СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОВМЕСТИМОЙ С ЖИРУЮЩИМ СОСТАВОМ ЧЕРНОЙ КРАСЯЩЕЙ КОМПОЗИЦИИ Российский патент 2006 года по МПК C14C9/02 C14C11/00 C09D17/00 D06P3/32 

Изобретение относится к технологии получения черной красящей композиции на основе сажи и индулина, применяемой в производстве окрашенных жирующих композиций, и может быть использовано в кожевенной промышленности.

Известен способ получения состава для жирования кож, в котором в свежеполученный путем жидкофазного окисления воздухом смеси природных и синтетических жиров с маслом ПОД оксидат вводят в количестве 3-3,5% от массы оксидата компоненты красящей композиции в соотношении, мас.%: черный пигмент 35, органическая кислота 40 и керосин 25. Полученную массу тщательно перемешивают, после чего ее вводят в контакт с водным раствором сульфита натрия при интенсивном механическом перемешивании (пат. РФ №2099430). При этом в качестве черного пигмента используют индулин, нигрозин, сажу или же их смеси, а в качестве кислоты - любую насыщенную или же ненасыщенную карбоновую кислоту C₈-C₂₀ или же смесь этих кислот.

Недостатком его является покомпонентный ввод составляющих красящей композиции и фактическое формирование последней в оксидате, что не обеспечивает стабильного результата при использовании жирующего.

Наиболее близким к заявляемому является способ получения совместимой с жирующим составом черной красящей композиции (RU 2002135258, кл. С 14 С 9/02, опубликованный 20.07.2004), где красящую композицию состава, мас.%: черный пигмент 35, органическая кислота 25, растворитель 35 и жировая добавка 5 получают как самостоятельный полупродукт. Процесс проводят в бисерной мельнице вертикального типа в следующей последовательности операций и комбинаций операций:

- загрузка твердых сажи и индулинового красителя, керосина и дизельного топлива и перемешивание этой массы в течение 0,25-1 часа;

- прекращение перемешивания на 0,5-2 часа, отстой полученной массы и ее нагревание через рубашку до 50-60°С к концу периода отстоя;

- загрузка в подогретую массу расплава кислоты, уайт-спирита, жировой добавки и ведение процесса при перемешивании при самовольно фиксирующейся температуре до 115-120°С в течение 0,5-3 часов;

- продолжение процесса без прекращения перемешивания при сдерживании температуры охлаждением проточной водой через рубашку в течение 1-2,5 часа с прохождением максимума температуры в диапазоне 140-155°С;

- принудительное охлаждение при непрерывном перемешивании до 130-135°С 0,75-1,5 часа;

- прекращение принудительного охлаждения с продолжением перемешивания еще 0,5-1,5 часа до достижения температуры 115-120°С;

- прекращение перемешивания и выгрузка полученной композиции сначала самотеком, а затем с использованием вакуума.

Недостатком указанного способа является то, что 3-4,4 мас.% композиции не выгружается из бисерной мельницы, что обусловлено высокой адгезией получаемой композиции к поверхности бисера и корпуса бисерной мельницы. К тому же высокая вязкость композиции предопределяет ее малую текучесть, что затрудняет выгрузку композиции, требует для начала этой операции температуры 115-120°С, а далее использование вакуума для проведения и завершения данной операции.

Технический результат предложенного способа заключается в увеличении степени опорожнения бисерной мельницы, а также в облегчении выгрузки черной красящей композиции, в частности в снижении температуры начала выгрузки и в отказе от использования вакуума в этой операции.

Данный технический результат достигается тем, что в способе получения совместимой с жирующим составом черной красящей композиции путем ввода в контакт твердых сажи и индулинового красителя сначала с керосином и дизельным топливом при перемешивании и в режиме отстоя при слабом нагревании до 50-60°С и далее с карбоновой кислотой или смесью кислот, уайт-спиритом и жировой добавкой, проведения массообменных и химических превращений между загруженными компонентами при перемешивании, прохождения максимального значения температуры с использованием принудительного охлаждения и выгрузкой продукта, согласно изобретению в состав вводят оксид или гидроксид алюминия или их смесь в любом соотношении в количестве 0,5-1,6% от массы карбоновой кислоты или смеси кислот, при этом ввод соединений алюминия проводят одновременно с вводом карбоновой кислоты или смеси кислот, уайт-спирита и жировой добавки, а выгрузку продукта ведут самотеком при температуре начала выгрузки 85-120°С.

