ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2121484
МОДИФИКАТОР РЕГЕНЕРАЦИИ РЕЗИНОВЫХ ОТХОДОВ
Имя изобретателя: Галанов О.П.; Давудов Г.Д.; Матуков Ю.А.; Ярыгин В.А.
Имя патентообладателя: Галанов Олег Петрович
Адрес для переписки:
Дата начала действия патента: 1996.09.10
Модификатор регенерации резиновых отходов содержит карбоцепной каучук,
вулканизирующую систему из сульфенамида, оксида цинка, стеариновой кислоты и канифоли,
смесь тиазола и органическую перекись. Тиазол и органическая перекись в смеси взяты в
массовом соотношении (0,3 - 1,0) : (1,0 - 0,3). Компоненты модификатора содержаться в следующем
соотношении, мас.ч.: каучук 100, вулканизирующая система 14 - 27, смесь тиазола с
органической перекисью 15 - 30. Модификатор позволяет утилизировать резиновые отходы.
Отходы могут быть разнообразными по составу. Полученный с использованием модификатора
регенерат используют самостоятельно в качестве товарной резиновой смеси. Используют
также регенерат в качестве добавки к свежим резиновым смесям.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Предлагаемое техническое решение относится к области регенерации отходов
резины, образующихся в процессе изготовления резино-технических изделий, резиновой
обуви, шин, а также при переработке изношенных шин и других резиновых изделий, вышедших
из употребления, в частности к веществам-модификатором, вызывающим деструкцию
вулканизованных композиций.
Процесс регенерации резины предполагает использование различных способов или
веществ, приводящих к ее деструкции, в частности, для этой цели применяются химические
модификаторы.
Так из патента ГДР N 209593 известно воздействие на резиновую крошку композиции
пластификатора с пептизатором при температуре 130-200oC в атмосфере газа, насыщенной
кислородом.
Известна также обработка резиновой крошки эпоксидированным и/или гидроксилированным
жидкофазным диеновым полимером (заявка Японии N 1-22962, кл. C 08 L 75/04).
В соответствии с данными изобретений по авторским свидетельствам известны и другие
химические добавки-модификаторы, например N-циклогексилтиофталимид (СССР, а.с. N 711057, кл.
C 08 L 9/00), или 50%-ный раствор дисульфидизооктилфенола в веретенном масле (СССР, а. с. N 1016202,
кл. B 29 H 19/00), или смесь серы с N-циклогексил-2- бензтиазолилсульфенамидом (СССР, а.с. N 1678819,
кл. C 08 J 11/28).
Из других известных модификаторов этого назначения наиболее близким по составу и
функции следует считать принятый за прототип модификатор регенерации из "Композиции
для получения регенерата" по авторскому свидетельству СССР N 1620454, кл. C 08 J 11/04 (полный
состав модификатора приведен в таблице 6, пример 46).
И это изобретение и все перечисленные ранее решают одну задачу - позволяют
утилизировать многотоннажные отходы резиновой промышленности путем использования
различных химических модификаторов.
Цель предлагаемого технического решения та же - утилизация резиновых отходов за счет
расширения ассортимента модификаторов.
Поставленная цель достигается тем, что в модификатор регенерации резиновых отходов,
включающий тиазол, вводят дополнительно карбоцепной каучук, вулканизующую систему,
состоящую из сульфенамида, оксида цинка, стеариновой кислоты и канифоли, и
органическую перекись, причем тиазол и органическая перекись взяты в массовом
соотношении (0,3 - 1) : (1 - 0,3) при следующем содержании компонентов, мас.ч.:
Карбоцепной каучук - 100
Указанная вулканизующая система - 14 - 27
Смесь тиазола и органической перекиси в указанном соотношении - 15 - 30
Для доказательства существенности отличий заявляемого технического решения от
известных приводим следующие обоснования:
использование в качестве модификатора регенерации резиновых отходов композиции
веществ предложенного качественного и количественного состава не известно из других
технических решений,
введение в модификатор на основе разных каучуков в качестве активного начала
синергической смеси "тиазол-органическая перекись" в заявленном соотношении и
количестве позволяет использовать этот модификатор при регенерации разнообразных по
составу резиновых отходов; этот процесс происходит, по-видимому, за счет
избирательного деструктивного воздействия химически высокоактивной системы на
поперечные серные связи поверхностного слоя вулканизованной резиновой крошки.
Состав и свойства заявляемого модификатора были отработаны предварительно, причем
критерием для дальнейшего испытания модификатора служил комплекс свойств в их
оптимальном значении (для композиции на основе HK), но при этом значение прочностных
показателей было определяющим.
Результаты этого испытания представлены в таблицах 1 и 2, где в таблице 1 показана
отработка соотношений активного начала "тиазол-органическая перекись" при
постоянной их общей дозировке (20 мас.ч.) в модификаторе.
В таблице 2 - отработка общей дозировки синергической смеси "тиазол-органическая
перекись" при постоянном их соотношении (1 : 1) в модификаторе.
На основании приведенных данных видно, что удовлетворительные прочностные показатели
получены только в случае совместного действия смеси "тиазол-органическая перекись"
(таблица 1, примеры 2 - 8), и показана тенденция ухудшения этого свойства при раздельном
действии каждого из компонентов этой синергической композиции (таблица 1, примеры 1 и 9).
