Способ получения углеводородной пасты сажи

 

Союз Советских

Социалистических республик

ОП ИСАНИЕ

И 306РЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

945157 (6l) Дополнительное к авт. свид-ву (22}Заявлено 28.01.81 (21) 3243765/23-26 с присоединением заявки Ж (23) Приоритет (5l )M. Кл.

С 09 С 1/Ц8

Государственный комитет

СССР по делан иэабретеиий и открытий

Опубликовано 23.07 82 Бюллетень № 27

Дата опубликования описания 23. 07. 82 (И) УЙК 678.046..2:62-404.9 (088.8}

Г.П. Касаткин, M.N. Медников, В.Н. Строев, Ю.В. Малыгин, В.Н. Бабюк и Ю.M. Гольдштейн (72) Авторы изобретения

Научно-исследовательский и проектно-ко с-,.трукторский углеродистых пигментов и наполйителей (71) Заявитель институт

I (54 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНОЙ ПАСТЫ CAY(M

Изобретение относится к технологии получения углеводородной пасты сажи, используемой в качестве пигмента в полиграфической и лакокрасочной промышленности и наполнителя в резиновой промышленности.

Известен способ получения углеводородной пасты пигмента, включающий диспергирование в расплаве полимера предварительно приготовленной жидкой дисперсии пигмента с размером частиц менее 3 мкм в жидком алифатическом или ароматическом углеводороде с последующим удалением жидкой фазы и выделением пигментированной фазы.

Приготовленная углеводородная паста содержит более 10 мас. l пигмента 11).

Однако данный способ не обеспечивает достаточной производительности процесса из-за необходимости осуществления его в три стадии: предварительное диспергирование пигмента в жидком углеводороде, последующее

2 перемешивание указанной жидкой дисперсии с расплавом полимера и удаление жидкой фазы.

Наиболее близким к предлагаемому

5 является способ получения углеводородной пасты путем диспергирования ее в среде углеводородного пленкообраэующего вещества и органического растворителя в смесительной аппаратуре в течение 22 мин, а затем на перетирочном оборудовании в течение

15 мин. При этом пленкообразующее вещество вводится в три стадии в со1 стношении 1:2:7 с перемешиванием полученной смеси в течение 9;12 и

2 мин после каждого ьведения (2).

Однако известный способ на позволяет получать высококонцентрированzc ные углеводородные пасты на основе применяемой сажи, характеризующейся высокими значениями показателя абсорбции, повышение концентрации са3 9451 жи s пасте возможно при уменьшении показателя абсорбции дибутилфталата.

Кроме того, известный способ не обеспечивает удовлетворительной интенсивности процесса иэ-за необходимости осуществлять его в две ступени: в смесительной аппаратуре и перетирочном оборудовании.

Цель изобретения - повышение концентрации сажи в целевой пасте и ин- 10 тенсификация процесса ее получения.

Поставленная цель достигается способом получения углеводородной пасты путем ее электромагнитного измельчения до насыпной плотности 0,065- 15

0,220 г/см, последующего диспергиро1 вания в среде углеводородного пленкообразующего вещества и органического растворителя.

Отличие способа определяется тем, .что сажу предварительно подвергают указанному электромагнитному измель чению.

Предварительное электромагнитное измельчение сажи до насыпной плотности 0,065-0,220 г/см позволяет дос" тичь необходимой степени диспергирования уже в смесительной аппаратуре.

Сажа, измельченная в электромагнитном измельчителе, характеризуется пониженными значениями абсорбцией дибутилфталата, что в определенной мере и обьясняет возможность получения пасты сажи с повышенной концентрацией.

Оптимальным диапазоном величины

35 насыпной плотности сажи после элект-, ромагнитного измельчения является

0,065-0,220 г/см >. При величине насыпной плотности выше верхнего преде4а ла интервала возрастает продолжительность диспергирования и наблюдается уменьшение концентрации сажи в углеводородах. Использование сажи с насыпной плотностью ниже 0,065 г/см

Э

45 нецелесообразно, так как при этом не сокращается продолжительность диспергирования и не удается повысить концентрацию сажи в углеводородной пасте.

