HUP0200589A2 - Korom, annak alkalmazása és az előállítására szolgáló eljárás - Google Patents

Korom, annak alkalmazása és az előállítására szolgáló eljárás Download PDF

Info

Publication number
HUP0200589A2
HUP0200589A2 HU0200589A HUP0200589A HUP0200589A2 HU P0200589 A2 HUP0200589 A2 HU P0200589A2 HU 0200589 A HU0200589 A HU 0200589A HU P0200589 A HUP0200589 A HU P0200589A HU P0200589 A2 HUP0200589 A2 HU P0200589A2
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
carbon black
size distribution
zone
reactor
raw
Prior art date
Application number
HU0200589A
Other languages
English (en)
Inventor
Burkhard Freund
Original Assignee
Degussa Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Degussa Ag filed Critical Degussa Ag
Publication of HU0200589D0 publication Critical patent/HU0200589D0/hu
Publication of HUP0200589A2 publication Critical patent/HUP0200589A2/hu
Publication of HUP0200589A3 publication Critical patent/HUP0200589A3/hu

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/44—Carbon
    • C09C1/48—Carbon black
    • C09C1/50—Furnace black ; Preparation thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/04—Carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/51—Particles with a specific particle size distribution
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12—Surface area
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/19—Oil-absorption capacity, e.g. DBP values

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

A jelen találmány tárgyát képezi maga a korom, annak előállításraszolgáló eljárás, valamint annak alkalmazása. A találmány szerintikorom, amely 10 m2/g és 35 m2/g közötti CTAB-felülettel, 40 ml/100g és180 ml/100g közötti DBp-abszorpciós értékkel rendelkezik, ahol azaggregátumnagyság-eloszlás DD50-értéke 340 nm-nél nagyobb. A találmányszerinti kormot olyan kazánreaktorban állítják elő, amelyben acseppfolyós és a gázképző koromnyersanyagot a reaktor szűkületébenporlasztják be. A találmány szerinti kormot nyersgumi elegyekben,különösen extrudált idomokban alkalmazzák. Ó

