BG1642U1

BG1642U1 - Добавка за каучукови смеси

Info

Publication number: BG1642U1
Application number: BG2197U
Authority: BG
Inventors: Иван МИКРЕНСКИ; Ангел БОЖИЛОВ; Илиан ГЕНЕВ; Цоло ЦОЛОВ
Original assignee: "Ръбъртек" Оод
Priority date: 2012-05-11
Filing date: 2012-05-11
Publication date: 2012-12-28

Abstract

Полезният модел се отнася до добавка за каучукови смеси на базата на технически въглерод, получен след вакуумна пиролиза на излезли от употреба автомобилни гуми, която съдържа (в тегл. %): въглерод от 5 до 95 пепел от 0,1 до 16 обща сяра от 0,1 до 3 силициев диоксид от 5 до 70 цинков оксид от 0,11 до 4,5 калциев оксид от 0,11 до 1 дижелезен триоксид от 0,11 до 1 диалуминиев триоксид от 0,1 до 1 магнезиев оксид от 0,1 до 1, като общото съдържание на влага е от 0,01 до 3%. В смесите за полимерни продукти добавката е в количество от 10 до 300 мас. ч. спрямо 100 мас. ч. каучукова смес.

Description

Полезният модел се отнася до добавка за каучукови смеси, приложима в каучуковата промишленост.

Предшестващо състояние на техниката

Известно е, че при процеса вакуумна пиролиза на излезли от употреба автомобилни гуми се получава технически въглерод (твърд остатък), който намира приложение като твърдо гориво, тъй като има топлина на изгаряне около 6800 kcal. Такъв продукт е, например, техническият въглерод, описан в патент BG 65901 и получен в хода на процеса пиролиза на излезли от употреба автомобилни гуми.

Известен е също продукт, описан в заявка за патент ЕР 1337593 А2, представляващ въглеродни сажди, получени в резултат от вакуумна пиролиза на отпадъчни гуми с последващо пречистване с магнитен сепаратор. Посочените в патента данни относно качествата на продуктите, получени при използването му като пълнител в каучуковите смеси показват, чете притежават незадоволителни механични показатели, напр. якост на опън 30 kg/cm² и относително удължение 300%, което ги прави неизползваеми при високи натоварвания.

Известно е също от заявка за патент JP 2004277687 (А) използването на нанокарбонови частици от суров материал от отпадъчни гуми поради това, че те съдържат добавки за подобряване механичните свойства на гумите и остават в отпадъка такива, каквито са. Нанокарбоновите частици от отпадъчни гуми, съгласно цитираната заявка, обаче, съдържат онечиствания, поради което не допринасят за подобряване качеството на крайния продукт, когато биват използвани като добавка за полимери.

Техническа същност на полезния модел

Задача на полезния модел е да се предложи добавка за каучукови смеси на базата на технически въглерод, получен при вакуумна пиролиза на излезли от употреба автомобилни гуми, която след влагане в каучуковите смеси води до получаване на продукти с повишени механични показатели. По своята същност, добавката за по лимерни продукти, е със състав както следва (тегл. %):

- въглерод от 5 до 95%;

- пепел от 0,1 до 16%;

- обща сяра от 0,1 до 3%;

- силициев диоксид от 5 до 70%;

- цинков оксид от 0,11 до 4,5%;

- калциев оксид от 0,11 до 1%;

- дижелезен триоксид от 0,11 до 1 %;

- диалуминиев триоксид от 0,1 до 1%;

- магнезиев оксид от 0,1 до 1 %;

- общо съдържание на влага от 0,01 до 3%.

Добавката за полимерни продукти, съгласно настоящия полезен модел, е със специфична едрина на фракцията, възлизаща на 22 до 150 nm.

Вложена в каучуковите смеси, добавката за полимерни продукти, съгласно полезния модел, води до получаване на трансверзални композити, в резултат на което показателите якост на опън, модул на еластичност и относително удължение на крайния продукт се повишават многократно.

Така в сравнение с чист вулканизат на бутадиен-стиренов каучук, който има якост на опън (Rm) не повече от 1,5 МРа и при почти символична сила на скъсване (Fmax), влагането на 50 масови части от добавката, съгласно полезния модел, към 100 масови части каучукова смес води до стойности на Rm и Fmax съответно 12,95 МРа и 290,09. Останалите показатели като модул на еластичност (Е) и относително удължение ( ε%) също са драстично повишени.

