Способ обработки каучуковой крошки

(19) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР 2ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВьсС 063 НАЯ ф ПАЕНГКФ Ф 7 ЕИВЩЕЩ(56) Коган Л.М., Кроль В,А. Химическая модификация полимеров диенов. Темат. обзор,. М., ЦНИИТЭНефтехим, 1976, с, 11.Лазурин Е.АБугров В.П., Юхнович С.Г, и др. Свойства каучуков, получаемых в виде неслипающихся гранул. - Каучук и резина, 1987, М 9, с. 6 - 7. Изобретение относится к производству модифицированных синтетических каучуков (СК) путем хлорирования, и может быть использовано для получения резиновых смесей.Известны спосооы хлорирования цис,4-полиизопрена и других каучуков путем пропускания газообразного хлора через раствор каучука в хлорсодержащем растворителе, либо через латекс для натурального каучука и эмульсионных каучуков, или через тонкую пленку полимера, полученную из растворов.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ для получения неслипающейся крошки каучуков СКС-ЗОАРК, СКС-ЗОАР, СКМ, СКНМ. Хлорированию подвергается сырая крошка каучука диаметром 8 мм путем барботирования хлора через перемешиваемую водную пульпу каучука. Ступень хлорирования. варь(51)5 С 08 С 3 С 08 Р 136/08/ 08 С 19/12(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ КАУЧУКОВОЙ КРОШКИ(57) Использование: производство модифицированных синтетических полипропиленовых каучуков. Каучуки используются для получения резинотехнических иэделий. Сущность изобретения; полиизопреновую крошку хлорируют в водной среде. В качестве водной среды используют водный раствор хлористого натрия, электрохимически обработанный в анодной камере диафрагменного электролизера до содержания активного хлора 300 - 1000 мг/л. 4 табл. ируют, изменяя продолжительность процесса от 15 до 30 мин. Затем гранулы отделяют от воды, промывают 5%-ным раствором карбоната натрия и водой до нейтральной реакции, сушат в вакуумной сушилке при 95-100 С до содержания влаги не более 0,4%.Известные методы хлорирования каучуков предусматривают использование газообразного хлора, который, растворяясь в воде или другом растворителе, обеспечивает протекание процесса хлорирования.Данные по растворимости хлора в воде приведены в табл, 1.Растворимость хлора в органических растворителях значительно выше. Получение насыщенных растворов хлора в воде и в органических растворителях требует значительных количеств газообразного хлора. Кроме того, при хлорировании хлор используется с низкой эффективностью. Так, 1 лводной пул ьп ы каучука и ри 20 - 40 С долженсодержать 4000 - 7000 мг хлора. Обработка 1л хлорирующего раствора 100 г каучука досодержания хлора 0,4 мас,фприводит к поглощению 400 мг хлора, что составляет 10 и меньше от исходного количества.Растворение хлора в воде сопровождается накоплением в растворе соляной ихлорноватистой кислот. Наличие солянойкислоты в хлорирующем растворе способноповлечь присоединение хлористого водорода к каучуку, что, в свою очередь, можетповлиять на качественные показатели каучука,Известные методы хлорирования каучу ков предусматривают использование газообразного хлора, являющегося токсичнымвеществом, использование его в промышленности требует сложного комплекса мероприятий, направленных на охрану труда.Кроме того, использование газообразногохлора может повлечь значительное количество вредных выбросов в атмосферу,Цель изобретения - повышение эффективности поглощения хлора крошкой каучука в водной пульпе при одновременномснижении расхода хлора, улучшении условий труда и уменьшении объема вредныхвыбросов в окружающую среду,Поставленная цель достигается тем, чтосогласно способу обработки крошки каучука хлором в перемешиваемой водной средев качестве жидкой фазы водной среды берут1 - 2 -ный водный раствор хлористого натрия, предварительно электрохимическиобработанного в анодной камере диафрагмен ного электролизера (электроактиватора) до достижения содержания активногохлора 300 - 1000 мг/л.Для электрохимической обработки раствора хлористого натрия используют проточный электроактиватор производительностьюдо 500 л раствора в 1 ч. Активатор представляет собой два коаксиальных цилиндра скрышками на торцах, Цилиндры выполненыиз титана и используются в качестве электродов. Рабочая поверхность электродов покрыта окисью рутения. Площадьвнутреннего и внешнего электродов 0,074 и0,086 м соответственно. Межэлектродноепространство, объемом 0,5 л разделено диафрагмой из микропористого полиэтиленана анодную и катодную камеры. Электроактиватор устанавливается вертикально, Через штуцер в нижней крышке в камерыэлектроактиватора подают исходный раствор хлористого натрия. Через два штуцерав верхней крышке отводят электрохимически обработанный раствор из анодной и ка 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 тодной камер, Обработку ведут при силетока 50 - 200 А. Концентрации активного хлора свыше 1000 мг/л были достигнуты при значительных энергозатратах, что, в свою очередь, вызвало сильный разогрев оборудования и хлорирующего раствора, Хлорирование крошки каучука электрохимически обработанным раствором с содержанием хлора менее 300 мг/л не обеспечивает получение неслипающейся крошки,П р и м е р 1. В металлический реактор емкостью 3 л загружают 300 г крошки СКИ-З, нарезанной из брикета и сразу помещенной в холодную воду, Речь идет о крошке с неразвитой поверхностью, т.е. уже подсушенной. Через реактор пропускают пото электрохимически обработанного 1 - 2-ного раствора хлористого натрия с содержанием активного хлора 300 мг/л. Расход раствора - 10 л/ч, время хлорирования 0,5 ч. По окончанию хлорирования через реактор п ропускают воду для и ромы вки крошки. Реактор вскрывают, крошку выгружают и сушат при 70 С в токе азота до содержания влаги 0,4 , .