Description

^ηοπΠΒβδ· S.B.G.&K.
P V L U υ J Szabadalmi Ügyvivői Iroda
H-1062 Budapest, Andrássy út 113
Telefon: 461-1000, Fax: 461-1099 ’
73.898/ZSO «KÖZZÉTÉTELI PÉLDÁNY
Korom, annak alkalmazása és az előállítására szolgáló eljárás
A jelen találmány tárgyát képezi maga a korom, annak előállítására szolgáló eljárás, valamint annak alkalmazása.
Az iparilag legfontosabb korom előállítási eljárások a széntartalmú korom nyersanyagok oxidatív pirolízisén alapulnak. Ezek során a korom nyersanyagot magas hőmérsékleten oxigén jelenlétében nem tökéletesen égetik el. A korom előállítási eljárásoknak ehhez a csoportjához tartozik például a kazánkorom eljárás, a gázkorom eljárás és a lángkorom eljárás. Széntartalmú korom alapanyagokként túlnyomórészt több magból álló aromás korom olajokat használnak fel. Az oxidatív pirolízis termékárama hidrogént és szénmonoxidot tartalmazó füstgázból és abban szuszpendált finomszemcsés koromból áll, amelyet a füstgázból szűrőberendezésben választunk el. Az így kinyert kormot azután a jobb kezelhetőség érdekében legnagyobb részben nedves- vagy száraz szemcsésítő (granulálási) eljárással gyöngy koromként készítjük el. A korom előállítási folyamatból származó nedvességtartalmát a befejező szárítási lépésben 1 tömeg % alá csökkentjük.
Az iparilag előállított korom fajták 90%-ban a gumikeverékek előállítása során töltőanyagként és erősítőként kerülnek felhasználásra. Egyik fontos alkalmazási terület a gépjárműgyártásban a nagy telítettségű tömítő, szigetelő idomok gyártása. Az ebbe a típusba tartozó jellegzetes gumikeverékek 20 tömeg % és 40 tömeg % közötti mennyiségben szintetikus nyersgumit, előnyösen EPDM-et, 20 tömeg % és 50 tömeg % kormot, ásványi olajat és további olyan segédanyagokat, mint a vulkanizálószerként alkalmazott kén vagy peroxid, tartalmaznak.
A különféle kormok specifikus tulajdonságaikkal befolyásolják az elegy viszkozitását, a fröccsöntési sebességet, valamint a fröccsöntési duzzadást, a töltőanyag diszperziót, a keménységet, a kompressziós képességet és ezeknek a tömítő, szigetelő idomoknak számos egyéb tulajdonságát.
Az idomok alapanyagául szolgáló elegyek esetében követelmény az alacsony fröccsöntési duzzadás, a nagy fröccsöntési sebesség és a jó diszpergálhatóság az előre megadott keménységnél. Mindez különösen gazdaságos idom előállítást tesz lehetővé.
Fontos befolyásoló tényező a fajlagos felület, különösen a CTAB-felület nagyság, amely a korom nyersgumiként ható felületrészének a mértéke. A CTABfclülct csökkenésével nő a fröccsöntési sebesség és a diszpergálhatóság.
További fontos korom paraméterek közé tartozik a DBP-abszorpció, mint a folyamat eredményeként kialakult szerkezet mérőszáma, valamint a 24M4-DBPabszorpció, mint a korom mechanikai terhelést követően még megmaradó maradvány szerkezetének mértéke. Magas DBP mutatószámok jó diszpcrgálhatósághoz és alacsony fröccsöntési duzzadáshoz vezetnek.
Az idomok alapanyagául szolgáló elegyek esetében olyan kormok megfelelőek, amelyeknek CTAB-felülete 10m2/g és 50m2/g közötti érték, DBP-abszorpciós értéke pedig 80ml/100g és 160ml/100g közötti.
Az EP 0609433 számú európai szabadalmi leírásban alacsonyabb jódszámú és magasabb DBP értékkel rendelkező kazánkorom kerül ismertetésre.
Az alacsonyabb fajlagos felület és a magasabb szerkezeti mérőszám ellenére az ismert kormok hátránya a részlegesen kristályos szerkezetű EPDM típusokon alapuló rossz diszpergálhatóság a növekvő kritikus receptúrák esetében, amely gazdaságossági szempontból fokozottan rövidebb keverési időket okoz.
A jelen találmány kidolgozásakor azt a feladatot tűztük ki, hogy olyan kormot állítsunk elő, amely a gumi idomok alapanyagául szolgáló elegyben magasabb töltési fokozatnál gyorsabban és jobban diszpergálható, mint a hagyományos kormok és egyidejűleg gyors extrudálást és alacsony fröccsöntési duzzadást eredményez.
A jelen találmány tárgya 10m2/g és 35m2/g közötti, előnyösen 10m2/g és 30m2/g közötti CTAB-felülettel, 40ml/100g és 180ml/100g közötti, előnyösen 70ml/100g és
160ml/l 00g közötti DBP-abszorpciós értekkel rendelkező korom, amelyre jellemző, hogy az aggregátumnagyság eloszlás ÁD50-értékc 340nm-nél nagyobb, előnyösen 400nm-nél nagyobb, különösen előnyösen pedig nagyobb, mint 500nm. Az aggregátumnagyság eloszlás minden értéke vonatkozik a tömegeloszlásra.
Az aggregátum nagyság eloszlás M-értéke (a Dw-ből és Dmodc-ből képzett hányados) 2-nél nagyobb lehet, előnyösen nagyobb, mint 2,15, különösen előnyösen pedig nagyobb, mint 2,3. Az aggregátumnagyság eloszlás standard eltérése nagyobb lehet, mint 300nm. Az aggregátumnagyság eloszlás D75%/D75% aránya nagyobb lehet, mint 0,24, előnyösen nagyobb, mint 0,35, különösen előnyösen nagyobb, mint 0,45. A (ÁDBP x 100)/DBP2 arány nagyobb lehet, mint 0,29(ml/100g)·', előnyösen nagyobb, mint OjSOfml/lOOg)'1. A kormok kazánkormok lehetnek.
A találmány tárgyát képezi továbbá a találmány szerinti kormok előállítására szolgáló eljárás egy olyan reaktorban, amely a reaktor hosszanti tengelye mentén égető zónából, reakciózónából és bontó zónából áll, az eljárás során az égési alapanyagot oxigéntartalmú gázból teljes égéssel elégetjük az égetési zónában forró füstgázok áramát hozva létre, majd az égetési zónából a füstgázt a reakciózónán át a lebontó zónába vezetjük, a reakciózónában a korom nyersanyagokat bekeverjük a forró füstgázba és a bontó zónában víz bekeverésével leállítjuk a korom képződést, amelyre az jellemző, hogy a cseppfolyós és a gázhalmazállapotú korom nyersanyagot a reaktor szűkületben porlasztjuk be. A korom nyersanyagokat sugárirányú fúvókákon át porlasztjuk be. 2-64 darab, előnyösen 8-32 darab, különösen előnyösen 12-16 darab sugárirányú porlasztó fúvókát alkalmazunk. Az olaj befecskendező fuvókák gázbevezető fúvókákhoz viszonyított számaránya 4:1, előnyösen 1 : 1 lehet. Az olaj befecskendező fúvókákat és a gázbevezetö fúvókákat elrendezhetjük váltakozva. Emellett az olaj befecskendező fúvókák és gázbevezető fuvókák benyúlási mélységei különbözőek lehetnek.
