Состав сажевой пасты Советский патент 1983 года по МПК C09D17/00 

(54) СОСТАВ САЖЕВОЙ ПАСТЫ

Изобретение относится к производству технического углерода, а именно к производству сажевых паст, которые предназначены для использования в .производстве лаков, красок, наполненных пластических масс, резины, а также в полиграфии, текстильной, целлхшозно-бумажной, кожевенной и легкой отраслях промышленности.

Важнейшими техническими задачами в технологии изготовления сажевых паст являются пов1Л11еиие концентрации сажи и увеличение их стабильности при повышенных температурах, что расширяет возможности их использования, поскольку переработка сажевых паст на технологическом оборудовании осуществляется как правило при повыиенньис температурах.

Известен состав, содержащий сажу, дисперсионную среду на основе нелетучего углеводорода и диспергатор (карбодиимидную смолу

К недостатке данного состава следует отнести низкую стабильност.пасты даже в условиях комнатных температур вследствие низкой диспергирующей способности карбодиимидиой смолы в минеральном масле (из-за ее низкой молекулярной массы). Кроме

того, для минеральных масел нельзя повысить концентрацию сгики в пасте в зтсм случае вьше 40%.

J Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является соста§ сажевой пасты, включающий сажу, мине- ральное масло и диспергатор (сопо-

10 лимер бутадиена с виниловым мономере) С2.

- Однако указанный, состав имеет ряд недостатков, затрудняющих возможность его практического использования. В случае, применения в качест ве диспергатора сополимера бутада ена с низкой молекулярной массой (30003UUOO) не удается повысить концентрацию сажи в пасте вшое 40% при требуемой дисперсности (1-10 мкм).

20

при переработке иа технологическом оборудовании сажевой пасты такого состава- при температуре вчае 50°С наблюдается расслаивание ком25позиции к нежелательное осаждение сажи. .

Цель изобретения - повыгоение стабильности состава прн повьшениой температуре и увеличенне концентрацвн

30 сажи в пасте.

Поставленная цель достигается тем, что состав сажевой пасты, включающий сажу, минеральное масло и дислергатор, содержит в чсачестве диспергатора полимер на основе бутадиена с молекулярной массой 7-10 5-10, выбранный из группы, включающей полибутадиен, сополимер бутадиена и стирола или метилстирола, сопоI лимер бутадиена и 2-метил-5-винилпиридина, сополимер бутадиена и нитрила (мет) акриловой кислоты или смеси нитрила акриловой кислоты с метакриловой кислотой при следующем соотношении компонентов, мае.,ч,

Сажа-100,0

Минеральное масло 60,0-140,0

Диспергатор0,1-10,0

В качестве сажи используют газовые канальные, термические и печные сажи с удельной поверхностью 101000 Mvr, например марок ТГ-10, ПМ-15Н, ПГМ-ЗЗН, ПМ-50Н, ПМ-75Н, ПМ-100, ПМ-100Н, ПМО-110Н, ДГ-100 или их смеси,

В качестве минерального масла используют индустриальное, веретенное, вазелиновое, трансформаторное и другие масла.

Снижение молекулярной массы сополимера бутадиена ниже 7-10 приводит к снижению стабильности сажевой пасты при повьаиенной температуре и, кроме того, при этом уменьшается концентрация сажи в пасте, поскольку невозможно получить в этом случае нужную дисперсность композиции.

Применение сополимера бутадиена с молекулярной массой выше 5-10 приводит к ухудшению распределения сополимера в сажевой пасте при перемешивании, что, в конечном итоге, уменьшает дисперсность сажи.

Увеличение содержания минерального масла свыше 140 мае.ч, вызьшаетрезкое ухудшение распределения диспергатора в сажевой пасте (вследствие низкой вязкости системы) при смешении,

Уменьшение содержания минерального масла ниже 60 мае,ч, делает невозможным получение пасты. Смесь получается в виде порошка, в котором не распределяется диспергатор.

Состав сажевой пасты получают следующим образом,

В клеемешалку емкостью 3 л загружают сажу, минеральное масло и полимер на основе бутадиена с молекулярной массой 5-10 и смешивают до получения пасты в течение 5-10 мин при 30-90°С,

Готовую пасту выгружают из клеемешалки и затем пропускают на краскотерке до получения шкурки.

Для получения пасты нужной концентрации высококонцентрироваиную сажевум пасту растворяют в минеральном масле в высокоскоростном дисольвере (скорость вращения мешалки 1400 об/мин), Полученную сажевую пасту анализируют на стабильность при 60-90°С и дисперсность, Стабильность пасты определяют визуально по отслоению минерального масла.

Пример 1,В лабораторную клеемешалку емкостью 3 л загружают 0 сажу ПГМ-ЗЗН в количестве 300 г

(100 мае,ч,), минеральное масло (индустриальное - 30) 300 г (100 мае,ч,), полибутадиен (молекулярной массы 710) 3 г.(1 мае,ч,), смесь переме5 шивают 5 мин, после чего смесь выгружают и пропускают через трехвалковую краскотерку.

