ЗАМЕДЛИТЕЛЬ ПОДВУЛКАНИЗАЦИИ РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ Российский патент 2000 года по МПК C08K5/09 C08L21/00 C07D307/89 

Изобретение относится к химической промышленности, к технологии утилизации твердых промышленных отходов, в частности отходов производства фталевого ангидрида.

Фталевый ангидрид является одним из важнейших многотоннажных продуктов промышленности органического синтеза и широко применяется в производстве пластических масс, лакокрасочных материалов, красителей, лекарственных веществ, инсектицидов, присадок к смазочным маслам, добавок к реактивным топливам, в процессе вулканизации каучука и т.д.

Технология производства фталевого ангидрида заканчивается дистилляцией сырого продукта. Очищенный фталевый ангидрид используется для указанных областей применения.

После отгонки фталевого ангидрида получается кубовый продукт, содержащий различные количества фталевого ангидрида (от 20 до 95%), теряемого вместе с отходами.

В настоящее время на всех заводах отход, полученный при производстве фталевого ангидрида, в виде кубового продукта со стадии его дистилляции сжигается.

Однако сжигание отходов приводит к безвозвратной потере различных органических соединений, которые могли бы найти полезное применение в народном хозяйстве. Кроме того, происходит засорение атмосферы токсичными продуктами сгорания отходов и выделяющимися газами.

С увеличением мощностей производства фталевого ангидрида дальнейшее уничтожение кубового продукта его дистилляции становится недопустимым и нерентабельным.

В технологии резин в резиновые смеси на основе ненасыщенных каучуков добавляют специальные вещества, увеличивающие продолжительность индукционного периода вулканизации. Эти вещества называют замедлителями подвулканизации. [см. Ф. А. Махлис, Д.Л.Федюкин. Терминологический справочник по резине, М., "Химия", 1989, с. 95, 96].

Наиболее эффективным замедлителем подвулканизации является N-циклогексилтиофталимид - Сантогард PVI [см. Д.Л.Федюкин, Ф.А.Махлис. Технические и технологические свойства резин. М., "Химия", 1985, с. 31, 32].

Однако данный замедлитель подвулканизации является импортным и дорогостоящим продуктом.

Известен в качестве замедлителя подвулканизации отечественный продукт - фталевый ангидрид [см. там же с. 30].

Однако в резиновые смеси добавляют фталевый ангидрид высокой степени чистоты, т.е. дорогой очищенный фталевый ангидрид, что приводит к большим финансовым затратам.

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в обеспечении возможности утилизации побочных продуктов производства фталевого ангидрида, а также расширении ассортимента замедлителей подвулканизации.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, выражается в повышении рентабельности производства фталевого ангидрида за счет продажи кубового продукта, вместо сжигания его, и улучшении экологии производства в результате уменьшения производственных выбросов, удешевлении резиновых смесей за счет использования неутилизируемых производственных отходов с одновременным сохранением их технических характеристик.

Поставленная задача решается новым замедлителем подвулканизации резиновых смесей, представляющим собой кубовый продукт дистилляции фталевого ангидрида.

Фталевый ангидрид получают парофазным окислением о-ксилола или нафталина кислородсодержащим газом (воздухом) в присутствии катализаторов - соединений металлов переменной валентности.

Товарный продукт - фталевый ангидрид выделяют вакуумной дистилляцией.

Кубовый продукт, подученный со стадии дистилляции фталевого ангидрида, имеет следующий состав, мас.%.:
Фталевый ангидрид - 70 - 93
Фталид - 0,1 - 0,5
Тримеллитовая кислота - 1,3 - 10,0
Антрахинон - 0,03 - 0,7
Пиромеллитовый ангидрид - 0,05 - 5,0
Зола - 0,5 - 1,5
Нерастворимый в воде остаток - 2 - 8
Неидентифицируемые примеси - 3 - 6
Температура кристаллизации кубового продукта должна быть не ниже 112^oC.

Кубовый продукт дистилляции фталевого ангидрида может быть получен в порошкообразной или чешуированной форме. Размер чешуек составляет 2-8 мм, толщина до 1 мм.

Кубовый продукт дистилляции фталевого ангидрида является новым замедлителем подвулканизации резиновых смесей.

