Способ получения пигмента-наполнителя кальцийи кремнеземсодержащего тонкодисперсного продукта

 

Область использования: производство синтетического каучука и резины, Сущность изобретения: гранулированный шлак - отход производства фосфорных солей смешивают с фосфорной кислотой с концентрацией tQ-75% при соотношении шлака и кислоты 2:1. Полученная масса затвердевает , ее измельчают. Продукт белого цвета с удельной поверхностью по адсорб- .ции фенола 20 ± 5 м2/г, Каучук (брекер грузовой ) с данным продуктом как наполнителем имеетусловную прочность 187 МПа, относительное удлинение 480%, 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 09 С 1/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4849358/26 (22) 09,07.90 (46) 28.02,93. Бюл. N 8 (71) Казахский химико-технологический институт (72) Д.К,Аргинбаев, С.Ф.Якияев, E.Â.Ðÿáков, Е.А.Дмитриев, В.Н.Мацуцин и M.Ø,Øîраев (56) Патент США N. 4161455а кл, 252-17425, 1979.

Авторское свидетельство СССР

М 1270161, кл, С 09 С 1/02, 1984.

Авторское свидетельство СССР

М 684048, кл; С 09 С 1/02, 1975. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИГМЕНТА-НАПОЛНИТЕЛЯ КАЛЬЦИЙ- И КРЕМНЕЗЕМИзобретение относится к технологии получения белого наполнителя эластомеров из кальций- и кремнеэемсодержащего сырья и может быть использовано для изготовления, например, шинных резин.

Целью изобретения является упрощения процесса получения тонкодисперсного продукта с возможностью использования

era в качестве белого наполнителя эластоме ров.

Способ заключается в том, что гранулированный шлак — отход производства фосфорных солей, содержащий в своем составе оксиды кальция и кремния, подвергают взаимодействию с фосфорной кислотой с концентрацией 70-?5% при соотношении шлака и кислоты 2:1 с последующим измельчением полученного продукта, „„. ЗЦ„„1798353 А1

СОДЕРЖАЩЕГО ТОНКОДИСПЕРСНОГО

ПРОДУКТА (57) Область использования: производство синтетического каучука и резины, Сущность изобретения: гранулированный шлак — отход производства фосфорных солей смешивают с фосфорной кислотой с концентрацией 70-75 g, при соотношении шлака и кислоты 2:1. Полученная масса затвердевает, ее измельчают. Продукт белого цвета с удельной поверхностью по адсорбции фенола 20 -. 5 м /г, Каучук (брекер грузовой) с данным продуктом как наполнителем имеет условную прочность 187 М Па, относительное удлинение 4807ч, 4 табл.

При разложении шлака обладающего сложным химическим и минеральным составом происходит полное фосфатирование, 0

Этэ реакция заканчивается за относительно (@ короткое время, в течение которого образуются нерастворимая объемистая масса тэк называемая ифосфатная сажа,". Реакция экэотермическая протекает при комнатной температуре до фактически полного израсходования фосфорной кислоты.

Пример. Процесс получении фасфат- ъ ной сажи по данному способу осуществляют следующим образом. Используют гранулированный шлак завода фосфорных солей, . содержащий, мас. p,Si02 42,20; AI20g 1,77;

СаО 42,49: М90 3,07; СаРр 4,99; Pz0g 1,13;. (ча20+К О 0,61; Fe0 0,10; Мп0 0, l 7; $" 0,46; ппп 0,56; 298,55;

1798353

Для затворения примейяется сферическая фарфоровая чаша, и смесь шлака с кисло.той пер.емешивают металлической лопаткой, энергично растирая массу в течение 1-2 минут в результате чего получают равномерно перемешенное тесто. После этого Определяют йормальную густоту теста. При использовании кислоты с концентраЦией 75 ф плотностью 1;579 г/см при

Весовом отношении Ж;Т = 0,76, длительность схватывания 20-25 мин.

С уменьшением концентрации кислоты изменяется соотношение количеств оксидов металлов и Р20 в "пластичном" тесте, что в конечном случае. приводит к уменьшению прочности получающегося камня. Это обьясняется тем обстоятельством, что P20s в смеси недостаточно для связывания оксидов в фосфат и часть их. выступает в качестве

ЗЭПОЛНИТЕЛЯ.

