Состав сажевой пасты

Состав сажевой пасты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

{u>992559

Союз Советских

Социалистических

Республик (6!) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 3(106 &1 (21) 3299950/23-.05 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 300).83, Бюллетень ЙУ 4

РЦ М.К

С .09 0 17/00

Государственный комитет

СССР по делая изобретений я открытий

{ЩУДК 678.046. .2(088.8) Дата опубликования описания3(101.83

Г.П. Касаткин, М.М. Медников, В.Н. Строев, В. . В ЙЙЮЫ, :."- : ""

М.С. Хайкин и Г.В. Штрейс ( (1

Научно-исследователъский и проектно-конструк орски® институт углеродистых пигментов и наполнителей и Центральный:.научноисследовательский институт бумаги (72) Авторы изобретения (71) Ваявителн (54) СОСТАВ САМЖВОИ ПАСТЫ

Изобретение относится к производству технического углерода, а именно к производству сажевых паст, которые предназначены для использования в .производстве лаков, красок, наполненных пластических масс, резины, а также в полиграфии, текстильной, целлюлозно-бумажной, кожевенной и легкой отраслях промышленности.

Важнейшими техническими задачами в технологии изготовления самевых паст являются повышение концентрацик сажи и увеличение их стабнлъности прн повышенных температурах, что расширяет возможности их использования, поскольку переработка сажевых паст на технологическом оборудовании осуществляется как правило при повышенных температурах.

Известен состав, содержащий сажу, дисперсионную среду на основе нелетучего углеводорода и диспергатор (карбодиимидную смолу) (1).

K недостаткам данного состава следует отнести нмэкую .стабильность пасты даме в условиях комнатных температур вследствие низкой диспергирующей способности карбодиимидной смолы в минеральном масле (из-эа ее низкой молекулярной массы) . Кроме того, для минеральных масел нельзя повысить концентрацию сами в пасте

:в этом случае вьаае 40%.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является состав сажевой пасты, включающий саму, минералъное масло и дмспергатор (сопо1() ликер бутадиена с виниловые мономером) (2 ).

Однако указанный. состав имеет ряд недостатков, затрудняющих возможность его практического использования. В случае применения в качестве диспергатора сополимера бутадиена с низкой молекулярной массой (300030000) не удается повысить концентрацию сажи в пасте велае 40% при требуемой дисперсности (1-10 мкМ), При переработке на технологическом оборудовании caaesoa пасты такого состава. при температуре в айте

50оС наблюдается расслаивание композиции и нежелательное осаждеиме .сажи.

Цель изобретения - повышение етабильности состава при повышенной температуре и увелмчеиме концентрации сажи в пасте.

992559

Поставленная цель достигается йом масле в высокоскоростном дисольтем, что состав сажевой пасты, вклю- вере (скорость вращения мешалки чающий сажу, минеральное масло и 1400 об/мин) . Полученную сажевую диспергатор, содержит в качестве пасту анализируют на стабильность диспергатора полимер на основе бу- при 60-90 С и дисперсность. тадиена с молекулярной массой 7 ° 10 - 5 Стабильность пасты определяют

5 106, выбранный из группы, включаю- визуально по отслоению минерального щей полибутадиен, сополимер бутадие- масла. на и стирола или метилстирола, сопо- Пример 1. В лабораторную лимер бутадиена и 2-метил-5-винил- клеемешалку емкостью 3 л загружают пиридина, сополимер бутадиена и нит- 10 сажу ПГМ-33Н в количестве 300 r рила (мет) акриловой кислоты или (100 мас.ч.), минеральное масло (инсмеси нитрила акриловой кислоты с . дустриальное - 30) 300 r (100 мас.ч.), метакриловой кислотой при следуЮщем полибутадиен (молекулярной массы соотношении компонентов, мас.ч.е 7 10 ) 3 r,(l мас.ч.), смесь переме4

Сажа 100,0 15 шивают 5 мин, после чего смесь выгМинеральное масло 60,0-140,0 ружают и пропускают через трехвалкоДиспергатор 0,1-10,0 вую краскотерку.

8 качестве сажи используют газо- Для .определения дисперсности по вые канальные, термические и печные методу клин пасту разбавляют минесажи с удельной поверхностью 102 ральным маслом (индустриальное — 30)

1000 м /r например марок ТГ-10, О в дисольвере емкостью 3 л до конПМ-15Н, ПГМ-ЗЗН, ПМ-50Н, ПМ-75Н, центрации ЗОВ по саже.