A cseppfolyós korom nyersanyag beporlasztásához alkalmazhatunk túlnyomást, gőzt vagy préslevegöt, valamint a nyersanyag reaktorban történő eloszlatása történhet gáz halmazállapotú formában.
Előnyösen a gázformájú korom nyersanyag éppúgy, mint a cseppfolyós halmazállapotú betáplálható egyidejűleg a reaktor szűkületnél.
Ennek megfelelően a korom alkotórészei között megtalálhatók a gázból képződő és a folyadékból képződő összetevők egyaránt.
Meglepő módon a reaktor szűkületben viszonylag kis gázmennyiségek nyersanyagként történő hozzáadása egyértelműen csökkentőleg hat a korom fajlagos felületére. Következésképpen a találmány szerinti módon mérsékelt olajmennyiségeknél viszonylag egyszerűen és gritmentesen állíthatunk elő 20m2/g-nál kisebb fajlagos felületű kormokat. Ráadásul a koromolajjal összehasonlítva eltérő pirolízis kinetikája következtében a földgáz különlegesen széles aggregátumnagyság eloszlást eredményezhet.
A Ipvegő felesleg jellemzésére szolgáló méröszámként gyakran alkalmazzuk az úgynevezett K-faktort. K-faktor alatt az égési alapanyag elégetéséhez sztöchiomctriailag szükséges levegömennyiségnek a ténylegesen elégést eredményező levegőmennyiséghez viszonyított arányát értjük. Amikor a K-faktor értéke 1, akkor sztöchiometriai elégésről beszélhetünk. Levegő felesleg alkalmazása estén a K-faktor értéke kisebb, mint 1. Emellett, ahogyan az ismert kormok esetében, 0,2 és 0,9 közötti F-faktorokkal dolgozhatunk. Előnyösen munkánk során 0,2 és 0,5 közötti Kfaktorokkal jellemezhető anyagösszetételt is alkalmazhatunk.
Folyékony korom alapanyagként cseppfolyós alifás vagy aromás, telített vagy telítetlen szénhidrogéneket vagy ezeknek a szénhidrogéneknek az elegyeit, kőszénkátrány vagy pakura (maradékolaj) desztillátumokat, amelyek a kőolaj frakciók katalitikus krakkolásakor, illetve az ásványolaj vagy gázolaj krakkolásával történő olefin előállítás során keletkeznek.
Gáz halmazállapotú korom nyersanyagként gáz formájú alifás, telített vagy telítetlen szénhidrogéneket vagy azok elegyeit vagy földgázt használunk fel.
Az ismertetett eljárás a reaktor geometriáját tekintve nem korlátozódik csupán egy konkrét megvalósítási módra. Ez az eljárás sok más különböző reaktor típus esetében és reaktor méretnagyság mellett alkalmazható.
Korom nyersanyag porlasztóként alkalmazhatunk túlnyomással működő porlasztót (egyalkotós porlasztó) éppúgy, mint belső vagy külső elegyítésű kétalkotós porlasztót, amely utóbbi esetében porlasztó közegként a gáz halmazállapotú korom nyersanyagot használhatjuk fel. A cseppfolyós korom nyersanyagnak a gáz halmazállapotú korom nyersanyaggal alkotott, fentiekben ismertetett kombinációja előállítható például a folyékony korom nyersanyaghoz használt gáz halmazállapotú anyag porlasztó közegként történő alkalmazásával.
A folyékony korom nyersanyag porlasztásához felhasználható kétalkotós porlasztó rendszer is. Miközben az egyalkotós porlasztásnál a reaktor áthaladási teljesítményének változása a cseppnagyság változásához vezethet, a kétalkotós (két összetevős) porlasztásnál az áthaladási teljesítménytől függetlenül tovább lehet befolyásolni a cscppnagyságot.
A koromolaj és az olyan gáz halmazállapotú szénhidrogének, mint a metán, nyersanyagként történő egyidejű alkalmazásakor a gáz halmazállapotú szénhidrogéneket a koromolajtól oly módon választhatjuk el, hogy annak adagját saját gázadagoló fúvókájából injektáljuk a forró füstgáz áramába.
A találmány szerinti korom erősítő töltőanyagként alkalmazható gumielegyekben, különösen extrudált idomokban (különféle szelvényekben és munkadarabokban),
A találmány tárgyát képezik továbbá azok a nyersgumi elegyek, amelyekre jellemző, hogy azok nyersgumiból, a találmány szerinti koromból, adott esetben tetszőleges kovasavból, organoszilánból és/vagy további nyersgumi segédanyagokból állnak.
A találmány tárgyát képező nyersgumi elegyek előállítására alkalmasak a természetes nyersgumi (kaucsuk) mellett a szintetikus nyersgumik is. Előnyös szintetikus kaucsukok sorába tartoznak például a W. Hofmann, Kautschuktechnologie, Genter Verlag, Stuttgart 1980. irodalmi publikációban ismertetett vegyületek. Ezek magukban foglalnak egyebek között polibutadiént (BR) poliizoprént (IR)
1-60 tömeg% közötti, előnyösen 5-50 tömcg% közötti, sztirol/butadién kopolimcrizátumot (SBR), izobutilén/izoprén-kopolimerizátumot (IIR),
5-60 tömeg% közötti, előnyösen 10-50 tömeg% közötti akrilnitril tartalmú butadién/acrilnitril kopolimert (NBR), etilén/propilén/dién-kopolimerizátumot (EPDM), valamint ezeknek a nyersgumiknak az elegyeit.
A találmány szerinti nyersgumi elegyek tartalmazhatnak olyan további nyersgumi segédanyagokat, mint az egyéb reakció gyorsítók, reakció lassítók, öregedésgátló szerek, stabilizátorok, feldolgozási segédanyagok, lágyítók, viaszok, fémoxidok, valamint olyan aktiválószerck, mint a trietanolamin, polietilénglikol, hexántriol, amelyek a gumiiparban ismertek.
A nyersgumi segédanyagot szokásos mennyiségben alkalmazzuk, amely többek között a felhasználási célhoz igazodik. A nyersgumi mennyiségére vonatkoztatva például 0,1 tömeg% és 50 tömeg% közötti szokásos mennyiségek kerülnek felhasználásra.
Térhálósítószerként kén, szerves kén donorok vagy gyökképzők szolgálnak. A találmány szerinti nyersgumi elegyek tartalmazhatnak még ezen túlmenően vulkanizáció gyorsítókat.
