Кремнийдиоксидная маточная смесь, приготовленная из эмульсионного и растворного каучука - RU2016101151A
Код документа: RU2016101151A
Формула
1. Способ получения кремнийдиоксидной маточной смеси, включающий стадии:
(a) гидрофобизации диоксида кремния путем:
(i) растворения триметоксисиланового связующего агента в смеси спирта, кислоты и воды с получением раствора триметоксисиланового связующего агента, который содержит по меньшей мере приблизительно 75 мас. % воды, и
(ii) смешивания раствора триметоксисиланового связующего агента с диоксидом кремния и добавления основания для повышения pH с получением компатибилизированной суспензии диоксида кремния, где триметоксисилановый связующий агент представляет собой 3-меркаптопропилтриметоксисилан, бис-(3-триметоксисилилпропил)-дисульфид, бис-(3-триметоксисилилпропил)-тетрасульфид или триметоксисилан формулы:
[(CH30)3Si-(Alk)m-(Ar)p]q [В], где
В представляет собой -SCN, R-C(=O)S, (если q=1) или Sx (если q=2);
Alk представляет собой двухвалентный углеводородный радикал с прямой или разветвленной цепью;
R представляет собой алкильную группу, содержащую 1-18 атомов углерода;
m равно 0 или 1;
p равно 0 или 1;
m+p=1;
q равно 1 или 2;
Ar представляет собой ариленовый радикал, содержащий 6-12 атомов углерода; и
x представляет собой число от 2 до 8;
(b) изготовления полимерного латекса с использованием способа изготовления эмульсионного каучука;
(c) смешивания компатибилизированной суспензии диоксида кремния с полимерным латексом;
(d) коагулирования полимерного латекса со стадии (с); и
(e) выделения первого каучука, наполненного диоксидом кремния, где
либо растворный каучук, изготовленный способом в растворе в органическом растворителе, смешивают с полимерным латексом с компатибилизированной суспензией диоксида кремния, либо первый каучук, наполненный диоксидом кремния, добавляют в процесс изготовления растворного каучука с получением второго каучука, наполненного диоксидом кремния, и где
как первый каучук, наполненный диоксидом кремния, так и второй каучук, наполненный диоксидом кремния, содержит смесь диоксида кремния, эмульсионного каучука и растворного каучука.
2. Способ по п. 1, где диоксид кремния имеет площадь поверхности по БЭТ между приблизительно 200 и приблизительно 400 м2/г.
3. Способ по п. 1, где q равно 2, В представляет собой Sx и x представляет собой число от 2 до 4, и где полимер выбирают из группы, состоящей из стиролбутадиенового каучука, натурального каучука, неопренового каучука, акрилонитрилбутадиенового каучука, полибутадиенового каучука, EPDM (каучук на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера), хлоропрена, HNBR (гидрированного акрилонитрил-бутадиенового каучука), СБС (стирол-бутадиен-стирольного каучука), винилпиридинбутадиенового каучука и стирол-бутадиен-термономерного каучука, где термономер выбирают из группы, состоящей из гидроксиалкилакрилата, винилпиридина и акрилонитрила.
4. Способ по п. 1, где в качестве коагулирующего агента используют хлорид кальция.
5. Способ по п. 4, где количество используемого хлорида кальция обеспечивает концентрацию хлорида кальция в полимерном латексе менее приблизительно 1,5 мас. %.
6. Способ по п. 1, дополнительно включающий смешивание с полимерным латексом одного или более ингредиентов, выбранных из группы, состоящей из технологических масел, сажи, талька, глины, стабилизатора 6-PPD, антидеградантов, солей цинка, восков, смол и сшивающих химических веществ.
7. Способ по п. 6, дополнительно включающий получение кремнийдиоксидной маточной смеси в виде скоагулированного брикета, где в способе не требуется использования сажи, а сажа является возможной добавкой.
8. Способ по п. 1, где растворный каучук смешивают с полимерным латексом с компатибилизированной суспензией диоксида кремния, и где растворный каучук содержит частицы, имеющие диаметр между приблизительно 0,5 и приблизительно 3,0 мм.
9. Способ по п. 8, где растворный каучук составляет от приблизительно 10 до приблизительно 80 частей на 100 частей каучука в первом каучуке, наполненном диоксидом кремния, и/или во втором каучуке, наполненном диоксидом кремния.
