Патент на изобретение №2339654

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2339654 (13) C1
(51) МПК

C08J3/22 (2006.01)
C08L21/00 (2006.01)
C08L17/00 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 08.10.2010 – действует

(21), (22) Заявка: 2007104763/04, 07.02.2007

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

07.02.2007

(46) Опубликовано: 27.11.2008

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
SU 1310407 А1, 15.05.1987. SU 1047925 А1, 15.10.1983. SU 1375630 А1, 23.02.1988. SU 1735321 А1, 23.05.1992. RU 2061001 С1, 27.05.1996. Ф.Ф.КОШЕЛЕВ и др. Общая технология резины. – М.: Химия, с.325-333.

Адрес для переписки:

394000, г.Воронеж, пр. Революции, 19, к.445, ООО “СОВТЕХ”, С.Г.Тихомирову

(72) Автор(ы):

Битюков Виталий Ксенофонтович (RU),
Тихомиров Сергей Германович (RU),
Тарасевич Татьяна Владимировна (RU),
Осошник Иван Аркадьевич (RU),
Карманова Ольга Викторовна (RU),
Панин Виктор Иванович (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Общество с ограниченной ответственностью “СОВТЕХ” (RU)

(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.

Таблица 1
Составы маточных резиновых смесей в мас.ч. на 100 мас.ч. эластомерных отходов СКС по способам 2-5
Наименование компонентов Способы изготовления резиновых смесей
2 3 4 5
Эластомерные отходы СКС 100,0 100,0 100,0 100,0
Регенерат 10,0 10,0 20,0
Рубракс 3,0 3,0 5,0 3,0
Мел 10,0 20,0
Итого 123,0 113,0 125,0 123,0

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.

Таблица 2
Результаты испытаний резин на основе комбинации СКИ-3, СКС-30АРКМ-15, содержащих эластомерные отходы бутадиен-стирольных каучуков
Наименование показателей По известному способу По предложенным способам
2 3 4 5
Пластичность по ИСО7323-85 0,32 0,35 0,34 0,33 0,35
Условное напряжение при удлинении 300%, МПа 3,5 5,8 5,2 6,3 4,2
Условная прочность при растяжении, МПа 9,3 14,5 15,2 14,7 15,4
Относительное удлинение при разрыве, % 264 450 475 523 555
Твердость по Шору А, усл.ед. 62 65 66 67 64
Кольцевой модуль, 3/1, усл.ед. 2,5 2,7 2,6 2,8 2,6
Дисперсия по условной прочности при растяжении 0,5 0,05 0,04 0,12 0,07
Дисперсия по относительному удлинению 0,8 0,1 0,09 0,12 0,08

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.

Таблица 3
Составы маточных резиновых смесей на основе 100 мас.ч. эластомерных отходов бутадиен-нитрильных каучуков (СКН) по способам 2-5
Наименование компонентов Способы изготовления резиновых смесей
2 3 4 5
Эластомерные отходы СКН 100,0 100,0 100,0 100,0
Регенерат 10,0 20,0 10,0 20,0
Битум 3,0 3,0 3,0 3,0
Смола «Пикар» 3,0 3,0
Каолин 10,0 10,0
Итого 123,0 126,0 123,0 126,0

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.

Таблица 4
Результаты испытаний резин на основе БНСК-26 АМН, содержащих эластомерные отходы бутадиен-нитрильных каучуков
Наименование показателей По известному способу По предложенным способам
2 3 4 5
Пластичность по ИСО7323-85 0,18 0,25 0,24 0,23 0,25
Условное напряжение при удлинении 300%, МПа 1,5 2,8 3,2 3,3 3,2
Условная прочность при растяжении, МПа 4,3 8,5 9,2 7,7 8,4
Относительное удлинение при разрыве, % 164 250 375 323 255
Твердость по Шору А, усл.ед. 65 68 69 67 68
Кольцевой модуль, 3/1, усл.ед. 1,5 1,8 1,8 1,6 1,8
Дисперсия по условной прочности при растяжении 0,8 0,04 0,05 0,11 0,06
Дисперсия по относительному удлинению 0,9 0,14 0,09 0,15 0,09

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.

Таблица 5
Результаты испытаний резин на основе эластомерных отходов СК
Наименование показателей По известному способу По предложенным способам
2 3 4 5
Пластичность по ИСО7323-85 0,16 0,23 0,26 0,28 0,30
Условное напряжение при удлинении 300%, МПа 1,5 2,8 3,2 3,3 3,2
Условная прочность при растяжении, МПа 5,2 9,5 9,5 8,7 8,2
Относительное удлинение при разрыве, % 143 390 370 333 355
Твердость по Шору А, усл.ед. 60 66 67 69 64
Кольцевой модуль, 3/1, усл.ед. 2,2 2,8 2,8 2,6 2,4
Дисперсия по условной прочности при растяжении 1,1 0,14 0,05 0,10 0,06
Дисперсия по относительному удлинению 0,8 0,11 0,09 0,05 0,09

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.

Categories: BD_2339000-2339999