Способ выделения маслонаполненного бутадиен-( -метил)- стирольного каучука

 

Использование: производство синтетического каучука. Сущность изобретения: при получении синтетического маслонаполненного каучука на стадии выделения осуществляют смешение маслонаполненного синтетического бутадиен-(a-метил)-стирольного каучукового латекса с коагулирующим агентом и минеральной кислотой. В качестве коагулирующего агента используют смесь хлористого натрия с продуктом взаимодействия белка с четвертичной полимерной солью поли-N, N-диметил-N,N-диаллиламмонийхлорида при следующем соотношении компонентов в коагулирующем агенте в мас.%: хлорид натрия - 83-97,0, белок - 2,8-12,0, поли-N, N-диметил-N, N-диаллиламмонийхлорид - остальное. Способ включает после выделения рецикл серума, концентрирование крошки, промывку ее водой, отжим, сушку и другие необходимые технологические стадии. 2 табл. 1 ил.

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

Известен способ выделения бутадиенстирольных или бутадиен-a-метилстирольных каучуков из латексов с использованием в качестве коагулирующего агента белковых веществ (1).

Основными недостатками белкового коагулянта при использовании его для выделения маслонаполненных бутадиен-(a-метил)-стирольных каучуков из латексов является то, что при их использовании не достигается равномерного распределения масла в каучуке, а это является очень важным, так как в реальном технологическом процессе вместе с маслом вводится и антиоксидант. Неравномерность распределения антиоксиданта в каучуке не обеспечивает сохранение свойств каучука при его хранении и переработке. Кроме того, при использовании белкового коагулянта наблюдается склонность крошки к комкованию за счет слипания. Это создает дополнительные трудности при сушке каучука - увеличивается продолжительность сушки, снижается производительность процесса.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ выделения бутадиен-(a-метил)-стирольных каучуков, заключающийся в коагуляции латекса водным раствором хлорида натрия и минеральной кислотой, включающий также рецикл серума, концентрирование крошки каучука, промывку ее водой с последующим отжимом и сушкой (2). Использование раствора хлорида натрия для коагуляции маслонаполненных каучуков хотя и обеспечивает хорошее распределение масла в каучуке, но имеет ряд недостатков.

Основными недостатками данного способа коагуляции являются большой расход коагулирующего агента хлорида натрия (200-250 кг/т каучука), загрязнение промышленных сточных вод хлоридом натрия, что требует применения дополнительных специальных методов очистки сточных вод, а это значительно усложняет технологический процесс. Кроме того, использование в качестве коагулирующего агента хлорида натрия требует применения низких значений рН и самое главное точное его выдерживание (рН 3-4).

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является стабилизация процесса коагуляции, упрощение технологии и улучшение свойств маслонаполненных бутадиен-(a -метил)-стирольных каучуков.

Для решения данной задачи известный способ выделения маслонаполненных бутадиен-(a-метил)-стирольных каучуков, заключающийся в коагуляции латекса водным раствором хлорида натрия и минеральной кислоты, включающий рецикл серума, концентрирование крошки каучука, промывку ее водой с последующим отжимом и сушкой, в качестве коагулянта использован продукт взаимодействия белка с четвертичной полимерной солью поли-N,N-диметил-N,N-диаллиламмонийхлорид в сочетании с хлоридом натрия при следующем массовом соотношении компонентов (на сухое вещество), мас.

хлорид натрия 83,0-97,0 белок 2,8-12,0 поли-N,N-диметил-N,N-диаллиламмонийхлорид 0,2-5,0 Предлагаемая система позволяет сбалансировать процесс коагуляции маслонаполненных каучуков, упростить технологию, значительно уменьшить количество сточных вод и улучшить свойства получаемого каучука. Это достигается за счет того, что для коагуляции использован продукт взаимодействия белкового коагулянта с полимерной четвертичной солью. Данный продукт взаимодействия обладает высокой стабильностью и устойчивостью. Значительно уменьшается такой недостаток белкового коагулянта, как его низкая устойчивость и разложение, сопровождающееся появлением резкого, неприятного запаха, что затрудняет его использование в технологическом процессе. Кроме того, применение данного коагулянта обеспечивает получение пористой, однородной по размеру крошки, что положительно сказывается на процессе сушки каучука (уменьшается продолжительность сушки) и самое главное значительно уменьшаются солевые стоки в химически загрязненную канализацию. Это создает хорошие предпосылки к созданию замкнутого технологического процесса выделения.

Примеры На первом этапе осуществляли приготовление коагулирующего агента. Коагулирующий агент готовили путем смешения водных растворов белкового коагулянта с водным раствором полимерной четвертичной соли-поли-N,N-диметил-N, N-диаллиламмонийхлоридом. Для этих целей готовили их 2,0% водные растворы и смешивали в требуемых соотношениях. После этого полученный коагулирующий агент направлялся на смешение с водным раствором хлорида натрия (24% водный раствор). Полученную коагулирующую смесь использовали для выделения маслонаполненных каучуков.

