SU768793A1 - Method of preparing aqueous carbon black dispersion - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВОДНОЙ ДИСПЕРСИИ САЖИ(54) METHOD FOR OBTAINING WATER DISPERSION OF SOJI

Изобретение относитс  к способам получени  водной дисперсии сажи и -может быть использовано в промышленности технического углерода и синтетического каучука, а та.кже в строительной, лакокрасочной, резинотехнической и других отрасл х промышленности .The invention relates to methods for producing a water dispersion of carbon black and can be used in the industry of carbon black and synthetic rubber, as well as in the construction, paintwork, rubber and other industries.

Известен способ получени  водной дисперсии сажи с прим.енением в качестве диспергатора солей полимера альфа-оксиалриловой кислоты 1.A method of producing an aqueous dispersion of carbon black is known, with priming as the dispersant salts of the alpha-hydroxyaryl acid 1 polymer.

Однако дисперси , приготовленна  по такому способу, неудовлетворительно совмещаетс  с латексом каучука, что отрицательно вли ет на прочность изделий на основ-е саженаполненных каучуков.However, the dispersion prepared by this method does not combine satisfactorily with the rubber latex, which negatively affects the strength of the products on the basis of the black rubber.

Известен также способ получени  водных дисперсий неорганических веществ, по которому сажу диспергируют при перемешивании в водных растворах сополимеров акриловых .кислот и их производных со степенью полимеризации 10-500 при содержании сополимеров 0,2-10% от веса сажи 2.There is also known a method for producing aqueous dispersions of inorganic substances, according to which carbon black is dispersed with stirring in aqueous solutions of copolymers of acrylic acids and their derivatives with a degree of polymerization of 10-500 with a copolymer content of 0.2-10% by weight of carbon black 2.

Однако дисперсии печной сажи, приготовленные по такому способу, расслаиваютс  при хранении.However, furnace black dispersions prepared by this method are stratified during storage.

Целью изОбретени   вл етс  повышение стабильности водной дисперсии сажи при хранении.The purpose of the Composition is to increase the stability of the soot water dispersion during storage.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что обрабатывают сажу при перемешивании в водном растворе сополимеров акриловых кислот с их производными со степеньюThe goal is achieved by treating carbon black with stirring in an aqueous solution of copolymers of acrylic acids with their derivatives with a degree

5 полимеризации 570-S600 при содерл ании сополим еров 0,2-.10% от веса сажи.5 polymerization 570-S600 with copolymers of 0.2-.10% by weight of carbon black.

Отличие предложенного способа заключаетс  в том, что используют сополимеры со степенью подимеризации 570-5600.The difference of the proposed method lies in the fact that they use copolymers with a degree of podimerization 570-5600.

В качестве таких сополи.меров могут примен тьс  продукты совместной полимеризации метакриловой или акриловой кислоты с м.етакр.илато.м щелочного металла, метакриламидом, бутилметакрилатом, бу15 тилакрилатом, монометакрилатом этиленгликол  и другими производными акриловых кислот, а также тройные сополимеры указанных мономеров. Из них наи-большее предпочтение следует отдать сополимеру мета.криловой кислоты с метакр.илатом натри  при весовом соотношении мономеров 1:1 с числом полимеризации 3500-4000, выпускаемому отечественной промышлен .ностью под техническим названием «Продукт комета.As such copolymers, the products of copolymerization of methacrylic or acrylic acid with alkali metal, methacrylamide, butyl methacrylate, ethyl acrylate monomethacrylate, ethylene glycol monomethacrylate and other acrylic acid derivatives, as well as ternary copolymers of these monomers can be used. Of these, the greatest preference should be given to copolymer of meta.crylic acid with sodium methacrylate with a weight ratio of monomers of 1: 1 with a polymerization number of 3500-4000, produced by domestic industry under the technical name “Comet Product.

Сополимеры со степенью полим-еризации 570-5600, т. е. более высокомолекул рные и по этой причине образующие водные растворы с повышенной в зкостью поCopolymers with a degree of polymerization of 570-5600, i.e., higher molecular weight and for this reason forming aqueous solutions with increased viscosity over

30 сравнению с примен вш.имис  ранее, затрудн ют броуновское движение диспергированных сажевых частиц, замедл ют процессы их коагул ции и отделени  от дисиерсиол ой среды, что и о беспечивает высокую стабильность дисперсий. -При уменьшении степени поли-меризации сополимеров ниже 570 сжижаетс  стабильность дисперсий при хранении, а при степени полимеризации выше 5600 резко ухудшаетс  способность сополимера раствор тьс  в воде и соответственно сжижаютс  его диспергирующие и стабилизируюш,ие свойства.In comparison with the use of extrinsic oil earlier, it is difficult to Brownian motion of dispersed soot particles, slow down the processes of their coagulation and separation from the diversiiol medium, which ensures a high stability of dispersions. - When reducing the degree of polymerization of the copolymers below 570, the stability of dispersions during storage is reduced, and with a degree of polymerization above 5600, the ability of the copolymer to dissolve in water sharply deteriorates and its dispersing and stabilizing properties likewise liquefy.

Наибольша  стабильность дисперсий по предлагаемому способу достигнута при применении сополимеров в количестве 0,2- 10 вес. % от веса сажи. Дл  5%-ных водных дисперсий сажи это соответствует применению 0,,5% водных растворов сополимеров . При меньшей концентрации сополимеров не достигаетс  высока  стабильность дисперсий, а применение более высоких концентраций сополимеров неж-елательно из-за повышенного пенообразава ни  при приготовлении и прИМенении дисперсий .The greatest stability of the dispersions of the proposed method is achieved with the use of copolymers in an amount of 0.2-10 weight. % by weight of soot. For 5% aqueous dispersions of carbon black, this corresponds to the use of 0,, 5% aqueous solutions of copolymers. With a lower concentration of copolymers, the stability of dispersions is not high, and the use of higher concentrations of copolymers is undesirable because of the increased foaming during the preparation and application of dispersions.

