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

 

Использование: производство маслонаполненного бутадиен-(a-метил)-стирольного каучука, конкретно стадия выделения. Сущность изобретения: при выделении маслонаполненного бутадиен-(a-метил)-стирольного каучука осуществляют смешение каучукового латекса с предварительно приготовленной масляной суспензией, содержащей антиоксидант. В масляную суспензию вводят полидиметилдиаллиламмонийхлорид в количестве 0,5 - 1,5 кг/т каучука. Затем последовательно вводят водный раствор хлорида натрия при количестве хлорида натрия в расчете на сухое вещество 20 - 50 кг/т каучука, подкисленный серум до создания pH среды 4,5 - 5,5 и минеральную кислоту до создания pH общей смеси 3,5 - 4,5, затем осуществляют выделение крошки каучука. В способе используют рецикл серума. 2 табл.

Изобретение относится к производству маслонаполненных бутадиен-(α-метил)-стирольных каучуков, получаемых эмульсионной сополимеризацией бутадиена со стиролом или a-метилстиролом и наполненных минеральными маслами, в частности к способам выделения их из латексов, и может быть использовано в нефтехимической промышленности.

Известен способ выделения бутадиенстирольных и бутадиен--α-метилстирольных каучуков из латексов с использованием в качестве коагулирующих агентов веществ белкового происхождения (авт. св. N 1131883, 1984, N 48).

Основными недостатками белкового коагулянта при выделении маслонаполненных бутадиен-(a-метил)-стирольных каучуков являются неравномерное распределение масла в каучуке, что оказывает значительное влияние на свойства каучука, так как вместе с маслом в каучук вводится и стабилизатор. Неравномерное распределение стабилизатора (антиоксиданта) в каучуке создает предпосылки к потере свойств получаемого каучука. Кроме того, образующаяся крошка обладает высокой липкостью, что приводит к ее укрупнению, а также налипанию на оборудование. Это создает дополнительные трудности при ее дальнейшей переработке.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ выделения бутадиен-(a-метил)-стирольных каучуков, заключающийся в коагуляции латекса, наполненного минеральным маслом, водным раствором хлорида натрия и минеральной кислоты, включающий также рецикл серума, концентрирование крошки каучука, промывку ее водой с последующим отжимом и сушкой (П. А. Кирпичников, Л. А. Аверко-Антонович, Ю. О. Аверко-Антонович. Химия и технология синтетического каучука. Л. Химия, 1987, с. 325 385). Использование раствора хлорида натрия для коагуляции маслонаполненных каучуков хотя и обеспечивает хорошее распределение масла в каучуке, однако имеет ряд существенных 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 методов очистки сточных вод, а это значительно усложняет технологический процесс. Кроме того, использование в качестве коагулирующего агента хлорида натрия требует применения низких значений pH (3 4) и самое главное точное его выдерживание.

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

Для решения данной задачи в известном способе выделения маслонаполненного бутадиен-(a-метил)-стирольного каучука, включающий приготовление масляной суспензии, содержащей 98 99 масла и антиоксидант, смешение латекса с масляной суспензией, введение в полученную смесь водного раствора хлорида натрия, серума, подкисленного серной кислотой, минеральной кислоты, выделение крошки каучука и рецикл серума, в масляную суспензию вводят полидиметилдиаллиламмонийхлорид в количестве 0,5 1,5 кг/т каучука с последующим смешением латекса с масляной суспензией. Полученную смесь смешивают затем последовательно с хлоридом натрия, взятым в количестве 20 50 кг/т каучука, подкисленным серумом до создания pH среды 4,5 5,5, с водным раствором кислоты до создания pH 3,5 4,5 с последующим направлением крошки каучука на выделение.

Использование предлагаемого способа выделения маслонаполненных каучуков позволяет сбалансировать процесс коагуляции, упростить технологию их выделения за счет значительного уменьшения промышленных сточных вод и улучшить свойства получаемого каучука. Уменьшение солевых стоков в химически загрязненную канализацию создает хорошие предпосылки к созданию замкнутого технологического процесса выделения. Кроме того, предварительное смешение водного раствора полидиметилдиаллиламмонийхлорида с минеральным маслом позволяет достичь хорошего и равномерного распределения масла в каучуке.

Приводим ряд примеров по выделению маслонаполненных каучуков из латексов по предлагаемому способу в сравнению с прототипом.

Примеры.

