DE1188797B

DE1188797B - Process for improving the filtration of rubber-silica mixtures

Info

Publication number: DE1188797B
Application number: DEC27372A
Authority: DE
Inventors: Dr Paul Bernemann; Dr Guenther Maass
Original assignee: Chemische Werke Huels AG
Current assignee: Huels AG
Priority date: 1962-07-03
Filing date: 1962-07-03
Publication date: 1965-03-11

Description

Verfahren zur Verbesserung der Filtration von Kautschuk-Kieselsäure-Mischungen Es ist bekannt, aus synthetischen Kautschuk-Dispersionen und Wasserglas durch Fällung mittels Säuren in Gegenwart von Elektrolyten bei bestimmten Konzentrationsbedingungen, Fällzeiten und Temperaturen homogene Kautschuk-Kieselsäure-Mischungen herzustellen. Es ist ferner bekannt, bei besonders niedrigen Kautschukkonzentrationen (< 100 gil) in der Ausgangsdispersion Kautschuk-Kieselsäure-Mischungen herzustellen, die nach der Vulkanisation mit einer Transparenz-Rezeptur transparente Vulkanisate ergeben. Die Herstellung der Mischungen bei niedrigen Konzentrationen hat jedoch den Nachteil, daß sich die Fällungssuspensionen im Vergleich zu den bei höheren Kautschuk- bzw. Elektrolytkonzentrationen hergestellten Mischungen nur sehr schwierig filtrieren lassen.Process for improving the filtration of rubber-silica mixtures It is known from synthetic rubber dispersions and water glass by precipitation by means of acids in the presence of electrolytes under certain concentration conditions, Precipitation times and temperatures to produce homogeneous rubber-silica mixtures. It is also known that at particularly low rubber concentrations (<100 gil) to produce rubber-silica mixtures in the starting dispersion, which result in transparent vulcanizates after vulcanization with a transparency recipe. However, the preparation of the mixtures at low concentrations has the disadvantage that the precipitation suspensions compared to the higher rubber resp. It is very difficult to filter mixtures produced by electrolyte concentrations permit.

Es wurde nun gefunden, daß Kautschuk-Kieselsäure-Mischungen, die aus Kautschuk-Dispersionen - und Alkalisilikat-Lösungen durch Fällung mit Säuren in Gegenwart von Elektrolyten hergestellt worden sind, besser filtriert werden können, wenn der Fällungsdispersion kationaktive Emulgatoren zugesetzt werden. It has now been found that rubber-silica mixtures which from rubber dispersions - and alkali silicate solutions by precipitation with acids have been produced in the presence of electrolytes, can be filtered better, when cationic emulsifiers are added to the precipitation dispersion.

Als kationaktive Emulgatoren kommen hauptsächlich quaternäre organische Stickstoffverbindungen, beispielsweise Tetraalkylammoniumhalogenide, Alkyls arylammoniumhalogenide, quaternäre Pyridiniumhalogenide, Tetraalkylammoniumsulfate, Alkylarylammoniumsulfate oder Harzamin-Salze, wie Harzaminsulfat und Harzaminacetat, in Frage. Mainly quaternary organic emulsifiers are used as cationic emulsifiers Nitrogen compounds, for example tetraalkylammonium halides, alkyls arylammonium halides, quaternary pyridinium halides, tetraalkylammonium sulfates, alkylarylammonium sulfates or rosin amine salts such as rosin amine sulfate and rosin amine acetate.

Darunter sind NH2-gruppenhaltige Derivate der Abietinsäure zu verstehen, die in Säuren, z. B. Schwefelsäure oder Essigsäure, gelöst werden und sodann als Harzamin-Salz, z. B. -Sulfatbzw. -Acetat, vorliegen. This is understood to mean derivatives of abietic acid containing NH2 groups, those in acids, e.g. B. sulfuric acid or acetic acid, are dissolved and then as Harzamine salt, e.g. B. -Sulfatbzw. Acetate.

Die kationaktiven Emulgatoren werden in Mengen von 0,1 bis 100/o, vorzugsweise 1 bis 501o, bezogen auf den SiO2-Gehalt der Mischung, der Fällungsdispersion zugesetzt. Der Zeitpunkt der. Zugabe ist beliebig, jedoch wird der kationaktive Emulgator zweckmäßig erst nach Erreichen des ungefähren Neutralpunktes eingetragen. The cation-active emulsifiers are used in amounts of 0.1 to 100 / o, preferably 1 to 5010, based on the SiO2 content of the mixture, of the precipitation dispersion added. The timing of the. Any addition is possible, but the cation-active one It is advisable to add the emulsifier only after the approximate neutral point has been reached.

Das Mischungsverhältnis Kautschuk zu Kieselsäure kann beliebig sein und z. B. zwischen 10:1 und 1:1 liegen. The mixing ratio of rubber to silica can be any and Z. B. be between 10: 1 and 1: 1.