Для .определения дисперсности по методу клин пасту разбавляют минеQ ральным маслом (индустриальное - 30) в дисольвере емкостью 3 л до концентрации 30% по саже.

Стабильность сажевой пасты оценивают при 80°С (как концентрированной, так .и разбавленной) по сравнению.с известной.

Данные приведены в таблице, Аналогично готовят известный состав сажевой пасты для сравнения, в качестве диспергатора применяют поли0 бутадиен (молекулярной массы ). Данные приведены в таблице, Пример 2 (контрольный). Состав сажевой пасты готовят аналогично примеру 1, в качестве дисперга5 9 тора применяют полибутадиен с молекулярной массой 6-10 .

Данные приведены в таблице. Пример 3, Состав сажевой пасть готовят аналогично примеру 1, 0 полибутадиен применяют с молекулярной массой 2-10,

Данные приведены в таблице. Пример 4, Состав сажевой пасты готовят аналогично примеру 1, 5 полибутадиен применяют с молекулярной массой 5-10, Данные приведены в таблице.

Пример В (контрольный). Состав сажевой пасты готовят анаQ логично примеру 1, полибутадиен применяют с молекулярной массой 5,, Комбинация получается неоднородной и расслаивается в течение 2ч, Данные приведены в таблице. Пример 6, Состав сажевой пасты готовят аналогично примеру 1f в качестве полимера на оснЪве бутадиена применяют сополимер бутадиена со стиролом или метилстиролом (с содержанием стирола 10,30, 50%) моле0 кулярной массы 2-10,

Данные приведены в таблице. П р им е р 7, Состав сажевой пасты готовят аналогично примеру 1 в качестве диспергатора применяют 5 сополимер бутадиена и 2-метил-5-винилпириднна с молекулярной масс в-Ю. Данные приведены в таблице. П р и м е р 8. Состав сажевой пасты готовят аналогично примеру I в качестве диспергатора применяют сополимер бутадиена, акрилонитрила метакриловой кислоты с молекулярно массой 2-10 и содержанием акхжлонитрила 26 мас,% и метакриловой ки лоты 5 мас.%. Данные приведены в таблице. Пример 9, Состав сажевой пасты готовят аналогично пршлеру I В качестве диспергатора применяют сополимер бутадиена и акрнлонитрйл с молекулярной массой и соде жанием акрилонитрила 40 мас.%. Данные приведены в таблице. Пример 10. состав сажевой пасты готовят аналогично примеру 1, в качестве диспергатора применяют сополимер бутадиена, акрилонитрила и метакриловой кислоты с молекулярной массой 2-10 исодержанием акри лонитрила 18 мае.% и метакриловой кислоты 3 мас.%. Данные приведены в таблице, П р и м е р 11. Состав сажевой пасты готовят аналогично примеру 1, содержание минерального масла 140 мае.ч. Данные приведены в таблице. Пример 12. Состав сажевой пасты готовят аналогично прюверу 1, содержание минерального масла 150 мае.ч. (прототип). Данные приведены в таблице. Пример 13. Состав сажевой пасты готовят аналогично примеру 1, содержание минерального масла 60 ма Данные приведены в таблице. Пример 14, Состав сажевой . пасты готовят аналогично примеру 1, содержание минерального масла .55 мае.ч. Данные приведены в таблице Примеры 15-22. В лабораторную клеемешалку емкостью 3л загружают сажу ПГМ-ЗЗК в количестве 300 г (100 мае.ч.), минеральное масло (индустриальное-30) 300 г (100 мае.ч.), полибутадиен (молекулярной массы 7-10) 15 г (5 мае.ч.) смесь перемешивают 5 мин, после чего выгружают и пропускают через тре валковую краскотерку. Опыт повторяю изменяя количество полибутадиена, мае.ч.: 0,08; 0,1; 1; 3 7; 10; 10,5 (примеры 16-22 соответственн Данные представлены в таблице. Пример 23. В лабораторную клеемешалку емкостью 3 л загружают сажу ПМ-50 в количестве 300 г (100 мае.ч.), полибутаднен (молекулярной массой 7«10) 6 г (2 мае.ч.) трансформаторное масло 460 г(120 мае.ч.), смесь перемепшвают 5 мин, дослв чего выгружают и пропускают через трехвалковую краскотерку. Данные представлены в таблице. Пример 24.В лабораторную клеемешалку емкостью 3 л загружают 300 г сажи ПМ-15, 6 г полибутадиена с молекулярной массой 710, 460 г вазелинового масла, смесь перемешивают 5 мин и пропускают через трехвалков краскотерку др степени дисперсности (перетира) 10 мкм. Данные представлены в таблице. Пример 25. В лабораторную клеемешалку емкостью 3 л загружают 300 г сажи ПМ-100, 6 г полибутадиена с молекулярной массой , 460 г веретенного масла, смесь пер «1ешивают 5 мин, пропускают через трехвалковую краскотерку и определяют стабильность при 80с. Данные представлены в таблице. Пример 26. В лабораторную клеемешалку емкостью 3 л загружают 300 г сажи ПМ-75, 6 г по;шбутадйена, 460 г масла.Н-6, Смесь перемешивают 5 мин, пропускают через трехвалковую краскотерку до степени перетира 10 мкм. i . - ..,;: .---. Данные представлены в таблице. Пример 27. В лабораторную клеемешалку «емкостью 3 л загружают 300 г сажи Цр-tQOf 24 г сополимера бутадиена с -{«ешястяролом (каучук СКМС-ЗОАРК)« лекуляЕЖой массы 150000, 460 г минерального масла индустриальное-20}. СХееь перемешивают 5 мин, далее выгружают я перетирают на трехвалковой краскотерке до степени 2|исперсности 10 мкм. Данные представлены в таблице. П р и м е р 28. В лаборатсфную клеемешатвсу емкостью 3л зга ружают 100 г сгака ДГ-100 100 г сажи ПГМЗЗН и 100 г сажи ПМ-15, 10 г сополимера бутг1диена. с нитрилом акрило.вой кислоты СКН-26Н молекулярной массы и 460 г масла индустри:ошьного-20. Смесь перемешивают 5 мин, выгружают и перетирают на трехвалковой краскотерке до степени дисперсности 10 мкм. Данные представлены в таблице. Предлагаемыми состав сажевой пасты с использованием диспергатора полимера на основе бутадиена молекулярной масси 710 - имеет высокую стабильность при повшоенной температуре (по сравнению с язвестнчы составсм более чем в 30 раз) i при в 2 раза большем содержании сажя в пасте. Это позволяет изготавливать сажевые пасты с высоким содержанием сажи, что значительно расширяет возможность их применения я улучшает технологичность состава при обработке в условиях повышенных . температур.

