Použitie kondenzačných produktov ako aditív na zlepšenie dispergovateľnosti a zníženie prašnosti vo vode nerozpustných gumárenských prísad

Je ešte 3 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Opísané je použitie kondenzačných produktov etylénoxidu alebo propylénoxidu s kyselinou olejovou, kyselinou stearovou C6-C18 alkoholmi, nonylfenolom, oktadecylamínov ako aditív pri kompaktácii mokrých práškov prísad do polymérov alebo aditív pre prísady do polymérov vo forme práškov. Pri použití aditív podľa tohto vynálezu sa získavajú málo prášivé a v polyméroch dobre sa dispergujúce prášky alebo granuláty/pelety, ktorých dispergovateľnosť je lepšia v porovnaní s neupravenou formou danej prísady. Aditíva sú aplikovateľné na všetky typy vo vode nerozpustných prísad do polymérov. Zvlášť vhodné sú pre gumárenské chemikálie, ako napríklad vulkanizačné činidlá, urýchľovače vulkanizácie, aktivátory vulkanizácie, inhibítory na vulkanizáciu, antidegradanty, antireverzné činidlá, povrchovo aktívne činidlá, plnivá a pod.

Text

Pozerať všetko

Vynález sa týka použitia kondenzačných produktov etylénoxidu alebo propylénoxídu s kyselinou olejovou, kyselinou stearovou, Cg-Clg alkoholmi, nonyl fenolom, oktadecylamínom ako aditiv na zlepšenie dispergovateľnosti a zníženie prašnosti tvarovaných alebo práškových vo vode nerozpustných gumárenských prísad.Prísady do polymérov sú chemikálie, ktoré upravujú a modiñkujú finálne vlastnosti polymérov, prípadne uľahčujú a v niektorých prípadoch vôbec umožňujú spracovanie polymémych zmesí, umožňujú vulkanizáciu polymérov s nenasýteným reťazcorn, upravujú a chránia požadované vlastností výsledných polymérov/Vulkanizátov. Patria sem hlavne peptizačnć činidlá, spracovateľskć činidlá, Vulkanizačné činidlá, aktivátory a urýchľovače vulkanizácie, inhibítory navulkanizácie, antireverzné činidlá, antidegradanty (antioxidanty, antiozonanty, svetelné a tepelné stabílizátory), nadúvadlá, pigmenty, plnivá a pod. Tieto chemikálie sa dávkujú do polymérov spravidla v množstvách od 0,1 do 5,0 hmotnostných dielov na 100 dielov polyméru, v niektorých prípadoch v množstvách až viac ako 50 hmotu. dielov.Z hľadiska zlepšenia manipulačných vlastností a zvýšenia bezpečnosti a hygieny pri práci s prísadami do polymérov je dôležitá ich neprášivá úprava. Z dôvodu ich optimálneho účinku v polyrnéri je nemenej dôležitá ich dokonalá díspergovateľnosť v polymérnej matríci, zvlášť v kaučukových zmesiach. K požadovaným spracovateľským vlastnostiam prísad patrí napríklad i možnosť automatizovaného navažovania, ako aj možnosť ich automatizovaného transportu s rôznymi typmi dopravníkov.Neprášivá úprava sa dosiahne tvarovaním, zakomponovaním práškovej formy do tvarovo stálych aglomerátov rozličných tvarov. Tým tieto nadobudnú vlastností vhodnejšie pre balenie, skladovanie, transport, navažovanie a dávkovanie do polymérov. Obmedzí sa ich prašnosť, prípadný zápach a podobné neželateľné vlastnosti. Na tieto účely často stačí povrchová úprava prísad spojivom, napríklad minerálnyrni olejmi (Magg,Hans Kempermann, Theo Modern delivery forms of rubber Chemicals Kautschuk