Способ получения дисперсии антиоксиданта Советский патент 1992 года по МПК B01F3/12 B01F17/04 

Кроме того, лейканол токсичен и рудно поддается биологической омистке. Причиной относительно грубого помола антиоксиданта, приводящей к быстрому отстаиванию дисперсий и неравномерному распределению антиоксианта в каучуке, является также малая эффективность лейканола как поверхностно-активного вещества,

Цель предлагаемого изобретения повышение стабильности дисперсии и упрощение технологии их получения,

Лля достижения указанной цели используют взвесь антиоксиданта с концентрацией 1-20 масД в водном растворе биоразлагаемого и нетоксичного поверхностно-активного вещества с концентрацией 0,5-10 масД, выбранного из ряда неионогенных оксиэтилированных спиртов общей формулы

- R(CH,), ,

где R - алкил с числом углеродных томов 10-28, а п , анионоактив ных-карбоновых кислот RCOOH, где R лкил или алкенил с числом углеродных, атомов 8-2, и сульфоновых кислот R(.SO.H, где R - алкиларил или алкил с числом атомов углерода 10-26, а механическую обработку проводят с градиентом скорости 10-10 с в течение 0,01-0,1 с.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем,

В аппарате с лопастной или пропеллерной мешалкой готовится грубая дисперсия антиоксиданта с. концентрацией 1-20 мае Д. Ратем полученная грубая дисперсия пропускается через диспергатор,. .в котором развиваются скорости сдвига порядка 10-10 с. Время нахождения в зоне высоких скоростей сдвига составляет 0,01-0,1 с. Кратность цир1 уляции через диспергатор определяется исходя из начальной дисперсности антиоксиданта и требований к тонине помола. Далее дисперсия дозируется в смеситель для равномерного распределения с латексом или раствором полимера.

Полученная дисперсия может быть введена не только в латексы каучуков эмульсионной полимеризации перед их выделением коагуляцией, но и в товарные латексы, обеспечивая достаточную седиментационную устойчи994 вость, и также в растворы каучуков в неполярных растворителях, получаемые полимеризацией с применением ком-плексных катализаторов типа Циглера-, Натта, перед отгонкой растворителя с целью выделения каучука, обеспечивая достаточно равномерное распределение антиоксиданта в каучуке,

10 чего ранее достигали лишь с помощью . введения не дисперсий, а растворов антиоксиданта в неполярных органических растворителях.

В качестве антиоксидантов могут

5 быть использованы обычно применяемые для стабилизации каучуков: неозон Л (фенил-В-нафтиламин), ДффД (дифенилпарафенилендиамин) ионол ((-метил-2,6-ди-третбутилфенол) и другие

20 соединения.

П р им е р 1, Получают дисперсию неозона Д (фенил-/Ь-нафтиламин) в 5%-ном водном растворе алкилнафталинсульфоната в аппарате с мешалкой при концентрации неозона Д 15, полученную дисперсию пропускают через диспергатор ротационно-пульсационного типа (время- пребывания взвеси в зоне высоких градиентов скорости порядка lO с составляет

0,1 с), затем полученную тонкую дисперсию вводят в латекс полимера СКС30 (продукт полимеризации бутадиена и стирола) при температуре ,

, Дисперсию характеризуют по числу частиц в единице площади на предметном стекле оптического микроскопа, соответствующей единице объема исследуемой дисперсии,

40 Грубая дисперсия дает приблизительно 90 частиц, дисперсия после рециркуляции через диспергатор 350370 частиц. 1исло частиц в контрольной дисперсии, получаемой по принядг той технологии с помощью коллоидной мельницы, составляет 180-250 частиц. Если контрольная дисперсия неозона Д отстаивается в мерном цилиндре до появления видимой границы раздела

5Q за 15-20 с, то по предлагаемому способу расслоение начинает становиться заметным лишь по истечении 3-5 мин. Ранее анализы товарного латекса, заправленного дисперсией неозона Д,,

