ВУЛКАНИЗУЕМАЯ СМЕСЬ НА ОСНОВЕ ДИСПЕРГИРОВАННЫХ ОТХОДОВ ШИННОГО ПРОИЗВОДСТВА Российский патент 1997 года по МПК C08L17/00 C08K13/02 C08K13/02 C08K3/06 C08K5/09 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-бутового назначения.

Известны технические решения по утилизации регенерированных резиновых изделий, прежде всего резиновой крошки, образующейся при измельчении отработанной шинной продукции. Для этой цели осуществляют серную пост-вулканизацию резиновой крошки путем введения в вулканизуемую смесь серы в сочетании с дополнительными ингредиентами. В качестве таких ингредиентов предложены рубракс, ди-/2-бензтиазолил/ дисульфид/альтакс/ [1] N-циклогексил-2-бензтиазолил-сульфенамид /сантокюр/ [2] а также N, N-диэтилбензотиазолилсульфенамид-2 /сульфенамид БТ/ и /бензотиазолил-2/ морофолиносульфид/сульфенамид M/ [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 дополнительно бензтиазолинтиондиамидофосфатов [3] Поэтому названные композиции представляют собой аналоги изобретения.

Наиболее близкой к сущности изобретения 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 вулканизатов: сопротивление разрыву составляет 3,0-3,5 МПа и твердость по Шору (шкала А) 50-55 ед. Такой уровень основных характеристик прототипа является следствием того, что в состав вулканизуемой композиции помимо названных ингредиентов дополнительно вводят 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
Отход 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 используют 2-меркаптобензотиазол (каптакс), и как активный модификатор стеарат аммония при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Крошка резиновая 100
Сера 3
2-меркаптобензотиазол 1,5
Стеарат аммония 2,0.

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 малотехнологичного смолообразного отхода производства фталевого ангидрида стеарат аммония, который нетрудно вводить в систему простым перемешиванием ее компонентов. Стеарат аммония практически нацело вступает во взаимодействие и не приводит к образованию вторичных продуктов различных превращений. Одновременно он выполняет роль поверхностно-активного вещества, интенсифицируемого межфазные процессы в вулканизуемой смеси, и следовательно, повышающего уровень когезионных характеристик вулканизатов.

Перечисленные отличия определяют существенную новизну предмета изобретения в сравнении с прототипом [1] Доказательством служит отсутствие в литературе, включая патентную, сведений о применении стеарата аммония в сочетании с каптаксом и серой для пост-вулканизации диспергированных отходов шинного производства.

Стеарат аммония нетоксичен, доступен, производится в промышленных масштабах. В отличие от отхода, входящего в состав прототипа, характеризуется постоянством состава, определяющим возможность систематического прогнозирования свойств конечных вулканизованных изделий.

Возможность осуществления изобретения подтверждается следующим примером.

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

Крошка резиновая на основе НК 100
Сера 3,0
2-меркаптобензотиазол 1,5
Стеарат аммония 2,0.

Приготовленную смесь прессуют по следующим режимам: пластины толщиной 2 мм при 160^oC в течение 10 мин, пластины толщиной 35 мм при температуре 160^oC в течение 70-80 мин или при температуре 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. Cущность 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 2 мас. ч. стеарата аммония. Смесь прессуют в виде пластин - толщиной 3 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 6,5 МПа, относит. удлинение 120%, твердость по Шору 68-75 усл.ед. 1 табл.

Вулканизуемая смесь на основе диспергированных отходов шинного производства, включающая серу, ускоритель и модификатор процесса вулканизации, отличающаяся тем, что в качестве ускорителя она содержит 2-меркаптобензотиазол и в качестве модификатора стеарат аммония при следующем содержании компонентов, мас.ч.

Диспергированные отходы шинного производства 100
Сера 3
2-Меркаптобензотиазол 1,5
Стеарат аммония 2т