ПМ-100, ПМ-100Н, IIN0-110Н, ДГ-100 Стабильность сажевой пасты оцениили их смеси. вают при 80ОС (как концентрированной, в качестве минерального s,асла так,и раз бавленной) по сравнению . с используют индустриальное, веретен- известной. ное, ваэелиновое, трансформаторное Данные приведены в таблице. и другие масла, Аналогично готовят известный сосСнижение молекулярной массы со- тав сажевой пасты для сравнения, в полимера бутадиена ниже 7 104 приво- качестве диспергатора применяют полидит к снижению стабильности сажевой бутадиен (молекулярной массы 3 10 ), пасты при повышенной температуре и, Данные приведены в таблице, кроме того, при этом уменьшается Пример 2 (контрольный). Сосконцентрация сажи в пасте, поскольку тав сажевой пасты готовят аналогичневозможно получить в этом случае но примеру 1, в качестве дисперганужную дисперсность композиции. З5Е тора применяют полибутадиен с молеПрименение сополимера буТадиена кулярной массой б 104 . с молекулярной массой выше 5-10 Данные приведены в таблице. приводит к ухудшению распределения Пример 3. Состав сажевой сополимера в сажевой пасте при пере- пасты готовят аналогично примеру 1, мешивании, что, в конечном итоге, 4О полибутадиен применяют с молекуляруменьшает дисперсность сажи, ной массой 2 ° 10

Увеличение содержания минерально- Данные приведены в таблице. го масла свыше 140 мас.ч. вызывает. Пример 4. Состав сажевой реэкое ухудшение распределения дис- пасты готовят аналогично примеру 1, пергатора в сажевой пасте (вследст- gg полибутадиен применяют с молекулярвие низкой вязкости системы) при ной массой 5 .10 . Данные приведены смешении. в таблице.

Уменьшение содержания минераль- П р и M е р 5 (контрольный). ного масла ниже 60 мас.ч. делает не- Состав сажевой пасты готовят анавозможным получение пасты. Смесь логично примеру 1, полибутадиен приполучается в виде порошка, в котором меняют с молекулярной массой 5,6.10, не распределяется диспергатор, Комбйнация получается неоднородной

Состав сажевой пасты получают и расслаивается в течение 2 ч. следующим образом, Данные приведены в таблице.

B клеемешалку емкостью 3 л заг- . Пример 6. Состав сажевой ружают сажу, минеральное масло и пасты готовят аналогично примеру 1, полимер на основе бутадиена с моле- в качестве полимера на основе бута кулярной массой 7 ° 104 - 5 ° 10 и сме- днена применяют сополимер бутадиеие шивают до получения пасты в течение со стиролом или метилстиролом (с со5-10 мин при 30-90 С, держанием стирола 10,30, 503) молеготовую пасту выгружают из клееме-6О кулярной массы 2.105. шалки и затем пропускают на краско- Данные приведены в таблице. терке до получения шкурки. П р и и е р 7. Состав сажевой

Для получения пасты нужной кон- пасты готовят аналогично примеру .1, центрацни высококонцентрированную . .в качестве диспергатора применяют

I сажевую пасту растворяют в минераль- 6$ сополимер бутадиена и 2-метил-5992559

-винилпиридина с молекулярной массой

8 10".

Данные приведены в таблице.

П р и и е р 8. Состав сажевой. пасты готовят аналогично примеру 1, в качестве диспергатора применяют сонолимер бутадиена, акрклонитрила и иетакрилово кислоты с молекулярной массой 2.10 и содержанием акрилонктркла 26 мас.В и иетакркловой кислоты 5 мас.В. 16

Данные приведены в таблице.

П р и и е р 9, Состав сажевой пасты готовят аналогично примеру 1, :в качестве диспергатора применяют сополимер бутадиена и акрилонитрила iS с молекулярной массой 2 ..10 и содержанием акрилонитрила 40 мас.Ъ.

Данные приведены в таблице.

Пример 10. Состав сажевой пасты готовят аналогично примеру 1, 20 в качестве диспергатора применяют сополимер бутадиеиа, акрилонитрила и метакриловой кислоты с молекулярной массой 2.10 и содержанием акрилонитрила 18 мас.В и метакриловой 25 кислоты 3 мас.Ъ.