Gumrni Kunststoffe(1982), 35(l 2), .1039 - 46). Aplikujú sa pridávaním do suspenzií prísad pred sušením alebo mechanickým zmiešaním s práškovou prísadou, alebo nastrekovaním.Niektoré prísady dostávajú svoju spracovateľskú formu nanášaním taveniny produktu na studený povrch alebo do studeného média. Získavajú sa tak tzv. pastílkovć, šupinkové a iné spracovateľske formy (Magg,Hans Kempemiann, Theo Modern delivery forms of rubber Chemicals Kautschuk Gumrni Kunststoffe(1982, 35(l 2), 1039 - 46). Pri odlupovaní stuhnutej prísady z chladeného povrchu, pri následnom balení,transporte a spracovaní u užívateľa vzniká veľký prachový podiel, pritom stuhnutá tavenina prísady pri miešaní do polyrnéru môže mať obmedzenú dispergovateľnosť, zvlášť keď teplota miešania polymémej zmesi(zvlášť kaučukovej zmesi) je nižšia alebo sa rovná teplote topenia prísady.Najčastejšie používaný spôsob zväčšenia zmítosti prísad do polymérov, zvlášť gumárenských prísad, je ich granulácia alebo peletizácia. Mechanické vlastnosti granulátov, prípadne peliet možno priaznivo ovplyvniť prídavkom spojív pri granulácii, prípadne peletizácii.Neprášivé a pritom v polyméroch sa dobre dispergujúce granuláty/pelety sa dajú získať prípravou predzmesí prísad so zvýšeným obsahom prísady vo vhodnej polymérnej matrici (Die Rhein-Chemie Retorte Nr 50 Chemikalienganulate ñir die moderne Mischungfertigung. Rhein-Chemie Rheínau GmbH, 1974), alebo v materiáloch voskovitého charakteru (CS 277 450 B 6), ktoré sú následne tvarované vo vhodnom zariadení, napríklad extrudéri. Obsah spojiva v týchto kompozitoch dosahuje až 20 - 30 . Táto fmálna forma s vysokým obsahom inorodej látky len zriedka vyhovuje masovým užívateľom prísad do polymérov (napr. výrobcom pneumatík), ktorí požadujú granuláty/pelety prísad do polymérov v koncentrovanejšej forme (aditíva maximálne do 2 ). Ako spojiva pri príprave takýchto granulátov/peliet sa používajú rôzne nízko- a vysokomolekulárne látky ako napríklad vodné emulzie polyvinylacetátov, vodné roztoky polyviuylalkoholov a pod. (GB 856 312 US 3018261). Granulácia alebo peletízácia uskutočnená týmto spôsobom síce znižuje prašnosť prísad do polymérov, ale na druhej strane často zhoršuje ich dispergovateľnosť v polyméroch. Použitie nedostatočne dispergovateľnej prísady môže mať za následok jej nehomogénne rozmiešame v polyméri,zníženie jej účinnosti, v niektorých prípadoch aj znehodnotenie hotového výrobku. Z tohto dôvodu sa okrem spomínaných spojív do granulovanej/peletizovanej prísady pridávajú ešte plastiñkačné aditíva, aditíva na zníženie povrchového napätia a pod.GJS 4434070 US 4367097 EPOl 693 82 A 2).Teraz sa zistilo, že použitie kondenzačných produktov mastných kyselín, alkoholov, fenolov, alkylfenolov a arnínov s etylénoxidom a/alebo propylénoxidom ako jedinej alebo podstatnej zložky aditíva práškovej alebo tvarovanej prísady umožňuje získavať v polyméroch dobre sa dispergujúce granuláty/pelety so zníženou prašnosťou alebo dobre sa dispergujúce málo prášivé prášky, obe s nízkym obsahom aditív. Použitie kondenzačných produktov mastných kyselín, alkoholov, fenolov, alkylfenolov