Состав сажевой пасты

Состав сажевой пасты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик оо992556 (63) Дополнительное н авт. свид-ву(22) Заявлено 223,2.80 (23) 3216150/23-05

РЦ М,Км з

С 09 0 17/00 сприсоединениемзеяаки М—

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

)$3) УДК678.046. . 2 (088. 8) Опубликовано 300 1.83. Бюллетень М 4

Дата опубликования описания 300133 (72) Авторы изобретения

М.М. Медников, В.Н. Строев, Г.П. Касаткин В.Ц. Бабюк, Ю.N. Гольдштейн, М.N. Макаров, Ю.В. Малыгин, Р.С. Жорницкая и М.С. Хайкин (Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт углеродистых пигментов и наполнителей и Центральный научно-исследовательский институт -б леаги (7() Эаявители (54) СОСТАВ CAXEBOA ПАСТЫ

Изобретение относится к составам сажевых паст, которые, предназначаются для использования при производстве лаков и красок, наполненных пластических масс, резины, а также в

Гполиграфин, текстильной, целлюлознобумажной, кожевенной и легкой отраслях промьааленности.

Важнейшими техническими задачами в технологии изготовления сажевых паст являются повышение концентрации сажи и снижение вязкости пасты, что повышает позможности их использова ния.

Известен состав сажевой пасты

< (1 ), содержащей, мас.ч. t сажа 100, вазелиновое масло 250-500.

Однако данны состав имеет высокую вязкость (10 -10 сП при 25 С), .что объясняется склонностью мелких частиц сажи к накоплению статических электрических зарядов, способструющих агрегированию частиц в неполярной среде с потерей текучести пасты.

Эта склонность тем выше, чем вы-; ше вязкость дисперсионной среды.

Высокая вязкость системы сажамасло не позволяет получать достаточно концентрированные сажевые пас* ты выше, 20 мас.%» Это затрудняет практическое использование сажевой пасты.

Известно, что при изготовлении композиций, включающих лиофильные связующие и .сажу, используют грану.лированный технический углерод 2)..

Однако недостатками его использования являются плохая диспергируемость технического углерода в полимерах и органических растворителях, а также неудовлетворительные санитарно-гигиенические условия труда.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является состав сажевой пасты 53), включающий сажу, дисперсионную среду — ксилол и дйспергатор (карбодинмндную смолу).

В пересчете на массовые части известный состав содержит: пигмент 100, дисперсионная среда 100-3000, диспергатор 200-3000.

В случае применения в качестве дисперсионной среды сухого ксилола карбодиимидная смола является удовлетворительным диспергатором сажевой пасты. Однако в случае наличия остаточной влаги (свыше 0,3%) в ксилоле

992556

60 Пример 5. Аналогично примеру 1 готовят состав пасты,мас,ч, сажа термическая марки ТГ-10 100, Н, масло индустриальное Р 20 200, N-цетилпиридиниййодид 5, Получают саже 65 aye пасту с вязкостью 6,5 10 сП, 5 наблюдается резкое повышение вязкости сажевой пасты.

В случае использования в сажевой пасте более вязких жидкий углеводородов, чем ксилол, например минеральных масел, недостаточная диспергирующая способность карбодиимидной смолы проявляется уже в случае наличия в них следов влаги.

Практически не удается при применении технических минеральных масел снизить вязкость пасты с содержанием сажи 25-40 мас.Ъ ниже 10 сП при

Ь комнатной температуре.

Другим недостатком известного состава является его пожароопасность вследствие неустойчивости карбодиимидной смолы и склонности паров ксилола к самовоспламенению при повышенной температуре.

Следует отметить также высокую токсичность карбодиимидной смолы.

Эти недостатки ограничивают воэможности использования известного состава производствами, специально оборудованными для работ с ъзксичными и пожароопасными веществами.

Цель изобретения - снижение вязкости и повышение огнестойкости состава.

