Патент на изобретение №2339654

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ РЕЗИНОВОЙ СМЕСИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к резиновой промышленности, а именно к области переработки эластомерных отходов, содержащих структурированные включения образующихся в производстве синтетических каучуков, и изготовления на их основе однородных резиновых смесей. Изготавливают маточную резиновую смесь с введением наполнителей, мягчителей и других целевых добавок. При этом в резиносмесителе или на вальцах на первой стадии изготавливают маточную смесь, содержащую наполнители или мягчители, охлаждают, подвергают вылежке не менее 6 часов. Полученную маточную смесь направляют на вторую, третью стадию изготовления резиновой смеси на основе синтетических каучуков. Технический результат состоит в рациональном использовании крупнотоннажных эластомерных отходов в производстве карбоцепных синтетических каучуков, улучшении экологии окружающей среды за счет их переработки, повышении однородности и удешевлении резиновых смесей. 4 з.п. ф-лы, 5 табл.

Изобретение относится к резиновой промышленности, а именно области переработки эластомерных отходов, образующихся в производстве карбоцепных синтетических каучуков, содержащих структурированные включения, и изготовления на их основе резиновых смесей.

Известны двух-, трехстадийные способы изготовления резиновых смесей на основе карбоцепных каучуков, на первой стадии которых изготавливают маточные резиновые смеси, включающие каучуки, наполнители, мягчители и другие целевые добавки, на второй, третьей – ускорители вулканизации, серу. (Технология резиновых изделий. Ю.О.Аверко-Антонович, Р.Я.Омельченко, Н.А.Охотина, Ю.Р.Эбич / Под ред. П.А.Кирпичникова. – Л.: Химия, 1991. – 352 с., с.56; SU 1047925 A, SU 137563057 А1).

К недостаткам известных способов следует отнести невозможность их использования для изготовления резиновых смесей, включающих эластомерные отходы, содержащие структурированные включения, получать при этом однородные резиновые смеси, вулканизаты с необходимым уровнем физико-механических показателей.

Наиболее близким по технической сущности является техническое решение по изготовлению резиновой смеси двухстадийным способом, при котором на первой стадии изготавливают маточные резиновые смеси, включающие каучуки, наполнители, мягчители и другие целевые добавки. Маточную резиновую смесь выгружают при температурах 150-170°С. На второй стадии загружают маточную смесь, вводят вулканизующую группу, ускорители вулканизации, серу, противостарители и выгружают при 110-115°С (SU 1310407 А1).

Использование такого способа позволяет изготавливать резиновые смеси при сохранении или улучшении ряда показателей резин. Отличие заявляемого изобретения от известного (SU 1310407 А1) состоит в том, что используют эластомерные отходы производства карбоцепных синтетических каучуков, содержащие структурированные включения, и на первой стадии способа изготавливают маточную резиновую смесь, содержащую наполнители и/или мягчители, охлаждают, подвергают вылежке не менее 6 часов, полученную маточную смесь направляют на вторую, третью стадию изготовления резиновой смеси на основе синтетических каучуков.

Технической задачей является разработка способа переработки эластомерных отходов, содержащих структурированные включения, изготовление однородных резиновых смесей с необходимым уровнем физико-механических показателей, рациональное использование крупнотоннажных эластомерных отходов производства карбоцепных синтетических каучуков (бутадиен-нитрильных, бутадиен-стирольных, полибутадиенов, сополимеров этилена и пропилена и других), улучшение экологии окружающей среды за счет их переработки, удешевление резиновых смесей.

Для решения поставленной задачи предлагается:

1. Способ изготовления резиновой смеси, включающей эластомерные отходы, образующиеся в производстве карбоцепных синтетических каучуков, содержащие структурированные включения, заключающийся в изготовлении маточных смесей, с введением наполнителей, мягчителей и других целевых добавок, при этом в резиносмесителе или на вальцах на первой стадии изготавливают маточную резиновую смесь, содержащую наполнители и/или мягчители, охлаждают, подвергают вылежке не менее 6 часов и полученную смесь направляют на вторую, третью стадии изготовления резиновой смеси.

2. Способ, отличающийся тем, что на первой стадии в резиносмеситель загружают эластомерные отходы, наполнители, перемешивают 2-3 мин, вводят мягчители, дополнительно перемешивают 3-4 мин, после чего выгружают, обрабатывают на дорабатывающем оборудовании.

