Газова сажа, спосіб її одержання та застосування як пігменту

1. Спосіб одержання газової сажі, який відрізняється тим, що включає такі стадії: подавання пари масла у потоці газоподібного водню, утворення аерозолю з розчину солі калію з концентрацією не менше ніж 5 мкг/г за допомогою розпилення у повітрі, змішування зазначеної пари та аерозолю безпосередньо перед зоною утворення сажі, спалювання одержаної суміші у надлишку повітря. 2. Газова сажа, яка відрізняється тим, що одержана способом за п. 1 та має OAN - показник, визначений на гранульованій сажі, що складає менше ніж 120 мл/100 г. 3. Газова сажа за п. 2, яка відрізняється тим, що додатковий показник COAN, визначений на гранульованій сажі, складає менше ніж 90 мл/100 г. 4. Застосування газової сажі за п. 2 або 3 як пігменту у чорнилі, фарбах, лаках, друкарських фарбах і фарбах для струминного друкування, а також для фарбування пластмас. UA (21) 20041109080 (22) 05.11.2004 (24) 25.06.2009 (31) 103 51 737.5 (32) 06.11.2003 (33) DE (46) 25.06.2009, Бюл.№ 12, 2009 р. (72) КРАУСС КАЙ, DE/DE, КАРЛЬ АЛЬФОНС, DE/DE, ФРОЙНД БУРКХАРД, DE, ВІШНОВСКІ УДО, DE, МАНГОЛЬД ХЕЛЬМУТ, DE, ШУМАХЕР КАЙ, DE, ГОЛЬХЕРТ РАЙНЕР, DE, РОТ ХЕЛЬМУТ, DE (73) ДЕГУССА АГ, DE (56) DE 2403545, A, 14.08.1975 EP 1233042, A, 21.08.2002 US 6159275, A, 12.12.2000 US 6231624, B1, 15.05.2001 UA 26663, C2, 12.11. 1999 UA 77162, C2, 15.07.2003 SU 1099601, A1, 10.08.1996 RU 2097398, C1, 27.11.1997 RU 2118974, C1, 20.09.1998 US 5688317, A, 18.11.1997 US 5639817, A, 17.06.1997 C2 2 (19) 1 3 87097 4 особливостей процесу високоструктурною, тобто Сольовий розчин може являти собою розчин ця сажа складається з великих і розгалужених відповідної солі у воді, спирті або олії дистиляту агрегатів. кам'яновугільної смоли. Подібний розчин може Недолік відомих типів сажі полягає в тому, включати будь-яку сіль, що здатна розчинятися у що вони володіють обумовленою специфікою воді, спирті або олії і без проблем може перевотехнологічного процесу дуже високою структурнідитися в аерозоль. Як такий розчин можна викостю, а знизити їх структурність безпосередньо в ристовувати, наприклад, розчин солі лужного або процесі їх одержання неможливо. лужноземельного металу, краще розчин солі каЗ врахуванням вищесказаного в основу данолію, особливо краще розчин карбонату калію. го винаходу було покладено завдання запропоАерозоль можна одержувати за рахунок диснувати сажу, що має низьку структурність, волопергування сольового розчину повітрям, викорисдіє при її використанні у лаках більш низькою товуваним для тонкорозпилювальної форсунки, і в'язкістю і більш високою насиченістю забарвнаступною подачею аерозольного туману, що лення і дозволяє використовувати її в більш виутворюється, за допомогою бічного повітря з розсокій концентрації в системах зв'язуючих при пилювальної ємності на ділянку нагрівання. збереженні постійної в'язкості в порівнянні з виРозпилювальна форсунка може складатися з сокоструктурними сажами. двох звернених назустріч одна одній форсунок, Ще одне завдання даного винаходу полягало через які пропускають рідину разом з повітрям. у можливості забезпечити цілеспрямоване регуТу частину сольового розчину, що у розпилювання структурності сажі в процесі її одержанлювальній ємності не вдалося перевести в аероня. золь, можна направляти вниз у рециркуляційний Об'єктом винаходу є сажа, яка відрізняється збірник. тим, що OAN-показник (показник маслоємності На ділянці нагрівання аерозольний туман Carbon Black-Oil Absorption Number), визначений можна нагрівати до моменту, коли припиняється на гранульованій (у виді крупинок) сажі, складає конденсація сольового розчину. Температура на менш ніж 120мл/100г, краще менш ніж ділянці нагрівання може знаходитися в інтервалі 110мл/100г, особливо краще менш ніж від 50 до 400°С. 100мл/100г. Установка для одержання аерозолю може COAN-показник (показник