×
10.07.2019
219.017.b1ce

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БУТАДИЕННИТРИЛЬНЫХ КАУЧУКОВ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области получения синтетических каучуков и может быть использовано в производстве резинотехнических изделий. В способе получения бутадиеннитрильных каучуков водно-эмульсионной сополимеризацией бутадиена и нитрила акриловой кислоты в присутствии эмульгатора - мыла фракций таллового масла, инициатора, регулятора молекулярной массы при подаче нитрила акриловой кислоты: 66-80 мас.% в начало процесса и по 10-17 мас. % при конверсиях мономеров 25-30 мас.% и 40-50 мас.% процесс ведут при содержании эмульгатора 2,5-2,7 мас.% и 5-25 мас.% первой порции нитрила акриловой кислоты в виде 2-7%-ного водного раствора предварительно смешивают с водной фазой при объемном соотношении указанного раствора нитрила акриловой кислоты и водной фазы 1:2-10 соответственно, а 75-95 мас.% первой порции подают в виде нитрила акриловой кислоты как такового. Решаемая техническая задача - способ позволяет повысить устойчивость латекса при снижении содержания эмульгатора, снизить содержание примеси эмульгатора в получаемом каучуке, а также улучшить физико-механические и морозостойкие характеристики резин на его основе. 10 табл.

Изобретение относится к области получения синтетических каучуков эмульсионной полимеризации, в частности бутадиеннитрильных каучуков, и может быть использовано в производстве резинотехнических изделий.

Известен способ получения маслостойких сополимеров бутадиена и нитрила акриловой кислоты водно-эмульсионной сополимеризацией при температуре 0-50oC под действием перекисей, азосоединений или окислительно-восстановительных смесей с содержанием нитрила акриловой кислоты в сополимере 10-32%, причем нитрил акриловой кислоты вводят порциями по ходу процесса (заявка Японии N 55-120614, МПК C 08 F 236/12, опубл. 17.09.80).

Недостатками известного способа являются низкие показатели физико-механических характеристик вулканизатов получаемого каучука, например, прочность при разрыве для сополимера с содержанием 24,8% звеньев нитрила акриловой кислоты составляет лишь 165 кгс/см2, а также низкая конверсия мономеров (60%).

Известен также способ получения бутадиеннитрильных каучуков, имеющих удовлетворительные масло- и морозостойкость, с содержанием нитрила акриловой кислоты в сополимере 17-23% водно-эмульсионной сополимеризацией бутадиена и нитрила акриловой кислоты при температуре 0-10oC в присутствии эмульгатора (мыл канифоли, жирных кислот, алкилбензосульфонатов и др.), регулятора молекулярной массы (алкилмеркаптанов, диалкилксандогендисульфидов) с добавлением 20-70% нитрила акриловой кислоты в ходе полимеризации (заявка Японии N 53-23390, МПК C 08 F 236/12, опубл. 3.03.78).

Недостатками описанного способа являются невысокие прочностные характеристики вулканизатов получаемого каучука (прочность при разрыве для сополимера с содержанием звеньев нитрила акриловой кислоты 20,4% составляет 214 кгс/см2 и относительное удлинение 455%), а также низкая конверсия мономеров (60%).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ получения бутадиеннитрильных каучуков водно-эмульсионной сополимеризацией бутадиена и нитрила акриловой кислоты в присутствии инициатора, регулятора молекулярной массы, эмульгатора при дробной подаче нитрила акриловой кислоты с последующим выделением каучука из латекса, по которому в качестве эмульгатора используют калиевые или натриевые мыла фракций таллового масла с содержанием смоляных и жирных кислот в соотношении от 1,0: 1,5 до 1,5:1,0 соответственно, в качестве инициатора для низкотемпературной полимеризации используют гидроперекись пинана в количестве 0,05-0,12 мас. ч. , для высокотемпературной полимеризации используют 4,4-азо-бис(4-циановалерьяновую кислоту) в количестве 0,04-0,15 мас.ч. на 100 мас.ч. мономеров соответственно, а нитрил акриловой кислоты подают следующим образом: 66-80 мас.% в начало процесса и по 10-17 мас.% при конверсиях мономеров 25-30 мас.% и 40-50 мас.%.