Сухую крошку испытывают на слипаемость, Последнюю оценивают по прочности при растяжении образцов каучуки из крошки, сформированных в блок в разъемной капсуле под действием уплотняющей нагрузки 55 г Па в течение 24 ч при 20 С. Образцы хлорированной крошки каучука анализируют на содержание хлора согласно ТУ. Раствор хлористого натрия электрохимически обработанный в анодной камере анализируют на содержание хлора согласно методике.Данные по концентрации хлора в хлорирующем растворе, содержанию хлора в каучуке, общему количеству хлора в растворе, количеству хлора поглощенного каучуком, степень поглощения хлора каучуком, характеризуемая отношением количества хлора поглощенного каучуком к общему количеству хлора в растворе, а также данные по сливаемости приведены в табл, 2; результаты физико-механических испытаний крошки СКИи стандартных резин на ее основе приведены в табл. 3.П р и м е р 2, Процесс осуществляют аналогично примеру 1. Обработку крошки проводят раствором с содержанием активного хлора 650 мг/л.П р и м е р 3, Обработку крошки проводят по примеру 1 раствором с содержаниемактивного хлора 1000 мг/л,П р и м е р 4. Обработку крошки проводят по примеру 1 раствором с содержанием1728249 510 15 20 45 5055 активного хлора 250 мг/л. Ниже нижнегопредела содержания активного хлора. П р и м е р 5 (известный), В трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром и газоподводящей трубкой, заливают 1 л воды и пропускают ток хлора до содержания хлора в растворе 7000 мг/л. В колбу загружают 60 г крошки СКИи перемешивают в течение 30 мин, Крошку выгружают, промывают водой; далее аналогично примеру 1.Данные табл. 2 показывают, что хлорирование крошки СКИэлектрохимически обработанным в анодной камере 1 - 2 о-ным раствором хлористого натрия с содержанием активного хлора 300 - 1000 мг/л приводит к получению неслипающейся крошки каучука с содержанием хлора 0,18 - 0,41 мас., при этом степень поглощения хлора составляет 25 - 36 О. Соответствующая величина для известного способа составляет 16 О, причем концентрация активного хлора в хлорирующем растворе 7000 мг/л.Согласно табл. 3 показатели физико-механических свойств каучуков и стандартных резин соответствуют нормативам, установленным ГОСТдля группы высшей категории качества. Причем показатели пластичности и условной прочности при растяжении при 100 С для крошки, обработанной по предлагаемому способу, выше, чем для крошки, обработанной известным способом. Кроме того, физико-механические свойства крошки, обработанной предлагаемым способом, в большей степени соответствуют свойствам контрольного образца, чем свойства крошки, обработанной известным способом, что свидетельствует о большей технологичности при дальнейшей переработке крошки, прохлорированной предлагаемым способом,Согласно известному способу используют в качестве сырья газообразный хлор. В предлагаемом способе в качестве сырья используют минеральную соль - хлористый натрий, что должно способствовать улучшению условий труда и уменьшению количества вредных выбросов в окружающую среду по сравнению с известным.Можно хлорировать и крошку, полученную на стадии водной дегазации полимеризата полиизопрена, т,е. крошку с сильно развитой поверхностью. В этом случае крошка извлекает из электрохимически обработанного раствора хлористого натрия значительно большие количества хлора.В табл. 4 приведены данные по процессу хлорирования 100 г крошки СКИ-З, полученной при водной дегазации полимеризата.Из табл. 4 следует, что при хлорировании крошки каучука с сильно развитой поверхностью свойство неслипаемости не достигается, В данном случае хлорированный СКИприобретает другие физико-механические свойства: бензомаслостойкость, газонепроницаемость, негорючесть, и т,д., которые необходимы для получения других типов резин, например шлангов, камер для автотракторной техники или для производства герметиков, Для подобной продукции неслипаемость является нежелательным свойством, так как герметики должны обладать хорошей слипаемостью, т.е. иметь хорошую адгезию.Таким образом, при применении к любой крошке каучука как из брикета, так и к крошке, полученной на стадии водной дегазации полимеризата, достигается различный результат в отношении свойствпродуктов хлорирования.Таким образом, хлорирование крошки25 СКИпутем обработки хлором в перемешиваемой водной пульпе с использованием вкачестве жидкой фазы 1-2 О-ного водногораствора хлористого натрия, электрохимически обработанного в анодной камере ди 30 афрагменного электролизера, позволяетповысить эффективность поглощения хлорапри одновременном снижении расхода хлора, улучшении условий труда, уменьшенииобъема вредных выбросов в окружающую35 среду и повышении технологичности крошки СКИв процессе дальнейшей переработки,Экономическая эффективность (в отношении продуктов по примерам 1 - 3) может40 быть обусловлена исключением стадии брикетирования каучука на заводах СКИ и повторной грануляции на предприятиях,использующих каучук в качестве сырья,Формула изобретения Способ обработки каучуковой крошки путем хлорирования крошки каучука в водной среде при перемешивании, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности поглощения хлора крошкой каучука, в качестве водной среды используют водный раствор хлористого натрия, электрохимически обработанный в анодной камере диафрагменного электролизера до содержания активного хлора 300 - 1000 мг/л, при этом в качестве крошки каучука используют полиизопреновую крошку,1728249 10 Таблица 3- пластичность соответствует 1 -й группе высшей категории качества- номера образцов 1-5 соответствуют продуктам по примерам 1-5.5 блица Составитель Г.ОвчинниковТехред М.Моргентал рректор Л едактор А.Козори изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 Заказ 1378 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5