П р ии м е р 1. 2,8 кг сажи П1." -105 5 с насыпной плотностью 0,400 г/см удельной геометрической поверхностью

100 м /r и показателм абсорбции дибутилфталата 105 мл/100 г пропускают через магнитный иэмельчитель со скоростью 1,5 кг/ч. Электромагнитный измельчитель представляет собой вертикальную цилиндрическую камеру диамегром 109 мм с решетчатым дном, выполненными из немагнитного материала.

Камера снабжена с внешней стороны двумя соединенными параллельно электрообмотками для создания электромагнитного поля и загружена 1 кг ферромагнитных рабочих элементов сферической формы диаметром 5 мм. При подаче на электрообмотки переменного электрического тока напряжением 220В и силой 5А создается переменное электромагнитное попе напряженностью 800 Э, рабочие элементы в камере под воздействием поля приходят в хаотическое движение, воздействуя на сажу. После такой обработки сажа, выходящая из аппарата, характеризуется насыпной плотностью 0,11 г/см, удельной гео метрической поверхностью 100 и /г, показателем абсорбции дибутилфталата

90 мл/100 г.

Неизменность величины удельной геометрической поверхности сажи до и после обработки ее в электромагнитном измельчитепе показывает, что практически не происходит изменение первичной структуры сажи. При этом изменяется вторичная структура ее, о

1 чем говорит уменьшение показателя абсорбции дибутилфталата.

В быстроходный смесительный àïïàрат-дисольвер, оборудованный зубодисковой мешалкой со скоростью вращения

1450 об/м, загружают 9,9 кг минерального масла (индустриапьное — 30) и

100 г жидкого каучука СКД-ГТР, Содержимое нагревают до 115 С, загружают о туда 2,8 кг обработанной в электромагнитном измельчителе сажи ПИ-105 концентрация сажи в углеводородной .ласте 28 мас.3) и перемешивают в течение 30 мин до достижения степени дисперсности пасты по "Клину"

10 мкм.

Пример 2. Опыт для сопоставления по известному способу. В быстроходный .смесительный аппаратдисольвер, описанный в примере 1, загружают 10 кг масла (индустриальное30), 2,5 кг сажи ПН-105 и в три приема .

100 r жидкого каучука СКД-ГТР по

10;20 и 70 г в каждый прием. После добавления каждой порции жидкого каучука смесь перемешивают 5; 15 и

2 мин соответственно (общее время перемешивания 22 мин). Степень дисперсности полученной углеводородной пасты с концентрацией сажи 25 мас.3

9451

5 после указанного перемешивания

70 мкм.

Затем зубодисковую мешалку заменяют на трехдисковую, в смесительный аппарат загружают стеклянные шарики диаметром 0,8-1,2 мм и диспергируют пасту в таком перетирочном аппарате еще 25 мин до достижения степени дисперсности 10 мкм.

В таблице представлены показате-. 10 ли получения углеводородной пасты сажи по предлагаемому и по известному способам из сажи с различными свойствами.

Такйм образом, использование пред- 1 лагаемого способа получения углево57 6 дородной пасты сажи в отличии от известного обеспечивает повышение концентрации сажи в целевой пасте примерно на 203 при повышенной в

1,5 раза интенсивности процесса.

Поскольку углеводородные пасты сажи являются новой выпускной формой сажи, то повышение ее концентрации позволяет снизить непроизводительные рвсходй на транспортировку углеводородов - компонента пасты, расширить ассортимент лакокрасочной, полиграфической и резинотехнической продукции.

1 Ш

a.s o — с( щ о

В О Ш

:Г е

z к о s

5 > (>р

И1

С4 о е

Cl 1I о

1 л CL

Б (- s

О о а о z в (с

cf л с о uz

CL LЕ- Х Щ с: 1- ct m

I !

