Способ получения водной дисперсии сажи Советский патент 1980 года по МПК C09C1/58 B01F17/52 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДНОЙ ДИСПЕРСИИ САЖИ

Изобретение относится к способам получения водной дисперсии сажи и -может быть использовано в промышленности технического углерода и синтетического каучука, а та.кже в строительной, лакокрасочной, резинотехнической и других отраслях промышленности.

Известен способ получения водной дисперсии сажи с прим.енением в качестве диспергатора солей полимера альфа-оксиалриловой кислоты 1.

Однако дисперсия, приготовленная по такому способу, неудовлетворительно совмещается с латексом каучука, что отрицательно влияет на прочность изделий на основ-е саженаполненных каучуков.

Известен также способ получения водных дисперсий неорганических веществ, по которому сажу диспергируют при перемешивании в водных растворах сополимеров акриловых .кислот и их производных со степенью полимеризации 10-500 при содержании сополимеров 0,2-10% от веса сажи 2.

Однако дисперсии печной сажи, приготовленные по такому способу, расслаиваются при хранении.

Целью изОбретения является повышение стабильности водной дисперсии сажи при хранении.

Поставленная цель достигается тем, что обрабатывают сажу при перемешивании в водном растворе сополимеров акриловых кислот с их производными со степенью

5 полимеризации 570-S600 при содерл ании сополим еров 0,2-.10% от веса сажи.

Отличие предложенного способа заключается в том, что используют сополимеры со степенью подимеризации 570-5600.

В качестве таких сополи.меров могут применяться продукты совместной полимеризации метакриловой или акриловой кислоты с м.етакр.илато.м щелочного металла, метакриламидом, бутилметакрилатом, бу15 тилакрилатом, монометакрилатом этиленгликоля и другими производными акриловых кислот, а также тройные сополимеры указанных мономеров. Из них наи-большее предпочтение следует отдать сополимеру мета.криловой кислоты с метакр.илатом натрия при весовом соотношении мономеров 1:1 с числом полимеризации 3500-4000, выпускаемому отечественной промышлен.ностью под техническим названием «Продукт комета.

Сополимеры со степенью полим-еризации 570-5600, т. е. более высокомолекулярные и по этой причине образующие водные растворы с повышенной вязкостью по

30 сравнению с применявш.имися ранее, затрудняют броуновское движение диспергированных сажевых частиц, замедляют процессы их коагуляции и отделения от дисиерсиоляой среды, что и о беспечивает высокую стабильность дисперсий. -При уменьшении степени поли-меризации сополимеров ниже 570 сжижается стабильность дисперсий при хранении, а при степени полимеризации выше 5600 резко ухудшается способность сополимера растворяться в воде и соответственно сжижаются его диспергирующие и стабилизируюш,ие свойства.

Наибольшая стабильность дисперсий по предлагаемому способу достигнута при применении сополимеров в количестве 0,2- 10 вес. % от веса сажи. Для 5%-ных водных дисперсий сажи это соответствует применению 0,,5% водных растворов сополимеров. При меньшей концентрации сополимеров не достигается высокая стабильность дисперсий, а применение более высоких концентраций сополимеров неж-елательно из-за повышенного пенообразава ния при приготовлении и прИМенении дисперсий.

Водные дисперсии сажи, полученные по предлагаемому способу, не расслаиваются в течение лЮбого времени хранения, т. е. о.ни обладают исключительно высокой стабильностью. При применении таких дисперсий для получения саженаполненных каучуков со;крашается расход электролитов на совместную .коагуляцию -сажелатексной смеси, а каучуки характеризуются улучшенны комплексом свойств. Предлагаемый способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. В стакан емкостью 3 л загружают 2 л дистиллированной воды и 1 г сополимера метакриловой кислоты и метакрилата натрия (соотношение 1:1) с молеРезультаты определения вязкости водных дисперсий

кулярным весом около 300 тыс. и с числом полимеризации 3002 (техническое название «Комета). После перемешиваеия получают 0,05%-ный водный раствор сополимера. ТаКИМ же образом готовят раствор сополимера с концентрацией 0,01 вес.%, 0,1 вес. %, 0;25 вес.% и 0,5 вес.%. В шаровую мельницу помешают 100 г высокоактивной печной сажи ПМ-100 с удельной геометрической поверхностью 96 и показателем масляного числа 104 .«л/ШО г и 2 .д одного из приготовленных выше растворов. Содержимое перемешивают и получают 5%-ную водную дисперсию сажи. Опыт повторяют с растворами других концентраций. Готовит также контрольную дисперсию сажи в 0,25%-ном водном растворе такого же сополимера со степенью полимеризации 180. Определяют вязкость приготовленных дисперсий по времени истечения через калиброванное отверстие воронки вискозиметра ВЗ-4. По 20 мл дисперсий отливают в пробирки, оставляют на хранение и на|блюда от за их состоянием. В дисперсиях с недостаточной стабильностью сажа начинает коагулировать и оседать, ,в результате чего через некоторое время в верхней части дисперсии образуется прозрачный слой водной фазы.

Замеряют толщину этого слоя. Результаты испытания дисперсий приведены в табл. 1 и 2.

Пример 2. Приготовление водной дисперсии сажи, проводят, ка,к в примере 1, но

вместо водного раствора продукта «Комета применяют 0,25%--ный водно-шелочной раствор сополимера метакриловой кислоты и метакриламида при соотношении мономеров 1:1 и степенью полимеризации 5600 (продукт «Метас). Результаты испытания дисперсии приведены в табл. 1 и 2.

Таблица 1 сажи ПМ-100

Результаты оценки стабильности водных дисперсий сажи ПМ-100