a amínov s etylénoxidoma/alebo propylénoxidom pri tvarovani extrúziou umožňuje vyrábať na jednej strane granuláty/pelety s pevnosťou vyhovujúcou pre ich manipuláciu a transport a na druhej strane s dobrou dispergovateľnosťou v polyrnéroch pri ich aplikácii.Podstatou tohto vynálezu je použitie kondenzačných produktov etylénoxidu alebo propylénoxidu s kyselinou olejovou, kyselinou stearovou, Cő-Clg alkoholmí, nonyl fenolom, oktadecylaminom, ako aditív na zlepšenie dispergovateľnosti a zníženie prašnosti tvarovaných alebo práškových vo vode nerozpustuých gumárenských prísad do polyrnérov.Aditíva podľa tohto vynálezu obsahujú 2 až 20 oxyetylénových skupín. Pridávajú sa pred kompaktáciou prísad do polyrnérov v množstve 0,0 l až 15 hmotnostných dielov, výhodne 0,1 až 2 hmotnostných dielov na 100 hmotnostných dielov danej ñnalizovanej prísady do polymérov. V uvedenom rozsahu sa pridávajú aj pri výrobe práškových ñnálnych foriem prísad do polyrnérov, ktoré sa vyznačujú zníženou prašnosťou. Aditíva podľa tohto vynálezu môžu byť pridávané k prísade, ktorá bude tvarovaná (kompaktovaná) alebo vyrábaná v práškovej forme v ľubovoľnom vhodnom technologickom stupni výrobného procesu. To znamená, že aditíva podľa tohto vynálezu môžu byť pridané už k vybranej východiskovej surovine pre prípravu danej prísady, v priebehu reakcií na jej prípravu, prípadne do roztoku danej prísady pred jej vyzrážaním, alebo do suspenzie danej prísady pred ñltráciou, alebo do mokrého ñltračného koláča prísady po ñltrácii, alebo sa dajú primiešať k suchému prášku s potrebným množstvom vody.Pasty prísad do polymérov s aditívarrii sa dajú sušiť v bežných typoch sušiarni, ako je kabinová, rozprašovacia, fluidná, prúdová, pásová sušiareň, pričom výsledným produktom je práškovà finálna forma, alebo sa pasty s aditívami podľa tohto vynálezu tvarujú a granuJáty/pelety sa následne sušia v bežných typoch sušiarm.Aditíva podľa tohto vynálezu môžu byť aplikované na všetky typy vo vode nerozpustných gumárenských prísad do polyrnérov. Zvlášť vhodné sú gumárenské chemikálie, ako napňklad Vulkanizačné činidlá, peptizačné činidlá, urýchľovače vulkanizácie, aktivátory vulkanizácie, inhibitory navulkanizácie, antidegradanty,antireverzné činidlá, povrchovo aktívne činidlá, plnivá a pod. Konkrétnym príkladom sú urýchľovače Vulkanizácie zo skupiny benztiazolov, ktorých príkladom je Z-merkaptobenztiazol, 2,2 dibenzotiazolyldisulfid,urýchľovače zo skupiny sulfénarnidov, ktorých príkladom je N-cyk 1 ohexyl-Z-benztiazolsulfénarnid, N-terc.butyl-Z-benztiazolsulfénamid, N-oxidietylén-Z-benztiazolsulfénarrtid, N,N-dicyk 1 ohexyl-2-benztiazolsu 1 fénarnid, urýchľovače zo skupiny sulfénimidov, ktorých príkladom je N-cyklohexyl-bis(2-benztiazolsulfén)imid,N-terc.butyl-bis(2-benztiazolsulfén)imid, urýchľovače zo skupiny ditiokarbamátov, ktorých príkladom je dimetyltiokarbaman zinočnatý, etylfenyl tiokarbaman zinočnatý, urýchľovače zo skupiny tiuramov, ktorých príkladom je telramctyltiurámdisulñd, tetraetyltiurámdisulfid, tetrabenzyltiurámdisulñd, tetra(terc)butylIiurámdisulñd, urýchľovače zo skupiny