Данные приведены в таблице, Пример . 11 Состав сажевой пасты готовят аналогично примеру 1, содержание минерального иасла

140 иас.ч.

Данные приведены в таблице.

Пример 12. Состав сажевой пасты готовят аналогично примеру 1, содержание минерального масла

150 иас.ч . (прототип) .

Данные приведены в таблице.

П р и и е р 13. Состав сажевой пасты готовят аналогкчно примеру 1, содержание минерального масла 60 иас.ч.

Данные приведены в таблице. 4

Пример 14. Состав сажевой . пасты готовят аналогично примеру 1, содержание минерального масла

55 мас.ч.

Данные приведены в таблице 45

П р к м е р ы 15 - 22. В лабораторную клееиешалку емкостью 3 л загружают сажу ПГИ-33h в количестве

300 г (100 иас.ч.), минеральное масло (индустркальное-ЗО) ЗОО г «щ (100 мас.ч.), полибутадиен (молекулярной.массы 7 -104) 15 r (5 мас.ч.) ° смесь перемешивают 5 мин, после че» го выгружают и пропускают через трехвалковую краскотерку. Опыт повторяют, >> кзменяя количество полибутадиена, мас.ч.: 0,08} 0,1; 1} 3} 7; 10}

10,5 (примеры 16 - 22 соответственно) .

Данные представлены в таблице.

П р и и е р 23. В Лабораторнув клеемешалку емкостьв 3 л загружают сажу ПИ"50 в количестве 300 г (100 мас.ч.), полибутадиен (молекулярной массой 7 ° 104) 6 г (2 мас.ч.), тран"4«ориаторное масло 460 г"(120 мас.ч.}, смесь перемешивают,6$

5 мни, дослв чего выгружают и пропускавт через трехвалковув краскотерку.

Данные представлены в таблице.

Пример 24 ° В лабораторную клееиешалку емкостью 3 л загружают

300 г сажи ПМ-15, б г полибутадиена с молекулярной кассой 7-104 460 г ваэелинового масла, смесь перемешивают 5 мин к пропускают через трехвалковую краскотерку до степени дисперсности (перетира) 10 мкм.

Данные представлены в таблице.

П р и и е р 25. В лабораторную клеемешалку еикостьв 3 л загружают

300 г сажи IIN-100, б г полибутадиена с молекулярной массой 7 104, 460 r веретЕнного масла, сиесь перемешивают 5 мин, пропускают через трехвалковую 3cpac3coTepxó i определяют стабильность при 80 С. данные представлены в таблице.

Пример 26. В лабораторную клеемешалку емкоатьв 3 л загружают

300. r сажи ПИ-75, б г полибутадиена, }460 г масла.ЯН-6, Смесь перемешивают

5 мин, пропускают через трехвалковую краскотерку до степени перетира

l0 икм.

)данные представлены в таблице.

П р к и е р 27 ° . 9 лабораторную клееиешалку емкостью 3 л загружают..

300 r сажи ДГ-100 24 г сополимера бутадиена с а -иетклст»ролам (каучук СИ1«С-ЗОАРК) молекулярной массы

150000, 4бО.г мйнерального масла (индустриальное-20). Смесь перемешивавт 5 инн, далее выгружают к переткравт на трехвалковой краскотерке до степени дисперсностк 10 мкм.

Данные представлены в таблице.

П р к и е р 28, В лабораторнув клееиешалку емкостью 3 л загружают

100 r саин ДР-100. 100 r сажи П1йЗЗН и 100 г сажи HN- 15 10 г. сополимера бутаднеиа с нитрклом акрило.вой кислоты СКН-26Н молекулярной массы 2-10< и 460 r масла индустриального-20. Смесь перемешивают 5 мин, выгружавт и перетирают на трехвалковой краскотерке до степени дксперсности 10 мки.

Данные представлены в таблице.

Предлагаемый состав сажевой пасты с использованием диспергатораполимера ка основе бутадкена молекулярной массы 7 ° 104 - 5 10« имеет высоку1о стабйльность прк повышенной температуре (по сравнению с известным составои более чем в 30 раз) при в 2 раза большем содержании саж» в пасте. Это позволяет изготавливать сажевые пасты с высоким содержанием сажи, что значительно расширяет возиожйость их применения и улучшает технологичность состава при обработке в условиях повышенных . температур.

992559

Пример

Тип диспергатора

Дисперсность,мкм

Концентрация.

