СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧЕРНОЙ КРАСЯЩЕЙ КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ ЖИРУЮЩИХ СОСТАВОВ Российский патент 2005 года по МПК C14C9/02 C14C11/00 C09D17/00 D06P3/32 

Изобретение относится к технологии получения совместимой с жирующими составами черной красящей композиции с сажей и индулином в качестве комбинированного красителя и может быть использовано в кожевенной промышленности.

Известен способ получения состава для жирования кож (пат. РФ №2099430), в котором в свежеприготовленный оксидат смеси природных и синтетических жиров и масла ПОД вводят компоненты черной красящей композиции в соответствующем массовом соотношении и в суммарном количестве 3-3,5% от массы оксидата, перемешивают до однородной массы, после чего последнюю обрабатывают водным раствором сульфита натрия. В этом случае красящая композиция образуется в присутствии оксидата, что отрицательно сказывается на качественных показателях пигментированного жирующего и их стабильности при переходе от одной партии продукта к другой.

Наиболее близким к заявленному является способ индивидуального получения совместимой с жирующими черной красящей композиции (RU 2002135258, кл. С 14 C 9/02, опубл. 20.09.2004) в соответствии с которым в бисерной мельнице вертикального типа определенной конструкции сначала вводят в контакт расчетные количества твердых сажи и индулинового красителя с керосином и дизельным топливом при перемешивании и далее в состоянии отстоя и нагревания до 50-60°С, после чего проводят загрузку кислоты или композиции кислот, уайт-спирита и жировой добавки и далее ведут химические и массообменные процессы при произвольно фиксирующейся температуре за счет тепловых эффектов развивающихся перечисленных процессов в начале и в конце при естественном охлаждении, а в период наиболее быстрого роста и прохождения через максимум в режиме принудительного охлаждения с выходом в конце на 115-120°С, после чего останавливают перемешивание и проводят выгрузку полученной композиции сначала самотеком и далее с использованием вакуума.

Недостатком указанного способа является определенные сложности в выгрузке получаемой черной красящей композиции, заключающиеся в использовании довольно высоких температур (115-120°С) и вакуума на завершающих стадиях, довольно большое время проведения этой операции (более 20 мин), а также высокие (3,0-4,4 мас.%) остаточные количества продукта в мельнице.

Задача настоящего решения заключается в устранении необходимости использования вакуума при выгрузке полученной черной красящей композиции, в уменьшении зависимости проведения выгрузки от температуры, а также в увеличении степени выгрузки полученного продукта.

Поставленная задача достигается тем, что в способе получения черной красящей композиции для жирующих составов путем ввода в контакт в бисерной мельнице вертикального типа твердых сажи и индулинового красителя с керосином и дизельным топливом в качестве составляющих комбинированного растворителя при перемешивании и далее в состоянии отстоя и нагревания до 50-60°С с последующей дозагрузкой кислоты или композиции кислот, уайт-спирита и жировой добавки и проведением химических и массообменных процессов при самопроизвольно фиксирующейся температуре за счет тепловых эффектов этих процессов и естественного охлаждения в начале и в конце, а также принудительного охлаждения на промежуточном этапе, характеризующемся наиболее высокими скоростями роста температуры с прохождением максимума при 140-150°С, согласно изобретению в состав получаемого продукта вводят 3-9% от массы загрузки компонентов композиции 43-52%-ного раствора солей алюминия и С₁₀-С₂₀ карбоновых кислот, при этом данный ввод выполняют в момент прекращения принудительного охлаждения на завершающем этапе приготовления красящей композиции за 0,5-1,5 часа до прекращения перемешивания и начала выгрузки при температуре 80-115°С.

Характеристика используемого сырья.

Индулин жирорастворимый по ГОСТ 4770-77.

Нигрозин водорастворимый по ГОСТ 4014-75.

Сажа согласно ТУ 38-11551-77 Е "Углерод технический (сажа) ПМ-15 РВДМ".

Синтетические жирные кислоты по ГОСТ 23239-89 "Кислоты жирные синтетические фракций С₅-С₆, С₇-С₉, C₅-C₉, C₁₀-C₁₆, С₁₇-С₂₀".

Олеиновая кислота по ГОСТ 7580-55.

Стеариновая кислота по ГОСТ 6484-65.

Кислоты гидролизованного на 95% подсолнечного масла (ГОСТ 1129-81)и животного жира (ГОСТ 1045-73 "Жир животный технический") в присутствии п-толуолсульфокислоты как катализатора при температуре 100±3°С и близких к стехиометрическим количествах воды (пат. РФ №2166534).

Отходы производства СЖК по ТУ 38 1071231-89 "Остаток кубовый производства СЖК".

Топливо дизельное типа Л-02-40 по ГОСТ 305-82.

Керосин по ГОСТ 28577.2-90, ИСО 8217-87.

Уайт-спирит по ГОСТ 3134-78.