Тонкость помола определяется 0сТ3Тком отобранной пробы фосфатного вяжуще. го на сите. с ячейками размером в свету 0.5 мм в процентах к первоначальной массе пробы.

Наилучаие условия переработки фосфорного шлака достигаются при отношении шлака к фосфорной кислоте 2:1.

Концентрация кислоты при этом колеблется в пределах 70-75% (плотность t,5201 579}. . Свойства и характеристика фосфатной сажи по изобретению в сопоставлении с белой сажей приведены в табл.1, Опробована резиновая смесь брекера грузового с полной заменой белой сажи БС120 на фосфатную сажу, полученную из отходов фосфорного завода — фосфорного шлака. Для этого готовят резиновую смесь, содержащую на 100 вес,ч. каучука 5 вес.ч, фосфатной сажи.

Резиновая смес брекер грузовой изго.. тавливалась на РС 250/40-1 ст., РС.250/3011 ст. Изготовление резиновой смеси смешением осуществлялось по серийным . режимам;

По физико-механическим показателям резина с использованием фосфатной сажи по изобретению уступает серийной по показателю условной прочности при разрыве, ниже нормы на 20 единиц (табл.2).

Однако, из приведенных данных в табл.З прочность связи опытной резиновой

10 смеси оцененная Н-методом не уступает серийной.

Прочность связи между элементами опытной автопокрышки выше серийной (табл.4), 15... Улучшение связи между элементами наполнения резин имеет место вследствие бо. лее высокой степени диспергирования активной фосфатной сажи в каучуке и лучшего взаимодействия полимер-наполнитель, 20 Таким образом, использование фосфат-, ной сажи в качестве модифицирующей добавки позволяет полностью исключить из рецептуры каркасных резин остродефицитную белую сажу марки БС-120 при условии

25 соответствия продукта разработанным техническим требованиям.

Формула изобретения

Способ получения пигмента-наполните30 ля кальций- и кремнеземсодержащего тонкодисперсного продукта, включающий перемешивание материала на основе оксидов кальция и коемния с фосфорной кислотой, измельчение продукта взаимодействия

35 компонентов смеси, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса с возможностью использования целевого продукта как белого наполнителя зластомеров, в. качестве исходного материала ис40 пользуют гранулированный шлак — отход производства фосфорных солей, а фосфорную кислоту берут с концентрацией 70-75;4 и процесс ведут при отношении шлака и кислоты 2:1, 1798353

Таблица 1

Характеристика белой и фосфатной сажи

Фосфатная сажа

Норма для марок БС120, ГОСТ 183 07-78

Показатель

Внешний вид

Массовая доля двуокиси кремния, не меТоксидисперсйый порошок белого цвета

87 фосфаты 97-99

4,7-6.5 нее

PH водной вытяжки

Потери в массе при прокаливании.

Влага не более

7.0-7.,2

3,9-6,9

1042-1050. 12020

0,02

20й5

49,7

Таблица 2

Уровень физико-механических показателей резиновых смесей

Таблица 3

Уровень прочности связи резина м/корд (н-метод) на базе серийной и опытной (с использованием фосфатной сажи) резиновой смеси

Массовая доля фторидов F, не более

Насыпная плотность, г/л

Удельная поверхность адсорбции фенола, м /r

Остаток на сите с 014 К по ГОСТ, не более

Остаток на сите с 005 К по ГОСТ. не более

0,7-9,5

3,7-7,0

6,5

Не нормируется

120-150

1798353

Табл и ца 4

Статистические данные об уровне физико-механических показателей качества автопокрышек 300-508Р до стендовых испытаний

Наименование показателей

Характеристики показателей

Грузовой ассортимент

300-508 P мод. ИН-.68А опытная

Наименование резины боковина протектор

4,9.

4,3

17,0

300-508Р опытная

16,1

18,6

18,6

8,3 протектор-6 рекер. брекер-брекер брекер-каркас .. каркас-каркас: каркас-боковина

13,0

Составитель Д. Аргинбаев

Редактор Л. Народная Техред M. Моргентал: Корректор Н. Милюкова

Заказ 751 . Тираж . Подписное .8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская на6„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Условное напряжение при ЗОВ удлинении, МПа

Условная прочность при разрыве, . МПа

Относительное удлинение, Сопротивление. разрыву, кН/м

Твердость, усл.ед, Прочность связи при расслоении, кН/м серийная

13,2

13,1

13,1

7,9 10,7

18,9

578

77

58

300-508 P