guanidínov, ktorých príkladom je difenylguanidin, diortotolylguanidín,urýchľovače zo skupiny xantogenátov, ktorých príkladom je etylxantogenát zinočnatý, urýchľovače zo skupiny tiofosfatov, ktorých príkladom je dibutylditiofosfát zínočnatý. Konkrétnym príkladom antireverzných činidiel sú deriváty maleinimidu, ako 2,2-ditio bis-fenylmaleinimid, 4,4-bis (p-maleinimidofenyl) metán,m-fenylén bis- maleinimid. Konkrétnyrn príkladom peptizačných činidiel je 2,2 Zdibenzamido difenyl disulñd. Konlcrétnym príkladom inhibítora na vulkanizáciu je N-cylclohexyltioñálimid. Konkrétnym príkladom aktivátora vulkanizácíe je oxid zinočnatý.Aditíva sa pridávajú koncentrované do pasty prísady (filtračného koláča alebo suspenzie) za miešania alebo sa pridávajú vo forme vodnej emulzie.Aditíva podľa tohto vynàlezu zlepšujú účinnosť filtrácie suspenzií prísad do polymérov. Umožňujú získanie filtračného koláča s nižším obsahom vlhkosti a tým znižujú energetickú náročnosť nasledujúceho sušema.Pri použití aditív podľa tohto vynálezu sa získavajú málo prášivé a v polyméroch dobre sa dispergujúce prášky alebo granuláty/pelety, ktorých dispergovateľnosť je lepšia alebo porovnateľná s neupravenou formou danej prísady.Aditíva slúžia aj ako mazivá pri tvarovani (napr. pri pretláčaní cez matricu) mokrých práškových prísad,zlepšujú plasticitu vlhkej pasty a tak uľahčujú tvarovanie do požadovaného tvaru. Vlastnosti pasty modifikovanej aditívami podľa tohto vynálezu znižujú energetickú náročnosť tvarovacej (napr. pretláčacej) operácie a zvyšujú výkon tvarovacieho zariadenia. Najdôležitejšie však je, že aditíva podľa tohto vynálezu zabraňujú pri tvarovani práškových prísad vzniku nedispergovateľných aglomerátov. Úrovňou dávkovania aditív podľa tohto vynálezu sa môže riadiť výsledná pevnosť aglomerátov. Pevnosť peliet/granúl je dôležitá pri transporte,manipulácii a pri dispergácii v polyméroch. Ak pelety/granuly sú príliš mäkké, pri podmienkach Iransporru a manipuláeii sa rozpadajú, pričom vzniká veľa prachového podielu. Odberateľ stráca výhody tvarovanej ñnálnej formy prísady oproti práškovej finálnej forme. Ak sú pelety/granuly príliš tvrdé, spôsobujú problémy privmiešavaní do polymérov. Nedostatočná homogenita po zapracovaní spôsobuje znížené mechanické vlastnosti vulkanizátov, alebo je nutný dlhší čas miešania, alebo sú aj zaznamenané odchýlky od optimálneho technologického režimu.Na dosiahnutie očakávaných pozitívnych efektov pri aplikácii aditív podľa tohto vynálezu zohráva veľmi dôležitú úlohu vlhkosť pasty určenej na tvarovanie. Voda predstavuje prostredie, v ktorom sa uskutočňuje rozptýlenie aditíva a jeho kontakt s povrchom častíc prísad v nej suspendovaných, v rámci tohto systému aditíva súčasne pôsobia aj ako mazivo medzi časticami pasty, čo sa prejavuje zvýšením plasticity pri jej fonnovani (tvarovaní). Vodné prostredie vytvára možnosť dosiahnutia rovnomemej koncentrácie aditív v paste pred formovaním. Voda tiež spĺňa spoj ovaciu funkciu medzi čiastočkarni prísady a prispieva k súdržnosti cez kapiláme sily v mokrom formovanom produkte vd aka vysokému povrchovému napätiu.Použitie aditív