Масло ПОД по ТУ 113-03-476-82 "Масло ПОД (смесь высококипящих продуктов окисления циклогексана, дегидрирования циклогексанола, поликонденсации циклогексанона)".

43-52%-ные растворы солей алюминия и С₁₀-С₂₀ карбоновых кислот в смеси дизельного топлива, керосина и уайт-спирита получали в соответствии с пат. РФ №2092533 путем прямого трибохимического взаимодействия оксида или гидроксида алюминия с карбоновыми кислотами или их композициями, включая и отходы производства СЖК, в бисерной мельнице при 20-60°С в присутствии 1-2 мас.% воды и 0,05-0,4 мас.% трибохимического катализатора в течение 10-40 мин.

Получение совместимой с жирующим составом черной красящей композиции заявляемым способом заключается в следующем. Твердые пигменты и основную массу растворителя вводят в контакт в бисерной мельнице, после чего оставляют на некоторое время без перемешивания. В этот период эту массу подогревают до 50-60°С, после чего вводят органическую кислоту, жировую составляющую и остаток растворителя, включают перемешивание и перетир и ведут процесс сначала и в конце в отсутствие, а в период наиболее интинсивного выделения тепла с использованием принудительного охлаждения до практически полного прекращения выделения тепла. При этом температура проходит через максимум и падает. В момент отключения принудительного охлаждения вводят добавку соли алюминия и С₁₀-С₂₀ карбоновых(ой) кислот(ы) в количестве 3-9% от массы загрузки компонентов композиции и продолжают перемешивание в течение 0,5-1,5 часа. Прекращают перемешивание и проводят выгрузку готовой композиции при температуре 80-115°С самотеком в специально предназначенную для этих целей емкость (на хранение до использования).

Композицию дозируют и растворяют в оксидате из смеси природных и синтетических жиров и масла ПОД, после чего проводят обработку полученного раствора водным раствором сульфита натрия. Присутствие в ней солей алюминия в указанных количествах не сказывается на характеристиках данной обработки и не снижает качество получаемого жирующего ни по одному показателю в отношении полученного по патенту РФ по заявке №2002135258(037191).

Пример 1.

В бисерную мельницу с емкостью типа автоклава объемом 5 л, снабженную лопастной механической мешалкой, свободным выходом в атмосферу через обратный холодильник-конденсатор, рубашкой по всей высоте боковой поверхности корпуса, способной работать на подогрев паром или горячей водой и охлаждение проточной водой, а также сливным патрубком с металлической сеткой для отделения бисера при выгрузке готового продукта и содержащую 2400 г стеклянного бисера диаметром 1,5-2,3 мм, вносят последовательно 563 г сажи, 312 г индулина, 650 г керосина и 100 г дизельного топлива. Включают механическое перемешивание на 20 мин. В конце этого периода подают горячую воду в рубашку и начинают медленный нагрев аппарата и его содержимого. Выключают перемешивание на 1 час, продолжая медленное нагревание содержимого бисерной мельницы. По истечении указанного времени через загрузочный люк вводят расплав отходов производств СЖК в количестве 625 г при температуре 60°С. Температура реакционной смеси в этот момент была 58°С. Одновременно дозируют 125 г сульфированного рыбьего жира и 125 г уайт-спирита. По завершению дозагрузки включают перемешивание и ведут перетир содержимого бисерной мельницы при самопроизвольно фиксирующейся температуре в течение 45 мин. Температура к концу этого момента была 121°С. Продолжая перемешивание, подают проточную воду в охлаждающую рубашку и наблюдают за изменением температуры реакционной смеси. В течение 1 часа она продолжала расти и достигла максимального значения 149°С. Далее температура при стационарно работающем охлаждении начала уменьшаться и через 1,5 часа стала 132°С. В этот момент прекращают подачу воды в охлаждающую рубашку и вводят 75 г 52%-ного раствора солей алюминия и кислот гидролиза подсолнечного масла в смеси 1:1 по объему керосина и дизельного топлива. Продолжают перемешивание еще в течение 1 часа. По истечении этого времени температура снизилась до 115°С. Прекращают перемешивание, подсоединяют емкость для приема продукции и ведут выгрузку продукта самотеком в течение 6 мин. В итоге получено 2552 г композиции.

После остывания до комнатной температуры выгруженная масса превращается в однородное слабо текучее близкое к пастообразному состояние с глянцевой черной поверхностью и хорошим блеском. В таком состоянии она хорошо хранится, легко дозируется и растворяется в оксидатах, предназначенных для обработки водным раствором сульфита натрия.

Примеры 2-15

Реактор, загрузка базовых компонентов композиции и добавки, а также последовательность операций аналогичны описанным в примере 1. Отличаются природой аниона и количеством вводимой композиции солей алюминия, температурой начала выгрузки продукта, длительностью этой операции и количеством выгруженного продукта. Полученные результаты сведены в таблицу.

