Способ получения дисперсии антиоксиданта

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИ 4 ЕСНИХРЕСПУБЛИК(54)(57) СПО АНТИОКСИДАНТ чука, состоя ботке взвеси растворе пов ОБ ПОЛУЧЕНИЯ.,п,ИСПЕ .для синтетическог ий в механической антиоксиданта в во рхностно-активного СИИ кау бра- ном веобне позЯР Изобр полученифонат испер (колл такие антов синтеим изприменя тически мельчен идные эмул ь м антиоксида эмульгатора, способ может изводстве си водно гря аств быть и тетиче эмульс еризац пользо ких ла ак получения дисперих измельчениемицах в водном раст н в проксов и онноии. чуков недостаточодимо умень из-за пено- эффективност ия диспер механиособ получен нта путем его чения в водно илнафталинсулната натрия,естен тиокси о измеси а еско она воре сме и лигнин помо ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР.1972, с, 285-286,тение относится к с дисперсий антиокси ых для стабилизации каучуков механичес так и растворнои пол щества, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения стабильности дисперсии и упрощения технологии их получения, используют взвесьантиоксиданта с концентрацией 1-204в водном растворе поверхностно-активного вещества, выбранного из группы неионогенных оксиэтилированныхспиртов общей Формулы В(СЕ 1 СН 20,где к - алкил с числом углеродныхатомов 10-28, а и = 5-40, анионоактивных карбоновых кислот РСООН,где К - алкил или алкенил с числомуглеродных атомов 8-24, и сульфоновыхкислот ЕБО Ц, где К - алкиларил илиалкил с числом углеродных атомов10-26, а механическую обработку проводят с градиентом скорости 10ф10 с, в течение 0,01-0,1 с,Высокая пенообразующность алкилнафталинсулволяет получать такие димеющемся оборудованиимельницы). Кроме того,гаторы являются токсичняют сточные водыИзвестен способсий антиоксидантовв коллоидных мельнворе лейканола,Однако данный способно производителен, необшать дозировки лейканолобразования,что снижает)63Кроме того, лейканол токсичен итрудно поддается биологицеской очистке, Причиной относительно грубого помола антиоксиданта, приводящей к быстрому отстаиванию дисперсий и неравномерному распределению антиоксиданта в каучуке, является также малая эффективность лейканола как поверхностно-активного вещества,Цель прерлагаемого изобретенияповышение стабильности дисперсии иупрощение технологии их получения,Рля достижения указанной целииспользуют взвесь антиоксиданта сконцентрацией 1-20 мас,Ф в ворномрастворе биоразлагаемого и неток сицного поверхностно-активного вещества с концентрацией 0,5-10 мас,З,выбранного из ряда неионогенных оксиэтилированных спиртов общей формулыК(СН СН О),где К - алкил с числом углеродныхатомов 10-28, а п = 5-40, анионоактивных-карбоновых кислот КСООН, где К -алкил или алкенил с числом углеродных. атомов 8-24, и сульфоновых кислот К БОН, гре К - алкиларил илиалкил с числом атомов углерора 10-26,а механицескую обработку проводят сградиентом скорости 10 -10 с , в теФ бцение 001-0,1 с,Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем,В аппарате с лопастной или пропеллерной мешалкой готовится грубая дисперсия антиоксиданта с. концентрацией1-20 мас./, Ратем полуценная грубаярисперсия пропускается через риспергаторв котором развиваются скоросбти сдвига порядка 104-10 с, Времянахождения в зоне высоких скоростейсдвига составляет 0,01-0;1 с, Кратность циркуляции через риспергаторопределяется исходя из нацальнойдисперсности антиоксиданта и требований к тонине помола. Далее дисперсия дозируется в смеситель дляравномерного распределения с латексом или раствором полимера,Полуценная дисперсия может бытьвведена не только в латексы каучуков эмульсионной полимеризации перед их выделением коагуляцией, но и в товарные латексы, обеспецивая достаточную седиментационную устойцивость, и также в растворы каучуков в неполярных растворителях, получаемые полимеризацией с применением ком 5плексных катализаторов типа ЦиглераНатта, перед отгонкой растворителя сцелью выделения каучука, обеспечивая достаточно равномерное распределение антиоксиданта в каучуке,чего ранее достигали лишь с помощьювведения не дисперсий, а растворовантиоксиданта в неполярных органических растворителях.