Megfelelő vulkanizáció gyorsítók közé tartoznak például a merkaptobenztriazol, a szulfén-amid, a guanidin, a tiurám, a ditiokarbamát, a tiokarbamid és a tiokarbonát.
A vulkanizáció gyorsítók és a térhálósítószerek a nyersgumi összes mennyiségére vonatkoztatva 0,1-10 tömeg%, előnyösen 0,1-5 tömeg% közötti mennyiségben alkalmazhatók.
A nyersgumi töltőanyaggal, adott esetben nyersgumi segédanyagokkal és organoszilánnal való összekeverését olyan hagyományos keverő berendezésekben, mint a dobhengerek, zárt keverőedények és keverő extruderek, hajtjuk végre. Szokásos módon ezeket a nyersgumi elegyeket zárt keveröedényben állítjuk elő, ahol mindenekelőtt egy vagy több egymást követő termomechanikai keverési lépésben a nyersgumikat, a találmány szerinti kormot, adott esetben a kovasavat és az organoszilánt, valamint a nyersgumi segédanyagokat 100°C és 170°C közötti hőmérsékleten összekeverjük. Emellett az egyes komponensek hozzáadásának sorrendje és időpontja befolyásolja döntően a kapott elegy tulajdonságait. Az így kapott nyersgumi elegyet ezután szokásos módon egy zárt keveröedényben vagy egy dobhengerben 40-110°C közötti hőmérsékleten a térhálósító vegyszerekkel elegyítjük és az azt követő eljárási lépéshez, mint például a formázáshoz és vulkanizáláshoz, szükséges úgynevezett nyers cleggyé feldolgozzuk.
A találmány szerinti nyers elegyek vulkanizálása 80°C és 200°C közötti hőmérsékleten, előnyösen 130°C és 180°C közötti hőmérsékleten, adott esetben 1 x 106 Pa és 2 x 107 Pa közötti nyomás alatt történik.
A találmány szerinti nyersgumi elegyek alkalmasak formatcstek, például légtömlős abroncsok, abroncs futófelületek, kábel köpenyek, tömlők, hajtószíjak, szállítószalagok/hcvederek, forgó betétek/betétek, bélések, abroncsok, cipőtalpak, tömítőgyűrűk, idomok és csillapító, tompító elemek előállítására.
A találmány szerinti korom javított diszperziós tulajdonsággal és alacsony fröccsöntési duzzadással rendelkezik, továbbá magasabb töltési fokozata miatt gazdaságosabb.
A találmány szerinti kormok kis viszkozitású gumielegyekben különösen kedvező diszperziós viselkedésükkel tűnnek ki.
Kiviteli példák
A mellékelt 1. ábrán bemutatott korom reaktorban egy sor találmány szerinti koromféleséget állítunk elő.
Az 1. ábrán a kazán reaktor hosszanti metszetét mutatjuk be. A korom reaktorban található egy égetőkamra, amelyben a korom olajok pirolíziséhez szükséges forró folyamatgázt a földgáz fölös mennyiségű levegő oxigén adagolásával történő elégetésével állítjuk elő.
Az égetéshez szükséges levegő és az égetésre szánt anyagok bevezetése az égetökamra homlokfalában található 1 nyílásokon keresztül történik. Az égetőkamra kúpszerüen kiképezve szűkületbe torkollik. A korom alapanyagot a 2 sugárirányú fúvókán keresztül porlasztjuk be a szűkületbe. A szűkületen való áthaladást követően a reakciógázelegy a reakciókamrába expandál.
A bontási zónában 3 kvencselő víz fúvókákon keresztül vizet poriasztunk be.
Az alkalmazott reaktorok méreteit az alábbi összeállítás alapján választhatjuk meg:
I II
Az égetőkamra legnagyobb átmérője 930mm 1143mm
Az égetőkamra szűkületig terjedő részének hossza 2127mm 1985mm
Az égetökamra kúp alakú részének hossza 1307mm 1180mm
A szűkület átmérője 114mm 260mm
A szűkület hossza 80mm 320mm
A reakciókamra átmérője 875mm 1400mm
A kvencselő víz fúvóka maximális helyzetel) 9705mm 14750mm
a szűkületbe való belépéstől mérve (+: belépés után -/belépés előtt)
A találmány szerinti kormok előállításához elégetésre kerülő anyagként földgázt és 91,3 tömeg% szenet és 7,87 tömeg% hidrogént tartalmazó korom olajat használunk fel.
A találmány szerinti kormok előállításakor beállított reaktor paramétereket az 1. táblázatban adjuk meg. Hat különböző korom féleséget állítunk elő (RÍ-tői R6-ig). Az előállítási körülmények különösen a szűkületbe beinjektálásra kerülő korom olajok és földgázok mennyiségét illetően különböznek.
Az előállított koromféleségeket a jellemzők megállapítása előtt és a azoknak a gumi keverékekbe a szokásos eljárás szerint történő bekeverését megelőzően nedvesen habosítjuk.
Reaktor 1.táblázat I II
reaktorparaméter egység RÍ R2 R3 R4 R5 R6
betáplált levegő Nm3/h 1800 a bétáplált levegő 1800 1800 1800 6800 5300
hőmérséklete °C 492 égési alapanyag 490 496 520 640 520
(földgáz) Nm3/h 67 67 67 67 108 155
korom olaj Kg/h 730 korom olaj 830 675 780 3950 3150
hőmérséklet °C 148 földgázáram a 116 118 121 170 170
szűkületben Nm3/h 10 adalékanyag 10 10 10 140 160
(K2CO3) g/h a kvencselö víz - 15
fúvóka helyzeteIJ mm 9705 8290 1) a szűkületbe történő belépés helyétől mérve 9705 8290 14750 14750
Az előállított koromféleségek korom-analitikai adatait az alábbi szabványok szerint határozzuk meg: CTAB-felület: ASTM D-3765 jódszám ASTM D 1510 STSA ASTM D 4820/5816 DBP-abszorpció: ASTMD-2414 24M4-DBP-abszorpció: ASTM D-3493
A mérési adatokat az alábbi 2. táblázat tartalmazza. A ADBP értéket a 24M4DBP-abszorpciós érték DBP-abszorpciós értékből történő kivonásával számítjuk ki.
Az aggregátumnagyság eloszlási görbe meghatározásához a Brookhaven cég által gyártott Rotlich diódával ellátott BI-DCP tárcsás centrifugát használunk. Ezt a készüléket speciálisan az extinkció mérésekből a finom eloszlású szilárdanyagok aggregátumnagyság eloszlási görbéjének meghatározásához került ki fejlesztésre és az aggregátumnagyság eloszlás meghatározására automatikus mérő- és kijelző programmal rendelkezik.
A mérések elvégzéséhez legelőször is 200ml etanolból, 5 csepp ammónia oldatból és 0,5g triton X-100-ból diszpergáló oldatot készítünk, majd az elegy térfogatát ásványi anyagoktól mentes vízzel 1000ml-re egészítjük ki. Emellett 0,5g Triton X-100-ból és 5 csepp ammónia oldatból szpin folyadékot készítünk, amelynek térfogatát, ahhoz ásványi anyagoktól mentes vizet öntve, ugyancsak 1000ml-rc növeljük. <
