Способ получения диенового каучука в порошкообразной форме Советский патент 1993 года по МПК C08F36/04 

ел

с

Использование: изобретение относится к технологии получения синтетического каучука, конкретно к разработке получения его в порошкообразной сыпучей форме. Сущность изобретения: способ заключается в обработке водной дисперсии крошки диенового каучука двумя антиагломерирующими агентами. На первой стадии в течение 5-15 мин осуществляют взаимодействие с 0,5-5 мас.% в расчете на каучук диоктилфталата. На второй - в обработанную дисперсию крошки каучука вводят гидрофобизирован- ный силикагель, взятый в количестве 0,5-8 мас.% в расчете на каучук. Силикагель гид- рофобиэирован триметилхлорсиланом из расчета 3-50 мае. % на силикагель. В результате такой обработки достигается индекс агломерации 9,0-9,5. 1 табл.

Изобретение относится к области тех- нолргии получения синтетического каучука, а именно к способу получения карбоцепно- го каучука в порошкообразной форме и может найти применение в производстве карбоцепного каучука.

Целью способа является улучшение сыпучести крошки каучука. Поставленная цель достигается тем, что в способе получения карбоцепного каучука в порошкообразной форме обработкой водной дисперсии каучука гидрофобизированным силикагелем и сушкой образовавшегося порошкообразного продукта, предварительно при перемешивании осуществляют взаимодействие в течение 5-15 минут водной дисперсии каучука с 0,54-5 мас.% в расчете на сухой каучук диоктилфталата и затем вводят в дисперсию каучука силикагель, обработанный триметилхлорсиланом из расчета от 3 до 50 мае. % триметилхлорсилана на силикагель.

Сущность способа получения карбоцепного каучука в порошкообразной форме зз- ключается в том, что водная дисперсия каучука перед обработкой гидрофобизированным силикагелем для разрыхления, а также частичного удаления адсорбционных слоев воды с поверхности частиц каучука, взаимодействует при перемешивании при комнатной температуре с диоктилфталатом в условиях, указанных выше, а силикагель вводят в дисперсию каучука при перемеши00

о

00

со ю оо

еамии в количестве от 0,5 до 8 мас.% в расчете на сухой каучук. Такая обработка создает оболочку гидрофобизированного силикагеля на поверхности частиц каучука, npenaTCfeyioiuero их агломерации.

В качестве карбоцепного каучука могут использоваться цис-полибутадиен (каучук СКД), цис-полиизопрен (каучук СКИ), цис- бутадиен-изопреновый сополимер (каучук СКДИ), бутэдиенметилстирольный сополимер (каучук СКМС).

Для создания стабилизированной оболочки на поверхности частиц каучука приме- няют силикагели марок силохром с удельной поверхностью 40-60 м2/г и аэро- сил с удельной поверхностью 175-300 м /г, обработанные из расчета от 3 до 50 мас.% триметилхлорсилана на силикагель в зависимости от его удельной поверхности.

Обработанный каучук отделяют от воды и сушат обычными методами, например, в вакууме при нагревании.

Полученный таким образом каучук в порошкообразной форме характеризуется сыпучестью по величине АПС частиц и индексу а гломерации.

П р и м е р 1 (контрольный). В аппарат емкостью 1,0 л, снабженный мешалкой, загружают 20 мас.% водную дисперсию каучука СКД в количестве 0,5 кг, нагревают до 50°С, а затем в нее при перемешивании медленно вводят 0,17 л нагретой до 50°С водной дисперсии виниловой смолы (10 мас.% на сухой каучук), содержащей 50% поливинилхлорида, полученного эмульсионной полимеризацией винилхлорида в присутствии 35 мас.% диоктилфталата, перемешивают а течение 1 часа, смесь отделяют от воды и сушат образовавшийся порошкообразный каучук СКД в вакууме при 50°С.

Значения АПС частиц и индекса агломерации полученного порошкообразного каучука СКД равны 60 МПа и 4 соответственно.

Примеры 2-4 (контрольные). В этих примерах обработку водной дисперсии карбоцепного каучука проводят так же, как в примере 1, за исключением того, что в качестве карбоцепного каучука используюткау- чук СКИ (пример 2), каучук СКДИ (пример 3), каучук СКМС (пример 4) и количество вй- нильной смолы (ВС) составляет 15 мас.%, 12 мас.% и 5 мас.% соответственно.

П р и м е р 5 (контрольный). В аппарат емкостью 1,0 л, снабженный мешалкой, загружают 0,5 кг 10% водной дисперсии каучука СКМС, добавляют 0,015 л 35% водной дисперсии силикагеля (СГ) (0,5 мас.% на сухой каучук), пропитанного 75 мас.% полидиметилсилоксана (ПДМС), перемешивают, отделяют от воды и сушат образовавшийся порошкообразный каучук.

