Способ выделения эмульсионного каучука из латекса

 

Использование: изобретение относится к области производства эмульсионных каучуков и может быть использовано для выделения каучуков из латексов. Сущность: способ выделения эмульсионного каучука из латекса осуществляют с помощью органического коагулянта. В качестве коагулянта применяют продукт конденсации фенола и/или его замещенных с гексаметилентетрамином и аминоспиртами из ряда NH_n(CH₂-CH(R)-OH)_m или N(CH₂-CH(R)-OH)₃ или их смеси, где n= 1-2, m= 1-2, R=H или -СH₃, при мольном соотношении фенольный компонент:гексаметилентетрамин: аминоспирт 1: 0,1-0,6: 0,5-3,0 при количестве коагулянта 0,01-2,0 мас.% на полимер. 2 табл.

Изобретение относится к области производства эмульсионных каучуков и может быть использовано для выделения каучуков из латексов.

Известен способ выделения синтетических каучуков (СК) из латексов с использованием аминосодержащих органических коагулянтов белковых продуктов (А. с. N 1065424, С 08 С 1/15, 09.09.84 г.).

Однако при использовании белковых коагулянтов в промышленности СК были выявлены недостатки, которые затрудняют перевод всей промышленности на бессолевое выделение эмульсионных каучуков: белковые гидролизаты в теплое время года подвергаются бактериальному заражению и загнивают с образованием вредных продуктов метаболизма с неприятным запахом.

Для исключения заражения оборудования при получении, складировании, транспортировке и применении белковых гидролизатов необходима их тщательная промывка водой, длительная обработка острым паром и дезинфицирующим раствором формалина. Кроме того, белковые гидролизаты не являются самостоятельными эффективными стабилизатора каучуков и применяются только в присутствии дополнительных стабилизаторов.

Известен способ выделения эмульсионных каучуков с помощью полигексаметиленгуанидингидрохлорида (метацид) (патент РФ N 1700007, С 08 С 1/15, 02.04.91). Недостатком указанного способа является способность метацида из-за его высокой растворимости в воде вымываться в серум и отрицательно влиять на биоценоз при биологической очистке сточных вод, так как метацид обладает высокой бактерицидной и фунгицидной активностью.

Наиболее близким к предлагаемому является способ стабилизации против теплового старения эмульсионных каучуков с использованием аминосодержащих продуктов, получаемых конденсацией фенола или замещенных фенола с гексаметилентетрамином (продукт ВС 1), (В.В. Моисеев и др. Стабилизация и модификация эластомеров фенолоаминными смолами, М. ЦНИИТЭнефтехим, 1981). Указанный продукт из-за высокой стабилизирующей эффективности и доступности сырья применяется в промышленности с 1974 г. (ТУ 38.103273-79). Продукты типа ВС-1 не являются эффективными коагулянтами латексов, даже для неполной коагуляции его требуется более 30 кг на 1 т каучука. При использовании ВС-1 в производстве многотоннажных маслонаполненных каучуков для выделения их из латексов приходится расходовать 200-250 кг хлористого натрия на 1 т каучука. Хлористый натрий далее транзитом уходит в пресные водоемы (Воронежское водохранилище, р. Иртыш, Волга).

Задачей изобретения является разработка способа выделения эмульсионных каучуков из латекса с применением доступных продуктов, исключение применения хлористого натрия, улучшение экологического состояния сточных вод.

Поставленная задача решается тем, что в способе выделения эмульсионных каучуков из латексов с помощью органического коагулянта в качестве органического коагулянта используют продукт конденсации фенола и/или его замещенных, гексаметилентетрамина и аминоспиртов из ряда , или их смеси, где n=1-2; m=1-2, R=H или СН₃ при мольном соотношении фенольный компонент: гексаметилентетрамин: аминоспирт 1:0,1-0,6: 0,5-3,0 в дозировке 0,01-2,0 мас. на полимер.