Недостатком известного способа является то, что устойчивость латекса достигается довольно высоким содержанием эмульгатора (3-5 мас.ч. на 100 мас.ч. мономеров), что, в свою очередь, ведет к повышенному содержанию примесей эмульгатора в получаемом каучуке, отрицательно влияющих на некоторые свойства резин на его основе.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение устойчивости латекса при снижении содержания эмульгатора, снижение содержания примеси эмульгатора в получаемом каучуке, а также улучшение физико-механических и морозостойких характеристик резин на его основе.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения бутадиеннитрильных каучуков водно-эмульсионной сополимеризацией бутадиена и нитрила акриловой кислоты в присутствии эмульгатора - мыла фракций таллового масла, инициатора, регулятора молекулярной массы при дробной подаче нитрила акриловой кислоты: 66-80 мас.% в начало процесса и по 10-17 мас.% при конверсиях мономеров 25-30 мас.% и 40-50 мас.% процесс ведут при содержании эмульгатора 2,5-2,7 мас. % и 5-25 мас.% первой порции нитрила акриловой кислоты в виде 2-7%-ного водного раствора предварительно смешивают с водной фазой при объемном соотношении указанного раствора нитрила акриловой кислоты и водной фазы 1:2-10 соответственно, а 75-95 мас.% первой порции подают в виде нитрила акриловой кислоты как такового.

Подача в начало процесса заявляемых количеств первой порции нитрила акриловой кислоты в виде 2-7%-ного водного раствора в смеси с водной фазой при соответствующем объемном их соотношении и в виде нитрила акриловой кислоты как такового обеспечивает большую скорость установления равновесия в полимеризационной системе, влияющую в дальнейшем на более высокую устойчивость получаемого латекса при снижении содержания эмульгатора в водной фазе до 2,5-2,7 мас. ч. на 100 мас.ч. мономеров и на получение каучука с большей степенью композиционной однородности, что обеспечивает более высокие физико-механические и морозостойкие показатели резин на основе получаемого каучука.

Сущность изобретения подтверждается следующими примерами.

Каучуки получают по рецептам, приведенным в табл. 9.

Пример 1. Сополимеризацию бутадиена и нитрила акриловой кислоты (НАК) проводят по рецепту N 4, приведенному в таблице 9.

Сополимеризацию проводят в автоклаве объемом 60 л с мешалкой и рубашкой при температуре 5-8oC.

В предварительно подготовленную водную фазу, состоящую из эмульгатора - калиевого мыла фракций таллового масла в количестве 2,5 мас.ч. на сумму мономеров, лейканола, ронгалита, железо-трилонового комплекса и воды, добавляют 7%-ный водный раствор НАК в количестве 25 мас.% от первой порции и перемешивают. Объемное соотношение указанного раствора НАК и водной фазы составляет 1:10.

В автоклав загружают полученную водную фазу, содержащую растворенный НАК, подают оставшиеся 75 мас.% первой порции в виде абсолютного НАК, подают регулятор - третичный додецилмеркаптан (ТДМ) - 70 мас.% от общего количества. Затем загружают рассчитанное количество бутадиена. При температуре 5-6oC дозируют гидроперекись пинана.

По ходу процесса НАК дозируют дробно тремя порциями (см. табл. 1).

По ходу процесса ТДМ дозируют таким образом, как показано в табл. 2.

При достижении конверсии мономеров 68-72 мас.% процесс сополимеризации обрывают подачей в автоклав 1%-ного раствора стоппера - диметилдитиокарбамата натрия (ДДК).

Механическая устойчивость полученного латекса по Марону после стопперирования составляет 2,5 мас.% коагулюма.

Удаление незаполимеризовавшихся мономеров из латекса проводят отгонкой с водяным паром под вакуумом.

Латекс после заправки суспензией антиоксиданта - агидола-2 коагулируют раствором хлористого натрия и серной кислоты при температуре 40-70oC, pH серума 5-7.

Каучук промывают водой 4-5 раз при температуре 40-60oC для отмывки примесей (хлористого натрия, серной кислоты и части эмульгатора), отжимают в отжимной машине до содержания остаточной влаги 5-15 мас.% и сушат при температуре 80-120oC.