10. Способ по п. 8, дополнительно включающий добавление технологического масла в латекс перед коагуляцией латекса, причем добавляют такое количество технологического масла, что кремнийдиоксидная маточная смесь содержит от приблизительно 15 частей до приблизительно 50 частей технологического масла на 100 частей каучука в кремнийдиоксидной маточной смеси.
11. Способ по п. 10, где растворный каучук содержит менее 1 мас. % масла-наполнителя, и где технологическое масло выбирают из группы, состоящей из высокоароматического масла, ароматического масла (AM), очищенного дистиллированного ароматического экстракта (TDAE), остаточного ароматического экстракта (RAE), мягко экстрагированного сольвата (MES), нафтенового масла, гидроочишенного нафтенового масла (HNO) и парафинового масла.
12. Способ по п. 8, дополнительно включающий получение растворного каучука в форме сухих частиц; растворение сухих частиц в органическом растворителе с получением раствора, который содержит от приблизительно 10 до приблизительно 35 мас. % растворного каучука; добавление в этот раствор диспергирующего агента и коагулирующего агента; и паровую дистилляцию раствора.
13. Способ по п. 1, где первый каучук, наполненный диоксидом кремния, добавляют в способ изготовления растворного каучука с получением второго каучука, наполненного диоксидом кремния, где способ изготовления растворного каучука включает стадию паровой дистилляции, и где первый каучук, наполненный диоксидом кремния, добавляют на стадию паровой дистилляции.
14. Способ по п. 13, где диоксид кремния имеет площадь поверхности по БЭТ между приблизительно 200 и приблизительно 400 м2/г, дополнительно включающий добавление диспергирующего агента и коагулирующего агента на стадию паровой дистилляции.
15. Способ получения кремнийдиоксидной маточной смеси, включающий стадии:
(a) гидрофобизации диоксида кремния;
(b) получения растворного каучука, где растворный каучук получают способом изготовления каучука в растворе;
(c) изготовления полимерного латекса;
(d) смешивания гидрофобизированного диоксида кремния и растворного каучука с полимерным латексом;
(e) коагулирования полимерного латекса со стадии (d); и
(f) выделения каучука, наполненного диоксидом кремния, который содержит смесь диоксида кремния, эмульсионного каучука и растворного каучука.
16. Способ по п. 15, где диоксид кремния гидрофобизируют путем
(i) растворения триметоксисиланового связующего агента в смеси спирта, слабой кислоты и воды с получением раствора триметоксисиланового связующего агента, который содержит по меньшей мере приблизительно 75 мас. % воды, и
(ii) смешивания раствора триметоксисиланового связующего агента с диоксидом кремния и добавления основания для повышения pH с получением гидрофобизированного диоксида кремния.
17. Способ по п. 16, где триметоксисилановый связующий агент представляет собой 3-меркаптопропилтриметоксисилан, бис-(3-триметоксисилилпропил)-дисульфид и/или бис-(3-триметоксисилилпропил)-тетрасульфид.
18. Способ по п. 15, где растворный каучук получают в виде частиц каучука, суспендированных в воде, или в виде влажной крошки, где частицы и влажная крошка имеют средний размер частиц, который меньше или равен 3 мм, и где растворный каучук содержит менее 5 мас. % масла-наполнителя.
19. Способ по п. 15, дополнительно включающий смешивание технологического масла с полимерным латексом с получением 25-50 phr (массовых частей на сто массовых частей каучука) технологического масла в каучуке, наполненном диоксидом кремния.
20. Способ получения кремнийдиоксидной маточной смеси, включающий стадии:
изготовления, получения или приготовления потока растворного каучука, содержащего от приблизительно 5 мас. % до приблизительно 50 мас. % сухого вещества, в органическом растворителе;
получения суспензии частиц эмульсионного каучука в воде, где частицы эмульсионного каучука содержат диоксид кремния, диспергированный между этими частицами;
подачи потока растворного каучука и суспензии частиц эмульсионного каучука в паровой дистиллятор;
приведения в действие парового дистиллятора; и
выделения каучука, наполненного диоксидом кремния, который содержит растворный каучук, эмульсионный каучук и диоксид кремния.
21. Способ по п. 20, дополнительно включающий добавление диспергирующего агента и коагулирующего агента в паровой дистиллятор.