Изобретение имеет следующие преимущества: высокая эффективность как коагулянтов при выделении каучуков из латексов, исключение применения хлористого натрия, значительное улучшение экологических характеристик процесса выделения каучука за счет исключения попадания электролита в сточные воды; одновременно высокая эффективность как антиоксидантов против теплового старения; доступность, т. к. способ основан на применении многотоннажного промышленного сырья; Изобретение подтверждается приведенными ниже примерами.

При осуществлении заявляемого способа в качестве коагулянта используют продукты, получаемые по примеру 1.

Пример 1.

В трехгорлую колбу, снабженную обратным холодильником и механической мешалкой, загружают 1 моль октилфенола, 0,25 моля гексаметилентетрамина (ГМТА) и 1,25 моля диэтаноламина. Реакцию проводят при температуре 135-140^oС в течение двух часов, содержание остаточного октилфенола в смоле равно 2% Таким же способом проводят конденсацию в присутствии аминоспиртов с получением феноламинных смол, используя гексаметилентетрамин, в качестве фенольных компонентов фенол, крезолы, ксиленолы, алкилфенолы, где алкил С₄-C₁₂, дифенилолпропан 2,2-бис(4-оксифенил)пропан, кумилфенолы, а в качестве аминоспиртов моноэтаноламин, 2-оксипропиламин, диэтаноламин, бис(-2-оксипропил)амин, триэтаноламин или их смеси.

При осуществлении способа по прототипу в качестве коагулянта используют стабилизатор ВС-1, полученный конденсацией октилфенола, гексаметилентетрамина в масле (ТУ 38.103273-79).

Пример 2.

Выделение каучуков из латексов с применением феноламинных смол.

В аппарат из нержавеющей стали объемом 20 л, снабженный механической мешалкой (скорость 380 оборотов в минуту) и рубашкой для обогрева, загружают 3 л латекса бутадиенстирольного (α-метилстирольного) каучука СКС-30АРКМ-15 или СКС-30АРКП, или СКМС-30АРКМ-27 с концентрацией полимера 20% по сухому веществу, нагревают до 60^oС и при перемешивании в латекс для стабилизации и коагуляции добавляют эмульсию фенолоаминной смолы, синтезированной по примеру 1. Заправленный латекс перемешивают 10 мин, а затем медленно подкисляют 0,5%-ным раствором серной кислоты до рН 3,5-4,5.

Латексы, заправленные предлагаемыми фенолоаминными смолами, хорошо совмещаются с ними и коагулируют полностью с добавлением одной серной кислоты.

По прототипу выделение каучука из латекса осуществляют как в примере 2, но в качестве коагулянта используют продукт ВC-1, получаемый конденсаций октил(нонил)фенола с гексаметилентетрамином в масле.

Условия получения коагулянтов по примеру 1 и результаты их испытаний для выделения каучуков из латексов представлены в таблице 1. Из результатов, представленных в таблице 1, видно, что предлагаемые фенолоаминные смолы являются эффективными коагулянтами эмульсионных бутадиен-стирольных и бутадиен-альфа-метилстирольных каучуков, тогда как продукт ВС-1 (прототип) также из ряда фенолоаминных смол, но полученный по другой технологии без использования аминоспиртов, в коагуляции совершенно неэффективен.

Пример 3.

Испытание предлагаемых феноламинных смол на эффективность повышать стабильность каучуков в условиях термостарения.

Бутадиенстирольный каучук СКС-30АРКМ-15 выделяют по примеру 2 описания, используя в качестве коагулянтов предлагаемые фенолоаминные смолы и продукт ВС-1 (прототип). Выделенные каучуки промывают дистиллированной водой, сушат и изучают стабильность полученных каучуков в условиях термостарения по индексу сохранения пластичности (ИСП) после их старения при 140^oС в течение 30 мин (Моисеев В.В. Косовцев В.В. и др. Старение и стабилизация бутадиен-стирольных каучуков, М. ЦНИИТЭнефтехим, 1976 г. с. 6). Полученные результаты представлены в таблице 2. Как видно из данных, представленных в табл. 2, предлагаемые фенолоаминные смолы являются высокоэффективными стабилизаторами с преимуществом перед прототипом продуктом ВС-1.