Ezután 20mg kormot 20ml diszpergáló oldattal kezelünk és egy hűtő fürdőben 4,5 percen keresztül lOOWattos ultrahang teljesítménnyel (80%-os pulzálás) az oldatban szuszpendáljuk.
A tulajdonképpeni mérések megkezdése előtt a centrifugát 30 percen keresztül 11000’1 fordulatszámmal üzemeltetjük. Az abban forgó korongra Imi etanolt spriccelünk és azután óvatosan 15ml szpin folyadékkal alárétegezzük. Körülbelül 1 perc elteltével 250ml korom szuszpenziót spriccelünk bele és a készülék mérési programját elindítjuk és a szpin folyadékot a centrifugában 50ml dodekánnal fölülrétegezzük. Minden egyes mérésre kerülő minta esetében a meghatározást kétszer végezzük el.
Ezután következik az alapzaj figyelembevételével és automatikus alapvonal illesztéssel a nyers adatgörbe kiértékelése a műszer számítógépes programjával.
A AD50 érték az aggregátumnagyság eloszlás görbe fél csúcsmagasságánál mért szélessége. A Dw érték az aggregátumnagyság eloszlás tömeg középértéke. A Dmode érték a legnagyobb gyakorisággal előforduló aggregátumnagyság (az aggregátumnagyság eloszlási görbe csúcsmaximuma). Az M érték a Dw és a Dmode értékek hányadosa. A D75%/25% arányt annak a részecskeátmérőnek, amelyhez képest a kisebb részecskék aránya 75% és a nagyobb részecskék aránya 25%, valamint annak a részecskeátmérőnek, amelyhez képest kisebb részecskék aránya 25% és a nagyobb részecskék aránya 75%, a hányadosaként számítjuk ki az összes tömeg aggregátumnagyság eloszlást tekintve.
2. táblázat
I II
korom RÍ R2 R3 R4 R5 R6
CTAB m2/g 20 17 19 25 18 18
jódszám mg/g 18 16 16 24 14 14
STSA m2/g 19 16 18 24 16 16
DBP ml/100g 141 118 79 149 131 138
CDBP . ml/100g 76 76 60 79 73 75
ÁDBP ml/100g 65 42 19 70 68 73
ADBP/DBP 0,46 0,36 0,24 0,47 0,52 0,53
ADBPxlOO (ml/lOOg)'1
DBP2 0,33 0,30 0,30 0,32 0,40 0,38
Dw nm 523 555 558 429 511 497
Dmód nm 153 161 317 195 223 213
M érték 3,42 3,45 2,2 2,94 2,29 2,33
AD50 nm 576 621 512 437 398 350
s nm 307 326 287 267 304 317
D 75%/25% 2,54 2,57 2,58 2,48 2,45 2,49
Példa
A kaucsuk keverékek esetében használt receptúrát az alábbi 3. táblázatban adjuk meg. A táblázatban használt phr egység 100 egység felhasznált nyerskaucsukra vonatkoztatott tömegrészeket jelent. A kaucsuk keverékek és azok vulkanizált elegyei előállítására szolgáló általános eljárás a következő szakkönyvben kerül ismertetésre: Rubber Technology Handbook, W. Hofman, Hanser Verlag 1994.
Az 1 referencia korom jódszáma 21,7mg/g, CTAB = 24,3m2/g, DBP = 115,9ml/100g , CDBP = 78,0ml/100g, a ÁD50 érték pedig = 296nm.
3. táblázat
anyag Cl (phr) C2 (phr)
1. szakasz
Buna Ep G 5455 150 150
1 referencia korom 130 -
RÍ korom - 130
ZnO 5 5
sztearinsav 2 2
Lipoxol 4000 (PEG) 5 5
paraffinolaj 50 50
2. szakasz
1. szakaszban kapott sarzs
MTB 1 1
TBzTD 1,2 1,2
Renocure TP/S 2 2
kén 1,5 1,5
A Bayer AG által előállított polimer EP G 455 esetében egy EPDM polimerről van szó.
Az 1 referencia korom az EB 160, a Degussa AG által hagyományos módon előállított kazánkorom.
A Hüls AG által gyártott Lipoxol 4000 (PEG) polietilénglikol aktiválószer.
A Sun Oil Company (Belgium) N. V. által készített paraffinolaj lágyítóolaj.
A Bayer AG által gyártott MBT (Vulkazit Mercapto C) vulkanizáció gyorsító.
Az AkzoChemie GmbH által gyártott TBzTD (PerKacit TBzTD) második vulkanizáció gyorsító.
A Rhein Chemie Rheinau GmbH által gyártott Renocure TP/S egy vulkanizáció gyorsító.
A 4. táblázatban megadott keverék összetételnek megfelelő nyersgumi elegyeket állítunk elő egy zárt keverőedényben.
4. táblázat
1. szakasz
Beállítások
keverőberendezés Wemer & Pfleiderer GK 1,5E
fordulatszám óOmin’1
dugattyúnyomás 5,5 x 105 Pa
űrtérfogat, 1,58 liter
töltési fok 0,56
reakcióhömérséklet 70°C
az elegyítés menete 0 -1 perc között Buna EP G 5455. Korom ZnO, sztearinsav, paraffin olaj
1 perc tisztítás, lipoxol 4000
1 - 5 perc között keverés
5 perc kihajtás
sarzs hőméréséklet 110-130°C
tárolás 24 óra szobahőmérsékleten
2. szakasz
Ráállítások
keverőberendezés Wemer & Pfleiderer GK 1,5E
fordulatszám 50mm1
dugyattyúnyomás 5,5 x 105 Pa
űrtérfogat 1,5 8 liter
töltési fok 0,54
reakc i óhőmérséklet 70°C
az elegyítés menete
0-2 perc perc sarzs hőmérséklet
1. szakaszban kapott sarzs, MBT, TBzTD, kén, Renocure TP/S kihajtás
60-105°C
Az alábbi 5. táblázatban a gumiteszteléshez szükséges módszereket foglaltuk össze.
5. táblázat fizikai tesztelés
ML 1+4, !00°C gyűrű szakítóvizsgálat, 23°C szakítószilárdság (Mpa) terhelésértékek (Mpa) szakadási nyúlás (%)
Shore -A-keménység, 23°C (SH) labda visszapattanás, 23°C (%)
Phillips diszperzió () érdesség diszperzió / topográfia
A példában a Cl referencia elegyet C2 keverékkel hasonlítjuk össze.
Szabvány/feltételek
DIN 53523/3, ISO 667
DIN 53504, ISO 37
DIN 53 505
ASTM D 5308
ISO/DIS11345 a DE-PS 19917975 szabvány szerint a találmány szerinti RÍ kormot tartalmazó
A 6. táblázatban mutatjuk be a gumitechnikai vizsgálat eredményeit. Az elegyek 12 percen belül 170°C-os hőmérsékleten vulkanizálódnak.
6. táblázat
Cl C2
ML (1+4) (MU) 48 49
Shore-A-keménység (SH) 56 56
szakítószilárdság (MPa) 8,7 8,2
Cl C2
terhelésérték 100% (MPa) 2,3 2,1
terhelésérték 300% (MPa) 7,3 6,7
szakadási nyúlás (%) 380 390
labda visszapattanás (%) 59,3 60,1
Phillips diszperzió 0 6 8
érdesség diszperzió/topográfía
Ra [□m] 0,764 0,234
Pc [1/cm] 30 1
2-5Dm csúcsok száma [-] 224 16
5-10Dm csúcsok száma [-1 71 5
10-15 □ m csúcsok száma [] 10 0
>15Cm csúcsok száma [] 5 0
csúcsfelület [%] 9 0,8
Ahogyan az a 6. táblázat adataiból világosan kitűnik, a C2 találmány szerinti korom felhasználásával készült elegy diszperziója számottevően jobb minőségű a Cl összehasonlító elegyhez képest.

