Способ регенерации резин Советский патент 1982 года по МПК B29H19/00 

3 более 0,8 мм. Перемешивание осущест вляют в смесителе, который оборудован перемешивающей крыльчаткой в ни ней части цилиндрического резервуар Крыльчатку приводят в движение с окружной скоростью 2000 м/мин. Сначала в смеситель с крыльчаткой зйгружают порошок старой резины, потом добавляют дипентен и смолу тал лового масла и после перемешивания ё течение некоторого времени добавл Ьт фенилгидраЗИН. Хлористое железо Добавляют в смеси с метиловым спиртом. После добавления хлористого желе Ьа перемешивание продолжают в течейие 7 мин. Состав регенераторной смеси представ/1ен в табл. 1. J Смешение проводят в твердой фазе при интенсивном перемешивании материала В воздухе, который находится в смесительной емкости. В процессе перемешивания фенилгидраэин вместе с кислородом воздуха обеспечивают расщепление резиновых частиц до такого размера, что резиновый порошок можно использовать для изготовления вулканизуемых изделий. Начальная те пература процесса перемешивания рав на комнатной температуре, хотя и мо гут быть применены температуры до . Добавленный фенилгидразин полнос тью вступает в реакцию с резиновым порошком, но образуется несколько дecяfыx процента бензола и азотосодержащего газа, которые найдены в атмосфере порошкового смесителя. Через 1 день полученный таким об разом, порошкообразный восстановленный резиновый материал исследуют и сравнивают с известными промышленными восстановленными резиновыми ма териалами. С целью такого исследования используют резины, содержащие: Порошкообразные восстановленные материалы, вес.ч.100 Окись цинка, вес.ч. 2 Стеариновая кислота, вес.ч. 0,80 Сера, ч. я1 SANTOCOR Г(ускоритель) (циклогексилбензотиазилсульфендиамид), ч 0,бО 9 В качестве материала для сравнения используют промышленный восстановленный резиновый материал. Пооле обработки трех резиновых смесей их коландрируют до листов с толщиной 2 мм, которые вулканизируют в течение 10 мин при . После этого изучают твердость, прочность на разрыв, удлинение при разрыве, сопротивление надрыву и плотность трех материалов. Свойства смеси представлены в табл. 2. Пример 2. Регенерацию выполняют в лабораторном масштабе. В качестве смесителя применяют обычное смешивающее устройство, предназначенное для бытовых целей, с двумя вращающимися в противоположных направлениях смешивающими крыльями и вращающимся резервуаром. Смешивающее |/стройство приводится в движение с максимальной скоростью. В этом случае размер частиц резинового порошка не более 0, мм. Последовательность добавления различных составляющих следующая: резиновый порошок, дипентен, фенилгидразин, хлористое железо и вещество, препятствующее слипанию. Последнее добавляют через 12 мин После-Добавления хлористого железа. Суммарное время перемешивания, подсчитанное от времени добавления хлористого железа, 15 мин. Процесс перемешивания осуществляется при комнатной температуре, а во время реагирования температура повышается. Температура продолжает немного расти в течение около 1 ч после окончания периода перемешивания. После однодневного хранения восстановленный материал смешивают с вулканизирующим веществом и вулканизуют в Виде листов толщиной 2 мм при в течение 10 мин. Вулканизированные листы имеют твердость 62 по Шору, прочность на разрыв 6,8 МПа и удлинение при разрыве 230%. Этот пример показывает, что можно использовать дипентен только как пластификатор. Пример 3. Регенерация резин осуществляется в лабораторном масштабе таким же образом, как и в примере 2. В этом случае используют два пластификатора, а именно дипентен и технологическое масло, т.е. ароматическое минеральное масло типа веретенного масла (ESL 305). Окончательный восстановленный материал вулкан зуется и исследуется таким же образом, что и восстановленный матери ал в примере 2. Обнаружено, что вул канизированные листы имеют твердост 65 по Шору, прочность на разрыв 6,3 МПа и удлинение при разрыве 190 Пример t. Регенерацию осущест вляют в крупном масштабе с использр ванием смесителя ленточного типа. Время перемешивания 15 WIH. Резиновый порошок имеет размер частиц не более 0,6 мм. Последовательность до бавления различных составляющих та же, что и в примере 1. Полученный таким образом восстановленный матер ал исследован с помощью следующего состава, вес. ч.: . Порошкообразный восстановленный материал100 ZnO2 Стеариновая кислота 0,80 Сера1 Ускоритель0,60 Технологическое масло2 В этом случае в качестве ускорителя используют SULFENAX CD (цикло1гексилбензотиазилсульфанамид), а в качестве технологического масла вышеупомянутое ароматическое минеральное масло ESL 385. После каландрирования до листов толщиной 2 мм и вулканизации в течение 10 мин при установлены следующие свойства: твердость бо по Шору, прочность на разрыв 7,0 МП удлинение при разрыве 2бО и плотность 1,18 г/см . Примеры 5-7. В этих