Патент на изобретение №2169744
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛАСТИФИЦИРОВАННОЙ И ПИГМЕНТИРОВАННОЙ НИТРОЦЕЛЛЮЛОЗЫ ИЛИ КОЛЛОКСИЛИНА
(57) Реферат: Изобретение относится к технологии получения нитратов целлюлозы (НЦ) в частности к способам получения пластифицированной и пигментированной нитроцеллюлозы или коллоксилина, и может быть широко использовано при изготовлении красок, лаков, пленок и других видов товаров народного потребления. Способ включает изготовление водной суспензии нитроцеллюлозы или коллоксилина, пластификацию нитроцеллюлозы или коллоксилина в присутствии технологических добавок, отделение жидкой фазы суспензии от ее твердой фазы и гранулирование твердой фазы, при этом изготавливают водную суспензию нитроцеллюлозы или коллоксилина концентрацией 2-12 мас.%, затем изготавливают вторую водную суспензию одного или нескольких диспергированных пигментов с концентрацией 10-40 мас.%, затем смешивают изготовленные суспензии между собой и получают однородную смесь, после этого получают смесь пластификатора с технологическими добавками, причем технологические добавки используют в количестве 0,05-1,0% от массы пластификатора, изготавливают эмульсию полученной смеси с содержанием пластификатора от 5 до 50 мас.% от массы нитроцеллюлозы или коллоксилина, после этого вводят полученную эмульсию в смесь суспензий и перемешивают полученную смесь в течение 1-10 ч при температуре 10-60°С до ее однородности, отделение жидкой фазы суспензии от твердой фазы осуществляют путем предварительного транспортирования суспензии вдоль фильтровальной поверхности и последующей ее компрессии, а гранулирование твердой фазы осуществляют путем предварительной ее экструзии через отверстия на червячном фильтр-прессе и последующей ее резки, при этом отделение жидкой фазы суспензии от ее твердой фазы и гранулирование ведут при давлении 0,5-7 МПа, температуре 60-90°С и влажности получаемых гранул до 4%. Суспензию пигментов перед смешением ее с суспензией нитроцеллюлозы или коллоксилина диспергируют при критерии перемешивания Reм = 10000-600000, пропуская суспензию через гидродинамический аппарат. В качестве технологических добавок используют соли непредельных жирных одноосновных кислот, например соли олеиновой кислоты. Способ позволяет расширить арсенал технических средств для способов получения пластифицированной и пигментированной нитроцеллюлозы или коллоксилина. 1 з.п. ф-лы. Изобретение относится к технологии получения нитратов целлюлозы (НЦ), в частности к способам получения пластифицированной и пигментированной нитроцеллюлозы или коллоксилина, и может быть широко использовано при изготовлении красок, лаков, пленок и других видов товаров народного потребления. Известен способ получения нитроцеллюлозы, включающий диспергирование водной суспензии нитроцеллюлозы, пластификацию, перемешивание, обезвоживание и гранулирование (патент Великобритании N 1201010, C 08 В 5/04, 1969) – аналог. Известен также способ получения пластифицированной и пигментированной нитроцеллюлозы или коллоксилина, включающий приготовление водной суспензии нитроцеллюлозы или коллоксилина и водной эмульсии пластификатора с добавлением технологических добавок, смешение суспензии смеси пластификатора с технологическими добавками, смешение полученной суспензии нитроцеллюлозы или коллоксилина с эмульсией пластификатора и технологических добавок, отделение жидкой фазы от ее твердой фазы (патент N 481951 A1, C 08 В 5/04, Швеция, 1970) – прототип. Задача, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, состоит в расширении арсенала технических средств. Технический результат, который может быть получен при осуществлении способа получения пластифицированной и пигментированной нитроцеллюлозы или коллоксилина, заключается в реализации указанной выше задачи – расширение арсенала технических средств для способов получения пластифицированной и пигментированной нитроцеллюлозы или коллоксилина. Сущность заявляемого технического решения заключается в том, что в способе получения пластифицированной и пигментированной нитроцеллюлозы или коллоксилина, включающем приготовление водной суспензии нитроцеллюлозы или кoллоксилина с концентрацией 2-12 мас.% и водной эмульсии пластификатора с технологическими добавками, смешение полученной суспензии нитроцеллюлозы или коллоксилина с эмульсией пластификатора и технологических добавок, отделение жидкой фазы от ее твердой фазы, согласно изобретению готовят дополнительно водную суспензию одного или нескольких пигментов с концентрацией 10-40 мас. %, диспергируют ее при критерии перемешивания Рейнольдса (Reм) 10000-600000, пропуская суспензию через гидродинамический аппарат, затем смешивают полученные суспензии между собой и получают однородную смесь, после этого готовят эмульсию смеси пластификатора с технологическими добавками, в качестве которых используют соли непредельных одноосновных жирных кислот, например соли олеиновой кислоты. Эмульсию смеси готовят с содержанием пластификатора от 5 до 50 мас.