Weitere Einzelheiten gehen aus den nachfolgenden Beispielen hervor. Further details can be found in the following examples.

Beispiele 687,5 g einer wäßrigen durch Emulsionspolymeri sation von Butadien und Styrol (im Verhältnis 76: 24) hergestellten Kautschuk-Dispersion mit einem Feststoffgehalt von 21,8%, die 8% Emulgator, bezogen auf den Feststoff, enthält, wobei der Emulgator zu 50°/0 aus dem Kaliumsalz einer disproportionierten Harzsäure und zu 500/0 aus den Kaliumsalzen von Fettsäuren mit 15 bis 18 C-Atomen besteht, sowie 2320 g Wasser und 286 g Natronwasserglas mit einem Na2O: SiO2-Verhältnis von 1: 3,3 (Dichte 1,35, SiO2-Gehalt 26,2 0/o) werden gemischt und unter Rühren mit 600 g einer 20%igen Kochsalzlösung versetzt. Bei 15 bis 16°C werden unter Rühren innerhalb von 60 Minuten 360 ml 1,5 n-HCl eingedüst. Die Fällungsdispersion erreicht dabei einen pH-Wert von 8. Die Mischung wird auf 900 C erhitzt, 10 Minuten bei dieser Temperatur gehalten und anschließend mit 180 ml 1,5 n-HCl auf einen pH-Wert von 2 bis 3 eingestellt. Examples 687.5 g of an aqueous by Emulsionspolymeri sation of Butadiene and styrene (in a ratio of 76:24) produced with rubber dispersion a solids content of 21.8%, which contains 8% emulsifier, based on the solids, the emulsifier being 50% of the potassium salt of a disproportionated resin acid and to 500/0 from the potassium salts of Consists of fatty acids with 15 to 18 carbon atoms, as well as 2320 g water and 286 g soda waterglass with a Na2O: SiO2 ratio of 1: 3.3 (density 1.35, SiO2 content 26.2 0 / o) are mixed and with stirring 600 g of a 20% saline solution are added. At 15 to 16 ° C with stirring 360 ml of 1.5 N HCl were injected within 60 minutes. The precipitation dispersion reached this has a pH of 8. The mixture is heated to 900 C for 10 minutes at this Maintained temperature and then with 180 ml of 1.5 N HCl to a pH of 2 to 3 set.

Man erhält 4290 ml einer Dispersion, die 225 g einer homogenen Kautschuk-Kieselsäure-Mischung mit einem Kautschuk-Kieselsäure-Verhältnis von 2:1 in wäßriger Salzlösung enthält. Diese Mischung wird mittels Wasserstrahlvakuum über eine Nutsche von 25 cm Durchmesser, die mit einem Perlonffltertucli ausgelegt worden ist, abgesaugt. Die Filtrationszeiten sind in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt. 4290 ml of a dispersion are obtained, the 225 g of a homogeneous rubber-silica mixture with a rubber-silica ratio of 2: 1 in aqueous salt solution. This mixture is by means of a water jet vacuum through a suction filter with a diameter of 25 cm, which has been covered with a Perlonffltertucli, sucked off. The filtration times are listed in the table below.

Der kationaktive Emulgator ist jeweils in 50ml Wasser gelöst und bei dem angeführten pH der Fällungsdispersion zugesetzt worden. Filtrations- Zusatz (bezogen auf SiO2) pH zeit in Minuten Ohne Zusatz .............. . . 10 bis 15 10/o Tetradecylpyridiniumbromid . . 7 3 bis 4 2 0/o Tetradecylpyridiniumbromid . . 3 2 bis 3 50/0 Tetradecylpyridiniumbromid . . 6 1 bis 2 10/o Cetyltrimethylammonium- bromid . .... .. 8 4 bis4bis 5 2°/o Cetyltrimethylammonium- bromid 6 2 bis 2bis 3 50/0 Cetyltrimethylammonium- bromid .... 6 2 bis 2bis 3 2% Harzaminacetat ............. 3 4 bis 5 The cation-active emulsifier is dissolved in 50 ml of water and added to the precipitation dispersion at the stated pH. Filtration Addition (based on SiO2) pH time in minutes Without addition .............. . . 10 to 15 10 / o tetradecylpyridinium bromide. . 7 3 to 4 2 0 / o tetradecylpyridinium bromide. . 3 2 to 3 50/0 tetradecyl pyridinium bromide. . 6 1 to 2 10 / o cetyltrimethylammonium bromide. .... .. 8 4 to 4 to 5 2 ° / o cetyltrimethylammonium bromide 6 2 to 2 to 3 50/0 cetyltrimethylammonium bromide .... 6 2 to 2 to 3 2% resin amine acetate ............. 3 4 to 5

Claims

Claim: Process for improving the filtration of rubber-silica mixtures, those from rubber dispersions and alkali silicate solutions by means of precipitation Acids have been produced in the presence of electrolytes, indicated by that cationic emulsifiers are added to the precipitation dispersion.