СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РЕЗИНОВОЙ СМЕСИ Российский патент 1996 года по МПК C08J3/22 C08J11/04 

Изобретение относится к резине, в частности к способу получения резиновой смеси.

В современном производстве резиновых смесей и изделий из них вследствие отсутствия абсолютно надежных систем дозирования, смешения и др. образуются неизбежные отходы производства подвулканизованные смеси, содержащие включения вулканизованной резины.

Такие подвулканизованные резиновые смеси частично перерабатываются на вальцах для изготовления второстепенных резиновых изделий коврики, маты и т. п. при этом часть подвулканизованных резиновых смесей подвулканизовывается, далее необратимо превращаясь в вулканизат так называемую "горелую" резину, образуя окончательные отходы резиновых смесей.

Переработка подвулканизованных резин по прямому назначению добавками к основным смесям невозможна из-за наличия в них крупных включений вулканизованной резины, исключающих выпуск качественных полуфабрикатов, и из-за инициирования подвулканизации основной резиновой смеси.

Известен способ получения резиновой смеси, при котором осуществляют подготовку добавки, включающей подвулканизованную резиновую смесь и смешение подготовленной добавки с ненасыщенным каучуковым техуглеродом, серой, ускорителями, активаторами, мягчителями и антиозонантами.

Однако, в известном способе имеет место экологически грязный процесс первой стадии измельчения из-за присутствия несмешанного техуглерода. Кроме того, резиносмесители рассчитаны на выгрузку промешанной массы, а не крошки, которую рабочий вынужден собирать вручную.

Для измельчения на второй стадии необходимо приобретение специального оборудования смесителей для порошкообразных материалов плунжерного типа.

Технический результат изобретения состоит в получении резиновой смеси с применением подвулканизованной резиновой смеси, без снижения технических свойств резин с использованием по прямому назначению в изделия, например, шинах, без образования вторичных отходов.

Для достижения указанного технического результата в способе получения резиновой смеси в качестве добавки дополнительно используют маточную смесь, не содержащую серы и ускорителей вулканизации, причем при подготовке добавки подвулканизованную резиновую смесь и маточную смесь разогревают на дробильных вальцах до 70-80^оС, смешивают их на смесительных вальцах в количестве 70-90 мас.ч. подвулканизованной резиновой смеси и 30-10 мас.ч. маточной смеси, пропускают через каландр, имеющий зазоры между валками 0,2-0,5 мм для получения листа, охлаждают его и закатывают в рулоны, а при смешении компонентов изготовленную в виде рулонов добавку вводят в количестве 10-80 мас. ч. на 100 мас.ч. каучука.

При подготовке добавки выбора для разогрева маточной и полдвулканизованной резиновых смесей дробильных вальцев объясняется тем, что при пропуске смеси через зазор дробильных вальцев смесь не облегает валков вальцев и тем самым обеспечивается мягкий дозированный разогрев смеси, зависящий только от количества пропусков разогреваемой смеси через зазор вальцев.

Выбор интервала температур 70-80^оС вызван тем, что при температурах более 80^оС возникает опасность дальнейшей подвулканизации подвулканизованной смеси при ее хранении перед смесительными вальцами и при обработке на смесительных вальцах.

При температуре менее 70^оС не достигается быстрое взаимное смешение маточной и подвулканизованной смесей на смесительных вальцах, что опасно возможностью местного перегрева подвулканизованной смеси на вальцах и ее дальнейшей подвулканизацией.

Особенность смешения на смесительных вальцах состоит и в том, что первую разогретую порцию подвулканизованной смеси подают в зазор после или вместе с разогретой маточной смесью. Предварительный разогрев смесей до 70-80^оС обеспечивает большую скорость смешения подвулканизованной и маточной смесей, по сравнению с холодными смесями, и эта скорость превышает скорость разогрева и перегрева подвулканизованной смеси в зазоре вальцев.

Тем самым надежно предотвращается дальнейшая подвулканизация (скорчинг) подвулканизованной смеси.

Последующие порции подвулканизованной смеси поочередно вводят в перемешиваемую маточную и подвулканизованную смеси.

Выбор соотношений подвулканизованной смеси 70-90 мас.ч. и, соответственно, маточной 30-10 мас.ч. вызван тем, что варьирование количества маточной смеси в пределах от 10 до 30 мас.ч. осуществляют в зависимости от визуальной степени подвулканизации подвулканизованной резиновой смеси, причем применение маточной смеси в количестве менее 10 мас.ч. не является достаточным даже при малых степенях подвулканизации подвулканизованной смеси.

Применение маточной смеси в количествах более 30 мас.ч. сопровождается снижением модуля переработанной подвулканизованной смеси добавки, а, следовательно, возможностью снижения технических свойств резины с ее применением.

После прохождения последней порции подвулканизованной смеси через зазор вальцев и последующих 6-8 подрезов всей смеси, подготовленную смесь срезают рулонами или подают лентой на 3-валковый каландр.

Особенность обработки смеси на каландре заключается в том, что смесь пропускают через тонкие зазоры 0,2-0,5 мм, обеспечивающие выпуск резинового листа толщиной 0,5-0,9 мм.

Выбор зазоров на каландре 0,2-0,5 мм обоснован необходимостью измельчения и деструкции вулканизованных включений подвулканизованной смеси.

При зазоре более 0,5 мм эффективного измельчения и деструкции вулканизованных включений не происходит, а при зазоре менее 0,2 мм недопустимо снижается производительность оборудования.