22. Способ по п. 21, где в паровой дистиллятор добавляют водный поток, и где водный поток содержит диспергирующий агент и коагулирующий агент.
23. Способ по п. 20, дополнительно включающий добавление диспергирующего агента и коагулирующего агента в суспензию частиц эмульсионного каучука в воде.
24. Способ по п. 20, где диоксид кремния имеет площадь поверхности по БЭТ между приблизительно 200 и приблизительно 400 м2/г.
25. Способ по п. 20, где поток растворного каучука содержит от приблизительно 10 мас. % до приблизительно 25 мас. % сухого вещества.
26. Способ по п. 20, дополнительно включающий добавление диспергирующего агента и коагулирующего агента в паровой дистиллятор,
где паровой дистиллятор содержит дистилляционную колонну, имеющую верхний конец и нижний конец, где нижний конец содержит резервуар для содержания жидкости, а жидкость и резервуар нагревают,
где поток растворного каучука подают в верхний конец дистилляционной колонны, суспензию частиц эмульсионного каучука подают в резервуар, органический растворитель извлекают из верхнего конца, а каучук, наполненный диоксидом кремния, извлекают из нижнего конца в виде частиц, суспендированных в водном растворе, и
дополнительно включающий выделение частиц из водного раствора.
27. Способ по п. 20, где поток растворного каучука получают путем растворения сухого растворного каучука в органическом растворителе.
28. Способ по п. 20, где растворный каучук выбирают из группы, состоящей из стиролбутадиенового каучука, натурального каучука, неопренового каучука, акрилонитрилбутадиенового каучука, полибутадиенового каучука, винилпиридинбутадиенового каучука и стирол-бутадиен-термономерного каучука, EPDM, хлоропрена, HNBR, СБС.
29. Способ по п. 28, где растворный каучук содержит более одного каучука.
30. Способ по п. 20, где диоксид кремния гидрофобизируют с использованием триметоксисиланового связующего агента.
31. Способ по п. 30, где триметоксисилановый связующий агент представляет собой бис-(3-триметоксисилилпропил)-дисульфид, бис-(3-триметокси-силилпропил)-тетрасульфид и/или 3-меркаптопропилтриметоксисилан.
32. Способ изготовления растворного каучука, наполненного диоксидом кремния, включающий стадии:
гидрофобизации диоксида кремния, где диоксид кремния гидрофобизируют путем (i) растворения триметоксисиланового связующего агента в смеси спирта, слабой кислоты и воды с получением раствора триметоксисиланового связующего агента, который содержит по меньшей мере приблизительно 75 мас. % воды, и (ii) смешивания раствора триметоксисиланового связующего агента с диоксидом кремния и добавления основания для повышения pH с получением гидрофобизированного диоксида кремния, где триметоксисилановый связующий агент связывается с диоксидом кремния и обеспечивает место для связывания с каучуком;
смешивания гидрофобизированного диоксида кремния с технологическим маслом;
изготовления растворного каучука в органическом растворителе;
мгновенной дистилляции растворителя с получением потока растворного каучука;
подачи потока растворного каучука в паровой дистиллятор;
подачи смеси гидрофобизированного диоксида кремния и технологического масла в паровой дистиллятор; и
выделения растворного каучука, наполненного диоксидом кремния, который содержит растворный каучук и гидрофобизированный диоксид кремния без какого-либо эмульсионного каучука.
33. Способ по п. 32, дополнительно включающий подачу диспергирующего агента и коагулирующего агента в паровой дистиллятор; и обезвоживание; гомогенизацию, сушку и брикетирование растворного каучука, наполненного диоксидом кремния.
34. Способ получения кремнийдиоксидной маточной смеси, включающий стадии:
приведения в действие установки по производству эмульсионного каучука;
получения растворного каучука, наполненного диоксидом кремния, по п. 32 на установке по производству эмульсионного каучука;
изготовления полимерного латекса;
смешивания растворного каучука, наполненного диоксидом кремния, с полимерным латексом с получением латексной смеси;
смешивания коагулирующего агента с латексной смесью с получением скоагулированной смеси; и
выделения кремнийдиоксидной маточной смеси из скоагулированной смеси.
35. Способ по п. 34, где растворный каучук, наполненный диоксидом кремния, имеет средний размер частиц, который меньше или равен 3 мм, и где растворный каучук, наполненный диоксидом кремния, содержит менее 5 мас. % масла-наполнителя.
