способ выделения бутадиен-( -метил)-стирольного каучука

Формула изобретения

Способ выделения бутадиен-(a-метил)-стирольного каучука путем коагуляции каучукового латекса в кислой среде в присутствии добавки с рециклом серума, отличающийся тем, что в качестве добавки используют поли-N,N-диметил-N,N-диаллиламмонийхлорид, при этом коагуляцию осуществляют в две или три стадии, при осуществлении коагуляции в две стадии на первой смешивают латекс с подкисленным серумом, содержащим добавку при pH общей смеси 5 6, на второй полученную смесь смешивают с водным раствором кислоты при pH 3,5 4,5, при трехстадийной коагуляции с водным раствором поли-N,N-диметил-N,N-диаллиламмонийхлорида при количестве поли -N,N-диметил-N,N-диаллиламмонийхлорида 0,1 1,5 кг/т каучука, при этом независимо от количества стадий минимальное общее количество вводимого поли-N,N-диметил-N,N-диаллиламмонийхлорида 1,5 кг/т каучука.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству бутадиен-( -метил)-стирольного каучука, патент № 2067592" SRC="/images/patents/405/2067001/945.gif" ALIGN="ABSMIDDLE">-метил)- стирольного каучука, получаемого эмульсионной сополимеризацией бутадиена со стиролом или a-метилстиролом, в частности к способам выделения каучука из латексов и может быть использовано в нефтехимической промышленности.

Известен способ выделения бутадиен-(a-метил)-стирольных каучуков из латексов коагуляцией их полимерной смесью на основе полиалкилполиамина и натриевой соли сополимера малеиновой кислоты и бутилметакрилата (А.С. 556604, С 08 С 2/06, 1975 г.). (1).

Недостатками данного способа являются использование при выделении каучука из латексов сильнокислой среды (рН 1), что вызывает интенсивную коррозию технологического оборудования, большой расход серной кислоты, а также разрушение некоторых феноламинных антиоксидантов каучука.

Известен способ выделения бутадиен-(a-метил)-стирольных каучуков из латексов с использованием в качестве коагулирующих агентов белков и продуктов белкового происхождения (А.С. 1131883, опубл. Б.И. 48, 1984 г.). (2).

Основными недостатками коагулянтов белкового происхождения являются: коагулирующая активность только в высококислых средах (рН 2,0-3,5). При более высоких значениях рН (4,0 и выше) белковые коагулянты или работают очень плохо (не достигается полной коагуляции), или требуются очень большие расходные нормы коагулирующего агента. Кроме того водный раствор белкового коагулянта имеет ограниченный срок годности, что особенно отмечается в летний период года и при повышенных температурах. Это характеризуется появлением резкого, неприятного запаха, что значительно затрудняет использование коагулянтов данного типа в технологическом процессе.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ выделения бутадиен-(a-метил)-стирольных каучуков из латексов, заключающийся в коагуляции латекса в присутствии электролитных добавок в кислой среде, включающий также рецикл серума и выделение полученной крошки каучука (П.А. Кирпичников, Л.А. Аверко-Антонович, Ю.О. Аверко-Антонович. Химия и технология синтетического каучука. Л. Химия, 1987. С. 325-385) (3).

Основными недостатками данного способа коагуляции являются большой расход коагулирующей добавки хлорида натрия (200-250 кг/т каучука), значительное загрязнение промышленных сточных вод хлоридом натрия, что требует применения дополнительных методов очистки сточных вод, а это значительно усложняет технологический процесс. Кроме того, использование в качестве коагулирующего агента хлорида натрия требует применения низких значений рН (3-4) и, самое главное, точное его выдерживание.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение является стабилизация процесса коагуляции, упрощение технологии и снижение расхода коагулирующих агентов.

Для решения данной задачи способ выделения бутадиен-(a-метил)-стирольного каучука осуществляют путем коагуляции латекса в кислой среде в присутствии добавки с рециклом серума, в качестве добавки используют поли-N, N-диметилN, N-диаллиламмонийхлорид, при этом коагуляцию осуществляют в две или три стадии, при осуществлении коагуляции в две стадии на первой смешивают латекс с подкисленным серумом, содержащим добавку при рН общей смеси 5-6, на второй полученную смесь смешивают с водным раствором кислоты при рН 3,5-4,5, при трехстадийной коагуляции перед вышеописанными двумя стадиями исходный латекс смешивают с водным раствором поли-N,N- диаллиламмонийхлоридом при количестве поли-N,N-диметилN,N-диаллиламмонийхлорида 0,1-1,5 кг/т каучука, при этом независимо от количества стадий минимальное общее количество вводимого поли-N,N-диметил-N,N-диаллиламмонийхлорида в расчете на сухое вещество 1,5 кг/т каучука.