Передачу на охлаждающие барабаны и последующую закатку производят только средней части листа шириной 700-900 мм, а кромки листа, шириной 200-300 мм, содержащие более крупные частицы вулканизованной резины, возвращают в исходный зазор каландра и, следовательно, обрабатываемая смесь центральной частью полотна проходит через два зазора каландра, а кромочная часть резинового полотна проходит дважды через два зазора каландра, чем обеспечивается эффективное измельчение и частичная разработка вулканизованных включений подвулканизованной смеси.

После охлаждения барабанов листовую смесь с температурой не выше 40^оС закатывают на транспортере специальным приспособлением из двух барабанов в рулоны весом 8-15 кг и укладывают на платформы через прокладку в несколько рядов.

После анализа смесь применяют добавками или при изготовлении смеси в резиносмесителе или при последующей обработке основной смеси на вальцах.

Выбор количества добавляемой к основной смеси переработанной подвулканизованной смеси в сочетании с дополнительно добавленной маточной смесью, в количестве 10-80 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука основной смеси, выбран с учетом следующих соображений.

В процессе практического опробования разработанного способа получения резиновой смеси стало ясно, что могут сосуществовать два варианта внедрения этого способа.

Первый вариант когда с добавками подвулканизованной и маточной смеси изготавливается небольшая часть основной смеси и применяются повышенные содержания добавок, например, 40-50 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука.

Второй вариант когда с добавками изготавливается большая часть основной смеси, но при этом применяются пониженные содержания добавок, например, 10-15 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука.

Применение добавок меньше 10 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука технически возможно, но нецелесообразно в связи с невозможностью переработки неизбежных отходов подвулканизованной смеси в полном объеме.

Применение добавок переработанной подвулканизованной смеси с дополнительными добавками маточной смеси более 80 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука нерационально в связи со снижением технических свойств резин.

Характеристика применяемого для обработки подвулканизованной смеси оборудования:
1. Дробильные вальцы ДР 800 800 : диаметр валка 550 мм; длина рабочей части валка 800 мм; фрикция 1:3,08; окружная скорость валков: переднего 13 м/мин, заднего 40 м/мин; мощность двигателя 132 кВт.

2. Смесительные вальцы ПД 2100 2100 : диаметр валка 660 мм; длина рабочей части валка 2100 мм; фрикция 1,07:1,0; окружная скорость валков: переднего 29 м/мин, заднего 27 м/мин; мощность двигателя 160 кВт.

3. 3-валковый каландр 3-660-1650 для выпуска листовой резиновой смеси: мощность двигателя 92 кВт; число оборотов 1000 об/мин; длина валков 1650 мм; диаметр валков 660 мм: на верхнем и нижнем валках бомбировка 0,15 мм.

Способ получения резиновой смеси осуществляют следующим образом.

Изготовление смеси ведут в резиносмесителе РС-270-40, путем последовательной загрузки каучука, активаторов, антиозонантов, техуглерода, мягчителей.

Смешение с опущенным верхним прессом ведут 120 с, температура выгрузки 145^оС, далее смесь поступает в гранулятор и охладительные барабаны. Температура гранул при подаче на вторую стадию смешения 40-60^оС;
Вторую стадию смешения осуществляют на резиносмесителе РС-250-24 с целью введения ускорителей серы и приготовленной добавки, включающей подвулканизованную смесь и маточную смесь, приготовление которой описано выше.

Допускается также введение добавками подвулканизованной смеси на агрегате вальцев под резиносмесителем второй стадии смешения.

Температура выгружаемой из резиносмесителя РС-250-24 смеси 10-105^оС, далее готовая смесь обрабатывается на агрегате из 3 вальцев и подается в шприцмашину протекторного агрегата.

Принципиальный состав рецепта и результату испытаний вулканизатов смеси, результаты эксплуатационных испытаний шин с протекторной резиной, изготовленной по описанному способу, приведены в таблице.

Использование: для получения резиновой смеси с применением подвулканизованной резиновой смеси, отходов производства, без снижения технических свойств резин. Сущность изобретения: в способе получения резиновой смеси осуществляют подготовку добавки, включающей подвулканизованную резиновую смесь. Затем осуществляют смешение подготовленной добавки с ненасыщенным каучуком, техуглеродом, серой, ускорителями, активаторами, мягчителями и антиозонантами. В качестве добавки дополнительно используют маточную смесь, не содержащую серы и ускорителей вулканизации. При подготовке добавки подвулканизованную резиновую смесь и маточную смесь разогревают на дробильных вальцах до 70 - 80^oС, смешивают их на смесительных вальцах в количестве 70 - 90 мас. ч. подвулканизованной резиновой смеси и 30 - 10 мас. ч. маточной смеси, пропускают через каландр, имеющий зазоры между валками 0,2 - 0,5 мм, для получения листа. Затем лист охлаждают и закатывают в рулоны. При смешении компонентов изготовленную в виде рулонов добавку вводят в количестве 10 - 80 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука. 1 табл.

Способ получения резиновой смеси, при котором осуществляют подготовку добавки, включающей подвулканизованную резиновую смесь, и смешение подготовленной добавки с ненасыщенным каучуком, техуглеродом, серой, ускорителями, активаторами, мягчителями и антиозонантами, отличающийся тем, что в качестве добавки дополнительно используют маточную смесь, не содержащую серы и ускорителей вулканизации, причем при подготовке добавки подвулканизованную резиновую смесь и маточную смесь разогревают на дробильных вальцах до 70 80^oС, смешивают их на смесительных вальцах в количестве 70 90 мас.ч. подвулканизованной резиновой смеси и 30 10 мас.ч. маточной смеси, пропускают через каландр, имеющий зазоры между валками 0,2 0,5 мм для получения листа, охлаждают его и закатывают в рулоны, а при смешении компонентов изготовленную в виде рулонов добавку вводят в количестве 10 80 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука.