Способ получения смеси растворного и эмульсионного каучуков

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 1973566(22) Заявлено 0304 Я 1 (21) 3269611/23-05 Р 1 М К з с присоединением заявки М 9 С 089/10В 29 Н 1/10 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(72) Авторыизобретен Космодемьянский, А.СКопылов, В.П. ВугроВ.Г. Эккерт, В.И. 71) Заявитель 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СМЕСИ РАСТВОРНОГО И ЭИУЛЬСИОННОГО КАУЧУКОВка де ет 2 стваорудо мель- оторы Изобретение относится к производству синтетических каучуков, в частности к способу получения смеси стереорегулярного и эмульсионного каучу."1ков, которая используется для изготовления шинных резон улучшенного качества.Известен способ получения гомогенной смеси каучуков, который осуществляется путем смешения латекса эмульсионного эластомера с раствором стереорегулярного каучука и дегазацииобразующейся при этом псевдоэмульсиив присутствии коагулирующих агентовпри температуре испарения растворителя. В качестве коагулирующих агентов используются минеральные или органические кислоты, квасцы или их смвои. Дегазация осуществляется прирН не более 6 ед. Смесь каучуков выделяется в виде крошки, которая затем обрабатывается известными спосо.збами 113.Недостатки этого способа - введение всего количества коагулирующих агентов в дегазационную воду требуетиспользования большого количе дорогостоящего и дефицитного об вания (эжекторов, коллоидных ниц, диспергаторов и т.п,), к е необходимы для образования псевдо" эмульсии и сохранения ее устойчивос-. ти до дегазации. Использование растворителя с низкой плотностью, например изопентана (д0,614 г/см ), который является основным растворителем в отечественной промышленности СК при получении каучука СКИ-З, незволяет получить гомогенную смесь учуков при введении коагулянтов в газационную воду, так как наблюдася моментальное разрушение псевдо- эмульсии в трубопроводах при ее транспортировке и неравномерность распределения каучуков, и, как следствие, забивка дегазационных фильер. Вследствие кислой среды, создаваемой коагулирующими продуктами, невозможно использовать для стабилизации каучуков дифенил-н-фенилендиамин (ДФФД), так как данный антиоксидант, взаимо действуя с кислотой и образуя соли,вымывается из каучуков. В отечественной промышленности СК ДФФД является основным продуктом для пассивирования металлов переменной валентности и защиты резины от термоокислительного старения. Кроме того, указанный способ не продполагает совмещения стереорегулярньщ каучуков с эмульси 9735 ббонными каучуками, содержащими функциональные группы. Это связано с тем,что применяющиеся кислые коагулирующиеагенты взаимодействуют со многимиэмульсионными каучукамипо функциональным группам, повышая жесткость 5смеси каучуков и ухудшая их технологические и Физико-механические свойства.Наиболее близким к предлагаемомуявляется .способ согласно которомуполучение гомогенной смеси каучуковбез применения диспергаторов, эмульгаторов и т.п. веществ включает следующие стадии: смешение латекса каучука с раствором каучука в несмешивающимся с водой органическом растворителе, введение в образующуюсяпсевдоэмульсию части коагулирующегоагента (минеральные или органическиекислоты, квасцы или их смеси длячастичного выделения каучука из латекса и дегазацию псевдоэмульсиис частично скоагулированным латексомпри рН не более б ед. путем подачисмеси в емкость с горячей водой, куда также подается остальное количество указанного коагулирующего агента.Происходит испарение растворителя,дальнейшая коагуляция латекса эмульсионного каучука и образование крошки смеси каучуков. Указанный способпредполагает также возможностьвведения определенной части кислоты(лучше серной кислоты), квасцов илиих смеси в латекс до его смешенияс раствором стереорегулярного каучука или введения всего количествакоагулирующих агентов в воду, используемуюдля дегазации. Образующуюся после дегазации смесь каучуковотделяют от воды, промывают и сушат 40известными способами 23.