Пример 6-8 (контрольные). В этих

примерах обработку частиц карбоцепного каучука проводят тем же агентом и в тех же условиях, что и в примере 5, за исключением того, что в качестве карбоцепного каучука используют каучук СКИ (пример 6), каучук

СКДИ (пример 7). каучук СКД (пример 8).

Пример 9. В аппарат емкостью 1 л, снабженный мешалкой, загружают 0,5 кг 10% водной дисперсии каучука СКД, затем при перемешивании туда добавляют 0,5 г

5 диоктилфталата (ДОФ) (1 мас.% на сухой каучук) и осуществляют его взаимодействие с водной дисперсией каучука в течение 10 минут. Далее в реакционную смесь при перемешивании вводят 1 г гидрофобизирован0 ного силохрома (2 мае. % на сухой каучук), полученного обработкой триметилхлорси- ланом (ТМХС) в количестве 3 мас.% на силохром, перемешивание продолжают еще 1-2 мин. Затем реакционную массу перено5 сят на сито, где отделяют каучук от воды. Образовавшийся порошкообразный каучук сушат в вакууме при 50°С.

Примеры 10-12. В этих примерах обработку частиц карбоцепного каучука

0 проводят теми же агентами и в тех же условиях, что и в примере 9, за исключением того, что в качестве карбоцепного каучука используют каучук СКИ (пример 10), каучук СКДИ (пример 11), каучук СКМС (пример 12).5 Пример 3. В аппарат емкостью 1,0 л, снабженный мешалкой, загружают 0,5 кг 10 мас.% водной дисперсии каучука СКД, затем при интенсивном перемешивании ту- - да добавляют 2 г ДОФ (4 мас.% на сухой

0 каучук) и осуществляют его взаимодействие с водной дисперсией каучука в течение 7 мин, затем вводят в реакционную смесь по перемешивании 2 г гидрофобизированного силохрома (4 мас.% на сухой каучук), обра5 ботанного 3% ТМХС, перемешивание продолжают еще 1-2 мин. После этого реакционную смесь переносят на сито, где отделяют каучук от воды и затем сушат порошкообразный каучук в вакууме при 50°С.

0 Примеры 14-16. В этих примерах обработку частиц каучука проводят теми же агентами и в тех же условиях, что и в примере 13, за исключением того, что в качестве карбоцепного каучука используют каучук

5 СКИ (пример 14), каучук СКДИ (пример 15), каучук СКМС (пример 17).

П р и м е р 17. В аппарат емкостью 1 л, снабженный, мешалкой, загружают 0,5 кг 10% водной дисперсии каучука СКД. затем при перемешивании туда добавляют 0,25 г

ДОФ (0,5 мас.% на сухой каучук) и осуществляют его взаимодействие с водной дисперсией каучука в течение 15 мин, Далее в реакционную смесь при перемешивании вводят 2,5 г гидрофобизированного аэросила (5 мас,% на сухой каучук), полученного обработкой 20 мас.% ТМХС, перемешивание продолжают еще 1-2 мин. Затем реакционную массу переносят на сито, где отделяют каучук от воды. Образовавшийся порошкообразный каучук сушат в вакууме при 50°С.

Примеры 18-20. В этих примерах обработку карбоцепного каучука проводят тем же агентом и в тех же условиях, что и в примере 17, за исключением того, что в качестве карбоцепного каучука используют каучук СКИ (пример 18), каучук СКДИ (пример 19) и каучук СКМС (пример 20).

П.р. и м е р 21. В аппарат емкостью 1 л, снабженный мешалкой, загружают 0,5 кг 10% водной дисперсии каучука СКД, затем туда при перемешивании добавляют 2,5 г ДОФ (5 мас.% на сухой каучук) и осуществляют его взаимодействие с водной дисперсией каучука в течение 5 мин. Далее в реакционную смесь при перемешивании вводят 4 г гидрофобизированного силохро- ма (8 мас.% на сухой каучук), полученного обработкой ТМХС в количестве 3 мас.% на силохром, перемешивание продолжают еще 1-2 мин. Затем реакционную массу переносят на сито, где отделяют каучук от воды. Образовавшийся порошкообразный каучук сушат в вакууме при 50°С.

Пример ы 22-24. В этих примерах обработку карбоцепного каучука проводят тем же агентом и в тех же условиях, что и в примере 21, за исключением того, что в качестве карбоцепного каучука используют каучук СКИ (пример 22), каучук СКДИ (при- .мер 23), каучук СКМС (пример 24).