podľa tohto vynálezu pri tvarovaní mokrých práškov prísad do polymérov zaručuje prípravu neprášivých a dobre sa dispergujúcich peletiek/granulátov prísad do polymérov, pričom sa však nevylučuje súčasná prítomnosť ďalších spracovateľských aditív pri kompaktácíi (plastifikačných činidiel vosky, stearáty, minerálne oleje, glycerín, propylén etylén glykol, polyetylén glykol, dioktyl ftalát, dibutylftalát a pod). Aditíva však musia tvoriť hlavnú (podstatnú) časť komplexného aditíva.V nasledujúcej časti sú uvedené príklady prípravy peliet a práškovýeh foriem rôznych prísad do polymérov s použitím aditív podľa vynálezu, aplikačné hodnotenia spracovateľských vlastností pripravených kompaktátov a práškov, a ich účinkov v polyméroch.Pevnosť peliet/granúl sa určovala meraním sily potrebnej na dezintegráciu vodorovne položeného valcovitého telieska. Potrebná sila sa prepočítala na prierez valcovítého telieska (kolmo na smer pôsobenia sily).Prašnosť sa merala nasypaním 200 g prísady do uzavretej komory z výšky 30 cm. Po 10 min. po nasypaní sa zvážil usadnutý prach spolu s predváženým filtračným papierom umiestneným V časti komory oddelenej nízkou priehradkou od násypnej časti.Dispergovateľnosť sa stanovila domiešaním 30 g prísady do 100 g farebnej kaučukovej zmesi nízkej viskozity (45 ML 100 °C (l 4 na báze prírodného polyizoprěnu a syntetického butadién - styrénového kaučuku na laboratómom dvojvalci pri teplote 70 °C. Po zamiešaní sa zhodnotila dispergovateľnosť sčítaním voľným okom viditeľných nerozmiešaných častíc na 40 cm reznej ploche kaučukovej zmesi. Podľa počtu ne~ rozmiešaných častíc sa dispergovateľnosť hodnotí V 4 stupňovej stupnici od výbomej(l) po nevyhovujúcu(4).Oteruvzdomosť peliet sa testovala umiestnením 150 g granulátu zbaveného prachového podielu preosiatím na site 0,8 mm do nádoby z plastu, a po spustení nádoby 100 x z výšky 1 m na zem sa stanovilo rrmožstvo úlomkov menších 0,8 mm. Oteruvzdornosť je udávaná v percentách produktu neprepadajúceho cez sito 0,8 mm.Príklady uskutočnenia vynálezu Uvedené príklady ílustrujú, ale neobmedzujú predmet vynálezu.Príklad l Použitím ñltračného koláča N-cyklohexyl-Z-benztiazolsulfénamidu (ík- CBS) sa pripravili nasledujúce kompozície (tabuľka č. l)Tabuľka č. 1 Kompozície CBS fk- CBS 18,5 HO 122 hmotn. diel 120 OK-6 2 OK-6 kondenzačný produkt kyseliny olej ovej a etylénoxidu (6 etoxylových skupín)Aditíva boli domiešané do ñltračného koláča CBS danej vlhkosti intenzívnym rniešaním. Časť zmesí CBS- 0 a l bola pretlačená cez 20 mm hrubú matrícu s priemerom dierok 2 mm (získané vzorky označené CBS- 0 gr a CBS -l gr). Nastavením ulamovacieho noža boli pretlačenć peletky ulamovanć na dĺžku 4 mm a následne boli V kabínkovej sušiarni vysušené pri teplote 80 °C na obsah vlhkosti v produkte pod 0,5 . Výkon potrebný na pretlačenie cez matricu pri príprave CBS-lgr bol o 20 nižší ako pri príprave CBS-O gr. Časť kompozícii CBS 0 a l sa vysušila v práškovej forme (označené CBS- 0 pr a CBS- 1 pr) za rovnakých podmienok ako peletky.V tabuľke č. 2 sú uvedené vlastnosti získaných vzoriek CBS v práškovej aj peletizovanej