Добавката за каучукови смеси, съгласно полезния модел, позволява влагането й в съотношение от 10 до 300 масови части спрямо 100 масови части каучукова смес. Експерименталните данни по отношение на количеството добавка, влагано в каучуковата смес показват, че влагането на количество над 70 масови части добавка спрямо 100 масови части каучукова смес води до влошаване качеството на крайния продукт. Такива продукти, обаче, намират своето приложение в строителството, селското стопанство и за производство на битови изделия, където не са необходими високи стойности на механичните показатели.

Полезният модел се пояснява със следните примерни изпълнения без да ограничават

1642 ΌΙ неговия обхват.

Пример 1. В един от вариантите на изпълнение, добавката за каучукови смеси, съгласно полезния модел, съдържа (в тегл. %) въглерод 81,88; пепел 15,6; обща сяра 2,9; силициев диоксид 6,08; цинков оксид 4,02; калциев оксид 0,75; дижелезен триоксид 0,91; диалуминиев триоксид 0,22 и магнезиев оксид 0,14. Едрината на фракцията е от 65 до 100 nm, а общото съдържание на влага е 2,8 %.

Начинът на получаване на добавката, съгласно настоящият полезен модел, предвижда като суровина за получаване на добавката използването на твърдия отпадък (технически въглерод), получен при вакуумна пиролиза на излезли от употреба автомобилни гуми. За целта, последният предварително се подлага на пречистване от текстилни отпадъци и едри частици, недеструктирани при процеса на пиролиза с помощта на сепаратор, а полученият в резултат продукт се подлага на обработка с магнитен сепаратор с оглед отстраняване на метални примеси с последващо многократно микронизиране до пълна преработка на твърдия остатък и достигане на размери на фракцията от 22 до 150 nm без отстраняване на първоначално вложените в автомобилните гуми пълнители.

Обработената по изложения по-горе на чин суровина представлява добавката за каучукови смеси, съгласно полезния модел.

Пример 2. Приложение на добавката за каучукови смеси за получаване на вулканизат на 5 базата на бутадиен-нитрилов каучук.

Добавката за каучукови смеси, съгласно полезния модел се използва за получаване на полимерен продукт. За целта, съставът както в Пример 1 се прибавя към изходната каучукова 10 смес заедно с активатори, ускорители, вулканизиращи агенти и пластификатори, чието количество е не повече от 20 масови части на 100 масови части бутадиен-нитрилов каучук.

Данните от изследванията на механичните 15 показатели на получения в резултат полимерен продукт при различно съотношение на вложената добавка, съгласно полезния модел, са обобщени на Таблица 1 по-долу, където;

Проба С0 е каучукова смес на базата на 20 бутадиен-нитрилов каучук без добавка; Проба С50 - с 50 масови части от добавката към 100 масови части каучукова смес; Проба С60 - с 60 масови части от добавката към 100 масови части каучукова смес и Проба С70 - със 70 масови 25 части от добавка към 100 масови части каучукова смес и където означенията са както следва; Rm - якост на опън; Е - модул на еластичност и ε% - относително удължение.

Таблица 1

№	Проба	Rm(MPa)	Е(МРа)	ε%
1.	CO	1,75	1,52	270,72
2.	С50	10,57	1,12	994,86
3.	С60	13,60	1,33	1126,35
4.	С70	12,57	1,975	709,57

Вулканизационните характеристики на каучуковите смеси на базата на бутадиен нитрилов каучук, са определени на реометър MONSANTO при температура Т = 160°С и са дадени в Таблица 2, където:

ML е минимален въртящ момент; МН е максимален въртящ момент и Т90 е оптимално време за вулканизация.

Таблица 2

N9	Проба	ML(dNm)	MH(dNm)	Т90
1.	CO	0,54	14,42	6 мин. и 38 сек.
2.	С50	1,20	22,26	6 мин. и 25 сек.
3.	С60	1,54	23,49	7 мин. и 54 сек.
4.	С70	1,91	24,76	7 мин. и 24 сек.

Благодарение на високите стойности за якост на опън и относително удължение, вулканизатите на основа бутадиен-нитрилов каучук мо- ] 5 гат да се използват в пневматиката и хидравликата, където се изисква повишена газо- и маслоустойчивост.

Пример 3. Приложение на добавката за каучукови смеси за получаване на вулканизат на 20 базата на бутадиен стиренов каучук.

Добавката за каучукови смеси, съгласно полезния модел се използва за получаване на вулканизат на базата на бутадиен стиренов каучук. За целта, съставът както в Пример 1 се прибавя 25 към изходната каучукова смес заедно с активатори, ускорители, вулканизиращи агенти и плас тификатори.

