Способ выделения бутадиен- ( -метил)-стирольного каучука, наполненного минеральным маслом

 

Использование: изобретение относится к производству маслонаполненных бутадиен-( a -метил)-стирольных каучуков, получаемых эмульсионной сополимеризацией, в частности к способам их выделения из латексов и может быть использовано в нефтехимической промышленности. Задачей, на решение которой направлено изобретение, является стабилизация процесса коагуляции и улучшение свойств получаемых маслонаполненных бутадиен-( a -метил)-стирольных каучуков. Сущность изобретения в способе выделения бутадиен-( a -метил)-стирольного каучука, наполненного минеральным маслом, включающем смешение масла с латексом, коагуляцию маслонаполненного латекса водными растворами коагулянтов и минеральной кислотой, выделение крошки каучука и рецикл серума, перед подачей смеси латекса с маслом на коагуляцию ее диспергируют в трех смесителях, два из которых центробежные с вертикальным и горизонтальным расположением под углом 90^o друг к другу. Дополнительно латексно-масляную смесь диспергируют в гидродинамическом третьем смесителе, куда потоки вводят навстречу друг к другу со скоростью 18 - 25 м/с. 1 ил., 2 табл.

Изобретение относится к производству маслонаполненных бутадиен(α -метил)-стирольных каучуков, получаемых эмульсионной сополимеризацией, в частности к способам их выделения из латексов, и может быть использовано в нефтехимической промышленности.

Известен способ выделения бутадиенстирольных или бутадиен-α -метилстирольных каучуков из латексов с использованием в качестве коагулирующего агента веществ белкового происхождения [1] Основными недостатками белкового коагулянта при его использовании для выделения из латексов маслонаполненных бутадиен-(α -метил)- стирольных каучуков является то, что в данном случае не достигается равномерное распределение масла в каучуке. Это в конечном счете отрицательно сказывается на свойствах каучука в процессе его хранения и переработки, так как вместе с минеральным маслом в каучук вводится и антиоксидант.

Наиболее близким к предлагаемому является способ выделения бутадиен-(α -метил)-стирольных каучуков, заключающийся в предварительном смешении латекса с минеральным маслом в смесителе, коагуляции латекса водным раствором коагулянта и минеральной кислоты, включающий также рецикл серума, концентрирование крошки каучука, промывку ее водой с последующим отжимом и сушкой [2] Использование данной технологии ввода и диспергирования масла в латексе хотя и обеспечивает относительно хорошее распределение масла в каучуке, однако в отдельных случаях встречаются отдельные пробы, в которых отмечается наличие небольшого количества белых вкраплений, а также участков с неравномерной окраской (от темно-коричневого до светло-коричневого цвета). Это свидетельствует о неравномерности распределения масла в каучуке.

Целью изобретения является стабилизация процесса коагуляции и улучшение свойств получаемых маслонаполненных бутадиен-(α -метил)- стирольных каучуков.

Это достигается тем, что способ включает смешение масла с латексом, коагуляцию маслонаполненного латекса водными растворами коагулянтов и минеральной кислотой, выделение крошки каучука и рецикл серума, перед подачей смеси латекса с маслом на коагуляцию смешение латекса с маслом осуществляют в трех смесителях, два из которых центробежные с вертикальным и горизонтальным расположением под углом 90^оС друг к другу и дополнительно диспергируют в третьем гидродинамическом смесителе, куда потоки вводятся навстречу друг другу со скоростью 18-25 м/с.

Использование дополнительного смесителя перед подачей латексно-масляной смеси на коагуляцию обеспечивает высокую степень диспергирования масла в латексе и высокое равномерное распределение его. Это достигается за счет того, что перед поступлением в смеситель латексно-масляная смесь разделяется на два потока, которые подаются через сопла навстречу друг другу. Скорость подачи смеси латекса с маслом в каждом сопле составляет 18-25 м/с. Скорость встречного удара потоков составляет 36-50 м/с. Это создает высокую турбулентность потоков и интенсивное перемешивание. В данных условиях образуется однородная система с равномерным распределением масла в латексе. Важным в изобретении является то, что при использовании его в реальном технологическом процессе не требуется вносить существенные изменения в реально действующую производственную схему.