nptiмерах используют лабораторное обору дование, такое же, как и в примере и примеры осуществляют для того, чтобы проиллюстрировать действие ди пентена по сравнению с минеральным маслом (технологическим маслом в качестве пластификатора. При этом используется -старая резина, полученная только из тех авто мобильных шин, которые содержат 50% газовой сажи, и размолоты до размер частиц меньшего, чем 0,59 мм (30 ме системы сит СШД). Состав регенеративной смеси по примерам 5-7 приведен в табл. 3В табл. 4 приведены свойства сме си по примерам 5-7. Компоненты состава добавляют а смеситель в последовательности, представленной в табл. 3. причем хлористое железо добавляют в виде раствора в метаноле. Время добавления 5 мин, после чего смеситель работает еще 30 мин. По. окончании процесса перемешивания каждый порошкообразный восстановленный материал оставляет в течение ночи, после чего порошок используют в исследуемом составе, содержащий, вес.ч.: Порошкообразный восстановленный материал100 Окись цинка .2,0 Стеариновая кислота 0,9 Сера1,1 SANtOCVRE0,8 Перемешивание производят в смесительной мельнице в течение 20 мин. Опытный лист вулканизируют в течение 10 мин при . Из результатов табл. 3 видно, что только минеральное масло в количестве приблизительно 4,7 вес.% (.рассчитанном по всему количеству материала, введенного в смеситель) или 5 ч. на 100 ч. резины по весу дает порошкообразный восстановленный материал при очень плохом протекании процесса в перемешивающей мельнице. Такой порошкообразный восстановленный материал не может быть использован для промышленного производства, по- скольку протекание процесса в перемешйваю11(ей мельнице очень важно для того, чтобы была получена рациональная и высококачественная обработка резиновой смеси. Величина вязкости по Муни более 200. Когда содержание минерального масла значительно увеличено (до 12,1% 1 ч. на 100 у. резины протекание процесса в перемешивающей мельнице все еще очень плохое, и получен ломкий невулканизированный лист, с которым очень трудно обращаться без его разрушения. Однако увеличенное количество пластификатора снижает вязкость по Муни, но, в целом, такой порошкообразный восстановленный материал также не может считаться подходящим с промышленной точки зрения. При добавлении небольшого количества дипентена в качестве пластификатора (приблизительно 2,75 вес.% или 3 ч. на 100 ч. резины отдельно от минерального технологического масла 79 в примере 5 получено -заметное улучшение протекания процесса в ггеремеши вающей мельнице. Это видно из примера, который свидетельствует о явном действии дипентена в качестве пластификатора при прямом восстановлении старой резины в твердой фазе. Примеры 8-10. В этих примерах используют то же - лабораторно оборудование, старую резину, иселеду емый состав, время добавления, время работы, смесителя и время выдержки восстановленного материала, что и в примерах 5-7. Состав регенератной смеси по примерам приведен в табл. 5. В . 6 приведены свойства смеси по примерам 8-10. Примеры 8-10 показывают действие смолы таплового масла в качестве пластификатора и возможность использования дифенилгуанидина вместо фени гидразина в качестве пептизирующего вещества. В примерах 8 и 9 фенилгидразин растворяют в метаноле, а хлористое железо рассеивают в смоле тал лового масла и составляющие добавляю в смеситель в следующей последовател ности: старая резина, фенилгидразин (растворенный в метаноле, хлористое железо (рассеянное в смоле таллового масла) и (в примере 8 технологическое масло. В примере 10 хлористое железо растворяют в метаноле и затем .перемешивают со смолой таллового мас ла. После этого составляющие добавля ют в смеситель в следующей последова тельности; старая рез,ина, дифенилЬуанидин (порошкообразный ) и смесь хлористого железа и смолы таллового масла. Во всех случаях смолу таллового масла предварительно нагревают до для.того, чтобы с ней было более удобно обращаться. В результате сравнения результатов, представленных в табл. t и 5 можно установить, что смола таллового масла либо одна, либо в смеси с технологическим маслом дает пригодные восстановленные материаль, и есть возможность обойтись без дипентена. Кроме того, фенилгидразин може быть заменен дифенилгуанидином. Это выгодно с разных точек зрения, поскольку фенилгидразин дорог, неопрятен в обращении и поражает кожу. По рошкообразный дифенилгуанидин значительно дешевле и удобнее в обращении Примеры 11-16. В этих экспериментах используют то же лабораторное оборудование, старая резина и время выдержки восстановленного материала, что ив примерах 5-7. Восстановление проводят при комнатной температуре. Количество загруженной старой резины 300 г. Добавление осуществляют 3 мин, и смеситель после этого работает в течение 12 мин, так что суммарное время в смесителе 15 мин. После выдержки в течение ночи порошкообразный восстановленный материал используется в исследуемом составе, содержащем, вес.