1

1

1

LR

+ (4 с 4 (»J Г» с 4 -л

LR

+ (»( (»(СЧ I» (4 -Л

I !

1

1

О> X

z (I 1 л О

C CL ( в а> (: в и о о о (> ct z E о (-.

О LR (n

1 1 ( щ

I& с, Х ь>> L (о о

С) (с (»

5 X (о

Ci. о

О (о щ

-С

I

1

I !

»(: I (») I

1

1 !

-!

I

l

I (>) I .ь

I

1

1

I

1 !

1

I

I

1

1

1

1

1 (()

1

l (—

I

I

I

1 (>) !

I сО

С:>

I I

X в а х в

o m в о ! (с K X щ щ

z л О л в в r u

LZS O о, a.z

IО о т (о

Ц г

О

К щ ь»

C л

О (() С)

ГЧ (»( о

СО

Ю о

LR о сГ

С> м м\

С:> (:) м м>

С:) м м о о (Л

- о

С) м) (м о

1 !

1

1

-т м м

I т

LR

С:> !

:г с:

LR о г1

Х

Г: м !

Х: ( с:

LA ! а

И)

K с:

1 S

I л

Т

1I > е

I Ф

> (Т>!

1

1

l

I

I ь

I

I

1 !

>

1

I 1

1 1

1 I

I I

l I

1 1

I I

I

l 1

1 I

1 I

1 I

I 1 (» (»

1 I

1 LR 1

1 СО 1

I СО 1

1 Г 1

I 1 ! — 1 (> 1 о

I 1

1 ! I

1 S 1

Щ I

О

I I

1 Щ 1

I Y 1

1 S 1

I I- 1

О

I S (! CL 1 (D 1

I- I

I Y I

1 Щ

I CL 1

Щ

1 0С 1

1 1

1 1 ! 1

1 I

1 1

1 1

I I

1 1

I 1

1 1

I

I Щ

1 Y К

1 а

Щ Щ

I Х: О

l

Г !

1

I

1 1

I 1

1 1

I 1

1 I

I M I

I С> ) I

l I

1 1 !

1 1

I 1

I I ! )(с

1 ч>. (т»

1 1

I I ! о о с»

LR >—

V (( щ т ( с (D >S а з г X

СО ( (»4 N

О С4 м

СО С>

Со ()>

LR o

>.О

О о с»

LR ьО О с Э (М (»4 М

LR О м м (1

1 LR Ю м О о

О О> О

I М\

LR

С) мъ (»4 о о

С) (4

1 о

1

I (I

I

1

1

1

1 !

1

1

1

1

I

>

1 !

1

I.

1 и щ о z

z х а m в cz ш о о с в

I > О а

z x

Ш (D

o ((» u

О

>, u

1 (с в

s в

1 в ! у

1 Щ z в

1 m 3

K Ш

О В а с

1 СЬ

О

m a. ! ° s c л а

1 С °(в ! l—- ;LR Щ

1ЕIS 1 л

I a (;

1((— щ е х

S, (Ф u

IS(R Y м (()

1> л F

1?! S

I I ( щ

О !

1- х (щ а(С

1 !

0 4 5 ! а щ

1I- S a.

IY К (ЕЩХ

1(.О В ((>) (с z

Й (» ((>) М ) с

>(ф

* !

945157 10 жу предварительно подвергают электромагнитному измельчению до насыпной плотности 0,065-0,220 г/см

Формула изобретения

Составитель Л. Романцева

Редактор Л. Лукач Техред T.Ìàòo÷êà Корректор B. Бутяга

Заказ 5257/33 Тираж 661 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ получения углеводородной пасты сажи, включающий диспергирование ее в среде углеводородного пленкообразующего вещества и органического растворителя, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения концентрации сажи в целевой пасте и интенсификации процесса, саИсточники информации, принятые во.внимание при экспертизе

1. Патент ClllA N 4002593, кл. 260-40Р, опублик. 1977 °

2. Авторское свидетельство СССР о N 384532, кл. В 01 F 3/12 1971 °