Водные дисперсии сажи, полученные по предлагаемому способу, не расслаиваютс  в течение лЮбого времени хранени , т. е. о.ни обладают исключительно высокой стабильностью . При применении таких дисперсий дл  получени  саженаполненных каучуков со;крашаетс  расход электролитов на совместную .коагул цию -сажелатексной смеси, а каучуки характеризуютс  улучшенны комплексом свойств. Предлагаемый способ иллюстрируетс  следующими примерами .The aqueous dispersions of carbon black obtained by the proposed method do not exfoliate during any storage time, i.e., they are extremely stable. When using such dispersions to produce black rubber with, the consumption of electrolytes for the coagulation of the seselatex mixture is colored, and the rubbers are characterized by improved properties. The proposed method is illustrated by the following examples.

Пример 1. В стакан емкостью 3 л загружают 2 л дистиллированной воды и 1 г сополимера метакриловой кислоты и метакрилата натри  (соотношение 1:1) с молеРезультаты определени  в зкости водных дисперсий Example 1. A 3 liter beaker is charged with 2 l of distilled water and 1 g of a copolymer of methacrylic acid and sodium methacrylate (1: 1 ratio) with the results of the determination of the viscosity of aqueous dispersions

кул рным весом около 300 тыс. и с числом полимеризации 3002 (техническое название «Комета). После перемешиваеи  получают 0,05%-ный водный раствор сополимера. ТаКИМ же образом готов т раствор сополимера с концентрацией 0,01 вес.%, 0,1 вес. %, 0;25 вес.% и 0,5 вес.%. В шаровую мельницу помешают 100 г высокоактивной печной сажи ПМ-100 с удельной геометрической поверхностью 96 и показателем масл ного числа 104 .«л/ШО г и 2 .д одного из приготовленных выше растворов. Содержимое перемешивают и получают 5%-ную водную дисперсию сажи. Опыт повтор ют с растворами других концентраций . Готовит также контрольную дисперсию сажи в 0,25%-ном водном растворе такого же сополимера со степенью полимеризации 180. Определ ют в зкость приготовленных дисперсий по времени истечени  через калиброванное отверстие воронки вискозиметра ВЗ-4. По 20 мл дисперсий отливают в пробирки, оставл ют на хранение и на|блюда от за их состо нием. В дисперси х с недостаточной стабильностью сажа начинает коагулировать и оседать, ,в результате чего через некоторое врем  в верхней части дисперсии образуетс  прозрачный слой водной фазы.the weight of the fish is about 300 thousand and with a polymerization number of 3002 (the technical name is “Comet”). After mixing, a 0.05% aqueous solution of the copolymer is obtained. In the same way, a solution of a copolymer with a concentration of 0.01 wt.%, 0.1 weight. %, 0; 25 wt.% And 0.5 wt.%. In a ball mill, 100 g of highly active furnace soot PM-100 with a specific geometric surface 96 and an oil number of 104 will interfere. "L / SHO g and 2. E of one of the solutions prepared above. The contents are stirred and get 5% aqueous dispersion of carbon black. The experiment is repeated with solutions of other concentrations. It also prepares a soot control dispersion in a 0.25% aqueous solution of the same copolymer with a degree of polymerization of 180. The viscosity of the prepared dispersions is determined by the time elapsed through the calibrated hole of the VZ-4 viscometer funnel. 20 ml of dispersions are each poured into tubes, stored and stored away from their condition. In dispersions with insufficient stability, the soot begins to coagulate and settle, resulting in some time afterwards a transparent layer of the aqueous phase forms in the upper part of the dispersion.

Замер ют толщину этого сло . Результаты испытани  дисперсий приведены в табл. 1 и 2.The thickness of this layer is measured. The results of testing the dispersions are shown in Table. 1 and 2.

Пример 2. Приготовление водной дисперсии сажи, провод т, ка,к в примере 1, ноExample 2. The preparation of a water dispersion of carbon black is carried out as in Example 1, but

вместо водного раствора продукта «Комета примен ют 0,25%--ный водно-шелочной раствор сополимера метакриловой кислоты и метакриламида при соотношении мономеров 1:1 и степенью полимеризации 5600 (продукт «Метас). Результаты испытани  дисперсии приведены в табл. 1 и 2.Instead of an aqueous solution of the Comet product, a 0.25% aqueous silk-screen solution of a copolymer of methacrylic acid and methacrylamide is used at a 1: 1 ratio of monomers and a degree of polymerization of 5600 (product Metas). The results of the dispersion tests are given in table. 1 and 2.

Таблица 1 сажи ПМ-100Table 1 Soot PM-100

Результаты оценки стабильности водных дисперсий сажи ПМ-100The results of the assessment of the stability of water dispersions of soot PM-100

Claims (1)

Формула изобретенияClaim Способ получения водной дисперсии са20 жи обработкой сажи при перемешивании в водном растворе сополимеров акриловых кислот с их производными при содержании сополимеров 0,2—ЛО% отвеса сажи, отличающийся тем, что, с целью повышения 25 стабильности дисперсии при хранении, используют сополимеры со степенью полимеризации 570—6600.A method of obtaining an aqueous dispersion of carbon black by treating carbon black while stirring in an aqueous solution of copolymers of acrylic acids with their derivatives with a content of copolymers of 0.2 - LO% of the soot plumb, characterized in that, in order to increase the dispersion stability during storage, copolymers with a degree of polymerization are used 570–6600.