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

 

Использование: производство маслонаполненного бутадиен-(a-метил)-стирольного каучука. Сущность изобретения: при получении маслонаполненного бутадиен-(a-метил)-стирольного каучука на стадии выделения осуществляют смешение водного раствора коагулянта с маслом с получением масляной эмульсии. В качестве водного раствора коагулянта используют 1 - 50 % раствор полидиметилдиаллиламмонийхлорида, взятого в качестве на сухое вещество в количестве 1,5 - 2,0 кг/т каучука. Затем осуществляют смешение каучукового латекса с масляной эмульсией, подкисленным серумом и минеральной кислотой. 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-a-метилстирольных каучуков из латексов с использованием в качестве коагулирующих агентов веществ белкового происхождения [1] Основными недостатками коагулянтов белкового происхождения при выделении маслонаполненных бутадиен-(a-метил)-стирольных каучуков являются неравномерное распределение масла в каучуке, что оказывает существенное влияние на свойства каучука, так как вместе с маслом в каучук вводится и стабилизатор (антиоксидант). Неравномерное его распределение в полимере создает предпосылки к потере ряда свойств получаемого каучука. Это связано с тем, что каучук при обезвоживании и сушке подвергается термомеханическим воздействиям. Кроме того, для полной коагуляции требуются низкие значения pH и соответственно высокий расход серной кислоты на подкисление.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ выделения маслонаполненных каучуков из латексов, 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, однако имеет ряд недостатков.

Основными недостатками данного способа выделения маслонаполненных каучуков являются большой расход коагулирующего агента хлорида натрия (200 - 250 кг/т каучука), загрязнение промышленных сточных вод хлоридом натрия, что требует применения дополнительных специальных мер по очистке сточных вод, а это значительно усложняет и удорожает технологический процесс. Кроме того, выделение каучуков из латексов с помощью хлорида натрия очень чувствительно к pH и эффективно работает только в кислых средах при pH 3 4.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение является упрощение технологии и улучшение свойств маслонаполненного бутадиен-(a-метил)-стирольного каучука.

Для решения данной задачи известный способ выделения маслонаполненного бутадиен-(a-метил)-стирольного каучука, включающий смешение каучукового латекса с маслом, коагуляцию полученной смеси введением в латекс водного раствора коагулянта, серума, подкисленного серной кислотой, и минеральной кислоты с выделением полученной крошки каучука, первоначально осуществляют введение в масло 1 50 водного раствора полидиметилдиаллиламмонийхлорида, являющегося коагулянтом и используемого в количестве 1,5 2,0 кг/т каучука, с последующим смешением латекса с полученной масляной эмульсией.

Использование предлагаемого способа выделения маслонаполненных бутадиен-(a-метил)-стирольных каучуков из латексов позволяет упростить технологию выделения, значительно уменьшить количество используемой и сбрасываемой промышленной воды и улучшить свойства получаемого каучука. При этом достигается хорошее и равномерное распределение минерального масла в каучуке.

Ниже приводится ряд примеров по выделению маслонаполненных бутадиен-(a-метил)-cтирольных каучуков из латексов.

Примеры.

На первом этапе осуществляли приготовление эмульсии полидиметилдиаллиламмонийхлорида в минеральном масле. С этой целью 1 50 водный раствор полидиметилдиаллиламмонийхлорида 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 (ГОСТ 11138-78) и 26 29 для каучуков СКС-30 АРКМ-27 или СКМС-30 АРКМ-27 (ГОСТ 15628-79). Учитывая, что величина вводимого в каучук минерального масла является величиной фиксированной и определяется требованиями ГОСТ для каждой марки каучука, при приготовлении суспензии полидиметилдиаллиламмонийхлорида в масле осуществляли изменение концентрации и дозировки на каучук полидиметилдиаллиламмонийхлорида.

Бутадиен-(^o-метил)-стирольные латексы подаются в первый по ходу процесса смеситель, где смешиваются с минеральным маслом ПН-6К, содержащим различные количества полидиметилдиаллиламмонийхлорида и стабилизатор. 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 6. Далее смесь направляется во второй аппарат с мешалкой, где подкисляется 4,0 водным раствором серной кислоты до pH 3,5 4,5. Из дозревателя полученная крошка каучука, наполненная маслом, направляется на удаление воды и влаги отжимом и сушкой. Расход серной кислоты составляет 12 16 кг/т каучука, соотношение латекс серум 1 (2 3). Температура коагуляции 55 60aC.

Полноту коагуляции определяли визуально. Серум прозрачный коагуляция полная.

Влияние содержания полидиметилдиаллиламмонийхлорида в минеральном масле на степень коагуляции латекса и свойства получаемых маслонаполненных бутадиен-(^o-метил)-стирольных каучуков приведено в табл. 1, 2.

Крошка получаемого каучука среднезернистая, рыхлая, цвет равномерный, коричневый, с незначительным количеством белых включений. При малых дозировках полидиметилдиаллиламмонийхлорида (менее 1,5 кг/т каучука) не достигается полной коагуляции, а при высоких дозировках (более 2,5 кг/т каучука) наблюдается образование мелкой крошки каучука, что затрудняет ее выделение и полное улавливание. Из приведенных в табл. 1 данных видно, что концентрация полидиметилдиаллиламмоний хлорида в водном растворе не оказывает существенного влияния на процесс коагуляции. Однако, при применении разбавленных водных растворов (менее 4,0) полидиметилдиаллиламмонийхлорида не обеспечивает стабильности получаемой системы (наблюдается расслоение при длительном стоянии) и поэтому при хранении требуется постоянное перемешивание. Более концентрированные растворы полидиметилдиаллиламмонийхлорида дают более стабильную систему.

Свойства получаемых маслонаполненных каучуков приведены в табл. 2.

Из приведенных в табл. 2 данных видно, что маслонаполненные каучуки выделенные из латекса по предлагаемому способу обладают более высокими прочностными показателями, устойчивостью к старению. Кроме того, получаемая по изобретению крошка каучука является более пористой, рыхлой, что положительно сказывается на процесс сушки каучука (ускоряется в сравнении с прототипом на 15 20).

Важным фактором при реализации данного способа выделения в промышленных масштабах является отсутствие необходимости приобретения дополнительного дорогостоящего оборудования. Реализация данного процесса в промышленных масштабах осуществляется на действующем на предприятии технологическом оборудовании.

Формула изобретения

Способ выделения маслонаполненного бутадиен-(a-метил)-стирольного каучука путем смешения каучукового латекса с маслом, коагуляции полученной смеси введением водного раствора коагулянта, подкисленного серума, минеральной кислоты с выделением полученной крошки каучука, отличающийся тем, что в качестве водного раствора коагулянта используют 1 50%-ный раствор полидиметилдиаллиламмонийхлорида, взятого в количестве в расчете на сухое вещество 1,5 2,0 кг/т каучука, при этом способ осуществляют в такой последовательности: водный раствор коагулянта вводят в масло с получением масляной эмульсии с дальнейшим смешением каучукового латекса с масляной эмульсией, введением подкисленного серума и минеральной кислоты.

РИСУНКИ

Рисунок 1