Концентрация сажи 30% сажи 50%

° »

Полибутадиен (мол.масса 7r1ô Более 1 мес

Более 1 мес Менее 10 л

» °

Менее 1 сут 20-25

Менее 1 сут

Более 1 мес Менее 10

Более 1 мес Менее 10

Более 1 мес

Более l Mec

Менее 1 сут Более 50

Менее 1 сут

Более 1 мес Менее 10

Более 1 мес Менее 10

Более 1 мес Менее 10

Более 1 мес Менее 10

Более 1 мес Менее 10

Болуе 1 мес

Болев 1 мес Менее 10

Более 1 мес

Более 1 мес Менее 10

Более 1 мес

10.

Менее 1 сут Более 50

Менее 1 сут

Более 1 мес

Более 1 мес Менее 10

Менее 1 ч Более 75

Sonee 1 мес Менее 10

Менее 1 ч

Более 1 мао

12.

То же

13.

Сос" тав по прототи- пу

Полибутадиен (мол.масса

6 ° 104) Полибутадиен (мол.масса

2 105) Полибутадиен (мол. масса

5 ° 10 5) Полибутадиен (Мол. масса

5,6.10 ) Сополимер бутадиена со стиролом или с Метиустиролом (мол.масса 2 10 ) с содержанием:стирола или метилстирола,%:

Сополимер бутадиена и 2-метил-5-винилпиридина (мол.масса, 8-104) Сополимер бутадиена, акрилонитрила и метакриловой кис» лоты (мол.масса 2 ° 10 ), со-. держание акрилонитрила 26%, содержание метакриловой кислоты 5%

Сополимер бутадиена и акрилонитрила (мол. масса

2.10 ), содержание акрилонитрила 40%

Сополимер бутадиена, акрилонитрила и метакриловой кислоты (мол, масса 2 10 ), 6 содержание акрилонитрила

18%, метакриловой кислоты 3%

Сополимер бутадиена и акрилонитрила .с содержанием акрнлонитрила 40% (мол, масса 3 104) Полибутадиен (мол.масса

7 104) Стабильность пасты при

80 С

Более 1 мес

Более 1 мес

Более 1 мес

Более 1 мес

992559!

Продолжение таблицы

Пример сперсность 1 мкм

Тип дкспергаторов

Получается порощкообразная смесь

14.

° !

15.

Более 1 мес

7 дней

16.

° 1

Более 1 мес

17.

Х0

18.

То же

Более 1 мес

Более 1 мес

° 1

19.

Более 1 мес

Более 1 мес

20.

21.

22.

23. Полибутадиен (мол. масса Более 1 мес

7 ° 104) 24.

То же

Более 1 мес

25.

1 °

Более 1 мес

1 °

Более 1 мес

26.

Более 1 мес

27 °

Сополнмер бутадиена с

Ыметилстиролом

Сополимер бутадиена с нит- Более 1 мес рилом акриловой кислоты мол.масса 2 10

28, 10 бутадиеи, сополимер бутадиена и сти рола или метилстирола, сополимер бутадиена и 2-метил-5-винилпирндина| сополимер бутадиена и нитрила (мет.) акриловой кислоты или смеси нитрила

60 акриловой кислоты с метакриловой кислотой при следующем соотношении кампонентов| мас.ч.s

Сажа 100,0

Минеральное масло 60,0-140,0

65 Диспергатор О 1-10,0

Полнбутадиен (мол. масса

7 .104) Формула изобретения

Состав сажевой пасты, включающий сажу, минеральное масло и диспергатор, отличающийся тем,. что, с целью повиаения стабильности состава при повышенной температуре и концентрации сажи в пасте, он содержит в качестве диспергатора полимер на основе бутадиена с молекулярной массой 7 ° 104 - 5 10, выб» ранный из группы, включающей полиСтабильность пасты при

80 С

« онцентрацня сажи Концентраци

50% сажи ЗОВ

150 . (наблюдается явление затира, даже црн 10-кратном пропуске через краскотерку| невозможно получить требуемую степень перетира).

992559

Составитель О. Оболонская

Редактор Ю. Ковач Техред М.Надь Корректор Г, pe òник

Заказ 367/30

Тирам 637 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета .СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, X-35, Раушская наб., д, 4/5

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

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1..Патент Франции В 22584 39, кл. С 09 0 17/00, опублик. 1975.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Ю 3216149/23-05, кл. С 09 0 17/00, 1980 (прототип).