forme.Výsledky uvedené v tabuľke č. 2 vypovedajú o tom, že použitím kondenzačných produktov olejovej kyseliny s etylénoxidom podľa tohto vynálezu sa získava 5 práškový CBS so zníženou prášivosťou a pri peletizácii CBS s použitím kondenzačného produktu olejovej kyseliny s etylénoxidom podľa tohto vynálezu sa získavajú peletky, ktoré sú málo prášive a v kaučukovej zmesi sa rozdispergujú na úrovni práškového produktu.10 Do 300 g vodnej suspenzie N-cyklohexyl-2-benztiazolsulfénamidu (CBS) obsahujúcej 33 CBS sa pridali 2 g kondenzačného produktu kyseliny olej ovej s etylénoxidom (6 etylénoxidových skupín). Účinnosť filtrácie tejto suspenzie (CBS-2) sa testovala na vodnej výveve cez ñltračný papier a porovnávala sa k suspenzii CBS bez prídavku kondenzačných produktov (CBS-O). Výsledky sú uvedené v tabuľke č. 3.15 Tabuľka č. 3 Účinnosť filtrácie CBS v prítomnosti kondenzačných produktov olejovej kyseliny s etylénoxi dom CBS -0 CBS -2Obsah CBS vo filtracnom koláči 72 92 o ñltracuPrítomnosť kondenzačných produktov zefektívňuje účinnosť filtrácie suspenzie CBS.20 Príklad 3 Použitím ñltračného koláča difenylguanidínu (fk- DPG) sme pripravili nasledujúce kompozície (tabuľka č. 4)25 OK-ó kondenzačný produkt kyseliny olej ovej a etylénoxidu (6 etoxylových skupín)Aditíva boli domiešané do Íiltračnćho koláča danej vlhkosti za intenzívneho miešania. Časť zmesí DPG O až 2 bola pretlačená cez 20 mm hrubú matricu s priemerom dierok 2 mm (získané vzorky označené DPG- 0 gr až DPG- 2 gr). Nastavením ulamovacieho noža boli pretlačené peletky ulamované na dĺžku 4 mm a ná 30 sledne boli v kabínkovej sušiarni vysušené pri teplote 80 °C na obsah vlhkosti v produkte pod 0,5 . Časť kompozícii DPG O až 2 sme vysušili v práškovej fonne (označené DPG- Opr až DPG -2 pr) za rovnakých podmienok ako peletky. V tabuľke č. 5 sú uvedené vlastnosti získaných vzoriek DPG V práškovej aj peletizovanej forme.Výsledky uvedene v tabuľke č. 5 ukazujú, že použitím kondenzačných produktov olejovej kyseliny s etylénoxidom podľa tohto vynálezu sa získava málo prášivý práškový DPG s výbornou dispergovateľnosťou a pri peletizácii difenylguanidínu s použitím 40 kondenzačných produktov olejovej kyseliny s etylénoxidom podľa tohto vynálezu sa získavajú peletky, ktoré sú málo prášivé a v kaučukovej zmesi sa ľahko a dobre dispergujú. Dôvod na zlepšenie dispergovateľnosti DPG (uvedené v tab. č. 5) v práškovej aj peletizovanej forme v prítomnosti kondenzačných produktov olejovej kyseliny s etylénoxidom podľa tohto vynálezu dokumentuje

MPK / Značky

MPK: C08K 5/00

Značky: produktov, dispergovateľnosti, prašnosti, kondenzačných, použitie, zníženie, aditiv, přísad, gumárenských, nerozpustných, zlepšenie

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/11-287007-pouzitie-kondenzacnych-produktov-ako-aditiv-na-zlepsenie-dispergovatelnosti-a-znizenie-prasnosti-vo-vode-nerozpustnych-gumarenskych-prisad.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Použitie kondenzačných produktov ako aditív na zlepšenie dispergovateľnosti a zníženie prašnosti vo vode nerozpustných gumárenských prísad</a>

Podobne patenty