RU2058330C1 - METHOD OF BUTADIENE-(α-METHYL)-STYRENE RUBBER ISOLATION FILLED WITH MINERAL OIL - Google Patents

Abstract

FIELD: rubber industry. SUBSTANCE: method of isolation of butadiene-(a-methyl)-styrene rubber filled with mineral oil involves the oil and latex mixing, coagulation of oil-filled latex with coagulant aqueous solutions and mineral acid, isolation of rubber crumb and serum recycle. Before feeding latex with oil mixture for coagulation the latter is dispersed in three mixers two of which are centrifugal ones with vertical and horizontal disposition at angle 90 degrees each to other. Additionally, latex-oily mixture is dispersed in the third hydrodynamic mixer where flows were added toward each to other at the rate 18-25 m/s. Proposed method is based on the emulsion copolymerization. EFFECT: improved method of rubber isolation. 1 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к производству маслонаполненных бутадиен(α -метил)-стирольных каучуков, получаемых эмульсионной сополимеризацией, в частности к способам их выделения из латексов, и может быть использовано в нефтехимической промышленности. The invention relates to the production of oil-filled butadiene (α-methyl) styrene rubbers obtained by emulsion copolymerization, in particular to methods for their isolation from latexes, and can be used in the petrochemical industry.

Известен способ выделения бутадиенстирольных или бутадиен-α -метилстирольных каучуков из латексов с использованием в качестве коагулирующего агента веществ белкового происхождения [1]
Основными недостатками белкового коагулянта при его использовании для выделения из латексов маслонаполненных бутадиен-(α -метил)- стирольных каучуков является то, что в данном случае не достигается равномерное распределение масла в каучуке. Это в конечном счете отрицательно сказывается на свойствах каучука в процессе его хранения и переработки, так как вместе с минеральным маслом в каучук вводится и антиоксидант.A known method for the isolation of styrene butadiene or butadiene-α-methylstyrene rubbers from latex using substances of protein origin as a coagulating agent [1]
The main disadvantages of the protein coagulant when it is used to isolate oil-filled butadiene (α-methyl) styrene rubbers from latexes is that in this case the uniform distribution of oil in the rubber is not achieved. This ultimately affects the properties of rubber during its storage and processing, as along with mineral oil, an antioxidant is also introduced into the rubber.

Наиболее близким к предлагаемому является способ выделения бутадиен-(α -метил)-стирольных каучуков, заключающийся в предварительном смешении латекса с минеральным маслом в смесителе, коагуляции латекса водным раствором коагулянта и минеральной кислоты, включающий также рецикл серума, концентрирование крошки каучука, промывку ее водой с последующим отжимом и сушкой [2] Использование данной технологии ввода и диспергирования масла в латексе хотя и обеспечивает относительно хорошее распределение масла в каучуке, однако в отдельных случаях встречаются отдельные пробы, в которых отмечается наличие небольшого количества белых вкраплений, а также участков с неравномерной окраской (от темно-коричневого до светло-коричневого цвета). Это свидетельствует о неравномерности распределения масла в каучуке. Closest to the proposed one is a method for isolating butadiene (α-methyl) styrene rubbers, which consists in preliminary mixing latex with mineral oil in a mixer, coagulating the latex with an aqueous solution of a coagulant and mineral acid, including also recycling serum, concentrating the rubber crumb, washing it with water followed by extraction and drying [2] The use of this technology for introducing and dispersing oil in latex, although it provides a relatively good distribution of oil in rubber, however, in some cases separate samples, which indicated the presence of a small amount of white specks, and sections with non-uniform color (from dark brown to pale brown) × encountered. This indicates the uneven distribution of oil in the rubber.

Целью изобретения является стабилизация процесса коагуляции и улучшение свойств получаемых маслонаполненных бутадиен-(α -метил)- стирольных каучуков. The aim of the invention is to stabilize the coagulation process and improve the properties of the resulting oil-filled butadiene- (α-methyl) -styrene rubbers.