ч.: Порошкообразный восстановленный материал.89,7 Натуральный каучук6,0 Окись цинка1,9 Стеариновая кислота0,8 Сера«.1,0 SANTOCVRpJy0,6 Состав содержит натуральный каучук для уменьшения вязкости по Муни и улучшения использования восстановленного резинового материала при нормальных условиях. Перемешивание- выполняют в лабораторной перемешивающей мельнице и полученная невулканизированная смесь используется для приготовления исследуемых листов. Которые вулканизируют в течение 10 мин при . Состав регенератной смеси по примерам 11-16 представлен в табл. 7. В табл. 8 приведены свойства смеси по примерам 11-16. Примеры 11-16 показывают действие пластификатора. Смола таллового масла приводит к хорошему восстановлеИию старой резины. Из данных табл. 7 видно, что такие высокие содержания как 20 ч. смолы таллового масла на ТОО ч. порошкообразной старой резины дают хорошие результаты. При низких содержаниях смолы таллового масла, а именно при содержаниях смолы таллового масла ниже 8 ч. на 100 ч. порошкообразной старой резины необходимо усиление действия смолы таллового масла путем добавления дипентена (пример 1. Без дипентена можно полностью обойтись при содержаниях смолы таллового масла около 10 ч. на 100 ч. порошкообразной старой резины. Как это видно из примеррв 15, 16, а также 3 и 7, дипентен приводит к получению хорошего воестановленного материала даже в тех случаях, когда он используется с другими пластификаторами в виде минерального масла. Однако одним из недостат ком дипентена является его неприятный запах. Использование пластификатора в виде одного только минерально го масла не дает удовлетворительного результата, как это видно из примеров 5, 6 и 16. Свойства, относящиеся к протеканию процесса в мельнице в этом случае плохие, и вязкость по Муни может быть слишком высокой, если невулканизованный натуральный каучук добавляется в резиновую смесь . При содержании минерального масла 8ч. на 100 ч. резины добавление 1 ч. дипентена на 100 ч. резины (при мер 15 приводит к улучшению протека ния процесса в перемешивающей мельнице. Хорошие результаты получены при добавлении 3 ч, дипентена на 100 ч. резины, как это следует из примера 16. Примеры 17и 18. В этих примерах проведено сравнение фенилгидразина и дифенилгуанидина в качес ве компонентов редоко - системы. В этих примерах используется то же лабораторное оборудование, старая резина, время выдержки восстановленног материала, величина загрузки, время добавления и суммарное время в смеси теле, что и в примерах 11-16. Восстановление проводят при комнатной температуре. Для исследования используют соста смеси, содержащий, %; Порошкообразное восстановленное вещество95,2 Окись цинка2,0 Стеариновая кислота 0,8 Сера ,0 SANTOCVRE Hohr 1,0 Перемешивание осуществляют в лабораторной смешивающей мельнице.. Опытный лист вулканизируют в течение 15 мин при . Состав регенератной смеси по примерам 17-18 приведены в табл. 9. В этом случае содержание дифенилгуанидина меньше, чем фенилгидразина, так как он действует как ускоритель вулканизации, и это действие может проявиться в процессе вулканизации окончательного продукта. Пример 19. Этот пример представляет восстановление порошкообразной старой резины в заводском масш табе. Для этой цели используется смеситель ленточного типа с емкостью 1м . Величина загрузки 350 кг порошкообразной старой резины, которая размолота до размера частиц меньшего, чем 0,59 мм (- 80 меш системы сит США). При загрузке в смеситель порошкообразная резина имеет 10 С. После того, как добавлен порошкообразный дифенилгуанидин, смеситель работает 2мин. После этого добавляют смолу таллового масла, которую предварительно нагревают до , что приводит к увеличению температуры загруженного материала на 6 С. В конце добавляют хлористое железо, растворенное в метаноле. Добавление смолы таллового масла и хлористого железа проводят в течение 5 мин. После того, как все хлористое железо добавлено, смеситель работает в течение еще 15 мин. Перед исследованием восстановленный материал оставлен на ночь. Для исследования полученного таким образом восстановленного материала использовался исследуемый состав, содержащий, вес.ч.: Порошкообразный восстановленный материал Натуральный каучук Окись цинка Стеариновая кислота Сера SANTOCVRE Перемешивание производят в смеглтеле Бенбери. Полученная резиновая смесь используется для приготовления исследуемых листов, которые вулканизируют в течение 10 мин при 1бО С. Состав регенератной композиции по примеру 19 приведен в табл. 11. Свойства смеси по примеру 19 приведены в табл. 12. Хороший восстановленный материал получается при его производстве в заводских условиях. Итак, из представленных табп лиц (1-12) следует, что по всем свойствам регенерат, полученный предло1женным способом, значительно превосходит известный регенерат.