Недостатки такого способа - невозможность введения части кислыхкоагулирующих агентов, особенно квасцов, в латекс эмульсионного каучука, 45стабилизированный мылами карбоновыхкислот, такими, как мыла смоляныхкислот канифоли, синтетических жирных кислот и другими или их смесью,ввиду частичной комовой коагуляциилатекса, что приводит к забивке оборудования при дегазации эмульсиии неравномерному распределению каучуковЦель изобретения - упрощениеспособа и улучшение физико-механических свойств резин на основе указанной смеси каучуков,Поставленная цель достигается тем,что в способе получения смеси растворимого и эмульсиойного каучуков вве Одением электролита в латекс эмульсионнсго каучука, совмещением флокулированного латекса с раствором сте 1 реорегулярного каучука, выделениемсмеси каучуков дегазацией, промывкой 65 и сушкой, в качестве электролита используют соль щелочного металла в количестве 5-50 мас.ч. на 100 мас.ч. эмульсионного каучука и совмещение флокулированного латекса с раствором стереорегулярного каучука проводят, в соотношении 0,5-30:100 по весу, считая на каучук, а дегазацию осуществляют при рН 7-9.Концентрация водных растворов коагулянтов составляет 1-30, что зависит от растворимости соли и удобства дозировки раствора. В латекс нельзя вводить растворы солей поливалентных металлов (кальция, бария, алюминия и других) во избежание его коагуляции в ком.Эффективность предлагаемогоспособа иллюстрируется примерами.П р и м е р 1. В 70 г латекса эмульсионного сополимера 90 мас.ч бутадиена с 10 мас.ч. 2-метил-винилпиридина (МВП) ДМВПХ с содержанием сухого вещества 28 вводят 20-ный раствор хлористого натрия в количестве 5 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука. Затем полученный флокулят тщательно смешивают с б 000 г 10,7-го раствора каучука СКИв циклогексане, заправленного ДФФД и нафтамомв количестве соответственно 0,5 и 0,5 на каучук. Соотношение стерео- регулярного каучука к эмульсионному каучуку составляет. 100:3. Смешение раствора каучука с флокулянтом продолжают до получения одно-одной эмульсии, что определяется визуально по ,исчезновению из смеси белых вкраплений.Растворитель удаляют методом водной дегазации при рН 7,3 ед., подавая струю смеси в воду с температурой 93-98 ОС, содержащую дисперсию антиагломеранта-стеарата кальция. При этом образуется крошка смеси каучуков размером 7-15 мм, которую отлеляют от воды и сушат при 90-95 ОС,Свойства смеси каучуков и физико- механические показатели вулканизата на ее основе в сравнении с контрольным образцом приведены в табл. 1.Примечание. Получение контрольных образцов во всех примерах осуществляется путем смешения соответствующих каучуковф на вальцах, Рецепты резиновых смесей приведены в табл. 2,Получение контрольных образцов известным способом невозможно ввиду отсутствия эффективных антиоксидантов для пассивирования металлов переменной валентности в качччках, выделенных в кислой среде ДФФД, что как указывалось, является одним из основных продуктов для стабилизации стереорегулярных каучуков. Дегазацию растворов каучуков, заправленных ДФФД, необходимо осуществлять при рН 7-9 ед. Кроме .того, коагуляциюлатексов, полимеры которых содержат дифункциональные звенья таких мономеров, как 2-метил-винилпиридин, диэтиламиноэтилметакрилат, метакриловая кислота и т.п., нельзя осуществлять кислотами или квасцами вследствие частичной комовой коагуляции латекса, структурирования полимеров и, как следствие, резкого ухудшения качества резин на их основе.П р и м е р 2. В 700 г латекса эмульсионного сополимера 90 мас.ч. бутадиена с 10 мас;ч. диэтиламиноэтилметакрилатом (аминоэфиром) БАЭс содержанием сухого вещества 28,4 вводят 30-ный водный раствор хлористого калия в количестве 30 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука. Затем полученный флокулят тщательно смешивают с 6000 г 11-го полимеризата каучука СКИ(раствором каучука в,изопентане), содержащего ДФФД и нафтамв количестве соответственно 0,4 и 0,6 на каучук. Соотношение каучука СКИк каучуку латекса БАЭсоставляет 100:30, Дегазацию эмульсии осуществляют при 7,0 ед. по примеру 1. Дальнейшую обработку смеси каучуков ведут аналогично примеру 1. Свойства полученной смеси каучуков и физико-механические показатели вулканизата на ее основе приведены в табл. 1.П р и м е р 3. В 165 г латекса эмульсионного тройного сополимера 68 мас.ч. бутадиена, 30 мас.ч. нитрила акриловой кислоты и 2 мас.ч. метакриловой кислоты БНКс содержанием сухого вещества 42 вводят 10-ный водный раствор хлористого натрия из расчета 50 мас.