Это достигается тем, что способ включает смешение масла с латексом, коагуляцию маслонаполненного латекса водными растворами коагулянтов и минеральной кислотой, выделение крошки каучука и рецикл серума, перед подачей смеси латекса с маслом на коагуляцию смешение латекса с маслом осуществляют в трех смесителях, два из которых центробежные с вертикальным и горизонтальным расположением под углом 90^оС друг к другу и дополнительно диспергируют в третьем гидродинамическом смесителе, куда потоки вводятся навстречу друг другу со скоростью 18-25 м/с.This is achieved by the fact that the method involves mixing oil with latex, coagulating oil-filled latex with aqueous solutions of coagulants and mineral acid, isolating rubber crumbs and recycling serum, before feeding the latex-oil mixture to coagulation, the latex-oil is mixed in three mixers, two of which are centrifugal with a vertical and horizontal arrangement at an angle of 90 ° ^to each other and additionally dispersed in a third hydrodynamic mixer, where the flows are introduced towards each other at a speed of 18-25 m / s

Использование дополнительного смесителя перед подачей латексно-масляной смеси на коагуляцию обеспечивает высокую степень диспергирования масла в латексе и высокое равномерное распределение его. Это достигается за счет того, что перед поступлением в смеситель латексно-масляная смесь разделяется на два потока, которые подаются через сопла навстречу друг другу. Скорость подачи смеси латекса с маслом в каждом сопле составляет 18-25 м/с. Скорость встречного удара потоков составляет 36-50 м/с. Это создает высокую турбулентность потоков и интенсивное перемешивание. В данных условиях образуется однородная система с равномерным распределением масла в латексе. Важным в изобретении является то, что при использовании его в реальном технологическом процессе не требуется вносить существенные изменения в реально действующую производственную схему. The use of an additional mixer before feeding the latex-oil mixture for coagulation provides a high degree of dispersion of oil in latex and a high uniform distribution of it. This is achieved due to the fact that before entering the mixer, the latex-oil mixture is divided into two streams, which are fed through the nozzles towards each other. The feed rate of the mixture of latex with oil in each nozzle is 18-25 m / s. The speed of the oncoming impact of flows is 36-50 m / s. This creates high flow turbulence and intense mixing. Under these conditions, a homogeneous system is formed with a uniform distribution of oil in the latex. Important in the invention is that when it is used in a real technological process, it is not necessary to make significant changes to a really operating production scheme.

На чертеже приведена технологическая схема предлагаемого процесса. The drawing shows a flow chart of the proposed process.

П р и м е р. Латекс по линии 1 подают в каскад смесителей 2 и 3 (один расположен вертикально, а другой горизонтально), где смешивают с минеральным маслом, подаваемым по линии 4. Из последнего смесителя 3 полученная латексно-маслянная смесь подается по линии 5 в смеситель 6. В смесителе 6 осуществляется дополнительное интенсивное смешение латекса с маслом за счет подачи латексно-масляной смеси через два сопла навстречу друг другу со скоростью 18-25 м/с. Скорость встречного удара при этом достигает 36-50 м/с. Это создает высокую турбулентность потоков, что обеспечивает тонкое диспергирование масла в латексе. Полученная латексно-маслянная смесь из смесителя 6 поступает в смеситель 7, где смешивается с коагулирующим агентом, вводимым по линии 8. После чего полученная смесь направляется на коагуляцию в аппарат 9, в котором смешивается с подкисленным серной кислотой серумом. Водный раствор серной кислоты в серум вводится по линии 10, а подкисленный серум в аппарат 9 по линии 11. рН в аппарате 9 составляет 6 ± 0,5. Из этого аппарата смесь по линии 12 направляется в дозреватель 13, где подкисляется 4%-ной серной кислотой до рН 4 ± 0,5. Полученная крошка каучука из аппарата 13 выводится по линии 15 на дальнейшую переработку. PRI me R. Latex is fed through line 1 to the cascade of mixers 2 and 3 (one is located vertically and the other horizontally), where it is mixed with mineral oil supplied through line 4. From the last mixer 3, the resulting latex-oil mixture is fed through line 5 to mixer 6. B mixer 6 provides an additional intensive mixing of latex with oil by feeding latex-oil mixture through two nozzles towards each other at a speed of 18-25 m / s. The speed of the oncoming strike in this case reaches 36-50 m / s. This creates a high turbulence of the flows, which provides a fine dispersion of oil in latex. The resulting latex-oil mixture from mixer 6 enters mixer 7, where it is mixed with a coagulating agent introduced via line 8. After that, the resulting mixture is sent for coagulation to apparatus 9, in which it is mixed with serum acidified with sulfuric acid. An aqueous solution of sulfuric acid in serum is introduced through line 10, and acidified serum into apparatus 9 through line 11. The pH in apparatus 9 is 6 ± 0.5. From this apparatus, the mixture is sent through line 12 to the pre-heater 13, where it is acidified with 4% sulfuric acid to a pH of 4 ± 0.5. The resulting crumb rubber from the apparatus 13 is displayed on line 15 for further processing.