В качестве антиоксидантов могутбыть использованы обычно применяемые рля стабилизации каучуков: неозон(фенилнафтиламин), ДффД (дифенилпарафенилендиамин) ионол 4-метил,6-ди-третбутилфенол) и рругие20 соединения,П р и м е р 1. Получают дисперсию неозона Д (фенил-,б-нафтиламин)в 53-ном водном растворе алкилнафталинсульфоната в аппарате с мешал 25 кой при концентрации неозона Д 151полученную дисперсию пропускают через диспергатор ротационно-пульсационного типа (время пребывания взвеси в зоне высоких градиентов скоЗ 0 рости порядка 10 ссоставляет0,1 с), затем полученную тонкую дисперсию вводят в латекс полимера СЕС 30 (продукт полимериэации бутадиенаи стирола) при температуре +50 С.о35Дисперсию характеризуют по числучастиц в единице площади на предметном стекле оптического микроскопа, соответствующей единице объемаисследуемой рисперсии,40 Грубая дисперсия дает приблизительно 90 цастиц, дисперсия послерециркуляции через риспергатор 350370 частиц, число частиц в контрольной дисперсии, получаемой по принятой технологии с помощью коллоирноймельницы, составляет 180-250 частиц.Бсли контрольная дисперсия неоэона Д отстаивается в мерном цилиндредо появления видимой границы разделаза 15-20 с, то по предлагаемому способу расслоение начинает становитьсязаметным лишь по истечении 3-5 мин,Ранее анализы товарного латекса, заправленного дисперсией неозона Д,полученной по известной технологии,показывали убыль концентрации неозона, связанную с его оседанием излатекса, теперь при заправке латексадисперсией неозона Д, полученной по5предлагаемому способу, оседание неозона Д иэ латекса практически не происходит и концентрация его, судя пооданным анализов, постоянна,Прои э води тел ь ност ь оборудованиядля получения дисперсии неозона л выросла не менее чем в 3 раза: по известной технологии 1 м дисперсиирециркулировали через коллоиднуюмельницу 10-15 ч, по предлагаемомуспособу время рециркуляции составляет 1,5-4 ч,П р и м е р 2, Получают дисперсиюионола 13 в 0,53-ном растворе натриевой соли синтетических жирных кислотфракции СВ-С,1 в аппарате как впримере 1, Полученную взвесь пропускают через диспергирующее устройство как в примере 1, но с градиентом скорости в зоне диспергирования,приблизительно 2,5-10 сВремя рециркуляции составляет 22,5 ч, Приготовленную дисперсию вводят в латекс полимера СКСРРК, по.лученный поли мери зацией бутадиенаи стирола в присутствии того жеэмульгатора, в количестве 2 г помассе антиоксидан 1 а на 100 вес.ч,каучука,После проведения коагуляции концентрация ионола в серии из 20 пробкаучука составляет 1,9+0,2,Концентрация ионола в каучуке, вкоторый вводят дисперсию, приготовленную по известной технологии, составляет 18+0,5,Большой разброс результатов анализов по содержанию ионола в каучуке,полученный по старой технологии, объясняется менее равномерным распределением ионола,П р и м е р 3. Получают дисперсию смеси неозона Д и ДФФД в 103 ном растворе синтанола ДС(оксиэтилированного жирного спирта С 8степень оксиэтилирования 5) в соотношении ДффД:неозон Д, равном 3:5,по методике, описанной в примерахи 2, Концентрация смеси антиоксидантов 20 масДисперсию обрабатывают в роторномподшипниковом диспергаторе, обеспечивающем градиент скорости 1 О си вводят в раствор каучука СКИвизопентане до отгонки растворителяв количестве 0,8 вес,ч, общего количества антиоксидантов на 100 вес,ч.