Каучук анализируют на содержание связанного нитрила акриловой кислоты по методу Къельдаля и содержание эмульгатора по сумме органических кислот и мыл органических кислот по ГОСТ 19816.1-91. Физико-механические и морозостойкие свойства вулканизатов каучука определяют по ГОСТ 270-75.

Результаты всех испытаний приведены в табл. 10.

Пример 2. Сополимеризацию бутадиена и НАК проводят по рецепту 1, приведенному в табл. 9, как описано в примере 1.

Количество эмульгатора в водной фазе составляет 2,7 мас.ч. на сумму мономеров.

В предварительно подготовленную водную фазу добавляют 2%-ный водный раствор НАК в количестве 5 мас.% от первой порции НАК и перемешивают. Объемное соотношение водного раствора НАК и водной фазы составляет 1:2. 95 мас.% от первой порции НАК подают в автоклав в виде абсолютного НАК.

По ходу процесса НАК дозируют дробно тремя порциями (см. табл. 3).

Механическая устойчивость полученного латекса по Марону после стопперирования составляет 4,5 мас.% коагулюма.

Пример 3. Сополимеризацию бутадиена и НАК проводят по рецепту N 5, приведенному в табл. 9, как описано в примере 1.

Количество эмульгатора в водной фазе составляет 2,5 маc.ч. на сумму мономеров.

В предварительно подготовленную водную фазу добавляют 4%-ный водный раствор НАК в количестве 18 мас.% от первой порции и перемешивают. Объемное соотношение водного раствора НАК и водной фазы составляет 1:3.

По ходу процесса НАК дозируют дробно тремя порциями (см. табл. 4).

82 мас.% от первой порции НАК подают в автоклав в виде абсолютного НАК.

Механическая устойчивость полученного латекса по Марону после стопперирования составляет 1,5 мас.% коагулюма.

Пример 4. Сополимеризацию бутадиена и нитрила акриловой кислоты проводят по рецепту N 3, приведенному в табл. 9, как описано в примере 1.

Количество эмульгатора в водной фазе составляет 2,6 мас.ч. на сумму мономеров.

В предварительно подготовленную водную фазу добавляют 5%-ный водный раствор НАК в количестве 14 мас.% от общего количества первой порции НАК и перемешивают. Объемное соотношение водного раствора НАК и водной фазы составляет 1:2,5.

5%-ный водный раствор НАК представляет собой возвратную нитрильную воду, образующуюся при дегазации латекса и не сбрасываемую в сточные воды.

По ходу процесса НАК дозируют дробно тремя порциями (см. табл. 5).

86 мас.% от первой порции НАК подают в автоклав в виде абсолютного НАК.

Механическая устойчивость полученного латекса по Марону после стопперирования составляет 3 мас.% коагулюма.

Пример 5. Сополимеризацию бутадиена и НАК проводят по рецепту N 2, приведенному в табл. 9, как описано в примере 1.

Количество эмульгатора в водной фазе составляет 2,7 мас.ч. на сумму мономеров.

В предварительно подготовленную водную фазу добавляют 6%-ный водный раствор НАК в количестве 9 мас.% от общего количества первой порции НАК и перемешивают. Объемное соотношение водного раствора и водной фазы составляет 1:5.

По ходу процесса НАК дозируют дробно тремя порциями (см табл. 6).

91 мас.% от первой порции НАК подают в автоклав в виде НАК как такового.

Механическая устойчивость полученного латекса по Марону после стопперирования составляет 4 мас.% коагулюма.

Пример 6 (по прототипу). Сополимеризацию бутадиена и НАК проводят по рецепту N 4, приведенному в табл. 9.

В качестве эмульгатора применяют калиевое мыло фракций таллового масла, содержание которого в водной фазе составляет 4 маc.ч. на сумму мономеров.

В автоклав загружают водную фазу, состоящую из эмульгатора, лейканола, ронгалита, железо-трилонового комплекса и умягченной воды, затем подают всю первую порцию НАК в виде абсолютного НАК и регулятор ТДМ (70 мас.% от общего количества).

Затем загружают рассчитанное количество бутадиена. При температуре 5-6oC дозируют гидроперекись пинана.