Результаты, представленные в таблице 2, свидетельствуют о том, что удовлетворительное
значение показателя прочности соответствует составу модификатора, в котором
синергическая смесь присутствует в количестве от 15 до 30 мас. ч. (примеры 11-14).
Подобным же образом была определена возможность использования и других (кроме HK)
карбоцепных каучуков в оптимальном рецепте модификатора (таблица 3); низкое же значение
прочностного показателя для композиции модификатора на основе нитрильного каучука (пример
17) объясняется природой этого каучука, смеси которого в ненаполненном состоянии
отличаются невысокими прочностными характеристиками, и основное их предназначение -
использование для маслобензойностойких изделий.
Поскольку модификатор содержит в своем составе достаточно сильные деструктирующие
агенты (например, органическая перекись), к процессу его изготовления предъявляются
особые требования - к порядку (последовательности) введения компонентов и к времени
обработки на смесительном оборудовании. Авторы полагают, что способ изготовления
модификатора может быть предметом отдельной заявки, поэтому данные об этом процессе
приводятся в общем виде.
Изготовление модификатора осуществляется на стандартном оборудовании резиновой
промышленности, а введение ингредиентов происходит по следующему режиму:
Карбоцепной каучук - 0 мин
Вулканизующая система - на 5-й мин
Смесь тиазола и органической перекиси - на 8-й мин
Выгрузка модификатора - на 10-й мин
Исходя из того, что цель создания модификатора - его использование для регенерации
резиновых отходов, свойства его были изучены при испытании регенерата, полученного
смешиванием заявляемого модификатора с резиновой крошкой (крошка при этом может быть
любой по качественному составу, с дисперсностью до 6 мм).
Регенерат изготавливался смешиванием всех компонентов на стандартном смесительном
оборудовании по существующим технологическим режимам.
Примеры, приведенные в таблице 4, иллюстрируют состав и основные физико-механические
свойства регенерата (в оптимальном варианте), содержащего заявляемый модификатор и
резиновую крошку. Данные примеров свидетельствуют о том, что введение в регенерат
модификатора в количестве от 5 до 40 мас.ч. оставляет практически стабильными основные
свойства регенерата, однако, предпочтительна дозировка 5 - 20 мас. ч. (примеры 29-32) из
соображений экономических.
Кроме того, результаты таблицы 4 демонстрируют возможность использования полученного
регенерата в качестве самостоятельной композиции, например, для таких позиций, как
покрытие для железнодорожных переездов, подрельсовые прокладки, пластины, коврики и т.п.
изделия.
Возможно также введение регенерата с заявляемым модификатором и во вновь
изготавливаемые (свежие) резиновые смеси.
Так, в таблице 5 показано, что использование в смесях общего назначения даже больших
количеств резиновой крошки (в присутствии заявляемого модификатора) не только не
ухудшает прочностных показателей смесей, но даже заметно их увеличивает (примеры 36, 37,
39, 40); что касается смесей на основе нитрильного каучука, для которых определяющим
служит возможность их использования для резино-технических изделий
маслобензостойкого назначения, где главной характеристикой является показатель
стойкости к набуханию, то, как свидетельствуют данные примеров 41-45, значение этой
характеристики улучшается даже при использовании значительных количеств резиновых
отходов общего назначения (т.е. не на основе полярных каучуков).
Обобщая все результаты работ с модификатором, приводим (в сравнении с прототипом) его
полный состав, показанный при испытании регенерата, содержащего этот модификатор (например,
на основе HK) и отходы вулканизованных резин (таблица 6, примеры 46-52).
Полученные данные демонстрируют работоспособность заявляемого модификатора в полном
диапазоне его состава.
На основании всего изложенного можно сделать следующие выводы о заявляемом
модификаторе регенерации и его преимуществах в сравнении с известными:
предложенный модификатор не известен из прежних технических решений и может быть
использован при изготовлении регенерата из вулканизованных резиновых отходов любого
состава;
эффективная девулканизация (регенерация) вулканизованных резиновых отходов
происходит за счет присутствия в модификаторе регенерации активного начала -
синергической смеси "тиазол-органическая перекись" в предложенном соотношении и
количестве,
регенерат, полученный с применением заявляемого модификатора, может быть использован
самостоятельно в качестве товарной резиновой смеси или как добавка к свежим резиновым
смесям,
процесс изготовления регенерата, содержащего заявляемый модификатор, происходит при
комнатной температуре без давления с использованием стандартного оборудования для
изготовления резиновых смесей,
создание заявляемого модификатора регенерации расширяет ассортимент уже известных
продуктов этого назначения,
использование заявляемого модификатора позволяет утилизировать и употребить
разнообразные по составу, образовавшиеся в различных областях полимерной
промышленности многотоннажные отходы вулканизованных резин, что очень важно и из
экологических соображений.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Модификатор регенерации резиновых отходов, включающий тиазол,
отличающийся тем, что модификатор дополнительно содержит карбоцепной каучук,
вулканизующую систему, состоящую из сульфенамида, оксида цинка, стеариновой кислоты
и канифоли, и органическую перекись, причем тиазол и органическая перекись взяты в
массовом соотношении (0,3 - 1,0) : (1,0 - 0,3) при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Карбоцепной каучук - 100
Указанная вулканизующая система - 14 - 27
Смесь тиазола и органической перекиси в указанном соотношении - 15 - 30е
Версия для печати
Дата публикации 20.02.2007гг
вверх
|