Claims (11)

  1. Szabadalmi igénypontok
    1. Korom, amely 10m2/g és 35m2/g közötti CTAB-felülettel, 40ml/100g és 180ml/100g közötti DBP-abszorpciós értékkel rendelkezik, azzal jellemezve, hogy az aggregátumnagyság eloszlás ÁD50-értéke 340nm-nél nagyobb.
  2. 2. Az 1. igénypont szerinti korom, azzal jellemezve, hogy aggregátumnagyság eloszlás M értéke nagyobb, mint 2.
  3. 3. Az 1. igénypont szerinti korom, azzal jellemezve, hogy az aggregátumnagyság eloszlás standard eltérése nagyobb, mint 300nm
  4. 4. Az 1. igénypont szerinti korom, azzal jellemezve, hogy az aggregátumnagyság eloszlás D75%/D75% aránya nagyobb, mint 0,24.
  5. 5. Az 1. igénypont szerinti korom, azzal jellemezve, hogy a ÁDBP/DBP arány, nagyobb, mint 0,35.
  6. 6. Az 1. igénypont szerinti korom, azzal jellemezve, hogy a (ADBP x 100)/DBP2 arány nagyobb, mint 0,29(ml/100g)‘'.
  7. 7. Eljárás az 1. igénypont szerinti korom előállítására egy olyan reaktorban, amely a reaktor hosszanti tengelye mentén égető zónából, reakciózónából és bontó zónából áll, az eljárás során az égési alapanyagot oxigéntartalmú gázból teljes égéssel elégetjük az égetési zónában forró füstgázok áramát hozva létre, majd a füstgázt az égetési zónából a reakciózónán át a lebontó zónába vezetjük, a reakciózónában a korom nyersanyagokat bekeverjük a forró füstgázba és a bontó zónában víz bekeverésével leállítjuk a korom képződést, azzal jellemezve, hogy a cseppfolyós és a gázhalmazállapotú korom nyersanyagot a reaktor szűkületben porlasztjuk be.
  8. 8. A 7. igénypont szerinti korom előállítási eljárás, azzal jellemezv e, hogy a korom nyersanyagokat sugárirányú fúvókákon át porlasztjuk be.
  9. 9. Az 1. igénypont szerinti korom alkalmazása gumikeverékekben erősítőkoromként.
  10. 10. Az 1. igénypont szerinti korom alkalmazása extrudált idomokban erősítőkoromként.
  11. 11. Nyersgumi elegyek, azzal jellemezve, hogy azok nyersgumiból, a találmány szerinti koromból, adott esetben tetszőleges kovasavból, organoszilánból és/vagy további nyersgumi segédanyagokból állnak.
    szabadalmi ügyvivő
    S.B.G. & K. Szabadalmi Ügyvivői Iroda tagja
    H-1062 Budapest, Andrássy út 113.
    Ddefon: 461-1000 Fax; 4614099 az
HU0200589A 2001-02-16 2002-02-15 Soot, process for producing it and use HUP0200589A3 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10107228A DE10107228A1 (de) 2001-02-16 2001-02-16 Ruß, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung

Publications (3)

Publication Number Publication Date
HU0200589D0 HU0200589D0 (en) 2002-04-29
HUP0200589A2 true HUP0200589A2 (hu) 2002-11-28
HUP0200589A3 HUP0200589A3 (en) 2003-12-29

Family

ID=7674258

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU0200589A HUP0200589A3 (en) 2001-02-16 2002-02-15 Soot, process for producing it and use

Country Status (13)

Country Link
US (1) US6762236B2 (hu)
EP (1) EP1233042B8 (hu)
JP (1) JP3839330B2 (hu)
KR (1) KR100815066B1 (hu)
AT (1) ATE489434T1 (hu)
BR (1) BR0200478B1 (hu)
CA (1) CA2372135C (hu)
CZ (1) CZ302574B6 (hu)
DE (2) DE10107228A1 (hu)
ES (1) ES2356231T3 (hu)
HU (1) HUP0200589A3 (hu)
PL (1) PL210843B1 (hu)
PT (1) PT1233042E (hu)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102209757A (zh) * 2008-11-11 2011-10-05 赢创炭黑有限公司 炭黑颗粒、制备炭黑颗粒的方法及其用途

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7776604B2 (en) * 2003-04-01 2010-08-17 Cabot Corporation Methods of selecting and developing a particulate material
US7776603B2 (en) * 2003-04-01 2010-08-17 Cabot Corporation Methods of specifying or identifying particulate material
US7000457B2 (en) * 2003-04-01 2006-02-21 Cabot Corporation Methods to control and/or predict rheological properties
US7776602B2 (en) 2003-04-01 2010-08-17 Cabot Corporation Methods of providing product consistency
DE10351737A1 (de) * 2003-11-06 2005-06-16 Degussa Ag Ruß
US20050100502A1 (en) * 2003-11-06 2005-05-12 Kai Krauss Carbon black
CN101193817B (zh) * 2005-04-06 2012-01-11 卡伯特公司 生产氢气或合成气体的方法
US7722713B2 (en) * 2005-05-17 2010-05-25 Cabot Corporation Carbon blacks and polymers containing the same
DE102005037336A1 (de) * 2005-08-04 2007-02-08 Degussa Ag Kohlenstoffmaterial
EP2139953B1 (en) * 2007-04-24 2014-04-16 Cabot Corporation Low structure carbon black and method of making same
DE102007026214A1 (de) 2007-06-05 2008-12-11 Evonik Degussa Gmbh Flammruß
DE102008049313A1 (de) * 2008-09-29 2010-04-01 Continental Reifen Deutschland Gmbh Kautschukmischung und Fahrzeugluftreifen mit verbesserter Luftdichtigkeit und verbesserter Ermüdungsbeständigkeit
DE102008044116A1 (de) 2008-11-27 2010-06-02 Evonik Degussa Gmbh Pigmentgranulat, Verfahren zu dessen Herstellung und Verwendung
DE102010002244A1 (de) 2010-02-23 2011-08-25 Evonik Carbon Black GmbH, 63457 Ruß, Verfahren zu seiner Herstellung und seine Verwendung
CN102910454A (zh) * 2012-10-22 2013-02-06 新乡市华音再生能源设备有限公司 一种真空炭黑提升机
CN106574073B (zh) * 2014-08-01 2018-09-14 株式会社普利司通 包括热解炭黑的混炼胶、所述混炼胶的制备方法和所述混炼胶的用途
DE102016201801A1 (de) 2015-11-21 2017-05-24 Suncoal Industries Gmbh Partikelförmiges Kohlenstoffmaterial herstellbar aus nachwachsenden Rohstoffen und Verfahren zu dessen Herstellung
EP3632973A1 (en) * 2018-10-01 2020-04-08 Trinseo Europe GmbH Method of preparing vulcanizable rubber composites
DE102018220946A1 (de) 2018-12-04 2020-06-04 Suncoal Industries Gmbh Partikelförmige Kohlenstoffmaterialien und Verfahren zu deren Auftrennung
EP3927881A2 (de) 2019-02-21 2021-12-29 SunCoal Industries GmbH Verfahren zur geruchsreduktion partikelförmiger kohlenstoffmaterialien
EP3757172B1 (en) 2019-06-25 2023-08-09 Orion Engineered Carbons GmbH A process for producing carbon black and related furnace reactor
EP3997157A1 (de) 2019-07-10 2022-05-18 SunCoal Industries GmbH Verfahren zur herstellung eines stabilisierten lignins mit hoher spezifischer oberfläche
EP4234638B1 (en) * 2020-12-04 2025-08-27 Denka Company Limited Carbon black, slurry, and lithium ion secondary battery
WO2022218710A1 (en) 2021-04-13 2022-10-20 Orion Engineered Carbons Gmbh Carbon blacks based on renewable carbon black feedstocks
WO2023208654A1 (en) 2022-04-29 2023-11-02 Orion Engineered Carbons Gmbh Carbon blacks based on renewable carbon black feedstocks