Расход серной кислоты на выделение каучука, наполненного маслом из латекса, составляет 12-16 кг/т каучука, соотношение латекс:серум 1:(2-3). Температура коагуляции 55-60^оС.The consumption of sulfuric acid for the allocation of rubber filled with oil from latex is 12-16 kg / t of rubber, the ratio of latex: serum is 1: (2-3). The coagulation temperature is 55-60 ^o C.

Влияние скорости латексно-маслянных потоков на свойства получаемого маслонаполненного бутадиенстирольного каучука приведены в табл.1. Марка выпускаемого маслонаполненного каучука СКС-30АРКМ-15. The effect of the rate of latex-oil flows on the properties of the resulting oil-filled styrene-butadiene rubber are given in table 1. The brand of manufactured oil-filled rubber SKS-30ARKM-15.

Таким образом, из приведенных в табл.1 данных видно, что использование дополнительного смесителя для получения более однородной смеси позволяет уменьшить такой недостаток, как разброс по вязкости внутри партии (уменьшается до 1,7), повысить устойчивость к тепловому старению за счет более равномерного распределения антиоксиданта в полимере. Thus, from the data given in Table 1, it can be seen that the use of an additional mixer to obtain a more homogeneous mixture allows one to reduce such a disadvantage as the spread in viscosity inside the batch (decreases to 1.7) and increase the resistance to thermal aging due to a more uniform distribution antioxidant in the polymer.

Аналогичные результаты были получены и при выделении маслонаполненных бутадиен-α -метилстирольных каучуков. Similar results were obtained with the isolation of oil-filled butadiene-α-methylstyrene rubbers.

В табл.2 приведены результаты испытаний и свойства бутадиен-α -метилстирольных каучуков выделенных из латекса по предлагаемому способу в сравнении с общеизвестным (прототип). Table 2 shows the test results and properties of butadiene-α-methylstyrene rubbers isolated from latex by the proposed method in comparison with the well-known (prototype).

Таким образом, на основании полученных результатов можно сделать вывод о том, что использование дополнительного смесителя положительно сказывается как на самом процессе выделения маслонаполненных каучуков, так и на их свойствах. Данный процесс позволяет получать маслонапоненные каучуки и с большим содержанием минерального масла СКС-30 АРКМ-27 и СКМС-30 АРКМ-27. Thus, on the basis of the results obtained, it can be concluded that the use of an additional mixer has a positive effect both on the process of separation of oil-filled rubbers and on their properties. This process allows to obtain oil-bearing rubbers with a high content of mineral oil SKS-30 ARKM-27 and SKMS-30 ARKM-27.

В качестве коагулирующего агента при выделении бутадиенстирольного маслонаполненного каучука использован 24%-ный водный раствор хлорида натрия 220 кг/т каучука, для выделения маслонаполненных бутадиен-α -метилстирольных каучуков использована полимерная аммонийная четвертичная соль поли-N,N-диметил-N,N- диаллиламмонийхлорид расход 2,0 кг/т каучука. A 24% aqueous solution of sodium chloride 220 kg / t of rubber was used as a coagulating agent in the isolation of styrene-butadiene styrene oil; rubber-butadiene-α-methylstyrene rubbers were used to isolate oil-filled butadiene-α-methylstyrene rubbers polymeric Quaternary salt of poly-N, N-dimethyl-N, N- diallylammonium chloride consumption of 2.0 kg / t of rubber.

Claims (1)

СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ БУТАДИЕН- ( α -МЕТИЛ)-СТИРОЛЬНОГО КАУЧУКА, НАПОЛНЕННОГО МИНЕРАЛЬНЫМ МАСЛОМ, включающий смешение каучукового латекса с маслом в смесителе, коагуляцию маслонаполненного латекса водными растворами коагулянтов и минеральной кислотой, выделение крошки каучука и рецикл серума, отличающийся тем, что смешение латекса с маслом перед подачей на коагуляцию осуществляют в трех смесителях, два из которых центробежные с вертикальным и горизонтальным расположением под углом 90^o друг к другу, и дополнительно в гидродинамическом смесителе, куда потоки вводят навстречу друг другу со скоростью 18 25 м/с.METHOD FOR ISOLATING BUTADIENE- (α-METHYL) -STERILE RUBBER FILLED WITH MINERAL OIL, including mixing rubber latex with oil in a mixer, coagulating oil-filled latex with aqueous solutions of coagulants and mineral acid; oil before feeding for coagulation is carried out in three mixers, two of which are centrifugal with a vertical and horizontal arrangement at an angle of 90 ^{o to} each other, and additionally in a hydrodynamic mix barely where the streams are introduced towards each other at a speed of 18 25 m / s.

Images