Характеристика используемого сырья

Оксид алюминия AL₂О₃ по ГОСТ 8136-85 «Оксид алюминия активный».

Гидроксид алюминия Al(ОН)₃ по ГОСТ 11841-76 «Алюминия гидрат окиси».

Индулин жирорастворимый по ГОСТ 4770-77.

Нигрозин 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 C₅-C₆, С₇-С₉, С₅-C₉, С₁₀-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 количествам воды (пат. РФ №2166534).

Отходы производства СКЖ по ТУ 38 1071231-89 «Остаток кубовый производства СКЖ».

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

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

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

Уайт-спирит по ГОСТ 3134-78.

Получение совместимой с жирующим составом черной красящей композиции заявляемым способом заключается в следующем. Твердый пигмент 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, вводят органическую кислоту, жировую составляющую, гидроксид или оксид алюминия и остаток растворителя. Включают перемешивание и перетир и ведут процесс сначала и в конце в отсутствие, а в период наиболее интенсивного выделения тепла и с использованием охлаждения до практически полного прекращения выделения тепла. При этом температура проходит через максимум и падает до 85-120°С, при которой и начинают проводить выгрузку композиции самотеком.

Полученную красящую композицию дозируют и растворяют в оксидате из смеси природных и синтетических жиров и масла ПОД перед проведением обработки водным раствором сульфита натрия.

Пример 1

В бисерную мельницу емкостью 5 л, снабженную лопастной механической мешалкой, обратным холодильником-конденсатором с выходом в атмосферу, рубашкой по всей высоте корпуса, способной работать на подогрев паром или горячей водой и на охлаждение проточной холодной водой, сливным патрубком с металлической сеткой для отделения бисера при сливе 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 в качестве растворителя. Включают механическое перемешивание на 20 мин. В конце этого периода подают горячую воду в рубашку и начинают медленный нагрев аппарата и его содержимого. Продолжая медленное нагревание выключают перемешивание на 1 час. По истечении указанного времени через загрузочный люк вводят расплав отходов производства СЖК в количестве 625 г при температуре 60°С. Одновременно дозируют 125 г сульфированного рыбьего жира, 125 г уайт-спирита и 6,25 г оксида алюминия Al₂О₃.

Включают механическое перемешивание и перетир содержимого бисерной мельницы и ведут процесс при самопроизвольно фиксирующейся температуре до 118°С в течение 45 мин. Продолжая перемешивание, подают проточную воду в охлаждающую рубашку и наблюдают за изменением температуры реакционной смеси. В течение 1 часа она росла и достигала максимального значения 151°С. Далее температура при стационарно работающем охлаждении начала уменьшаться и через 2,5 часа стала 131°С. В этот момент прекращают подачу воды в охлаждающую рубашку и продолжают перемешивание еще в течение 1 часа. Температура снизилась до 115°С. Прекращают перемешивание, подсоединяют емкость для приема продукции, открывают кран на сливном патрубке и ведут выгрузку продукта самотеком в течение 3,7 мин. В итоге получено 2482 г композиции.

Примеры 2-13

Сырье черной красящей композиции, последовательность операций и реактор аналогичны описанным в примере 1. Отличаются природой и количеством добавки алюминийсодержащего реагента, температурой начала выгрузки продукта, а также моментом ввода добавки оксида или гидроксида алюминия. Полученные результаты сведены в таблицу.

Примеры 14-19

Реактор, масса загрузки и последовательность операций аналогичны описанным в примере 1. Добавка оксида алюминия 0,7 мас.% от загрузки используемой кислоты и вводится вместе с кислотой. Отличается природой используемых индулинового красителя и кислоты. Полученные результаты приведены в таблице.