Поставленная цель достигается тем, что состав сажевой пасты,включающий сажу, дисперсионную среду и диспергатор, в качестве диспергатора содержит N-öåòèëòðèìåòèëàììîíèéгалогенид или М-цетилпиридинийгалогенид при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Сажа 100

Дисперсионная среда 150-300

N-цетилтриметиламмонийгалогенид или N-цетилпиридинийгалогенид 0,1-10

B качестве дисперсионной среды он содержит минеральное масло.

Анионом укаэанных N-эамещенных четвертичных солей является хлор бром или йод.

Состав сажевой пасты в качестве дисперсионной среды предпочтительно содержит минеральное масло, например индустриальные масла Р 20, 30 или 50, веретенное масло, вазелиновое и трансформаторное масла.

Но состав может содержать масло растительного или животного проис-. хождения, например льняное или касторовое, а также жидкий углеводород, например ксилол.

В качестве саж могут быть использованы печные, газовые канальные, термические и окисленные сажи или их смеси с поверхностью 10-1000 м /г например марок ТГ-10, ПМ-15Н, ПГИ-33

ПМ-75Н, ПМ-100, ДГ-101, ПМ-101Н, ПМО-110Н и другие известные сажи.

Пример 1. В реактор емкостью 3 л, снабженный рубашкой и мешалкой, имеющей скорость вращения

1000 об/мин, загружают 750 г индустриального масла Р 30 и 50 r N-ger a5 триметиламмонийбромида. Нагревают смесь до 80ОС и перемешивают 15 мин до растворения четвертичной соли, затем вводят 500 r печной сажи

ПГМ-ЗОН. Полученную смесь диспергируют при скорости вращения мешалки

1000 об/мин при 100 С в течение 2 ч до получения пасты со степенью диспергирования 30 мкм. После охлаждения до комнатной температуры перети)5 рают на краскотерке до степени дисперсности 7 мкм (по клину).

Получают сажевую пасту состава, мас,ч,: сажи 100, индустриальное масло Р 20 150, N-цетилтриметиламмонийбромид 10.

Паста имеет вязкость при 25 С

0,8 10 сП (по вискоэиметру Гепплера) .

Вязкость известной сажевой пасты состава, мас,ч.: сажа марки ПГМ-.ЗОН

100, индустриальное масло Р 20 150, карбодиимидная смола на основе гексаметилендиамина и фталевого ангидрида 10, приготовленной аналогично, равна 0,6.10 сП (по Гепплеру 1).

Пример 2. Аналогично примеру 1 готовят состав пасты, мас,ч.: сажа марки ПМ-101Н 100, масло вазелиновое 200, N-цетилтриметиламмонийхлорид 0,1, Получают сажевую пасту

35ус вязкостью 0,4 10 при 25 С. При этом дисперсность равна 10 мкм.

При замене в этом составе N-цетилтриметиламмониевой соли на карбодиимидную смолу (по прототипу) полу4Q чают сажевую пасту с вязкостью 0,35»

»10 сП и дисперсностью частиц 10 мкм.

Пример 3. Аналогично примеру 1 готовят состав пасты, мас.ч.: сажа газовая канальная марки ДГ-100

100, масло трансформаторное 300, N-цетилтриметиламмониййодид 5. Получают сажевую пасту с вязкостью

0,25 105 сП. Дисперсность частиц равна 7 мкм, Пример 4. Аналогично примеру 1 готовят состав пасты, мас.ч.: сажа печная ПИ-40Н 100, масло индустриальное Р 20 200, N-цетилпиридинийхлорид 5. Получают сажевую пасту с вязкостью 0,15 ° 10 сП. Диспер5 сность частиц 5 мкм.

При использовании в составе сажи марки IIM-15H вязкость сажевой пасты 0,8.10 сП.

992556

При применении в этом составе

s качестве диспергатора карбодиимндной смолы (по прототипу) вязкость сажевой пасты 5,3 10 сП.

-Пример 6. Аналогично примеру 1 готовят состав пасты,мас.ч.i

:сажа ПМ-100Н 100,ксилол 150,N-цетилпиридинийбромид 10. Получают сажевую пасту с вязкостью 6,2 10 сП и дисперсностью частиц 10 мкм.