чна 100 мас.ч. каучука. Затем полученный флокулянт тщательно смешивают с 6000 г 11,5-го раствора каучука СКИв бензине, заправленного ДФФД и нафтамомв количестве соответственно 0,4 и 0,6 на каучук. Соотношение каучука СКИк каучуку латекса БН-ЗОКсоставляет 100:10, Дегазацию эмульсии осуществляют при рН 7,9 ед. по примеру 1. Дальнейшую переработку смеси каучуков ведут аналогично примеру 1.Свойства полученной смеси каучуков и физико-механические показатели вулканизата на ее основе приведены в табл. 1. 5 30 15 20 25 30 35 40 45 50 55 П р и м е р 4. В 480 г латексаэмульсионного сополимера 70 мас.ч.бутадиена с 30 мас.ч. стирола СКСЗОАРК с содержанием сухого вещества .25,2 вводят 1-ый водный растворнитрата натрия из расчета 25 мас.ч.на 100 мас.ч. каучука. Затем полученный флокулят тщательно смешиваютс 6000 г 8-го раствора полибутадиена ;каучука СКД) в бенэоле, заправленного нафтамомв количестве1,2 на каучук. Соотношение каучукаСКД к каучуку латекса СКС-.ЗОАРК соС-,тавляет 100:25. Дегазацию эмульсииосуществляют при рН 8,2 ед. по примеру 1. Дальнейшую переработку смеси каучуков ведут аналогично приме 1ру 1.Свойства полученной смеси каучуков и Физико-механические показатели вулканизата на ее основе приведены в табл. 1.П р и м е р 5. В 9,5 г латексаэмульсионного сополимера 98 мас.ч.бутадиена с 2 мас.ч. метакриловойкислоты СКДс содержанием сухоговещества 26,4 вводят 8-ый растворнитрата калия из расчета 10 мас.ч.на 100 мас.ч, каучука. Затем полученный Флокулят тщательно смешивают с6000 г 8-го раствора каучука СКД втолуоле, заправленного нафтамом в количестве 1,0 на каучук. Соотношение каучука СКД к каучуку латексаСКДсоставляет 100:0,5. Дегазациюэмульсии осуществляют при рН 7,5 ед.по примеру 1. Дальнейшую переработку смеси каучуков ведут аналогичнопримеру 1,Свойства полученной смеси каучуков и Физико-механические показателивулканизата на ее основе приведеныв табл. 1.Предлагаемый способ позволяет значительно упростить технологию совмещения растворного и эмульсионногокаучуков, так как предполагает искпользование одного эффективного пере- .мешивающего устройства, делает возможным применять латексы эмульсионных каучуков, содержащих различныефункциональные группы - МВП, аминоэфирнь 1 е, нитрильные, карбоксильные,а также приводит к улучшению Физико"механических показателей вулканизатов на основе смеси каучуков, совме"щенных на стадии раствора (латекса),таких как сопротивление разрыву, сопротивление раздиру, твердость.1 2 а В 3 Д оь од 1 ж 1 о о И 3333 л о ж Гф 3 ж 33 ж ж а э 3 И И к д э жж ж д эж ж ж" аж Д О 333ц н хр, ж ж э 333 ж жж ж Е 33с ЦО О Д М Е 6 ж аа 333 3 1331а 5 15о1 б В а о В о ж ж Е "ъо Оо ио . о Д но оХ + ж 333 о . а еа ожЦ еО н о о ж е 3 жом ао о а 6 Е о 3333 Е Ноож аэЦ Цж ээ дж еж Э 633ж н Р ж - о оэ н ож а жж н нэ о ож о1111а1 Ч1 11 11 11=-11 1111(Ч 11 11 11 -- 41 11 31 116 1973566 10 Рецепты резиновых смесей Таблица 2 3 4 5 Р рецепта Ингредиенты, мас.ч.: Каучук СКИ100 10 О 100 100 Каучук СКД Каучук ДИВПХ Каучук БАЭ Каучук БН-ЗОК30 10 25 Каучук СКС-ЗОАРК; Каучук СкдСтеариновая кислота 2 2 5 5 Окись цинкаСантокюр 1,0 1, О. О , 9 0,8 0,8 Техуглерод ПМ50 50 50 50 50 Сера формула изобретения Составитель В.ОстровскийРедактор И.Касарда Техред И.ГайдуКорректор О,Билак,Заказ 8611/27 Тираж 514 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. 3 жгород, ул. Проектная,4 Способ получения смеси растворно" 35 го и эмульсионного каучуков введением электролита в латекс эмульсионного каучука, совмещением флокулированного латекса с раствором стереорегулярйого каучука, выделением смеси 40 каучуков дегазацией, промывкой и сушкой,о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью упрощения способа и улучшения физико- механических свойств резин на основе .указанной смеси каучуков, в качестве электролита используют соль щелочно" го металла в количестве 5-50 мас.ч. на 100 мас.ч, эмульеионного каучука и совмещение флокулированного латекса с раствором стереорегулярного каучука проводят в соотношении 0,5-30:100 по весу, считая на каучук, а дегазацию осуществляют при рН 7-9. Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент С 1 Ю У 3491052,кл. 260-297, опублик. 1970.2. Патент СЮЛ Р 3878153,кл. 260.-297, опублик, 1975 (прототип).