П р и м е р 25. В аппарат емкостью 1 л, снабженный мешалкой, загружают 0,5 кг 10% водной дисперсии каучука СКД, затем в нее при перемешивании добавляют 0,5 г ДОФ (1 мас.% на сухой каучук) и осуществляют его взаимодействие с водной дисперсией каучука в течение 10 мин. Далее в реакционную смесь при перемешивании вводят 0,25 г гидрофобизированного аэросила (0,5 мас.% на сухой каучук), полученного обработкой ТМХС в количестве 50 мас.% на аэросил, перемешивание продолжают еще 1-2 мин. Затем реакционную массу переносят на сито, где отделяют каучук от воды. Образовавшийся порошкообразный каучук сушат в вакууме при 50°С.

Примеры 26-28. В этих примерах обработку карбоцепного каучука проводят

тем же агентом и в тех же условиях, что и в примере 25, за исключением того, что в качестве карбоцепного каучука используют каучук СКИ (пример 26), каучук СКДИ (при- 5 мер 27), каучук СКМС (пример 28).

Примеры 29-32 (контрольные). В аппарат емкостью 1 л, снабженный мешалкой, загружают 0,5 кг 10% водной дисперсии карбоцепного каучука, затем при

0 перемешивании туда добавляют 0,5 г (1 мас.% на сухой каучук) гидрофобизированного силохрома, полученного обработкой 3 мас.% ТМХС, перемешивание продолжают еще 1-2 мин. Затем реакционную массу пе5 реносят на сито, где отделяют каучук от воды. Каучук сушат в вакууме при 50°С. В качестве карбоцепного каучука используют каучук СКД (пример 29), каучук СКИ (пример 30), каучук СКДИ (пример 31), каучук СКМС

0 (пример 32).

Пример 33-36 (контрольные). В аппарат емкостью 1 л, снабженный мешалкой, загружают 0,5 кг 10% водной дисперсии карбоцепного каучука, затем при переме5 шивании одновременно туда добавляют 0,5 г ДОФ (1 мас.% на сухой каучук) и 3,5 г (7 мас.% на сухой каучук) гидрофобизированного силохрома, полученного обработкой 3 мас.% ТМХС и осуществляют взаимодейст0 вне водной дисперсии каучука с указанными агентами в течение 10 мин. Затем реакционную массу переносят на сито, где отделяют каучук от воды. Каучук сушат в вакууме при 50°С. В качестве карбоцепного каучука йс5 пользуют каучук СКД (пример 33), каучук СКИ (пример 34), каучук СКДИ (пример 35), каучук СКМС (пример 36).

Из данных, приведенных в примерах (см. таблицу), следует, что способ позволяет

0 получать карбоцепные каучуки в порошкообразной форме с лучшей сыпучестью крошки каучука (АПС частиц 10-20 МПа и индекс агломерации 9-9,5), чем в известных способах - аналоге и прототипе.

5 Осуществление обработки водной дисперсии карбоцепного каучука гидрофобизи- рованнымсиликагелем без предварительного взаимодействия дисперсии каучука с диоктилфталатом, так же как

0 и осуществление взаимодействия водной дисперсии карбоцепного каучука одновременно с обработкой дисперсии каучука гид- рофобизированным силикагелем не приводит к достижению положительного

5 эффекта (примеры 29-32 и 33-36 контрольные).

К дополнительным преимуществам предлагаемого способа можно отнести .следующие:

сохранение исходных свойств карбо- цепного каучука, поскольку взаимодействие антиагломератора с поверхностью частиц каучука осуществляется за счет физической адсорбции, а не химического взаимодейст- вия;

использование в процессе обработки химически неагрессивных веществ, что способствует увеличению срока службы обору- дования;

полное поглощение диоктилфталата си- ликагелем, что приводит к отсутствию свободного диоктилфталата в водной фазе;

снижение энергозатрат и существенное повышение производительности труда и оборудования в процессе приготовления резиновых смесей за счет создания непрерывного процесса.

Условия получения карбоцепного каучука в порошкообразной форме и параметры его-сыпучести

Таким образом, предлагаемый способ позволяет улучшить сыпучесть крошки каучука.

Формула изобретения Способ получения диенового каучука в порошкообразной форме путем обработки водной дисперсии крошки каучука гидрофо визированным силикагелемс последующей сушкой полученного порошкообразного продукта, отличающийся тем, что дополнительно в течение 5-15 мин осуществляют взаимодействие водной дисперсии крошки каучука с 0,5-5,0 мас.% в расчете на каучук диоктилфталата с последующим введением гидрофобизированного силикагеля, взятого в количестве 0,5-8,0 мас,% в расчете на каучук, при этом в качестве гидрофо- бизатора для силикагеля используют три- метилхлорсилан в количестве 3-50 мае. % в расчете на силикагель.

Продолжение таблицы