По ходу процесса НАК в виде НАК как такового дозируют тремя порциями таким образом, как показано в табл. 7.

По ходу процесса ТДМ дозируют таким образом, как показано в табл. 8.

При достижении конверсии мономеров 68-70 мас.% процесс сополимеризации обрывают подачей в автоклав 1%-ного раствора стоппера - ДДК.

Механическая устойчивость полученного латекса по Марону составляет 2,7 мас.% коагулюма.

Удаление незаполимеризовавшихся мономеров из латекса проводят отгонкой с водяным паром под вакуумом.

Латекс после заправки суспензией антиоксиданта - агидола-2 коагулируют раствором хлористого натрия и серной кислоты при температуре 40-70oC, pH серума 5-7.

Каучук анализируют на содержание НАК по методу Къельдаля и содержание эмульгатора по сумме органических кислот и мыл органических кислот по ГОСТ 19816.1-91.

Физико-механические и морозостойкие свойства вулканизатов каучука определяют по ГОСТ 270-75.

Результаты приведены в табл. 10.

Пример 7 (по прототипу). Сополимеризацию бутадиена и НАК проводят по рецепту N 3, приведенному в табл. 9, как описано в примере 6.

Механическая устойчивость полученного латекса по Марону после стопперирования составляет 2,8 мас.% коагулюма.

Пример 8 (по прототипу). Сополимеризацию бутадиена и НАК проводят по рецепту N 5, приведенному в табл. 9, как описано в примере 6.

Механическая устойчивость полученного латекса по Марону после стопперирования составляет 1,7 мас.% коагулюма.

Пример 9 (по прототипу). Сополимеризацию бутадиена и НАК проводят по рецепту N 1, приведенному в табл. 9, как описано в примере 6.

Механическая устойчивость полученного латекса по Марону после стопперирования составляет 5,5 мас.% коагулюма.

Пример 10 (по прототипу). Сополимеризацию бутадиена и НАК проводят по рецепту N 2, приведенному в табл. 9, как описано в примере 6.

Механическая устойчивость полученного латекса по Марону после стопперирования составляет 4,1 мас.% коагулюма.

Как видно из данных, приведенных в примерах 1-10 и табл. 9 и 10, использование всей совокупности существенных признаков изобретения позволяет решить поставленную техническую задачу - получение бутадиеннитрильных каучуков с пониженным содержанием в них примеси эмульгатора, обладающих высоким комплексом физико-механических, технологических и морозостойких свойств с применением в рецепте полимеризации уменьшенного количества доступного, дешевого эмульгатора без потери необходимой устойчивости получаемого латекса, что обеспечивается большей скоростью установления равновесия в полимеризационной системе в результате предварительного смешения водной фазы с частью НАК в виде его водного раствора, либо возвратного водного раствора НАК, получаемого в результате дегазации латекса.

Способполучениябутадиеннитрильныхкаучуковводно-эмульсионнойсополимеризациейбутадиенаинитрилаакриловойкислотывприсутствииэмульгатора-мылафракцийталловогомасла,инициатора,регуляторамолекулярноймассыпридробнойподаченитрилаакриловойкислоты:66-80мас.%вначалопроцессаипо10-17мас.%приконверсияхмономеров25-30мас.%и40-50мас.%споследующимвыделениемкаучукаизлатекса,отличающийсятем,чтопроцессведутприсодержанииэмульгаторавводнойфазе2,5-2,7мас.ч.на100мас.ч.мономерови5-25мас.%первойпорциинитрилаакриловойкислотыввиде2-7%-ноговодногорастворапредварительносмешиваютсводнойфазойприобъемномсоотношенииуказанногорастворанитрилаакриловойкислотыиводнойфазы1:2-10соответственно,а75-95мас.%первойпорцииподаютввиденитрилаакриловойкислотыкактакового.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 20 items.
20.02.2019
№219.016.c4ba

Способ проверки качества функционирования рулевых приводов и автопилотов управляемых снарядов и стенд для его осуществления