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
HU221383B1 (en) * 1992-08-27 2002-09-28 Cabot Corp Carbon blacks and preparations incorporating carbon blacks
DE4427136A1 (de) * 1994-07-30 1996-02-01 Degussa Rußreaktor und Verfahren zur Herstellung von Ofenruß
DE19521565A1 (de) * 1995-06-19 1997-01-16 Degussa Verbesserte Furnaceruße und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE19839925A1 (de) * 1998-04-09 1999-10-14 Degussa Verbesserte Inversionsruße und Verfahren zu ihrer Herstellung
CA2268675C (en) * 1998-04-09 2007-12-11 Degussa-Huls Aktiengesellschaft Improved inversion carbon blacks and method for their manufacture
US6056933A (en) * 1998-04-09 2000-05-02 Degussa-Huls Aktiengesellschaft Inversion carbon blacks and method for their manufacture
US6391274B1 (en) * 1998-09-05 2002-05-21 Degussa Huls Aktiengesellschaft Carbon black

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102209757A (zh) * 2008-11-11 2011-10-05 赢创炭黑有限公司 炭黑颗粒、制备炭黑颗粒的方法及其用途

Also Published As

Publication number Publication date
CA2372135A1 (en) 2002-08-16
CZ302574B6 (cs) 2011-07-20
EP1233042A3 (de) 2003-10-01
HU0200589D0 (en) 2002-04-29
KR100815066B1 (ko) 2008-03-19
ES2356231T3 (es) 2011-04-06
US6762236B2 (en) 2004-07-13
EP1233042A2 (de) 2002-08-21
ATE489434T1 (de) 2010-12-15
PT1233042E (pt) 2011-02-09
DE10107228A1 (de) 2002-09-05
BR0200478A (pt) 2002-10-08
EP1233042B1 (de) 2010-11-24
US20020156177A1 (en) 2002-10-24
BR0200478B1 (pt) 2011-04-05
DE50214782D1 (de) 2011-01-05
JP3839330B2 (ja) 2006-11-01
CA2372135C (en) 2009-10-27
JP2002322386A (ja) 2002-11-08
CZ2002549A3 (cs) 2002-10-16
HUP0200589A3 (en) 2003-12-29
EP1233042B8 (de) 2011-02-02
PL210843B1 (pl) 2012-03-30
KR20020067675A (ko) 2002-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
HUP0200589A2 (hu) Korom, annak alkalmazása és az előállítására szolgáló eljárás
US5859120A (en) Carbon black and processes for manufacturing
US4500672A (en) Rubber composition comprising furnace carbon black
RU2572321C2 (ru) Сажа, способ ее получения и ее применение
US6391274B1 (en) Carbon black
US4360627A (en) Rubber composition comprising furnace carbon black
EP0509018B1 (en) Carbon blacks imparting superior treadwear/hysteresis performance and process for producing carbon blacks
CA2904178C (en) Carbon black compositions
AU622324B2 (en) Carbon black having a high specific surface area
CN1210352C (zh) 炭黑、其生产方法及用途
JPH11505879A (ja) ケイ素処理カーボンブラックを含有するエラストマーのコンパウンド
US5069892A (en) Carbon black for tire tread
US5162421A (en) Rubber composition
JPH05222245A (ja) ゴム組成物
CN103443192B (zh) 橡胶组合物和轮胎
US5320820A (en) Carbon black for tire tread rubber
JP2010144003A (ja) カーボンブラックの製造方法、それより得られたカーボンブラックおよびそれを含有するゴム組成物
JP2003292822A (ja) カーボンブラック及びゴム組成物
US5198205A (en) Carbon black for tire tread rubber
JP2006143822A (ja) タイヤ用ゴム組成物
MXPA01002038A (en) Carbon black, method for producing carbon black and use of the same

Legal Events

Date Code Title Description
GB9A Succession in title

Owner name: EVONIK CARBON BLACK GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER(S): DEGUSSA AG, DE; EVONIK DEGUSSA GMBH, DE

FD9A Lapse of provisional protection due to non-payment of fees