ХарактеристикаПример №2345678910111213Добавка: реагентAl₂O₃Al₂O₃Al₂O₃Al(OH)₃Al(OH)₃Al(OH)₃Al₂O₃+Al(OH)₃ 1:3Al₂O₃+Al(OH)₃ 3:1Al(OH)₃Al(OH)₃Al(OH)₃Al(OH)₃количество, мас.% от кол-ва вводимой кислоты0,50,71,20,60,91,61,30,81,21,21,21,2момент вводас кислотойс кислотойс кислотойс кислотойс кислотойс кислотойс кислотойс кислотойс кислотойс сажейНОКОТемпература начала выгрузки проду-та, °С114110911081128510511192120120118Длительность выгрузки, мин5,44,75,35,54,95,84,64,44,9204090Количество выгруженного продукта, % от массы загруженного сырья999999999999999999778368Обозначения: НО - в начале принудительного охлаждения;
КО - в конце принудительного охлаждения

ХарактеристикаПример №141516171819Индулиновый красительНН+И (1:2)ИН+И (1:1)Н+И (2:1)Н+И (4:1)Используемая добавкаOlStС₁₀C₁₇ГПМГСЖТемпература начала выгрузки продукта, °С919588939792Длительность выгрузки самотеком, мин4,56,05,74,95,36,0Количество выгруженного продукта, % от массы загруженного сырья999999999999Обозначения: И - индулин, Н - нигрозин, (...) соотношение массовое; кислоты: Ol - олеиновая, St - стеариновая, С₁₀ - фракция С_10-16 СЖК, С₁₇ - фракция С_17-20 СЖК, ГПМ - гидролиза подсолнечного масла, ГСЖ - гидролиза свиного жира.

Положительный эффект предложенного решения состоит в том, что

- улучшается выгрузка готового продукта и увеличивается полнота выгрузки из реактора до 99% и даже несколько более; выгрузка протекает самотеком, в течение 6 мин и менее и не требует использования принудительных средств типа вакуума, что упрощает оборудование этой операции; расширяется за счет нижней границы и диапазон температур начала выгрузки;

- ввод добавки оксидов алюминия не ухудшает индивидуальные свойства композиции, но несколько улучшает их комплекс: обработанные жирующим с такой композицией кожи приобретают некоторые водоотталкивающие свойства.

Способ касается получения совместимой с жирующим составом черной красящей композиции 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 на 1 час, продолжая медленное нагревание содержимого мельницы. По истечении указанного времени вводят карбоновую кислоту или смесь кислот, уайт спирит, жировую добавку и оксид или гидроксид алюминия. Включают механическое перемешивание и перетир содержимого бисерной мельницы и ведут процесс при самопроизвольно фиксирующейся температуре за счет тепловых эффектов этих процессов и естественного охлаждения. После снижения температуры до 85-120°С производят выгрузку целевого продукта. Техническим результатом является упрощение процесса и увеличение степени выгрузки полученного продукта. 1 табл.

Способ получения совместимой с жирующим составом черной красящей композиции путем ввода в контакт твердых сажи и индулинового красителя сначала с керосином и дизельным топливом при перемешивании и в режиме отстоя при слабом нагревании до 50-60°С и далее с карбоновой кислотой или смесью кислот, уайт-спиритом и жировой добавкой, проведения массообменных и химических превращений между загруженными компонентами при перемешивании, прохождения максимального значения температуры с использованием принудительного охлаждения и выгрузкой продукта, отличающийся тем, что в состав вводят оксид или гидроксид алюминия или их смесь в любом соотношении в количестве 0,5-1,6% от массы карбоновой кислоты или смеси кислот, при этом ввод соединений алюминия проводят одновременно с вводом карбоновой кислоты или смеси кислот, уайт-спирита и жировой добавки, а выгрузку продукта ведут самотеком при температуре начала выгрузки 85-120°С.