Из научно-технической и патентной документации неизвестно использование указанного отхода производства.

Наличие наряду с фталевым ангидридом ряда различных органических соединений делает неочевидным проявление свойств замедлителя подвулканизации у заявленного в данном изобретении кубового продукта дистилляции фталевого ангидрида.

Новый замедлитель подвулканизации может быть использован в рецептурах резиновых смесей для шин и резинотехнических изделий.

Оценка свойств опытного продукта - кубового продукта дистилляции фталевого ангидрида, полученного в порошкообразной форме, проводилась в рецептурах резиновых смесей для беговой дорожки и боковины протектора легковых и грузовых радиальных шин в сравнении с фталевым ангидридом. Содержание опытного продукта и фталевого ангидрида в смесях было одинаково - 0,5 мас.ч. на 100 мас.ч. каучука.

Примеры, иллюстрирующие изобретение, приведены в таблицах 1-3.

В таблицах 1, 2 представлены пластоэластические свойства резиновых смесей и физико-механические показатели их вулканизатов.

В таблице 3 представлены сравнительные испытания опытного продукта в порошкообразной и чешуированной форме в резиновой смеси для беговой дорожки радиальных автопокрышек.

Описание и примеры служат в качестве иллюстрации изобретения и не ограничивают объем, а специалист может предложить и другие варианты воплощения изобретения, не выходящие за пределы его сущности и объема.

Как следует из полученных результатов, смеси с опытным продуктом - кубовым продуктом дистилляции фталевого ангидрида по пластоэластическим свойствам, в том числе по стойкости к подвулканизации, равноценны смесям, содержащим очищенный фталевый ангидрид.

По комплексу физико-механических свойств опытные резины практически не отличаются от серийных.

Также полученные результаты свидетельствует об идентичности влияния на свойства резиновых смесей опытного продукта как в порошкообразной, так и в чешуированной форме.

Использование кубового продукта дистилляции фталевого ангидрида в качестве замедлителя подвулканизации резиновых смесей позволяет
- расширить ассортимент применяемых замедлителей подвулканизации резиновых смесей, снизив потребление для этих целей очищенного фталевого ангидрида;
- улучшить экологическую обстановку на производстве фталевого ангидрида, исключив захоронение или сжигание кубового продукта дистилляции;
- получить большой экономический эффект за счет использования отходов и превращения их в товарный продукт.

Использование: в шинной и резинотехнической отраслях промышленности. Замедлитель подвулканизации резиновых смесей представляет собой кубовый продукт дистилляции фталевого ангидрида. Состав представлен следующими ингредиентами, мас. %: фталевый ангидрид 70-93, фталид 0,1-0,5, тримеллитовая кислота 1,3-10,0, антрахинон 0,03-0,7, пиромеллитовый ангидрид 0,05-5,0, зола 0,5-1,5, нерастворимый в воде остаток 2-8, неидентифицируемые примеси 3-6. Замедлитель подвулканизации может быть получен в порошкообразной или в чешуированной форме. Резины с кубовым продуктом дистилляции фталевого ангидрида по пластоэластическим свойствам равноценны смесям с очищенным фталевым ангидридом. По комплексу физико-механических свойств опытные резины практически не отличаются от серийных. 3 з.п., ф-лы, 3 табл.

1. Замедлитель подвулканизации резиновых смесей, включающий фталевый ангидрид, отличающийся тем, что он представляет собой кубовый продукт дистилляции фталевого ангидрида и имеет следующий состав, мас.%:
Фталевый ангидрид - 70 - 93
Фталид - 0,1 - 0,5
Тримеллитовая кислота - 1,3 - 10,0
Антрахинон - 0,03 - 0,7
Пиромеллитовый ангидрид - 0,05 - 5,0
Зола - 0,5 - 1,5
Нерастворимый в воде остаток - 2 - 8
Неидентифицированные примеси - 3 - 6
2. Замедлитель подвулканизации по п.1, отличающийся тем, что он получен в порошкообразной форме. 3. Замедлитель подвулканизации по п.1, отличающийся тем, что он получен в чешуированной форме. 4. Замедлитель подвулканизации по п.3, отличающийся тем, что размер чешуек составляет 2 - 8 мм, а толщина до 1,0 мм.