят ионное отложение, полученный гель сушат и вулканизуют.

1735320

50

Физико-механические показатели вулканизованных пленок приведены в табл. 4.

Как видно из представленных данных, дисперсии, приготовленные на щелочных солях БСК с добавлением блоксополимера

КЭП-2А, меньше выседают из латексных смесей, хотя их время обработки снижено в

2 раза по сравнению с используемым, Калиевые соли БСК и блоксополимер

КЕП-2А, введеные в смеси вместе с ингредиентами, не влияют на физико-механические показатели пленок из всех приведенных латексов.

Пример 4, По примеру 1 готовят тройную дисперсию вулканизующих агентов на 5 -ном водном растворе калиевых солей бензилсульфаниловых кислот. В состав дисперсии вводят 0,03 КЭП-2А. Время обработки дисперсии на шаровой мельнице 24 ч.

Одновременно готовят контрольную дисперсию (состав 1 по примеру 1), время ее обработки на шаровой мельнице 48 ч.

С использованием контрольной и предлагаемой дисперсии в производственйых условиях готовят два контейнера смеси из латекса бутил каучука согласно технологическому регламенту. Из контейнеров без перемешивания отбирают пробы сразу после приготовления смесей (О ч), а также через 1, 4, 8, 24, 48 и 92 ч, Из отобранных проб после их перемешивания и фильтрации получают пленки методом ионного отложения. Для пленок определяют физико-механические показатели. Физико-механические показатели вулканизованных пленок, полученных из проб латексных смесей, приготовленных с известной и предлагаемой дисперсиями вулканизующих агентов, приведены в табл, 5.

Из данных таблицы видно, что физикомеханические показатели вулканизованных пленок из смесей с серийной и контрольной (предлагаемой) дисперсиями вулканизующих агентов находятся на одном уровне за все время вызревания смесей без перемешивания, а на 48 и 92 ч прочность вулкани5 зованных пленок из смеси с предлагаемой дисперсией выше, чем из смеси с контрольной дисперсией, хотя время ее обработки в шаровой мельнице в два раза больше.

Таким образом, используя предлагае10 мый состав для приготовления дисперсий водонерастворимых ингредиентов латексных смесей, содержащих сочетание 3 — 8 мас. щелочных солей бензилсульфаниловых кислот и 0,01 — 0,04 мас. КЭП-2А, мож15 но повысить производительность измельчающего оборудования в 2 раза, повысить стабильность дисперсий (снизить количество осадка в латексных смесях), увеличить дисперсность ингредиентов, сни20 зить энергоемкость измельчающего оборудования и повысить устойчивость физико-механических показателей латексных смесей, выдерживаемых без перемешивания.

25 Формула изобретения

Состав дисперсии водонерастворимых ингредиентов для приготовления латексных смесей, включающий водный раствор диспергатора, отл ич а ю щи йс я тем, что, с

30 целью сокращения времени приготовления дисперсии, повышения ее стабильности и увеличения дисперсности ингредиентов, состав содержит в качестве диспергатора 3—

8 -ный водный раствор калиевой или

35 натриевой соли бензилсульфаниловых кислот и дополнительно — блоксополимер полиорганосилоксана и полиоксиалкилена при следующем соотношении компонентов, мас. : водонерастворимые ингредиенты

40 20 — 70; 3 — 8%,— ный раствор калиевой или натриевой соли бензилсульфаниловых кислот

29,96 — 79,99; блоксополимер полиорганосилоксанэ и полиоксиалкилена 0,01-0,04.

1735320

Таблица 1

Г

Постав дпя приг»траления тройных дисперсий вулканизук>щих аге>ртов

Предлагаемый

Я з "., e c T > ы й!

10

i0

Сера

20

2з

20

20

?О 0

20

20

Диспергачор >1Ф. 9.->гнй водный рс створ,0

0,09

0,009

0,04

C,0I

0,02

О, г>3

Ьензилсульфаниловых кислот

49,99

Водный j3J>.т ;р

«ией, 49,96

49,97

49,95

Время ооработки вой мельнице, ч

»>а>»"

2ч

2ч

2ч

24 вспенена незначительно. си>тьно вспененная

Т а б л и ц а 2

* Дисперсия вспенена.