ТаблицаХарактеристикаПример №23456789101112131415Добавка раствора солей алюминия, мас.% от загрузки компонентов красящей композиции3,374,175,115,986,546,636,717,147,818,129,009,002,171,37Содержание солей алюминия в добавляемом растворе, мас.%5252504851474547514547435249Природа аниона солей алюминия143875+36591+25+1266Длительность перемешивания после ввода солей алюминия, час1,501,371,411,030,840,750,750,850,900,640,530,501,501,50Температура начала выгрузки продукта самотеком, °С108111114971081041079881889380115120Длительность выгрузки продукта, мин5,04,84,34,03,95,04,44,75,24,73,43,72744Количество выгружаемой самотеком красящей композиции (продукта), г или мас.%              2565257826012625263426442641265726782682270326952441211599999999999999999999999995,683,5Обозначения: кислоты и их композиции: 1 - олеиновая; 2 - стеариновая; 3 - C₁₇-C₂₀ фракция СЖК; 4 - C₁₀-C₁₆ фракция СЖК; 5 - отходы производства СЖК; 6 - кислоты гидролизованного подсолнечного масла; 7-9 - кислоты гидролизованного животного жира (свиного, смеси свиного и рыбьего в соотношении 3:1 и 1:1 соответственно).

Положительный эффект предложенного решения состоит в том, что:

1. Значительно облегчается выгрузка красящей композиции из бисерной мельницы, сокращается время проведения этой операции, сама операция происходит самотеком, не требует применения вакуума, снижается температура начала выгрузки вплоть до 80°С. Все это является прямым следствием увеличения текучести красящей композиции как одного из результатов ввода в нее солей алюминия.

2. Соли алюминия способствуют снижению адгезии композиции к стеклу (стеклянному бисеру) и металлу корпуса бисерной мельницы. В результате этого сток продукта из реактора при выгрузке увеличивается, а при последовательном проведении нескольких партий накопления остаточных количеств неслившегося из реактора продукта не происходит.

3. Ввод солей алюминия в композицию увеличивает ее массу и не ухудшает ее основные качественные характеристики как полупродукта для жирующих составов ни каждого в отдельности, ни в комплексе в целом. Наоборот, последний, в частности, улучшается за счет снижения отрицательных воздействий воды в процессах обработки сульфитом натрия и при использовании жирующего. А поверхность обработанной таким жирующим кожи приобретает определенные водоотталкивающие свойства.

4. Необходимые растворы солей алюминия могут быть получены в той же бисерной мельнице, где ведется изготовление черной красящей композиции. Следовательно, не нужно искать их производителя и решать связанные с приобретением, доставкой и хранением вопросы.

Способ касается получения черной красящей композиции для жирующих составов и может быть использован в кожевенной промышленности. Процесс ведут в бисерной мельнице вертикального типа. В нее вводят последовательно сажу, индулин, керосин и дизельное топливо. Включают перемешивание и в конце начинают медленный нагрев аппарата и его содержимого. Выключают перемешивание, продолжая медленное нагревание содержимого мельницы. По истечении указанного времени вводят кислоты или композиции кислот, уайт спирит и жировую добавку и ведут химический массообменный процесс при самопроизвольно фиксирующейся температуре за счет тепловых эффектов этих процессов и естественного охлаждения в начале и в конце, а также принудительного охлаждения на промежуточном этапе, характеризующемся наиболее высокими скоростями температуры с прохождением максимума при 140-150°С. В момент прекращения принудительного охлаждения на завершающем этапе приготовления красящей композиции, за 0,5-1,5 час до прекращения перемешивания и начала выгрузки при температуре 80-115°С, в состав получаемого продукта вводят 43-52%-ный раствор солей алюминия и С₁₀-С₂₀ карбоновых кислот. Техническим результатом является упрощение процесса и увеличение степени выгрузки полученного продукта. 1 табл.

Способ получения черной красящей композиции для жирующих составов путем ввода в контакт в бисерной мельнице вертикального типа твердых сажи и индулинового красителя с керосином и дизельным топливом в качестве составляющих комбинированного растворителя при перемешивании и далее в состоянии отстоя и нагревания до 50-60°С с последующей дозагрузкой кислоты или композиции кислот, уайт-спирита и жировой добавки и проведением химических и массообменных процессов при самопроизвольно фиксирующейся температуре за счет тепловых эффектов этих процессов и естественного охлаждения в начале и в конце, а также принудительного охлаждения на промежуточном этапе, характеризующемся наиболее высокими скоростями роста температуры с прохождением максимума при 140-150°С, отличающийся тем, что в состав получаемого продукта вводят 3-9% от массы загрузки компонентов композиции 43-52%-ного раствора солей алюминия и С₁₀-С₂₀ карбоновых кислот, при этом данный ввод выполняют в момент прекращения принудительного охлаждения на завершающем этапе приготовления красящей композиции за 0,5-1,5 ч до прекращения перемешивания и начала выгрузки при температуре 80-115°С.