На первом этапе осуществляли приготовление суспензии полидиметилдиаллиламмонийхлорида в минеральном масле. С этой целью 1 50 водный раствор полиметилдиаллиламмонийхлорида при температуре 70 90aС смешивали с минеральным маслом, используемым в производстве маслонаполненных каучуков и содержащим антиоксидант (нафтам-2, ВС-1 или ДФФД). Для получения однородной системы осуществляли интенсивное перемешивание в течение 1 ч. Массовая доля минерального масла (ПН-6К) в зависимости от марки получаемого маслонаполненного каучука составляла 14 17 для каучуков СКС-30 АРКМ-15 или СКМС-30 АРКМ-15 (ГОСТ 11138-78) и 26 29 для каучуков СКС-30 АРКМ-27 или СКМС-30 АРКМ-27 (ГОСТ 15628-79). Учитывая, что величина вводимого минерального масла в каучук является величиной фиксированной и определяется требованием ГОСТ для каждой марки каучука, при приготовлении суспензии полидиметилдиаллиламмонийхлорида в масле осуществляли изменение концентрации и дозировки на каучук полидиметилдиаллиламмонийхлорида.

Бутадиен-(^o-метил)-стирольные латексы подают в первый по ходу процесса смеситель, где смешивают с минеральным маслом ПН-6К, содержащим различные количества полидиметилдиаллиламмонийхлорида и антиоксидант. Полученная смесь подается во второй смеситель для смешения с 24 водным раствором хлорида натрия. После этого полученная смесь подается на коагуляцию в аппарат с мешалкой, где смешивается с подкисленным серумом. Для подкисления используется 4,0 водный раствор серной кислоты, pH в аппарате 5 ± 0,5. Из этого аппарата смесь направляется в дозреватель (второй аппарат с мешалкой), где подкисляется 4,0 водным раствором серной кислоты до pH 4 ± 0,5. Из дозревателя полученная крошка каучука, наполненная маслом, подается на удаление воды и влаги отжимом и сушкой. Расход серной кислоты составляет 12 - 14 кг/т каучука, соотношение латекс серум 1 (2 3). Температура коагуляции 55 60^oС.

Полноту коагуляции определяли визуально. Серум прозрачный коагуляция полная.

Влияние содержания полидиметилдиаллиламмонийхлорида в масляной суспензии и дозировки хлорида натрия на степень коагуляции латекса и свойства получаемых маслонаполенных каучуков приведены в табл. 1, 2.

Крошка каучука получается среднезернистая, рыхлая, цвет равномерный, коричневый, незначительное количество белых включений. При малых дозировках полидиметилдиаллиламмонийхлорида (менее 0,2 кг/т каучука) или не наблюдается полной коагуляции, или требуется большой расход серной кислоты, а при высоких дозировках (более 2,0 кг/т каучука) наблюдается образование мелкой крошки каучука, что приводит к ее потере в процессе выделения. Из приведенных в табл. 1 данных видно, что концентрация полимерной четвертичной соли в растворе не оказывает существенного влияния на процесс коагуляции. Однако применение разбавленных водных растворов (менее 4,0) не обеспечивает стабильность получаемой суспензии и поэтому при хранении требуется постоянное перемешивание. Более концентрированные растворы полидиметилдиаллиламмонийхлорида дают более стабильные суспензии.

Свойства получаемых маслонаполненных каучуков приведены в табл. 2.

Из приведенных в табл. 2 результатов испытаний видно, что маслонаполненные каучуки, выделенные по изобретению, обладают более высокими прочностными показателями, имеют более низкие потери при сушке, меньшее содержание золы и более высокую устойчивость к теплому старению.

Важным фактом при реализации данного способа в промышленных масштабах является отсутствие необходимости в приобретении дополнительного дорогостоящего оборудования. Данный процесс реализуется легко и просто на действующем технологическом оборудовании. Образование при выделении рыхлой крошки каучука положительно сказывается в дальнейшем на процесс ее сушки. Применение для коагуляции полидиметилдиаллиламмонийхлорида стабилизирует процесс выделения каучука из латекса, делает его менее чувствительным к колебаниям pH. Это является важным с производственной точки зрения, где изменения концентрации кислоты могут колебаться в некоторых пределах.

Формула изобретения

Способ выделения маслонаполненного бутадиен-(a-метил)-стирольного каучука путем смешения каучукового латекса с предварительно приготовленной масляной суспензией, содержащей антиоксидант, с введением в полученную смесь водного раствора хлорида натрия, подкисленного серума, минеральной кислоты, с выделением крошки каучука и с использованием рецикла серума, отличающийся тем, что в масляную суспензию вводят полидиметилдиаллиламмоний-хлорид в количестве 0,5 1,5 кг/т каучука и способ осуществляют в такой последовательности: после смешения каучукового латекса с масляной суспензией вводят водный раствор хлорида натрия при количестве хлорида натрия в расчете на сухое вещество 20 50 кг/т каучука, затем вводят подкисленный серум до создания pH среды 4,5 5,5 с последующим введением водного раствора минеральной кислоты до создания pH 3,5 4,5 и направлением крошки каучука на выделение.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2