В аналогичном составе с карбо- )О диимидной смолой вязкость сажевой пасты 8,3-106 сП.

На дериватографе по кривым терми" ческого анализа известным способом . определяют температуры самовоспламенения сажевых паст, приготовленных предлагаемым и известным способами.

Полученные данные представлены в таблице.

При введении состава в резиновые смеси на основе каучука СКМС-30АРК при перемешиванин с последующей вулканнэацией получают вулканиэаты, имеющие более высокие показатели прочности на разрыв (286 кгс/см по сравнению с 221 кгс/см ), и относительного удлинения (720% по сравнению с 580%), чем с применением известного технического углерода.

Предлагаемый состав сажевой пасты имеет более низкую вязкость и более огнестоек по сравнению с известньм, а также менее токсичен,.что обеспечивает возможность его практического использования.

992556

Э

Я аю

»б к н и еov ась

Э 03

1 м йох

I

Ъ

3

I

1

I

1

1 О н

Ь

Й и хк о оо

1! ах

2о е

Ю I

Е ) о ь ббЪ о о (Ч о о ббЪ

3 I н

Э I

К 1

CC I о х о

g о!

4 о

34 Ф а х и о ь

Ц х о. к о о !

33 ф Ф а н о

3 о

g Ok

K I

Ф !

o !

t н о и

1tt 1

46 1 н

О I о

V I

I

I о о о

Сб о о ч

C)

Ж (бЪ

I о о

l Xt ! A !

I I ! о!

I tt3

I FII

1 U 1

t Э 1

I Рб 1

I I

I Э I

1 Х 3

1 Х I

I Ю )

1 Р3 I ! OI

1 Х I

1 9 1

И I

Х I е

Ж I

1 1

1 I 1

I I I

1 I

1 I ! о

° 1 1 Itl I

1 н!

t ! О1

I Э 3

I .P l

I g I ! о3

1 34 1

В

t I.

I I

I 1

1 1

3 Э 3

I Х 3

Х I

I Э I

1 Э I ! О1

I L l

1 Э I

13!

I Э 1

I Ж!

I I

1 3 !

I! о!

1ю!

I Н I ! о!

V1OI

1 М

I 1

1 I

1 1

1 М I

1 1 1 la!

1 I I g t

I I 3 е

9 Э о о х х б

I !

Ю б бЪ I о со б4Ъ 3б I

I

I

I

I ! о о б б ю.4

I

1

ЭО ОК!

ыа ао1

l Х C Я 3 аХ 34О I

I

t

1

1 о о о о к

34 М о -о о о о о о о

I I

992556

Формула изобретения

Составитель О. Оболоиская

Редактор Ю. Ковач Техред М.Надь Корректор Г. Решетиик

Закаэ 367/30 Тираж 637 Подписное

ВНИИПи Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, МосКва, 3-35 ° РаУшскаЯ наб. ° д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

1. Состав сажевой пасти, включающий сажу, дисперсионную среду и диспергатор, отличающийся тем, что, с целью снижения вяэкости и повышения .огнестойкости состава, он содержит в качестве диспергатора

N-цетилтрнметиламмонийгалогенид или й-цетилпиридинийгалогенид при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Сажа . 100

Дисперсионная среда 150-300

N-Цетилтриметиламмонийгалогенид или

N-цетилпиридинийгало енид 0,1-10,0

2. Состав по п. 1 о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что в качестве дисперсионной среды он содержит мине5 ральное масло.

Источники информации, принятые во внимание при экспертнэе

1. Каргин В.A. и др. О механичес» ких свойствах смесей углеродных саж

10 с ваэелиновим маслом. Доклады Ай

СССР, Т. 105, 1955, е 5, с, 1007, 2.углерод технический. ГОСТ 7885-77., 3. Патент Франции Э 2258439, кл С 09 C 17/00 опублик, 1975

35 (прототип) .