Способ получения суспензии наполнителя для резиновых смесей Советский патент 1983 года по МПК B01F3/12 C09C1/58 

4 СД

О Изобретение относится к химической технологии, в частности к производству наполнителей для резиновых смесей н может быть использовано на шинных, резинотехнических, регенератных, нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах. Известны процессы получения сажи , разложением углеводородного сырья при повышенной- температуре в присутствии кислородсодержащего газаГ. Недостатками этого процесса являются потери ценных углеводородов в .результате окисления их кислородом. Наиболее близким к предложенному является способ получения дисперсии сажи пу.тем диспергирования сажи в смеси минерального масла и жидкого углеводорода с последуюгдим введением стабили за - дивинилстирольного статического каучука в жидком углеводороде 2 . Недостатками указанного процесса является использование дорогих и дефицитных компонентов - каучука, сажи, масла. Кроме того, толуол является токсичным, огне- и взрывоопасным растворителем, Цель изобретения - повышение физико-механических показателей, утилизация отходов резинового производства, расширение сырьевой базы. Поставленная цель достигается тем, что полимерные материалы, содержащие наполнитель (отходы наполненных резин ), нагревают в среде растворителя в массовом соотншении ,5. i-бО) и из полученной суспензии при 160-400°С и давлении 1 2 при подаче инертного носителя в колич.естве 0,01-8 л/ч кг отгоняют низкокипящие фракции. В качестве растворителя используют нефтяные фракции или низкокипящие фракции, получаемые в данном процессе или смесь нефтяных фракций с суспензией наполнителя. В опытах использовались следующие нефтяные фракции: 200-350°С - дизельное топливо (ДТ)г 350-420°С дистиллатное минеральное масло (ММ, 450°С - масло ПН-б (ПН;, ; 500°С - гудрон (ГД), продукты, получаемые . по данному способу суспензии наполнителя (СН ) И низкокицящие фракции (НКФ ) . Основные физико-химические харак. теристики нефтяных фракций и продук тов, получаемых в процессе, которые использовались в качестве растворителей, представлены в табл.1. в качестве полимерных материа- . лов, содержащих наполнитель, использовались отходы вулканизованных резиновых материалов на основе бутадиенстирольного каучука (РМ БСК, бутадиенового каучука (РМ БК) , изо11реновогрил ног в 3 5- под 3,8 пол под низ 10 сус сме тик 5 наг 25 при в т пен 2,5 азо 30 Пол ет -35 П 45 наг 316 Из при 0, cQ пящ нап тер 60 65 о каучука (РМ ИК), бутадиен-нитьного каучука (РМ БНК). Пример. 1 мае.ч. полимеро материала (РМ БНК) нагревают ,2 мае.ч. масла ПН-6 при 34б°С давлением 4,2. в течение ч и из полученной суспензии .нанителя при 238°С и 4-10 Н/м при аче 0,64 л/ч кг азота отгоняют кокипящие фракции. Полученная пензия наполнителя резиновых сей имеет следующи.е характериси;1,1394 Плотность, г/см Вязкость условная при 100°С, °ВУ 87,2 Содержание, -мас.%: Наполнитель сажа Углеводороды Окись цинка Активные вещества Стеариновая кислота и ее соединения Сера и ее соединения 1,9 Пример2..1 мае. ч. РМ БСК ревают в 2,4 мае.ч. масла ПН-6 470°С под давлением 3 ечение 1,8ч. Из полученной сусзии наполнителя при 237°С и подаче 0,2 л/ч кг та отгоняют низкокипящие фракции. ученная суспензия наполнителя имеследующие xapaктepиcтик; I: Плотность, г/см 1,3252 Вязкость условная при 100°С, ВУ. 85,7 Содержание, мас.% Наполнитель (оксида кремния и сажа 41,2 Углеводороды 50,5 Окись цинка- 1,7 Активные вещества 2,9 Стеариновая кислота 1,2 Сера и ее сЪединения 1,6 риме Р - 1 мае.ч. РМ БСК ревают в 3,2 мае.ч. масла ПН-6 при °С и в течение 2,5 ч, полученной суспензии наполнителя 241°С и 2, при подаче 15 л/ч кг азота отгоняют низкокиие фракции. Полученная суспензия олнителя имеет следующие харак- истики: Плотность, г/см 1,3415 Вязкость условная при 100°С, ВУ 87,8 Содержание мае.%: Наполнитель (активированного мела) . 40,8 Углеводороды 54,6 Активные вещества2,5 Стеариновая кислота 0,7 Сера и ее соединения1,4 Условия провеления процесса и ха рактеристика суспензии наполнителя полученной при использовании в качестве растворителя нефтяных фракций, представ 1ены в табл.2. Условия проведения процесса и характерис,тика суспензии наполните ля, полученной при использовании в качестве растворителя смеси нефтяны фракций, низкокипящих фракций, полу чаемых по данному способу, и суспе зии наполнителя, представлены в табл.3. Образец суспензии наполнителя пол чен в следующих условиях: мас.ч.РМБ нагревают в 5 мае.ч. растворителя, содержащего 10 мас.% нефтяной фракции 200-350с и 90 мас.% суспензии наполнителя, при 250°С и б Н/м в течение 6 ч. Из полученной суспензии наполнителя при 160 С и подаче 0,01 л/ч кг азота отгоняют низкокипящие фракции Полученная суспензия наполнителя ре зиновых смесей имеет характеристики Плотность при 20 С, г/смЗ1,4241 Вязкость условная при 100С,°ВУ112,4 Содержание, мас.% . Наполнитель сажи 54,8 Углеводороды 33,0 Окись цинка4,2 Активные вещества . 3,2