Данните от изследванията на механичните показатели на получения в резултат полимерен продукт при различно съотношение на вложената добавка, съгласно полезния модел, са обобщени на Таблица 3 по-долу, където Проба CO е вулканизат на базата на бутадиен-стиренов каучук без добавка; Проба С50 - с 50 масови части добавка към 100 масови части каучукова смес; Проба С60 - с 60 масови части добавка към 100 масови части каучукова смес и Проба С70 - със 70 масови части добавка към 100 масови части каучукова смес и където означенията са както следва: Rm - якост на опън; Е -модул на еластичност и ε% - относително удължение.

Таблица 3

№	Проба	Rm(MPa)	Е(МРа)	ε%
1.	CO	1,25	1,75	133,46
2.	С50	12,95	1,83	596,09
3.	С60	15,57	1,98	672,19
4.	С70	15,66	2,02	713,62

Вулканизационните характеристики на каучуковите смеси на базата на бутадиен стиренов каучук, са определени на реометър MONSANTO при температура Т = 160°С и са дадени в Таблица 4, където:

Високите стойности на показателите, показани на Таблица 3 позволяват използването на каучуковите смеси, получени съгласно настоящия полезен модел, да се използват за производство на технически каучукови изделия и за производство на пневматични плътни и възстановени гуми.

Таблица 4

N2	Проба	ML(cWm)	MH(dNm)	Т90
1.	CO	0,88	13,54	13 мин. и 20 сек.
2.	С50	1,89	21,39	8 мин. и 09 сек.
3	С60	2,42	24,96	7 мин. и 49 сек.
4.	С70	2,45	25,47	7 мин. и 57 сек.

Пример 4. Приложение на добавката за каучукови смеси за получаване на вулканизат на базата на етилен пропиленов каучук

Данните от изследванията на механичните качества на получения полимерен продукт при различно съотношение на вложената добавка, съгласно полезния модел, спрямо вулканизат на базата на етилен пропиленов каучук са обобщени на Таблица 5 по-долу, където Проба CO е вул15 канизат на базата на етилен пропиленов каучук без добавка; Проба С50 - с 50 масови части от добавка към 100 масови части каучукова смес; Проба С60 - с 60 масови части от добавка към 100 масови части каучукова смес и Проба С70 със 70 масови части от добавка към 100 масови части каучукова смес и където означенията са както следва: Rm - якост на опън; Е - модул на еластичност и ε% - относително удължение.

Таблица 5

№	Проба	Rm(MPa)	Е(МРа)	ε%
1.	CO	1,25	1,32	75,54
2.	С50	9,95	1,44	449,29
3.	С60	12,84	1,69	520,34
4.	С70	11,95	1,63	560.08

Вулканизационните характеристики на каучуковите смеси на базата на етилен пропиленов каучук, са определени на реометър MONSANTO при температура Т = 160°С и са дадени в Таблица 6 по-долу, където:

ML е минимален въртящ момент; МН максимален въртящ момент и Т90 - оптимално време за вулканизация.

Таблица 6

№	Проба	ML(dNm)	MH(cWm)	Т90
1.	CO	1,09	16,58	16 мин. и 30 сек.
2.	С50	2,01	26,69	13 мин. и 14 сек.
3.	С60	2,70	31,14	13 мин. и 07 сек.
4.	С70	2,49	29,83	13 мин. и 01 сек.

Вулканизатите на база етилен пропиленов каучук са приложими в промишлеността и селското стопанство и в случаите, когато е необходи- 15 ма повишена устойчивост на атмосферни влияния, озоноустойчивост и устойчивост на агресивни химически продукти.

Claims

Претенции

1. Добавка за каучукови смеси на базата на технически въглерод, получен след вакуумна пиролиза на излезли от употреба автомобилни гуми, характеризираща се с това, че съдържа (в тегл. %): въглерод от 5 до 95; пепел от 0,1 до 16; обща сяра от 0,1 до 3; силициев диоксид от 5 до 70; цинков оксид от 0,11 до 4,5; калциев оксид от 0,11 до 1; дижелезен триоксид от 0,11 до 1; диалуминиев триоксид от 0,1 до 1; магнезиев оксид от 0,1 до 1, като общото съдържание на влага е от 0,01 до 3 %.
2. Полимерен продукт на база каучукова смес, характеризиращ се с това, че включва и добавка съгласно претенция 1 в количество от 10 до 300 мас. ч. спрямо 100 мас. ч. каучукова смес.