% от количества нитроцеллюлозы или коллоксилина, при этом технологические добавки используют в количестве 0,05 – 1,0% от массы плacтификатора. Вводят полученную эмульсию в однородную смесь суспензий и перемешивают их в течение 1-10 часов при температуре 10-60 градусов по Цельсию. Отделение жидкой фазы суспензии от ее твердой фазы осуществляют путем предварительного транспортирования суспензии вдоль фильтровальной поверхности и последующей ее компрессии, затем гранулируют твердую фазу путем предварительной ее экструзии через отверстия и последующей ее резки вращающимися режущими элементами. Отделение жидкой фазы суспензии от ее твердой фазы проводят при давлении 0,5-7 МПа, температуре 60-90 градусов по Цельсию и влажности гранул до 4%. Технологические операции – транспортирование суспензии вдоль фильтровальной поверхности, компрессию, экструзию и гранулирование твердой фазы осуществляют на червячном фильтр-прессе. Сопоставительный анализ заявляемого способа получения пластифицированной и пигментированной нитроцеллюлозы или коллоксилина с прототипом показывает, что заявляемый способ имеет общие признаки с прототипом: готовят водную суспензию нитроцеллюлозы или коллоксилина с концентрацией 2-12 мас.%; готовят водную эмульсию смеси пластификатора с технологическими добавками; смешивают суспензию нитроцеллюлозы или коллоксилина с эмульсией пластификатора и технологических добавок; отделяют жидкую фазу суспензии от ее твердой фазы. Заявляемый способ получения пластифицированной и пигментированной нитроцеллюлозы или коллоксилина отличается от прототипа новыми признаками: готовят дополнительно водную суспензию одного или нескольких пигментов с концентрацией 10-40 мас.%; диспергируют дополнительную водную суспензию при критерии перемешивания Рейнольдса (Reм) 10000-600000, пропуская ее через гидродинамический аппарат; смешивают полученные суспензии между собой и получают однородную смесь; готовят эмульсию смеси пластификатора с технологическими добавками, в качестве которых используют соли непредельных одноосновных жирных кислот, например соли олеиновой кислоты; эмульсию смеси готовят с содержанием пластификатора от 5 до 50 мас.% от количества нитроцеллюлозы или коллоксилина; технологические добавки используют в количестве 0,05 – 1,0% от массы пластификатора; вводят полученную эмульсию в однородную смесь суспензий и перемешивают их в течение 1-10 часов при температуре 10-60 градусов по Цельсию; отделение жидкой фазы суспензии от ее твердой фазы осуществляют путем предварительного транспортирования суспензии вдоль фильтровальной поверхности и последующей ее компрессии; гранулируют твердую фазу путем предварительной ее экструзии через отверстия и последующей ее резки вращающимися режущими элементами; отделение жидкой фазы суспензии от ее твердой фазы проводят при давлении 0,5-7 МПа, температуре 60-90 градусов по Цельсию и влажности гранул до 4%; технологические операции – транспортирование суспензии вдоль фильтровальной поверхности, компрессию, экструзию и гранулирование твердой фазы осуществляют на червячном фильтр-прессе. Из приведенного перечня признаков заявляемого способа получения пластифицированной и пигментированной нитроцеллюлозы или коллоксилина и достижения поставленной задачи наглядно видно, что заявляемое техническое решение представляет собой новую совокупность признаков, как сочетание известных и новых признаков, обеспечивающих получение нового технического результата, неизвестного на дату подачи заявки. Новый технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в расширении арсенала технических средств для способа получения пластифицированной и пигментированной нитроцеллюлозы или коллоксилина. Предлагаемый способ получения пластифицированной и пигментированной нитроцеллюлозы или коллоксилина промышленно применим, т.к. он может быть широко использован при изготовлении красок, лаков, пленок и других видов товаров народного потребления. Техническое решение заявляемого объекта соответствует критерию “новизна”, т. к. он не известен из уровня техники на дату подачи заявки. Не известна из уровня техники совокупность существенных признаков заявляемого технического решения и их влияние на получение требуемого технического результата. Техническое решение заявляемого объекта соответствует критерию ” изобретательский уровень”, т.к. не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с его отличительными признаками, и не обнаружена известность влияния отличительных признаков на получаемый технический результат. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствуют всем критериям, предъявляемым к изобретению, и обеспечивает получение нового технического результата. Пример осуществления способа. Учитывая то обстоятельство, что концентрация водной суспензии нитроцеллюлозы или коллоксилина оказывает существенное значение, с одной стороны, на производительность процесса переработки, а с другой стороны, на работу технологического оборудования, т. е. существует оптимальная концентрация суспензии, при которой обеспечивается наивысшая производительность переработки и оптимальная, эффективная работа технологического оборудования. Изготовили водные суспензии со следующей концентрацией нитроцеллюлозы или коллоксилина, мас. %: 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 9,0; 10,0; 11,0; 12,0; 13,0; 14,0; 15,0. В результате проведенных экспериментов было выявлено, что оптимальной концентрацией суспензии является концентрация 2-12 мас.%. При концентрации суспензии менее 2 мас.% имеет место неоправданно низкая производительность процесса переработки суспензии по ее твердой фазе. При концентрации 2 мас.% имеет место скачкообразное увеличение производительности процесса переработки суспензии. Налипания твердой фазы суспензии на стенках трубопроводов и технологического оборудования практически не происходит. При увеличении концентрации твердой фазы суспензии происходит увеличение производительности процесса ее переработки, а также происходит увеличение количества налипаемой твердой фазы суспензии на внутренних поверхностях трубопроводов и технологического оборудования. Верхний предел концентрации 12 мас.% является оптимальным, т. к. именно при данной концентрации твердой фазы суспензии обеспечивается наиболее удачное сочетание двух указанных выше факторов – производительность и оптимальность, эффективность работы технологического оборудования. При концентрации твердой фазы суспензии выше 12 мас.% происходит значительное налипание твердой фазы на поверхности трубопроводов и стенки технологического оборудования, что снижает эффективную работу всего технологического оборудования и снижает производительность всего процесса переработки в целом. Изготовили ряд дополнительных водных суспензий диспергированных пигментов. Использовали следующие пигменты: крон свинцовый лимонный, крон свинцовый желтый, пигмент желтый железоокисный, пигмент зеленый фталоцианиновый, пигмент зеленый фталоцианиновый, пигмент голубой фталоцианиновый, лазурь железная, углерод технический пигментный, белила цинковые, двуокись титана, сурик железный, пигмент красный железоокисный. Учитывая то обстоятельство, что концентрация пигмента оказывает существенное значение, с одной стороны, на “жесткость” перерабатываемой нитроцеллюлозы или коллоксилина (далее материал), а следовательно, на энергозатраты процесса переработки, а с другой стороны, на показатели качества получаемого материала, то можно утверждать, что существует оптимальная концентрация пигмента, при которой энергозатраты и качество получаемого материала являются оптимальными. Изготовили вторую суспензию с концентрациями пигмента: от 5 до 50 мас.% с шагом концентрации 1%. Подобрали оптимальную концентрацию пигмента в суспензии 10-40 мас.%. При концентрации пигмента менее 10% не обеспечиваются требуемые показатели качества получаемого материала, но имеют место минимальные энергозатраты. При концентрации пигмента в суспензии 10% обеспечиваются требуемые показатели качества материала и приемлемые энергозатраты. При концентрации пигмента – 40 мас.% обеспечиваются требуемые показатели качества материала и приемлемые энергозатраты при его переработке на червячном фильтр-прессе до 40 кВт/час на тонну перерабатываемого материала. При превышении концентрации суспензии свыше 40 мас.% потребляемые энергозатраты на червячном фильтр-прессе превышают допустимые пределы. Не допускается проводить переработку материала данного класса при энергозатратах более 40 кВт/час на тонну из соображений техники безопасности. Водную суспензию пигмента или пигментов перед смешением ее с суспензией нитроцеллюлозы или коллоксилина диспергировали, пропуская ее через гидродинамический аппарат. Условия диспергирования суспензии пигмента или пигментов характеризуются критерием Рейнольдса (Reм) для перемешивания. Классический критерий Рейнольдса (Reм) для перемешивания имеет вид Reм=nd2y/m, где n – число оборотов перемешивающего органа, об/с; d – диаметр перемешивающего органа, м; y – плотность жидкости, кг/м3; m – вязкость жидкости, Па ![]() Формула изобретения
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 07.10.2003
Извещение опубликовано: 10.02.2005 БИ: 04/2005
|
||||||||||||||||||||||||||