ВУЛКАНИЗУЕМАЯ РЕЗИНОВАЯ СМЕСЬ Российский патент 1997 года по МПК C08L17/00 C08K13/02 C08K13/02 C08K3/06 C08K5/47 

Изобретение относится к области регенерированных резиновых смесей, например диспергированных изделий шинного производства, для изготовления монолитных материалов, покрытий и других продуктов промышленного и культурно-бытового назначения.

Известны технические решения по утилизации регенерированных резиновых изделий, прежде всего резиновые крошки, образующиеся при измельчении отработанных шинной продукции. Для этого осуществляют серную пост-вулканизацию резиновой крошки путем введения в вулканизуемую смесь серы в сочетании с дополнительными ингредиентами. В качестве таких ингредиентов предложены рубракс, д-/2-бензтиазолил/ дисульфид / альтакс/ [1] циклогексил-2-бензтиазолил-сульфенамид /сантокюр/ [2] а также диэтилбензотиазолсуфенамид-2 /сульфенамид БТ/ и /бензотиазолил-2/ морфолиносульфид /сульфенамид М/ [3]
Недостатки известных технических решений обусловлены тем, что в случае применения сантокюра необходимы чрезвычайно высокие концентрации серы, составляющие 24% по отношению к резиновой крошке /содержание сантокюра - 0,74% / [2] а использование сульфенамидов БТ и М в сочетании с серой эффективно при наличии в вулканизуемой смеси на основе резиновой крошки дополнительно бензтиазолинтиондиамидофосфатов [3] Поэтому названные композиции представляют собой аналоги изобретения.

Наиболее близкой к сущности предлагаемого решения является вулканизуемая резиновая смесь, помимо крошки и серы включающая рубракс, альтакс, оксид цинка и стеарин [1] прототип.

Недостаток прототипа состоит в относительно невысокой когезионной прочности вулканизаторов: сопротивление разрыву составляет 3,0-3,5 МПа и твердость по Шору (шкала А) 50-55 ед. Такой уровень основных характеристик прототипа является следствие того, что в состав вулканизуемой композиции помимо названных ингредиентов вводят дополнительно смолообразный отход производства фталевого ангидрида при следующем общем соотношении компонентов, мас.ч.

крошка резиновая 65 90
Сера 1,5 3,5
Рубракс 12 18
Альтакс 1,6 2,5
Цинка оксид 2,5 3,5
Стеарин 0,8 1,1
Отходы производства фталевого ангидрида 10 35.

Дополнительный недостаток технического решения состоит в низкой технологичности изготовления вулканизуемой резиновой смеси, обусловленной смолообразностью отхода производства фталевого ангидрида (налипание на стенки, затруднительность перемешивания, неравномерность распределения по объему смеси).

Сущность изобретения состоит в том, что в качестве ускорителя пост-вулканизации резиновой смеси серой берут 2-меркаптобензотиазол /каптакс/, а как активный модификатор кубовый продукт ректификации 2,4-толуилендиамина /КРДА/ при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Крошка резиновая 100
Сера 3
2-меркаптобензотиазол 1,5
Кубовый продукт ректификации 2,4-толуилендиамина 20.

В отличие от прототипа вулканизуемая резиновая смесь содержит единственный ускоритель процесса каптакс, и не включает системы рубракс-альтакс в сочетании с оксидом цинка и стеарином. Одновременно смесь включает взамен малотехнологического смолообразного отхода производства фталевого ангидрида твердой легкодиспергируемый КРДА, который нетрудно вводить в систему простым перемешиванием ее компонентов. КРДА характеризуется содержанием углерода, водорода, азота и кислорода 66,6: 6,0: 11,9% и 15,5% соответственно. Его основные показатели:
Температура плавления, ^oC 150 160
Температура воспламенения, ^oC 294
Температура самовоспламенения, ^oC 513
Предел взрываемости взвешенной пыли, г/м³ 125
ПДК в воздухе, мг/м³ 2
Плотность, г/см³ 1,25
Благодаря этим характеристикам КРДА принципиально технологичнее базового признака прототипа наличия отхода производства фталевого ангидрида, а вследствие своего состава, в отличие от последнего, включающего не относительно инертные ангидриды, а реакционно-способные аминные и иминные группы, КРДА представляет собой активные модификатор вулканизуемых резиновых смесей.

Перечисленные отличия определяют существенную новизну предмета изобретения в сравнении с прототипом [1] Доказательством служит отсутствие в литературе, включая патентную, сведений о применении КРДА в составе вулканизуемых резиновых смесей.

Возможность осуществления изобретения подтверждается следующим примером.

Пример. В стандартном смесителе при температуре 70-80^oC перемешивают резиновую смесь состава, мас.ч.

Крошка резиновая 100
Сера 3
2-меркаптобензотиазол 1,5
Кубовый продукт ректификации 2,4-толуилендиамина 20.

Приготовленную смесь прессуют по следующим режимам: пластины толщиной 2 мм при 160^oC в течение 10 мин, пластины толщиной 35 мм при 160^oC в течение 70-80 мин или при 180^oC в течение 60 мин. Результаты измерения физико-механических показателей изготовленных пластин по стандартным методикам приведены в таблице одновременно с характеристиками прототипа.

Таким образом, приведенные данные свидетельствуют, что по всем необходимым признакам предложенное техническое решение отвечает требованиям, предъявляемым к изобретениям.

Использование: диспергированные отходы шинного производства, изготовление монолитных материалов, покрытий и др. продуктов промышленного и культурно-бытового назначения. Сущность изобретения: в смесителе при 70-80^oC смешивают резиновую крошку на основе НК-100 мас.ч. с 3 мас.ч. серы, 1,5 мас.ч. 2-меркаптобензтиазола и 20 мас.ч. кубового продукта ректификации 2,4 - толуилендиамина. Смесь прессуют в виде пластин - толщиной 2 мм при 160^oC x 10 мин, 35 мм при 160^oC x 70-80 мин или при 180^oC x 60 мин. Характеристика пластин: сопротивление разрыву - 4,5 МПа, относит. удлинение - 80-90%, твердость по Шору - 68-75 усл. ед. 1 табл.

Вулканизуемая резиновая смесь на основе диспергированных отходов шинного производства, включающая серу, ускорители и модификаторы процесса вулканизации, отличающаяся тем, что в качестве ускорителя она содержит 2-меркаптобензотиазол, а в качестве модификатора кубовый продукт ректификации 2,4-толуилендиамина при следующем содержании компонентов, мас.ч.

Диспергированные отходы шинного производства 100
Сера 3
2-Меркаптобензотиазол 1,5
Кубовый продукт ректификации 2,4-толуилендиамина 20н