11

12

936799 Таблица

Ремиомй порошок

Дипентен

Смола талломгомасла

Технологичфское масло

:: Ар01$атическое или минеральное масло Е 5J« 385 Юаедский каолин

9«.б52609«

190

2,г|3.01,05 «1,5

-19,56.83

1,99Таблица 2 Старая резина 300,093,90300,0 Технологическое масло 15,0,,0 Дипентен --Фенилгидразин 3,0.0,,0 1,50,,5 15,0 15,0 15,0 Метанол

Начальная тем пература, С смешения

25,5. 26,0

Протекание процесса в смешивающей мельнице очень плохое. Получен ломкий, трудно поддающийся обработке невулканизированный лист. Протекание процесса в смешивающей мельнице удовлетворительно.

25,5 26,0

25,5

28 86,38300,091,32 12,1215,0,57. ,7 0,873,0 0,91 0,1«31,50,

15 Порошкообразная старая резииа300,0 87,3 300,0

Технологичес15,4 if,37 кое масло

Смола таллового масла 2k,0 6,99 2i,0 7,33 24,0 7,34

3,0 1,5

15,0

32

Протекание процесса в смешивающей мельнице удовлетворительноеПротекание процесса в смешивающей мельнице xopoшee

16

936799 Таблица S

0,64 0,87 2,1

0,46 0,46 1,5 0,43 1,5 15,0 15,0

25,5

25,5

28,5

30 91,57 300,0 91,7

19 100 10

0,25 0,23 0,25 0,22 0,50 0,45

1,00

20

936799 Таблица 8

90,6

90,29 100

9,05 9,03 10

0,30 0,27 1,00

,5

+2,9 Протекание процесса в смешивающей мельнице очень плохое; ломкий, трудно поддающийся обработке невулканизированный лист, полученный несмотря на добавление в исследуемый состав невулканизированного натурального каучука. Протекание процесса в смешивающей мельнице удовлетворительное. Протекание процесса в смешивающей мельнице хорошее. Протекание процесса в смешивающей мельнице отличное. Таблица 9

21

,Показатели

Вязкость по Муни

М 1 ч- 1 72

Твердость

по ШОРУ 70

Прочность на

разрыв, ИПа 8,

Удлинение при

разрыве, % 230

Удельный вес,

г/см 1,20

Компоненты Содержани

Т1орои1коо6разная

старая резина 100

Смола таплового

масла13,9

,5

Дифенилгуанидин 0,3

Метанол1 0

Показатели I Смеси Вязкость по Муни

Твердость по

Шору

Прочность на

разрыв, НПа

Удлинение .

при разрыве,%

Удельный вес,

22

936799

Таблица 10

Смеси по примерам

Л

Т а

... по пример

вес.ч.

t а б л и |Mepj f 23 Формула изобретения Способ регенерации резин смешением резин в дисперсном виде с активатором регенерации, хлористым железом и мягчителем, отличающийс я тем, что, с целью ускорения спо соба и повьаиения качества регенерата, в качестве активатора используют фенилгидразйн или дифенилгуанидин, а 8 качестве мягчителя - дипентен или талловое масло, или смесь одного из них с ароматическим маслом при со отношении компонентов, вес.: 1,05-2,7 Дипентен 6,76-16,56 Талловое масло Ароматическое 7.16-7.35 масло Хлористое желе0,22-0,75 зо 92i Фенилгидразйн0,21-0,9 Дифенилгуанидин0,2б-0, Резины в дисперсном видеДо 100 При этом содержание смеси дипентена и ароматического масла равно 8,21-10,09 вес., содержание смеси Зчипёнтена и таллового масла равно 7.81-7,88 вес,% и содержание смеси таллового и ароматического масел равно 11,36 вес,%, а смешение проводят при 20-100 С в течение 3-30 мин с последующим введением каолина в количестве ,6 вес Л. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Chemical Abst. 8, 1976, реф. «5783 (прототип).