Таблица 1 Стеариновая кислота 2,7 Сера и ее соединения 2,1 Эта суспензия введена в рецептуру резиновых смесей на вальцах. Рецептура и характеристики полученных рулканизатов представлены в табл.4.Анализ данных таблицы 4 показывает, что при использовании суспензии наполнителя резиновых смесей получаются вулканизаты,обладающие ; более высокими физико-механическими сво йствами по сравнению с известными. Особенно следует отметить, что применение получаемой суспензии наполнителя обеспечива.ет улучшение распределения наполнителя в резино.вой смеси, улучшение условий труда за счет исключения вредных и трудоемких процессов введения сажи в рецептуру. Одновременно снижается расход активных веществ (ускорителей вулканизации ), вулканизирующего агента, окиси цинка, мягчителей, что обеспечивает значительное уменьшение стоимости вулканизаторов в б--8 раз по сравнению с прототипом . Кроме того, данный способ обеспечивает переработку неутилизируемых полимерных материалов - вулканизованных, подвулканизованных резиновых отходов, которые в настоящее время вывозятся на свалку, подвергаются захоронению и частично сжигаются.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУСПЕНЗИИ НАПОЛНИТЕЛЯ ДЛЯ РЕЗИНОВЫХ СМЕСЕЙ в растворителе, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения условий труда, повьЕнения физико-механических показателей резин и утилизации отходов резинового производства, в растворитель вводят отходы наполненшлх в массовом соотношейии l:fo,5-60J, нагревают и отгоняют образовавшиеся низкокнпяцие фракции при 160-400 С и давлении при подаче инертного носителя в количестве 0,01-8 л/ч кг.

Плотность, г/см 0,8950,949 Вязкость кинематическая, сСт при 50°С

100°С

4,9

1,4

0,7

20,7

41,4

20,119,5

12,5

20,823,6

2,1 2,92,1

0,9

68,2

12,6 21,647 ,,2

15,6

16,1 11,915,2 0,9610,982l,1120,932

бициклоарематические

полициклоароматические

Смолы

АсфальтеныНаполнитель(сажа)

Условия нагревания

Количество, мае.ч.

0,5 Растворитель Полимерные материалы Используемая нефтяная гд . тд фракция РМ векРМ БК Полимерный материал 280250 Температура, С Б-Ю 5-10 Давление, Н/м 2,06,0 Продолжитель ность, ч Условия отго 400160 Температура, С 1-10 2-10 Давление, Н/м Используемый носиАзот Водяной тель Расход носителя, л/ч- кг 0,8 0,01 Характеристик Плотность при , г/см 1,2149 1,3212 Вязкость условная при 10а®С, ВУ

Продолжение табл.1

9,2.

12,3

11,5

6,4

9,8

17,3 29,6 3,4 0,6

8,3

12,1

Таблица 2

10 пар 81,4 мм пнпн РМ ИКРМ БНКРМ ВНК 300330370 1-10 2-10 1,4.10 1,01,50,5 и низкокипящих фракций 250230280 1-10 Углекислый Азот Водяной газ пар 0,07 0,5 2,0 суспензии наполнителя 1,3011 1,1248 1,2327 76,5

Условия растворения

Количество, мае. ч,:

Растроритель : 0,5 60

Полимерные материалы1 1

Используемая нефтяная фракция . ПН . ГД

Полимерный материал РМ БНК РМ ИК

Содержание сус- пензии наполнителя в растворителе, мас.% 50 99,5

Температура,С 360 300 авление, Н/м 5 10 2.:10

Продолжительность, ч2,3 1,0 : Условия отгонки Температура,°С 300 340 2 1-10 2-10Давление, Н/м

Используемый носительАзот

Водяной пар

Расход носителя , л/ч-кг0,3

1,0

Продолжение табл.2

5

1

ММ НКФ

РМ БНКРМ БСКРМ БК

80 200,1

340280280

1 -10 210 1 -10

5,2

3,5 2,4

Водяной Углекис- Дымовые

Дымовые пар лый газ газы

газы

8,0

0,5

8,0

0,7 НИЗКОКИПЯЩИХ фракций 250 400 320 350 2-10 1-10 2,5-103 1-10

53,5

78,8

Содержание, мае, %

Наполни,остав резиновой сме:к, мас..%:

Продолжение табл.3

99,2

82,3

91,6 98,6

Предел Прочности

на разрыв при

кг/см2

Относительное удлинение при 20°С, %

Остаточное удлинение

Сопротивление

раздиру, кг/см

Твердость по ТМ-2

при

Сопротивление разрастанию трещин, тыс, .циклов

Истираемость на МЙРсм /кВТ.ч

Температура хрупкости, с

Продолжение табл.4

275

292

272

560

572

834 28

16 20

95

97 75

45 58 72

18

19

26 215 230 75

-28 -14

51