L международная выставка-презентация
научных, технических, учебно-методических и литературно-художественных изданий
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАПОЛНЕННОГО БУТАДИЕН-СТИРОЛЬНОГО КАУЧУКА
| Название | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАПОЛНЕННОГО БУТАДИЕН-СТИРОЛЬНОГО КАУЧУКА |
|---|---|
| Разработчик (Авторы) | Пугачева Инна Николаевна, Никулин Сергей Саввович |
| Вид объекта патентного права | Изобретение |
| Регистрационный номер | 2550828 |
| Дата регистрации | 10.09.2013 |
| Правообладатель | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный университет инженерных технологий" (ФГБОУ ВПО "ВГУИТ") |
| Область применения (класс МПК) | C08C 1/14 (2006.01) C08F 236/10 (2006.01) |
Описание изобретения
Изобретение относится к нефтехимической промышленности, в частности к производству бутадиен-стирольных каучуков, получаемых эмульсионной (со)полимеризацией, наполняемых на стадии латексов, и может быть использовано в производстве резинотехнических изделий. Способ получения наполненного бутадиен-стирольного каучука включает сополимеризацию бутадиена со стиролом, получение латекса, коагуляцию комбинированным коагулирующим агентом - дисперсией 5-30%-ного раствора хлоридов металлов, выбранных из: I группы - натрия или калия в количестве 100-150 кг/т каучука, II группы - магния или кальция в количестве 10-15 кг/т каучука, III группы - алюминия в количестве 2-3 кг/т каучука, и наполнителя - кислой порошкообразной целлюлозной добавки в количестве 5-70 кг/т каучука. Для получения добавки используют хлопковый волокнистый материал в виде отхода, измельчают до размера 10-20 мм, смешивают с 30-60%-ным водным раствором серной кислоты при температуре 60-80°С до кашеобразного состояния, эту массу фильтруют, промывают водой и досушивают при 50-70°С в течение 1-2 часов. Способ позволяет повысить производительность, снизить расход реагентов, стабилизировать процесс выделения каучука, снизить загрязнение окружающей среды. 1 табл., 15 пр.
Изобретение относится к нефтехимической промышленности, в частности к производству бутадиен-стирольных каучуков, получаемых эмульсионной (со)полимеризацией, к способам их наполнения на стадии латексов, и может быть использовано в производстве резинотехнических изделий.
Известен способ получения бутадиен-стирольных каучуков с использованием в качестве коагулирующих агентов хлоридов натрия, магния, кальция и других металлов [Распопов И.В., Никулин С.С., Гаршин А.П., Рыльков А.А., Фазлиахметов Р.Г., Распопов В.И. Совершенствование оборудования и технологии выделения бутадиен-(α-метил) стирольных каучуков из латексов М.: ЦНИИТЭнефтехим. 1997. - 68 с]. Например, расход такого коагулянта , как хлорид натрия, составляет 160-200 кг/т каучука.
Недостатками данного способа получения бутадиен-стирольного каучука являются большой расход минеральных солей, используемых для его получения, загрязнение ими сточных вод, т.к. они не удаляются на очистных сооружениях и сбрасываются в природные водоемы, нанося непоправимый экологический ущерб.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемом эффекту является способ получения наполненного бутадиен-стирольного каучука, включающий сополимеризацию бутадиена со стиролом в эмульсии в присутствии радикальных инициаторов, стопперирование процесса, дегазацию, введение антиоксиданта и наполнителей различной природы, выделение каучука из латекса методом коагуляции в присутствии 24%-ного раствора хлорида натрия и 2%-ного раствора серной кислоты, отмывку и сушку крошки каучука [Патент №2291157, С08С 1/14; C08F 2/22; C08F 236/06 опубл. в бюл. №1, 2007 год. Способ получения наполненного бутадиен-стирольного каучука. Никулин С.С., Пугачева И.Н., Черных О.Н., Филимонова О.Н.].
Недостатками данного способа являются высокий расход коагулирующего агента от 160 до 180 кг/т каучука и подкисляющего агента - раствора серной кислоты, длительность процесса сушки получаемых каучуков и загрязнение окружающей среды сточными водами от производства эмульсионных каучуков.
Технической задачей изобретения является повышение производительности процесса, снижение расхода коагулирующего и подкисляющего агента, интенсификация процесса сушки крошки каучука, стабилизация процесса выделения каучука из латекса, снижение загрязнения окружающей среды продуктами от производства каучуков эмульсионной сополимеризации.
Для решения технической задачи изобретения предложен способ получения наполненного бутадиен-стирольного каучука, характеризующийся тем, что проводят сополимеризацию бутадиена со стиролом, получают бутадиен-стирольный латекс, после чего проводят коагуляцию с использованием комбинированного коагулирующего агента, представляющего собой дисперсию, состоящую из 5-30%-ного раствора хлоридов металлов: или I группы - натрия или калия, взятых в количестве 100-150 кг/т каучука, или II группы - магния или кальция, взятых в количестве 10-15 кг/т каучука, или III группы - алюминия, взятого в количестве 2-3 кг/т каучука, и наполнителя - кислой порошкообразной целлюлозной добавки, взятой в количестве 5-70 кг/т каучука, при этом для ее получения хлопковый волокнистый материал, являющийся отходом легкой промышленности, измельчают до размера 10-20 мм, смешивают с 30-60%-ным водным раствором серной кислоты при температуре 60-80°С, перемешивают в течение 1,5-2,0 часов до кашеобразного состояния, после чего эту массу фильтруют, промывают водой и досушивают при температуре 50-70°С в течение 1,0-2,0 часов, а затем перетирают до порошкообразного состояния с возможным использованием в качестве подкисляющего агента 2%-ного раствора серной кислоты в количестве 0-13 кг/т каучука, при этом при увеличении дозировки кислой порошкообразной добавки в указанном интервале 5-70 кг/т каучука до 70 кг/т каучука снижается количество подкисляющего агента до 0.