Пример 4. Выделение из латекса бутадиеннитрильного каучука.

К 200 мл бутадиеннитрильного латекса БНК-40, полученного с применением в качестве эмульгатора калиевого мыла жирных кислот с длиной цепи С₁₂-C₁₆ с использованием диспергатора лейканола, добавляют эмульсию продукта конденсации п-нонилфенола, гексаметилентетрамина и технического диэтаноламина (смесь диэтаноламина и триэтаноламина в массовом соотношении 1,2:1) при молярном соотношении 1:0,25:1 в дозировке 0,5% на каучук, подкисляют 0,5%-ным водным раствором серной кислоты. Латекс каучука коагулирует полностью, серум каучука прозрачный. Индекс сохранения пластичности (ИСП) после старения каучука при 140^oС в течение 60 мин составляет 95% В контрольном опыте используют продукт ВС-1, при этом для получения прозрачного серума на выделение каучука необходимо еще 250 кг хлористого натрия (в расчете на 1 т каучука). Раствор продукта ВС-1 в любом аминоспирте из вышеназванных эффективность ВС-1 как коагулянта не повышает. ИСП контрольного каучука составляет 81% Пример 5.

Выделение из латекса бутадиенстирольного каучука марки СКС-30АРКП.

К 200 мл бутадиенстирольного латекса, полученного с применением 0,1 мас. ч. на мономеры диспергатора НФ (лейканол), добавляют фенолоаминную смолу, синтезированную по примеру 1 путем конденсации октилфенола, гексаметилентетрамина и моноэтаноламина при мольном соотношении 1:0,25:2,0, в дозировке 0,01 мас. на каучук. Латекс подкисляют 0,5%-ным водным раствором серной кислоты до рН 2,5-3,5. Коагуляция полная, серум прозрачный.

Пример 6.

Выделение из латекса бутадиен-a-метилстирольного каучука СКМС-30АРК.

К 200 мл латекса серийного каучука СКМС-30АРК добавляют фенолоаминную смолу, синтезированную по примеру 1 описания путем конденсации технического кумилфенола, гексаметилентетрамина и диэтаноламина при мольном соотношении 1: 0,3: 1,5, в дозировке 2,0% на каучук, латекс подкисляют 0,5%-ным водным раствором серной кислоты до рН 6-7, коагуляция полная, серум прозрачный. Использование предлагаемой смолы для коагуляции латекса в дозировке 2,0 мас. на каучук снижает расход кислоты, так как выделение каучука осуществляется почти в нейтральной среде.

Индекс сохранения пластичности (ИСП) после старения каучука при 140^oС в течение 60 мин составляет 96% Таким образом, предлагаемый способ выделения каучуков из латексов с помощью фенолоаминных смол в дозировке 0,01-2,00 мас. является эффективным, при этом одновременно каучуки обладают высокой стабильностью в условиях теплового старения. Использование предлагаемых феноламинных смол в дозировке ниже чем 0,01 мас. на каучук не вызывает полной коагуляции латексов, а полученные каучуки имеют низкую устойчивость к тепловому старению. Дозировка фенолоаминных смол выше 2 мас. экономически нецелесообразна.

Формула изобретения

Способ выделения эмульсионного каучука из латекса путем смешения каучукового латекса с органическим коагулянтом, отличающийся тем, что в качестве органического коагулянта используют продукт конденсации фенола и/или его замещенных с гексаметилентетраамином и аминоспиртом общей формулы
или cмесью спиртов, где n 0 2; m 1 3; R -H, -CH₃, при мольном соотношении фенольный компонент гексаметилентетраамин аминоспирт, равном 1:0,1-0,6: 0,5-3,0 соответственно при количестве коагулянта 0,01 2,0 мас. в расчете на полимер.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2