СОСТАВ САЖЕВОЙ ПАСТЫ Российский патент 1997 года по МПК C09D17/00 C09B67/00 

Изобретение относится к производству сажевых паст, которые предназначены для получения лаков, красок, наполненных пластических масс, а также в полиграфии, текстильной, целлюлознобумажной и кожевенной промышленности.

Известен состав сажевой пасты, включающий сажу и вазелиновое масло (1). Однако данный состав имеет высокую вязкость, что затрудняет его технологическую переработку.

Состав, включающий сажу, минеральное масло, сополимер бутадиена и пиперилена с молекулярной массой 3000 5000 и карбоновую кислоту, хорошо перерабатывается, но имеет сероватый оттенок, низкое значение красящей силы и укрывистости (2).

Известен состав сажевой пасты, имеющий повышенную укрывистость и хорошее диспергирование в связующих. Состав включает сажу, минеральное масло, сополимер бутадиена с пипериленом и диспергирующие добавки (олигобутенилсукцинимид и цис-полиизопреновый каучук) (3) прототип. Однако для решения сегодняшних задач промышленности укрывистость состава и его красящая сила уже недостаточны. Цель изобретения повышение укрывистости состава сажевой пасты и его красящей силы.

Указанная цель достигается тем, что состав сажевой пасты на основе сажи, минерального масла, сополимера бутадиена с пипериленом молекулярной массы 3000 5000 в качестве сажи содержит сажу со степенью сравнения частиц в агрегате в пределах 0,03 0,09 и дополнительно 1,2 полибутадиеновой каучук молекулярной массы (3,5 6)•10⁴, а компоненты смеси берутся в следующим соотношениях, мас.ч.

сажа 100
минеральное масло 60 300
сополимер бутадиена с пипериленом молекулярной массы 3000 5000 0,2 - 4
1,2 полибутадиен молекулярной массы 3,5•10⁴ 6•10⁴ - 0,2 2
В основе предлагаемого изобретения лежит установленный неожиданный эффект, заключающийся в том, что укрывистость и красящая сила состава сажевой пасты зависит от степени срастания частиц в агрегате, или другими словами какую степень открытости имеет агрегат сажи. Чем более раскрыты частицы в агрегате сажи одной и той же дисперсности тем большую укрывистость имеет сажа и большую красящую силу.

Существующие методики определения открытости агрегата сажи основаны на статистической связи формы плоского изображения агрегата на электронной микрофотографии с объемом пустот в агрегате. Они предусматривают определенную зависимость между известными физико-химическими свойствами сажи и величиной ее агрегатов, выраженной системой двух уравнений:

где M показатель абсорбции дибутилфталата;
S_m удельная внешняя поверхность, учитывающая потерю части площади на контакты, которая определяется по адсорбции цетилтриметиламмонийбромида;
S удельная поверхность, определяемая с помощью электронного микроскопа;
K среднее число контактов для данной частицы;
p средняя степень срастания частиц в агрегате;
n- число частиц в агрегате, определенное по методике Медалиа.

Сажа, применяемая в предлагаемом составе, имеет степень срастания частиц в агрегате в пределах 0,03 0,09. При применении сажи со степенью срастания частиц в агрегате меньших 0,03 не удается получить состав сажевой пасты с заданным значением концентрации, а повышение степени срастания частиц в агрегате выше 0,09 не увеличивает красящую силу состава по сравнению с прототипом. Дополнительно состав содержит 1,2 полибутадиен молекулярной массы 3,5 10 6 10.

Разработка и внедрение литийбутильных катализаторов в промышленности синтетического каучука привели к созданию класса полибутидиенов, имеющих совершенно уникальное строение в положение 1,2 (раскрывается одна двойная связь):

Как дополнительный диспергирующий агент 1,2-полибутадиен молекулярной массы повышает стабильность состава сажевой пасты, сокращает время диспергирования состава до однородной пастообразной массы.

Состав сажевой пасты получают следующим образом. В клеемешалку (для приготовления состава с содержанием сажи выше 35% масс) загружают связующее - минеральное масло, туда добавляют бутидиенпипериленовой сополимер, мелко нарезанный 1,2 полибутадиен, сажу. Включают перемешивание z-образной мешалки и получают однородную массу. Далее массу выгружают и перетирают на краскотерке. В случае получения состава сажевой пасты с содержанием сажи до 35% масс связующее (минеральное масло) загружают в аппарат с мешалкой, добавляют бутадиен-пипериленовый сополимер, мелко нарезанный 1,2 полибутадиен и сажу, перемешивают до получения однообразной массы, далее массу подают на краскотерку, где перетирают до заданной степени-дисперсности.

Конкретные примеры, иллюстрирующие изобретение и качественные показатели составов приведены в таблице. (Укрывистость состава определяли в г/м², а красящая сила в относительных единицах оптической плотности).

Как следует из анализа данных таблицы укрывистость предлагаемого состава сажевой пасты увеличилась на 18 22% а оптическая плотность возросла с 1,42 до 1,69, что подчеркивает повышение красящей силы состава сажевой пасты. Кроме того, наблюдалась стабильность состава в течение 15 месяцев, и быстрое диспергирование сажи в связующем.

В табл. 1 приведены значения степени срастания частиц в агрегате у различных типов серийных "классических" саж и "улучшенных".

В табл.2 приведены данные по использованию различных типов минерального масла в составе сажевой пасты.

Красящая сила состава сажевой пасты определялась в единицах оптической плотности, измеренной на денситометре "ДОН". 1,2 полибутадиен - литийбутадиеновый каучук, выпускаемый Ефремовским заводом синтетического каучука.

Назначение: сажевые пасты, предназначенные для получения лаков, красок, наполненных пластических масс, а также в полиграфической и текстильной областях. Сущность изобретения: сажевая паста включает 60 - 300 мас.ч. минерального масла, 0,2 - 4,0 мас.ч. сополимера бутадиена с пипериленом молекулярной массы 3000 - 5000 и 0,2 - 2,0 мас.ч. 1,2-полибутадиена молекулярной массы 3,5 - 10⁴ - 6,0 • 10⁴ в расчете на 100 мас.ч. сажи. Сажевая паста обладает повышенной красящей силой и стабильностью в течение 15 месяцев. 2 табл.

Состав сажевой пасты, содержащий сажу, минеральное масло, сополимер бутадиена с пипериленом мол.м. 3000-5000 и диспергирующую добавку диенового ряда, отличающийся тем, что он содержит сажу со степенью срастания частиц в агрегате в пределах 0,03 0,09, а в качестве добавки диенового ряда 1,2 полибутадиен мол.м. (3,5 6,0) •10⁴ при следующем соотношении компонентов, мас. ч.

Сажа 100
Минеральное масло 60 300
Сополимер бутадиена с пипериленом мол.м. 3000 5000 0,2 4,0
1,2-Полибутадиен мол.м. (3,5 6,0)•10⁴ 0,2 2,0т