каучука, Отгонка растворителя и суш 79945 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ка каучука протекают в Обычных условиях на ленточных или червячных машинах, готовый каучук содержит 0,25++0,03 ДффД и 0,50+0,1 неоэона Д,чтосвидетельствует об удовлетворительном распределении антиоксиданта в каучуке, Раннее введение антиоксидантав полимер в виде дисперсии, полученной по известной технологии, приводит к ухудшению стабильности каучука иэ-за плохого распределения антиоксиданта (см, таблицу),Скорость окисления 1 О различныхобразцов каучука (определенная поуменьшению характеристической вязкости в минуту) находится в пределах(18-24) 10 , в то время как по принятой ранее технологии обычно скорость окисления контрольных образцов колеблется при том же общем содержании антиоксидантов в пределах(18-28).10-ф.П р и м е р 4Получают дисперсиюантиоксиданта неозона Л концентрация2 мас,З в 5 В-ном растворе поверхностно-активного вещества РС(оксиэтилированный спирт фракции С О со сте"пенью оксиэтилирования 40) как в примерах 1 и 2, В первом случае дисперсия антиоксиданта расслаивается за50-60 с во втором - эа 5-7 мин,)П р и м е р 5. Получают дисперсию антиоксиданта ДФФД (дифенилпара"фенилендиамина) концентрации 20 мас,4в 83-ном водном растворе олеиновойкислоты (непредельная кислота с числом атомов углерода 17), как в примерах 1 и 2,В первом случае число частиц вполе зрения микроскопа составляет120, а время расслаивания дисперсииравняется 40 с, во втором - 350 ч и4 мин, соответственно,При стабилизации каучука СКИ,полученного в растворе, дисперсиейантиоксиданта, полученного в условиях контрольного примера 1, разбросв 10 пробах по его содержанию составляет +0,0 М; в случае применениядисперсии, полученной по предлагаемому способу, разброс находится впределах +0,023,.П р и м е р 6 Получают дисперсиюионола с концентрацией М в водном54-ном растворе натриевой соли синтетической жирной кислоты фракцииС 4. -С 8 в условиях, описанных впримере 2,637994 Сравнение стабильности каучука СКИи его вулканизатов при стабилизации каучука введениемдисперсий антиоксидантов, полученных по известной технологии и в соответствии с предлагаемым способом Свойства каучукаСпособполучения дис- персий Свойства вулканизатов Эластичность по отскоку, 20 С Характеристическая вязкость (бензол, 25 С) Прочность на разрыв,кгс/сн 2Пластичность после старенияпри 120 С в течение, ч до старения до старения после старения при100 С в течение 24 ч после старенияпри 10 ОООС втечение, ч до старения после старения 3 б до старения 24 48 при 1 в течение120 С 3 ч 274 250 72 66 274 250 71 66 Извест,14 0,19 0,22 3,93 й о, 19 о,23 о,28 2,95 2,85 2,05 310 300 Предла,15 018 0,21 3,90 гаемый 0,17 Оэ 19 0,21 3,25 320 280 265 72 68 305 275 260 72 68 3,20 2,65 Составитель, Редактор М,Ленина Техред М,Моргентал Корректор А.Обручар Заказ 1309 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 При стабилизации каучука СКД, по.лученного в растворе, указанной дисперсией содержание антиоксиданта в10 пробах каучука находится в пре 5делах 0,40-0,44,П р и м е р 7, Получают дисперсию неозона Д в водном 34 -ном растворе смеси фракций алкиларилсульфонатов С 1 Н 1 С 6 Н 1 БОН-С 16 Н 26 БООН приОперемешивании со скоростью сдвига5-10 с . Образующаяся дисперсияне расслаивается в течение суток,Аналогичные результаты полученыпри применении смеси фракций алкилсульфонатов состава С Н-С Нб 1 БОН.Таким образом, предлагаемый способ позволяет упростить технологию получения дисперсий, увеличить производительность оборудования, повысить качество полуцаемых дисперсийи соответственно стабилизируемых сих помощью кауцуков и латексов, позволяет также использовать для получения дисперсий активные биоразлагаемые либо нетоксичные эмульгаторы, незагрязняющие стоцные воды (все использованные в приведенных примерахэмульгаторы являются биологическиразлагаемыми),Предлагаемый способ позволяетблагодаря большой тонине помола иточности дозировки снизить содержание антиоксидантов в латексах и каучуках,