Изобретение относится к испытаниям деталей машин. Стенд содержит генератор импульсных сигналов, пульт управления и контроля, регистрирующий блок, источники электро- и пневмопитания, основание для закрепления проверяемого блока воздушно-динамического рулевого привода (автопилота) с раскрытыми...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02182702
Дата охранного документа: 20.05.2002
29.03.2019
№219.016.f832

Способ получения эмульгатора диспропорционированием ненасыщенных кислот

Изобретение относится к диспропорционированию ненасыщенных кислот в канифоли, талловом масле или их смеси и может быть использовано в производстве синтетических каучуков эмульсионной полимеризации для получения эмульгаторов. Способ получения эмульгатора диспропорционированием нанесыщеных кислот...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002174994
Дата охранного документа: 20.10.2001
10.04.2019
№219.017.001b

Способ получения каталитического компонента, каталитический компонент, способ получения каталитического комплекса, каталитический комплекс, способ получения (со)полимеров бутадиена, (со)полимер бутадиена

Изобретение относится к технологии синтеза катализаторов для получения 1,4-цис-полибутадиена, 1,4-цис-сополимера бутадиена с изопреном и может быть использовано в промышленности синтетического каучука. Техническая задача - новый способ синтеза высокоактивного каталитического компонента -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002248845
Дата охранного документа: 27.03.2005
10.04.2019
№219.017.0024

Способ получения неодимкарбоксилатного компонента катализатора полимеризации диеновых углеводородов

Изобретение относится к технологии получения компонентов катализатора полимеризации диеновых углеводородов при получении синтетических каучуков и может быть использовано в нефтехимической промышленности. В предлагаемом способе получения неодимкарбоксилатного компонента катализатора...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002247128
Дата охранного документа: 27.02.2005
19.04.2019
№219.017.34cb

Способ определения усредненного значения квадратичных значений турбулентных пульсаций скорости в морской среде в условиях аддитивных вибрационных помех и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области исследования гидрофизических полей и может быть использовано при проведении экологических исследований, в океанологии и других областях техники. Технический результат - обеспечение возможности определения усредненного значения квадратичных значений турбулентных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02180758
Дата охранного документа: 20.03.2002
29.04.2019
№219.017.3ff8

Двухканальный воздушно-динамический блок рулевого привода управляемого снаряда

Изобретение относится к силовым системам управления летательных аппаратов и может быть использовано в рулевых приводах и автопилотах малогабаритных управляемых снарядов и ракет. Блок рулевого привода (БРП) содержит рули, объединенные осями, снабженными рычагами, и пневматические поршневые...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02224214
Дата охранного документа: 20.02.2004
29.04.2019
№219.017.4728

Способ проверки качества функционирования рулевых приводов и автопилотов управляемых снарядов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к испытаниям силовых систем летательных аппаратов, преимущественно малогабаритных управляемых снарядов. Предлагаемый способ основан на замере времени запаздывания рулевого привода или автопилота при подаче на входы их каналов управления сигналов прямоугольной формы. При...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02181681
Дата охранного документа: 27.04.2002
18.05.2019
№219.017.5424

Способ получения полимеров

Описывается способ получения полимеров анионной полимеризацией винилароматических мономеров или сопряженных диенов или сополимеризацией их между собой в углеводородном растворителе в присутствии литийорганического инициатора с последующей функционализацией концов полимерных цепей, в качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002260600
Дата охранного документа: 20.09.2005
18.05.2019
№219.017.543e

Способ получения азотсодержащего литий-органического инициатора и инициатор, полученный этим способом

Способ получения азотсодержащего литийорганического инициатора полимеризации сопряженных диенов и сополимеризации их с винилароматическими сомономерами взаимодействием в среде углеводородного растворителя литийалкила с органическим амином, при этом в качестве органического амина используют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002264414
Дата охранного документа: 20.11.2005
29.05.2019
№219.017.6a5f

Способ испытания на прочность автопилотного блока управляемого снаряда с головкой самонаведения и устройство для его осуществления

Изобретения относятся к управляемым артиллерийским снарядам, выстреливаемым из орудий. Способ испытания на прочность автопилотного блока управляемого снаряда с головкой самонаведения включает установку автопилотного блока в выключенном состоянии в технологическое приспособление, закрепление...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02173829
Дата охранного документа: 20.09.2001
+ добавить свой РИД