На чертеже приведена технологическая схема предлагаемого процесса.

П р и м е р. Латекс по линии 1 подают в каскад смесителей 2 и 3 (один расположен вертикально, а другой горизонтально), где смешивают с минеральным маслом, подаваемым по линии 4. Из последнего смесителя 3 полученная латексно-маслянная смесь подается по линии 5 в смеситель 6. В смесителе 6 осуществляется дополнительное интенсивное смешение латекса с маслом за счет подачи латексно-масляной смеси через два сопла навстречу друг другу со скоростью 18-25 м/с. Скорость встречного удара при этом достигает 36-50 м/с. Это создает высокую турбулентность потоков, что обеспечивает тонкое диспергирование масла в латексе. Полученная латексно-маслянная смесь из смесителя 6 поступает в смеситель 7, где смешивается с коагулирующим агентом, вводимым по линии 8. После чего полученная смесь направляется на коагуляцию в аппарат 9, в котором смешивается с подкисленным серной кислотой серумом. Водный раствор серной кислоты в серум вводится по линии 10, а подкисленный серум в аппарат 9 по линии 11. рН в аппарате 9 составляет 6 ± 0,5. Из этого аппарата смесь по линии 12 направляется в дозреватель 13, где подкисляется 4%-ной серной кислотой до рН 4 ± 0,5. Полученная крошка каучука из аппарата 13 выводится по линии 15 на дальнейшую переработку.

Расход серной кислоты на выделение каучука, наполненного маслом из латекса, составляет 12-16 кг/т каучука, соотношение латекс:серум 1:(2-3). Температура коагуляции 55-60^оС.

Влияние скорости латексно-маслянных потоков на свойства получаемого маслонаполненного бутадиенстирольного каучука приведены в табл.1. Марка выпускаемого маслонаполненного каучука СКС-30АРКМ-15.

Таким образом, из приведенных в табл.1 данных видно, что использование дополнительного смесителя для получения более однородной смеси позволяет уменьшить такой недостаток, как разброс по вязкости внутри партии (уменьшается до 1,7), повысить устойчивость к тепловому старению за счет более равномерного распределения антиоксиданта в полимере.

Аналогичные результаты были получены и при выделении маслонаполненных бутадиен-α -метилстирольных каучуков.

В табл.2 приведены результаты испытаний и свойства бутадиен-α -метилстирольных каучуков выделенных из латекса по предлагаемому способу в сравнении с общеизвестным (прототип).

Таким образом, на основании полученных результатов можно сделать вывод о том, что использование дополнительного смесителя положительно сказывается как на самом процессе выделения маслонаполненных каучуков, так и на их свойствах. Данный процесс позволяет получать маслонапоненные каучуки и с большим содержанием минерального масла СКС-30 АРКМ-27 и СКМС-30 АРКМ-27.

В качестве коагулирующего агента при выделении бутадиенстирольного маслонаполненного каучука использован 24%-ный водный раствор хлорида натрия 220 кг/т каучука, для выделения маслонаполненных бутадиен-α -метилстирольных каучуков использована полимерная аммонийная четвертичная соль поли-N,N-диметил-N,N- диаллиламмонийхлорид расход 2,0 кг/т каучука.

Формула изобретения

СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ БУТАДИЕН- ( α -МЕТИЛ)-СТИРОЛЬНОГО КАУЧУКА, НАПОЛНЕННОГО МИНЕРАЛЬНЫМ МАСЛОМ, включающий смешение каучукового латекса с маслом в смесителе, коагуляцию маслонаполненного латекса водными растворами коагулянтов и минеральной кислотой, выделение крошки каучука и рецикл серума, отличающийся тем, что смешение латекса с маслом перед подачей на коагуляцию осуществляют в трех смесителях, два из которых центробежные с вертикальным и горизонтальным расположением под углом 90^o друг к другу, и дополнительно в гидродинамическом смесителе, куда потоки вводят навстречу друг другу со скоростью 18 25 м/с.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3