ПриТип диспергатора мер Концен сажи 5 « 1. Полибутадиен (мол.масса 7/l(ft Более полибутадиен (мол.масса Менее 6-10) Полибутадиен (мол.масса 2-105) Более Более Полибуталией (мол. масса 5105) Полибутадиен (мол, масса Менее 5,6-10) Сополимер бутадиена со стиролом или с Метилстиролом (мол.масса 2 -10 ) с содержанием стирола или метилстирола,%: Более Более Более Более Сополимер бутадиена и 2-метил-5-винилпиридина(мол.масса, в-Ю) Сополимер бутадиена, акрило- нитрила и метакриловой кислоты (мол.масса 2-10), содержание акрилонитрила 26%, содержание метакриловой кислоты 5%

Более 1 мес

Сополимер бутадиена и акрилонитрила (мол. масса 2-10), содержание акрилонитрила 40%

Более 1 мес

Сополимер бутадиена, акрилонитрила и метакриловой кислоты (мол. масса 2105), содержание акрилонитрила 18%, метакриловой кислоты 3%

Менее 1 сут

Сополимер бутадиена и акрилонитрила ,с содержанием акрилонитрила 40% (мол, масса 3- 10)

Более i мес

Полибутадиен (мол.масса 7 -10)

Мене« 1 ч ,

То же Более 1 мае

Стабильность пасты при г

Дисперс80 Сность, МКМ

Более 1 мес Менее 10

Более 1 мес Менее 10

Менее 1 сут Более 50

Более 1 мес Менее 10

Менее 1 ч Более 75 Более 1 мес Менее 10 трация концентрация 0% сажи 30% « в явм «. 1 мес Более 1 мес Менее 10 1 сут Менее 1 сут 20-25 1 мес Более 1 мес Менее 10 1 мес Более 1 мес Менее 10 Менее 1 сут Более 50 1 сут Более 1мес Менее 10 1 мес Более 1мес Менее 10 1 мес Более 1мес Менее 10 1 мес Более 1мес Менее 10 1 мес Более 1мес Менее 10 1 мес

Формула изобретения Состав сажевой пасты, включающий сажу, мииергшьное масло и диспергатор, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности состава при повышенной температуре и концентрации сажи в пасте, он содержит в качестве диспергатора полимер на основе бутадиена с молекулярной массой 7-10 - 5-105, выбранный из группы, включающей поли Продолжение табттцы

55 бутадиен, сополимер бутада1ена и стирола чит метялстирола, сополимер бутадиена н 2-метил-5-винилпиридина, сополимер бутадиена и нитрила (мет.) акриловой кислоты или смеси нитрила

60 «исриловой кислоты с мвтакриловой кислотой при следующем соотношении компоиеитов, мас.ч.(

Сажа 100,0

Минеральное масло 60,0-140,0

1199255912

Источники информации,2. Авторское свидетельство СССР

принятые во внимание при экспертизепо заявке 3216149/23-05,

1. Патент Франции 2258439,кл1 С 09 D 17/00, 1980 inpoкл. С 09 D 17/00, опублик. 1975.тотип).