Способ выделения по изобретению позволяет стабилизировать процесс коагуляции, так как дополнительным введением коагулирующего агента в серум можно более точно вести процесс коагуляции и оперативно воздействовать на этот процесс. Кроме того, данное техническое решение позволяет уменьшить количество сточных вод и снизить расход коагулирующих агентов. Это достигается за счет того, что раствор поли-N,N-диметилN,N-диаллиламмонийхлорида готовят в подкисленном серуме серной кислотой, образовавшимся после выделения каучуков из латексов. Важным является и тот факт, что предлагаемый процесс выделения бутадиен-(a-метил)-стирольных каучуков из латексов может быть использован и в сочетании с другими коагулирующими агентами.

П р и м е р ы. Коагулирующий агент готовили следующим образом. Водный раствор поли-N,N-диметил-N,N-диаллиламмонийхлорида концентрацией 1-40% смешивали с подкисленным 4,0% серной кислотой серумом и имеющим рН 2,5-3,0. Смешение может быть проведено любым общепринятым способом в смесителях, в аппаратах с мешалками и др. Температурный режим смешения составляет 20-60aC и определяется в основном температурой исходного серума. Для коагуляции готовили серумные растворы содержащие от 0,1 до 10,0% поли-N,N-диметил-N, N-диаллиламмонийхлорида (ПДМДААХ).

Технологически процесс выделения бутадиен-(^o-метил)- cтирольных каучуков из латексов осуществляют следующим образом (см.чертеж).

При проведении трехстадийной коагуляции бутадиен-(a-метил)-стирольных латексов, на первой стадии латексы подаются в смеситель 1, где смешиваются с водным раствором коагулирующей добавки ПДМДААХ, вводимой в количестве 2,0 кг/т каучука. Такой расход коагулирующей добавки необходим в начальный, пусковой момент, выделения каучуков из латексов. После чего расход коагулирующей добавки в смеситель 1 снижается до 0,1-1,5 кг/т каучука или вообще прекращается. На второй стадии полученная смесь из смесителя 1 направляется в аппарат 2, где смешивается с подкисленным серной кислотой серумом, содержащим в качестве коагулирующей добавки ПДМДААХ, вводимой в количестве 0,3-1,7 кг/т каучука. Наилучшие результаты были получены при использовании 0,1-1,0% концентрациях ПДМДААХ в серуме. рН в аппарате 2 выдерживали 5-6. На третьей стадии из аппарата 2 полученная смесь подается в аппарат 4, где смешивается с 4,0% водным раствором серной кислоты. рН в данном аппарате выдерживается 4,0 a 0,5. Из аппарата 4 полученная крошка каучука по линии 5 направляется на удаление влаги и воды.

При проведении двухстадийной коагуляции на первой стадии латекса смешивается с подкисленным серной кислотой серумом, содержащим в качестве коагулирующей добавки ПДМДААХ, вводимой в количестве не менее 1,5 кг/т каучука. На второй стадии осуществляется смешение полученной смеси с 4,0% водным раствором серной кислоты.

Расход серной кислоты составляет 12-15 кг/т каучука, соотношение латекс: серум 1 (2 4), температура коагуляции 55-60 -метил)-стирольного каучука, патент № 2067592" SRC="/images/patents/405/2067001/177.gif" ALIGN="ABSMIDDLE">C.

Влияние дозировки коагулирующих агентов в серум на полноту коагуляции и свойства получаемых каучуков приведены в таблицах 1-3.

Из приведенных в таблице 1 данных видно, что наилучшие результаты достигаются при дополнительной дозировке ПДМДААХ в серум в количестве от 0,3 до 1,7 кг/т каучука. Использование для коагуляции серума без дополнительного введения ПДМДААХ не обеспечивает полную коагуляцию латекса.

Полная коагуляция достигается и при выделении маслонаполненных бутадиен-(^o-метил)-стирольных каучуков марок СКС-30 АРКМ-15, СКМС-30, АРКМ-15. При выделении данных маслонаполненных каучуков ввод коагулирующего агента осуществляется в три стадии: на первой стадии 1,5 кг/т каучука ПДМДААХ вводится в масло ПН-6 перед подачей его на смешение с латексом, на второй 0,3 кг/т каучука ПДМДААХ вводится в серум, подкисленный 4,0% водным раствором серной кислоты, а на третьей стадии полученную смесь направляют на смешение с водным раствором серной кислоты. Расход серной кислоты 12 кг/т каучука, соотношение латекс: серум 1 (2 4), температура коагуляции 55-60^oC.

Из приведенных в таблицах 1-3 данных видно, что использование дробного введения коагулирующей добавки в процесс выделения каучуков из латексов позволяет снизить расход ПДМДААХ на коагуляцию, оказывать оперативное влияние на процесс коагуляции (регулировать размер получаемой крошки каучука, значительно снизить, а в ряде случаев и полностью устранить проскок нескоагулированного латекса в сбрасываемые химзагрязненные сточные воды и др.). В налаженном режиме выделения каучуков из латексов подача коагулирующего агента ПДМДААХ может осуществляться только в серум.