3. Способ, отличающийся тем, что в резиносмеситель загружают эластомерные отходы, перемешивают 2-3 мин, вводят мягчители, дополнительно перемешивают 3-4 мин, после чего выгружают и обрабатывают на дорабатывающем оборудовании.

4. Способ, отличающийся тем, что эластомерные отходы и наполнители загружают на вальцы при минимальном зазоре между валками, перемешивают в течение 3-6 мин., вводят мягчители, перемешивают не менее 5 мин, после чего листуют.

5. Способ, отличающийся тем, что эластомерные отходы загружают на вальцы при минимальном зазоре, перемешивают в течение 3-6 мин, вводят мягчители, перемешивают не менее 5 мин, после чего листуют.

Поставленный технический результат достигается тем, что изготавливают резиновые смеси, в состав которых вводят эластомерные отходы, содержащие структурированные включения, известным способом и по предложенному на первой стадии в резиносмесителе или на вальцах, по примерам.

Пример 1. Изготавливают по способу 2 в резиносмесителе РС-71-35 маточную резиновую смесь на основе 100 мас.ч. эластомерных отходов, образующихся в производстве бутадиен-стирольного каучука СКС, содержащего структурированные включения, с введением мела, регенерата, рубракса по способам 2-5.

Вначале процесса смешения при температуре 44°С вводят вместе с эластомерными отходами СКС мел, выдерживают смесь под давлением верхнего пресса 2-3 мин, затем при температуре 51°С вводят регенерат вместе с рубраксом и выдерживают смесь 3-4 мин под давлением. Повышение температуры в камере резиносмесителя фиксируют на 2,5-3 минуте, что свидетельствует о начале смешения. Маточную резиновую смесь выгружают на 7-8 минуте при температуре 90-105°С на вальцы 2130×660×660, перемешивают в течение 3-4 минут, листуют и охлаждают в установке АФТ «В». После вылежки в течение 6-24 часов с использованием маточной резиновой смеси в расчете на 25 мас.ч. бутаден-стирольного каучука в полимерной основе резиновой смеси на второй стадии изготавливают резиновую смесь состава: в мас.ч.: СКИ-3 – 43,0, СКС-30АРКМ-15 – 32,0, в комбинации с эластомерными отходами бутадиен-стирольных каучуков СКС – 25,0 (маточная смесь 30,75 мас.ч.), белила цинковые – 5,0, олеиновая кислота – 2,0, масло ПН-6 – 10,0, мягчитель АСМГ – 5,4, нафтам-2 – 1,0, воск защитный ЗВ-1 – 3,0, технический углерод П234 – 55,5 по известному способу в резиносмесителе РС-71-35 в течение 5 мин выгружают, листуют, охлаждают. Сульфенамид Ц – 1,3, сантогард PVI – 0,25, серу – 2,2 мас.ч. при этом вводят в резиносмесителель РС-71-35 на третьей стадии, перемешивают, листуют, охлаждают.

По способу 3 маточные резиновые смеси изготавливают в резиносмесителе: загружают эластомерные отходы, перемешивают 2-3 мин, после чего вводят регенерат, рубракс, дополнительно перемешивают 3-4 мин и далее в расчете на 25 мас.ч. бутадиен-стирольного каучука в полимерной основе резиновой смеси изготавливают резиновую смесь по способу 2.

По способу 4 эластомерные отходы и мел в начале смешения загружают на вальцы 2130×660×660 при минимальном зазоре и температуре валков: переднего 60°С, заднего 70°С, перемешивают в течение 3-6 мин, вводят рубракс, перемешивают в течение 5 мин, после чего листуют, охлаждают и далее в расчете на 25 мас.ч. бутадиен-стирольного каучука в полимерной основе резиновой смеси изготавливают резиновую смесь по способу 2.

По способу 5 эластомерные отходы загружают на вальцы 2130×660×660 при минимальном зазоре, перемешивают в течение 3-6 мин, вводят регенерат, рубракс, перемешивают не менее 5 мин после чего листуют и далее в расчете на 25 мас.ч. бутадиен-стирольного каучука в полимерной основе резиновой смеси изготавливают резиновую смесь по способу 2.

Резиновые смеси вулканизуют в гидравлическом прессе при температуре 140-170°С в течение 40-60 мин.

Пример 2. Изготавливают в резиносмесителе РС-71-35 маточную резиновую смесь на основе 100 мас.ч. эластомерных отходов, образующихся в производстве бутадиен-нитрильных каучуков СКН, содержащих структурированные включения, с введением каолина, регенерата, битума, смолы «Пикар» по способам 2-5.

После вылежки в течение 6-24 часов с использованием маточной резиновой смеси в расчете на 50 мас.ч. бутаден-нитрильного каучука в полимерной основе резиновой смеси на второй стадии изготавливают резиновую смесь состава: в мас.ч.: БНСК-26 АМН – 50,0, эластомерные отходы СКН (в расчете на 50 мас.ч. бутадиен-нитрильного каучука) – 61,5, стеарин технический – 1,0, белила цинковые – 5,0, технический углерод П701 – 50,0, технический углерод П514 – 50,0, дибутилфталат – 30,0.

Тиурам Д – 2,5, тиазол 2МБС – 3,0, серу – 0,3 мас.ч. при этом вводят в резиносмесителель РС-71-35 на третьей стадии, перемешивают, листуют, охлаждают.

Результаты испытаний по предложенным способам 2-5 приведены в табл.4.

Пример 3. Изготавливают по примеру 2 в резиносмесителе РС-71-35 на первой стадии маточную резиновую смесь на основе 100 мас.ч. эластомерных отходов, образующихся в производстве бутадиен-нитрильных каучуков СКН, содержащих структурированные включения, с введением каолина, регенерата, битума, смолы «Пикар» по способам 2-5.

Маточную смесь на основе эластомерных отходов СКН направляют на вторую и третью стадии для изготовления резиновой смеси, содержащей эластомерные отходы СКИ, СКД, не имеющих структурированных включений, состава: в мас.ч.: эластомерные отходы СКИ – 40,0, эластомерные отходы СКН в виде маточной резиновой смеси по примеру 2, табл.3 – 49,2 (в расчете на 40 мас.ч. эластомерных отходов бутадиен-нитрильного каучука), эластомерные отходы СКД – 20, стеарин технический – 1,0, белила цинковые – 10,0, технический углерод П514 – 4,0, минеральный наполнитель – 4,0, мягчитель – 5,0, модификатор – 1,0, противостаритель – 3,0.

Сульфенамид Ц – 1,75, дитиодиморфолин – 1,8, серу – 1,0 мас.ч. при этом вводят в резиносмесителель РС-71-35 на третьей стадии, перемешивают, листуют, охлаждают.

Результаты испытаний резиновых смесей по примеру 3 по предложенным способам 2-5 приведены в табл.5.

Как следует из приведенных данных, резиновые смеси и их вулканизаты, изготовленные по предлагаемому способу с использованием эластомерных отходов, содержащих структурированные включения, отличаются большей однородностью и характеризуются более высокими значениями физико-механических показателей.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о том, что способ, воплощающий заявленное изобретение при его осуществлении, предназначенный для использования в резиновой промышленности, позволяет перерабатывать эластомерные отходы, образующиеся в производстве карбоцепных синтетических каучуков, содержащие структурированные включения, и изготавливать с их использованием однородные резины с необходимым уровнем физико-механических показателей.

Формула изобретения

1. Способ изготовления резиновой смеси, включающей эластомерные отходы, образующиеся в производстве карбоцепных синтетических каучуков, содержащие структурированные включения, заключающийся в изготовлении маточных смесей, с введением наполнителей, мягчителей и других целевых добавок, при этом в резиносмесителе или на вальцах на первой стадии изготавливают маточную резиновую смесь, содержащую наполнители и/или мягчители, охлаждают, подвергают вылежке не менее 6 часов и полученную смесь направляют на вторую, третью стадии изготовления резиновой смеси на основе синтетических каучуков.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на первой стадии в резиносмеситель загружают эластомерные отходы, наполнители, перемешивают 2-3 мин, вводят мягчители, дополнительно перемешивают 3-4 мин, после чего выгружают, обрабатывают на дорабатывающем оборудовании.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в резиносмеситель загружают эластомерные отходы, перемешивают 2-3 мин, вводят мягчители, дополнительно перемешивают 3-4 мин, после чего выгружают и обрабатывают на дорабатывающем оборудовании.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что эластомерные отходы и наполнители загружают на вальцы при минимальном зазоре между валками, перемешивают в течение 3-6 мин, вводят мягчители, перемешивают не менее 5 мин, после чего листуют.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что эластомерные отходы загружают на вальцы при минимальном зазоре, перемешивают в течение 3-6 мин, вводят мягчители, перемешивают не менее 5 мин, после чего листуют.