маслоємності превиконуватися із скла, кераміки або високоякісної сованого зразка - Carbon Black-Oil Absorption сталі. Number of Compressed Sample), визначений на Пропонована у винаході сажа може викорисгранульованій сажі, може складати менш ніж товуватися для виготовлення чорнила, фарб, 90мл/100г, краще менш ніж 85мл/100г, особливо лаків, друкованих фарб і фарб для струминного краще менш ніж 80мл/100г. друкування, а також для фарбування пластмас. Різниця між OAN-показником і COANПереваги пропонованої у винаході сажі поляпоказником, визначена на гранульованій сажі, гають у тому, що вона має не настільки високу може складати менш ніж 30мл/100г, краще менш ("знижену") структурність і при використанні в ніж 25мл/100г, особливо краще менш ніж лаку має більш низьку в'язкість і більш високу 20мл/100г. насиченість кольору. У порівнянні з високострукПропонована у винаході сажа може являти турними сажами її можна використовувати в собою газову сажу. більш високих концентраціях у системах зв'язуюВміст калію в сажі, виміряний на порошковій чих при збереженні постійної в'язкості. сажі, може бути вище ніж 5мкг/г, краще вище ніж Приклад 10мкг/г, особливо краще вище ніж 50мкг/г. Калій На прикладеній до опису фігурі схематично може розподілятися у всій частці сажі статистичпоказана дослідна установка. но. У звичайному (тонко)плівковому випарнику, БЕТ-поверхня сажі (питома поверхня, визнащо є в продажі; випарюють використовуваний чена методом Браунауера-Еммета-Теллера) модля одержання сажі вихідний матеріал І GN фірже складати від 50м2/г до 500м2/г, краще від ми Rütgers Chemicals AG при температурі, яка 100м2/г до 400м2/г. зазначена в таблиці 1. Пари олії за допомогою Пропоновану у винаході сажу можна не підзазначеного в таблиці 1 потоку газоподібного давати додатковій переробці, але можна і піддаводню подають в апарат для газової сажі. Безповати такій переробці, наприклад оксидувати, фусередньо перед пальником (див. DE-PS 671739) нкціоналізовувати або гранулювати (у виді до газу домішують повітря й аерозоль у зазначекрупинок). них у таблиці кількостях і цю суміш подають до Ще одним об'єктом винаходу є спосіб одерполум'я пальника. Аерозоль утворюють в апаражання пропонованої в ньому сажі, який відрізнятурі, що складається з зони розпилення і ділянки ється тим, що розчин відповідної солі за допомонагрівання. У зоні розпилення розчин карбонату гою газу, краще повітря, азоту, водню і/або калію в зазначеній в таблиці концентрації трансвуглеводню, переводять в аерозоль і потім ввопортують по двох звернених назустріч одна одній дять у зону утворення сажі. Цей аерозоль можна форсунках, що за допомогою повітря, що пропусвмішувати у вихідний матеріал перед пальником. кається через них, утворюють у виді дрібних краНасамперед такий підхід доцільний у способі пель туман. Сконденсований розчин витікає з одержання газової сажі, коли аерозоль вмішують апарата. Цей туман за допомогою повітря подау суміш газу-носія і парів олії перед пальником. ють на ділянку нагрівання, де його стабілізують при 180°С. Сажу, що утворилася, осаджують у 5 87097 6 звичайних наявних у продажі фільтрувальних У таблиці 1 представлені технологічні параустановках. Гранульовану (у виді крупинок) сажу метри і результати експериментальних досліодержують з порошкової сажі в звичайних наявджень у прикладах 1-4. них у продажі і використовуваних для таких цілей грануляторах. Таблиця 1 Приклад Порівняльний приклад 1 Концентрація поташу в г/л Об'ємна витрата водню в м3/год 4,0 Кількість парів олії в кг/год 5,8 Температура випарювання в °С 268,7 Об'ємна витрата повітря в м3/год 19,0 Температура повітря в °С 298 Об'ємна витрата повітря при розпиленні в 0,0 м3/год Об'ємна витрата повітря при подачі аерозолю в 0,0 м3/год Масова витрата розчину добавок у г/год 0,0 Температура на ділянці нагрівання аерозольної установки в °С Порошкова сажа Вміст калію в мкг/г