полученной по известной технологии, показывали убыль концентрации неозона, связанную с его оседанием из латекса, теперь при заправке латекса дисперсией неозона Д, полученной по предлагаемому способу, оседание нео зона Л из латекса практически не пр исходит и концентрация его, судя по данным анализов, постоянна, Производительность оборудования для получения дисперсии неозона Л в росла не менее чем в 3 раза; по известной технологии 1 м дисперсии рециркулировали через коллоидную мельницу 10-15 ч, по предлагаемому способу время рециркуляции составля ет ,5- ч. Пример 2. Получают дисперси ионола 1 в 0,5%-ном растворе натрие вой соли синтетических жирнь х кислот фракции Cg-C;,(f в аппарате как в примере 1. Полученную взвесь пропускают через диспергирующее устройство как в примере 1, но с градиентом скорости в зоне диспергирование приблизительно 2,5-10 с . Время рециркуляции составляет 22,5 ч. Приготовленную дисперсию вводят в латекс полимера СКС-30 АРК, по лученный полимеризацией бутадиена и стирола в присутствии того же эмульгатора, в количестве 2 г по массе антиоксиданта на 100 вес.ч. каучука. После проведения коагуляции концентрация ионола в серии из 20 проб каучука составляет 1,S+0,2%. Концентрация ионола в каучуке, в который вводят дисперсию, приготовленную по известной технологии, составляет 1,8+0,5. Большой разброс результатов анализов по содержанию ионола в каучуке полученный по старой технологии, объ ясняется менее равномерным распределением ионола, Пример 3. Получают дисперсию смеси неозона Д и ЛФФД в растворе синтанола ДС-10 (оксиэтилированного жирного спирта С28, степень оксиэтилирования 5) в соотношении ЛФФД:неозон Д, равном 3:5, по методике, описанной в примерах 1 и 2. Концентрация смеси антиоксидантов 20 масД, Дисперсию обрабатывают в роторном подшипниковом диспергаторе, обеспечивающем градиент скорости 10 с и вводят в раствор каучука СКИ-3 в изопентане до отгонки растворителя в количестве 0,8 вес,ч. общего количества антиоксидантов на 100 вес.ч. каучука, Птгонка растворителя и суш-ка каучука протекают в оЬычных условиях на ленточных или червячных машинах, готовый каучук содержит 0,25+ +0,03 ДФФЛ и 0,,1 неозона Л|ЧТо свидетельствует об удовлетворительном распределении антиоксиданта в каучуке. Раннее введение антиоксиданта в полимер в виде дисперсии, полученной по известной технологии, приводит к ухудшению стабильности каучука из-за плохого распределения антиоксиданта (см, таблицу). Скорость окисления 10 различных образцов каучука (определенная по уменьшению характеристической вязкости в минуту) находится в пределах (l8-24) 1 0, в то время как по принятой ранее технологии обычно скорость окисления контрольных образцов колеблется при том же общем содержании антиоксидантов в пределах (18-28). 10-. Пример , Получают дисперсию антиоксиданта неозона Л концентрация 2 мас,% в 5%-ном растворе поверхностно-активного вещества OC-tO (оксиэтилированный спирт фракции С со степенью оксиэтилирования 40) как в примерах 1 и 2, В первом случае дисперсия антиоксиданта расслаивается за 50-60 втором - за 5-7 мин. Пример 5. Получают дисперсию антиоксиданта ДФФД (дифенилпарафенилендиамина) концентрации 20 масД в водном растворе олеиновой кислоты (непредельная кислота с числом атомов углерода 17), как в примерах 1 и 2, В первом случае число частиц в поле зрения микроскопа составляет 120, а время расслаивания дисперсии равняется Q с, во втором - 350 ч и А мин, соответственно. При стабилизации каучука СКИ-3, полученного в растворе, дисперсией антиоксиданта, полученного в условиях контрольного примера 1, разброс в 10 пробах по его содержанию составляет +0, в случае применения дисперсии, полученной по предлагаемому способу, разброс находится в пределах +0,02,Пример 6.. Получают дисперсию ионола с концентрацией в водном растворе натриевой соли синтетической жирной кислоты фракции С2.4 28 условиях, описанных в примере 2, 63 При стабилизации каучука СКД, по. лученного в растворе, указанной дисперсией содержание антиоксиданта в 1 О пробах каучука находится в пределах 0,kO-0,kk%. Пример 7. Получают дисперсию неозона Д в водном растворе смеси фракций алкиларилсульфонатов при перемешивании со скоростью сдвига Образующаяся дисперсия не расслаивается в течение суток. Аналогичные результаты получены при применении смеси фракций алкилсульфонатов состава .fSO., Таким образом, предлагаемый способ позволяет упростить технологию получения дисперсий, увеличить производительность оборудования, повысить качество получаемых дисперсий и соответственно стабилизируемых с их помощью каучуков и латексов, позволяет также использовать для получения дисперсий активные биоразлагаемые либо нетоксичные эмульгаторы, не загрязняющие сточные воды (все использованные в приведенных примерах эмульгаторы являются биологически разлагаемыми). Предлагаемый способ позволяет благодаря большой тонине помола и точности дозировки снизить содержание антиоксидантов в латексах и каучуках.

Сравнение стабильности каучука СКИ-3 и его вулканизэтов при дисперсий антиоксидантов, полученных по известной технологии и стабилизации каучука введением в соответствии с предлагаемым способом