Волерыание камлсн нгов, мас,,, и время обрабатк.> 3 >а"-аой мельнице

0ксид цинка

Диэтилдитhi ларбам т ц - ка

Н"=П-2А

Кали hая си>.

7 в

10 Дисперсия

+ + Дисперсия

2 (конт- 1 3 ропьный)1

1, 7(конт рольный) 10

1735320

Таблица3

Продолжитсль" ность выседання, с

Кинетика выседания частиц известных и преллзгаеных лисперсий па седиментационному методу (относительный еес осадка Р 10 З г) Состав стройных дисперсий вулканиэупх!их згснтов серы

14(контРольный) 3 1 (9(конт- 10 ) 11 12 оольный) 7(конт- 8(известрольный) ный) !

Не опредс ляли ввиду вспенивания диспЕрсии аблича4 г б а б з б а б а б а б

Состав пзтексных смесей, вес и анализ осадков, нас.u., и

Физико-механические показатели вулканнэовзнных пленок

Натуральный лзтскс

Ллтекс СКИ-3

1GQ

100

100

100

Л.ттскс кпорсульеополиэтилона

100

100

Латскс этчлсн-пропиленавого каучука

100

100

Латекс бутилкаучука

10G

100

Латскс бутядиен-нитрильный карбоксилатлый БН-30К-2

100

100

0,5 0,5

0,4

502-ная дисперсия серы

0,4

1,9

3,0

1,,!

3i0

5G2-ная дисперсия окиси цинка 2

502-ная дисперсия лиэтилритиокарбамата цинка

0,8

502-иая дисперсия мсркаптобснэотиазола цинка

G,а

0,8

502-н.,н ьисгсрсия ДФГ

502-ная дисперсия тиуозмз

0,4

0,4

251-ная дисперсия технического углсрала лн-75

Раствор тиоиочевины

Раствор лиэтипдь иокьрбамата натрия

Раствор гексамотаФосФата натрия

0,5

2, 4ь

502-ная дисперсия протиеостарителя

0,5

0,5

0,5

1,9

0,9 3,4

1,4

3,8

l,6

Вес осадка, г

Содержание в осадке, 2:

2,9

1,09

l 3

3,!

8,2

14,0

6,8

10,9.

20,6 к

12,3

3,7

14,2

16,1

47,7

18 ° 9

12,4

3,9

47,2

19,ч

7,2

46,7

18,5

8,3

12,7

21,9 !

1,2

9,1

11,8

1ti0

12,4 серы золы технического углерода

14, 7

19,2

8,5

3,8

Физико-механические показатели аулканизованных пленок:

Предел прочности при растяжении, НПа

18,3

25,6 26,1 24,8!

8 7

11,8

7,8

8,3

17,6 17,9

25,4

l 1,2

Относительное удлинение при разрыве, 2

925

600

825

850

800

875

625

930

925

725

750

775

Относительное остаточное удлинение после разрыва, С

14

22 16 ..15

21

21

50

8000 !

16000

22

42

61

73

62

i 02

1 05

105

14 12

28 23

ЗЭ 34

45 39

54 43

59 51

64 53

65 53

20 19

30 27

35 .".8 ч! 29 ч7 29

49 4 9

Нг гпрс- 29 дсляли 48 авилу 69 вспенивз- 75 ния дис- 88 персии 97

1G3

103

12

14

17

22

23

28

16

24

31

38

21 16

39 24

48 31

56 39

68 13

73 43

16

44

59

73

82

12

1735320

Таблица5 ои дисперсией тноси- ельное азрыва. %

5,0

13 47

20 4,5

4,5

5,0

4,9

/ (5.9

15

Составитель С.Цейц

Техред М,Моргентал

Корректор Э,Лончакова

Редактор Н,Рогулич

Заказ 1791 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 л статоче удлинение после

1 го

22

Сопротивние раздиру, кН/M