Способ поясняется чертежом.

Бутадиен-(a-метил)-стирольные латексы из отделения дегазации подаются в смеситель 1, где смешиваются с маслом ПН-6, содержащим антиоксидант ВС-1, и подаются в коллектор 2. Из коллектора 2 наполненный маслом латекс подается в смеситель 3 для смешения с коагулирующей системой и подается на коагуляцию в аппарат 4, где смешивается с подкисленным серумом 4,0% серной кислоты (рН 6 ±0,5). Из этого аппарата смесь (вода с каучуком) направляют в дозреватель 5, где подкисляют 4,0% водным раствором серной кислоты до рН 4±0,5. Общий расход серной кислоты 12 кг/т каучука, соотношение латекс серум 1 (2-3). Температура коагуляции 55-60^oС. Из дозревателя 5 водная суспензия крошки каучука поступает в концентратор для отделения серума от крошки каучука (влажность крошки каучука 40-50%). Отделенная водная фаза серум в дальнейшем поступает в сборник, откуда насосом направляется в рецикл. Рецикл серума заключается в его использовании для приготовления водного раствора серной кислоты, уменьшения количества сбрасываемых солесодержащих сточных вод и который в дальнейшем подается в аппарат 4. Крошка каучука в дальнейшем подается в промывную емкость с мешалкой, где отмывается умягченной водой при температуре 45-60^oС. Затем пульпа подается во второй концентратор, где происходит отделение промывной воды от крошки каучука, которая сбрасывается после фильтрации в химзагрязненную канализацию. Крошка каучука с влажностью 40-50% направляется на отжимную машину, в которой происходит обезвоживание крошки каучука до содержания влаги 7-10% Из отжимной машины крошка каучука направляется в молотковую дробилку с целью увеличения поверхности для улучшения в дальнейшем сушки каучука в сушильных камерах (сушилках), куда она подается пневмотранспортом (воздух со скоростью примерно 20 м/сек). Сушка осуществляется в одноходовых конвеерных сушилках при температуре 80-110^oС в течение 25-35 минут. Из сушилки высушенная крошка каучука направляется на установку для взвешивания, брекетирования и упаковки.

Расход серной кислоты на выделение каучуков из латексов по предлагаемому способу составляет 12 кг/т каучука, по прототипу 18 кг/т каучука, соотношение латекс серум 1 (2-3). Температура коагуляции 55-60^oC.

Полноту коагуляции оценивали визуально. Серум прозрачный коагуляция полная. В качестве белкового компонента коагулирующей системы применяли мездровый клей, белкозин М.

Влияние соотношения компонентов в коагулирующем агенте на степень коагуляции латекса и свойства получаемого каучука приведены в таблицах 1-2.

Из приведенных в таблице результатов видно, что использование в качестве коагулирующего агента продукта взаимодействия белка с полимерной четвертичной солью в сочетании с хлоридом натрия обеспечивает эффективное выделение маслонаполненных каучуков из латексов. При этом обеспечивается равномерное распределение масла в каучуке, что положительно сказывается на свойствах получаемых резиновых смесей и резин. Отмечено образование хорошей, рыхлой крошки каучука требуемых размеров, что обеспечивает быстрое ее высыхание в процессе сушки. Важным фактором является снижение расхода поваренной соли на коагуляцию (в 5-10 раз). Использование данной коагулирующей системы стабилизирует процесс выделения каучука из латекса, делает его менее чувствительным к колебаниям рН и позволяет работать со значительно меньшими расходами серной кислоты. Равномерное распределение масла в каучуке обеспечивает равномерность в распределении антиоксиданта в каучуке, что положительно сказывается на его свойствах.

Формула изобретения

Способ выделения маслонаполненного бутадиен-(альфа -метил)стирольного каучука путем смешения маслонаполненного каучукового латекса с коагулирующим агентом, содержащим хлористый натрий, и минеральной кислотой, включающий рецикл серума, концентрирование крошки каучука, промывку ее водой с последующим отжимом и сушкой каучука, отличающийся тем, что в качестве коагулирующего агента, содержащего хлористый натрий, используют смесь его с продуктом взаимодействия белка с четвертичной полимерной солью поли-N,N-диметил-N,N-диаллиламмонийхлорида при следующем массовом соотношении компонентов в коагулирующем агенте в расчете на сухое вещество, мас.

Хлорид натрия 83 97 Белок 2,8 12,0 Поли-N,N-диметил-N,N-диаллиламмонийхлорид 0,2 5,0

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4