Технический результат изобретения заключается в повышении производительности процесса, снижении расхода коагулирующего и подкисляющего агента, равномерности распределения наполнителя в получаемом композите, интенсификации процесса сушки крошки каучука, стабилизации процесса выделения каучука из латекса, снижении загрязнения окружающей среды продуктами от производства каучуков эмульсионной сополимеризации.
Способ получения наполненного бутадиен-стирольного каучука осуществляют следующим образом.
Сополимеризацию бутадиена со стиролом осуществляют в батарее, состоящей из 10-12 полимеризационных аппаратов, в присутствии инициаторов радикального типа гидропероксида пинана. После достижения конверсии 65-70% в систему вводится стоппер радикального процесса нитрит натрия, после чего полученный латекс подают на дегазацию, где происходит отгонка незаполимеризовавшихся мономеров таких, как стирол, бутадиен, и других низкокипящих продуктов. Из отделения дегазации латекс поступает в отделение коагуляции.
Для получения кислой целлюлозной порошкообразной добавки хлопковый волокнистый материал, являющийся отходом легкой промышленности, измельчают до размера 10-20 мм, смешивают с 30-60%-ным водным раствором серной кислоты и при температуре 60-80°С, перемешивают в течение 1,5-2,0 часов, после чего полученную кашеобразную массу фильтруют, промывают водой, досушивают при температуре 50-70°С в течение 1,0-2,0 часов, а затем перетирают до порошкообразного состояния [Никитин В.М. Химия древесины и целлюлозы. М. - Л.: Монография, Гослесбумиздат, 1951. - 496 с.].
Бутадиен-стирольный латекс, например СКС-30 АРК, заливают в емкость для коагуляции, снабженную перемешивающим устройством и помещенную в термостат для поддержания заданной температуры 60°С, перемешивают 10-15 минут и вносят комбинированный коагулирующий агент, представляющий собой дисперсию, состоящую из 5-30%-ного раствора хлорида металла 1-3 группы периодической системы и наполнителя - кислой порошкообразной целлюлозной добавки, а затем добавляют подкисляющий агент - раствор серной кислоты.
Для приготовления комбинированного коагулирующего агента берут:
- раствор хлоридов натрия или калия, взятых в количестве 100-150 кг/т каучука, и кислую порошкообразную целлюлозную добавку в количестве 5-70 кг/т каучука;
- раствор хлоридов магния или кальция - 10-15 кг/т каучука и кислую порошкообразную целлюлозную добавку в количестве 5-70 кг/т каучука;
- раствор хлорида алюминия в количестве 2-3 кг/т каучука и кислую порошкообразную целлюлозную добавку в количестве 5-70 кг/т каучука.
Причем при дозировке кислой порошкообразной целлюлозной добавки 5-30 кг/т каучука расход подкисляющего агента снижается с 13 до 9 кг/т каучука, при содержании кислой порошкообразной целлюлозной добавки 30-50 кг/т каучука расход подкисляющего агента снижается с 9 до 6 кг/т каучука, при содержании кислой порошкообразной целлюлозной добавки 50-70 кг/т каучука расход подкисляющего агента снижается с 6 до 0 кг/т каучука, т.е. при увеличении дозировки кислой порошкообразной целлюлозной добавки снижается расход подкисляющего агента, при дозировке 70 кг/т каучука расход снижается до 0.
Формула изобретения
Способ получения наполненного бутадиен-стирольного каучука, характеризующийся тем, что проводят сополимеризацию бутадиена со стиролом, получают бутадиен-стирольный латекс, после чего проводят коагуляцию с использованием комбинированного коагулирующего агента, представляющего собой дисперсию, состоящую из 5-30%-ного раствора хлоридов металлов: или I группы - натрия или калия, взятых в количестве 100-150 кг/т каучука, или II группы - магния или кальция, взятых в количестве 10-15 кг/т каучука, или III группы - алюминия, взятого в количестве 2-3 кг/т каучука, и наполнителя - кислой порошкообразной целлюлозной добавки, взятой в количестве 5-70 кг/т каучука, при этом для ее получения хлопковый волокнистый материал, являющийся отходом легкой промышленности, измельчают до размера 10-20 мм, смешивают с 30-60%-ным водным раствором серной кислоты при температуре 60-80°С, перемешивают в течение 1,5-2,0 часов до кашеобразного состояния, после чего эту массу фильтруют, промывают водой и досушивают при температуре 50-70°С в течение 1,0-2,0 часов, а затем перетирают до порошкообразного состояния, с возможным использованием в качестве подкисляющего агента 2%-ного раствора серной кислоты в количестве 0-13 кг/т каучука, при этом при увеличении дозировки кислой порошкообразной добавки в указанном интервале 5-70 кг/т каучука до 70 кг/т каучука снижается количество подкисляющего агента до 0.
Медаль Альфреда Нобеля