DE102017201503A1 - Process for the preparation of a raw material mixture, process for the preparation of a rubber mixture and process for the preparation of a vulcanizate - Google Patents
Process for the preparation of a raw material mixture, process for the preparation of a rubber mixture and process for the preparation of a vulcanizate Download PDFInfo
- Publication number
- DE102017201503A1 DE102017201503A1 DE102017201503.9A DE102017201503A DE102017201503A1 DE 102017201503 A1 DE102017201503 A1 DE 102017201503A1 DE 102017201503 A DE102017201503 A DE 102017201503A DE 102017201503 A1 DE102017201503 A1 DE 102017201503A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- rubber
- raw material
- mixture
- material mixture
- range
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 204
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 title claims abstract description 132
- 239000005060 rubber Substances 0.000 title claims abstract description 132
- 239000002994 raw material Substances 0.000 title claims abstract description 107
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 96
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 58
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 84
- 239000004636 vulcanized rubber Substances 0.000 claims abstract description 57
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims abstract description 41
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims abstract description 37
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 41
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 25
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 18
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 15
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 claims description 14
- 241001441571 Hiodontidae Species 0.000 claims description 13
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 claims description 12
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 10
- 229920005549 butyl rubber Polymers 0.000 claims description 10
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 claims description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 8
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 claims description 8
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 7
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 claims description 6
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 claims description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 4
- 239000012453 solvate Substances 0.000 claims description 4
- 235000019484 Rapeseed oil Nutrition 0.000 claims description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 19
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 16
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 10
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 10
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 9
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 8
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 7
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 7
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 7
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 6
- IUJLOAKJZQBENM-UHFFFAOYSA-N n-(1,3-benzothiazol-2-ylsulfanyl)-2-methylpropan-2-amine Chemical compound C1=CC=C2SC(SNC(C)(C)C)=NC2=C1 IUJLOAKJZQBENM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 description 5
- DCQBZYNUSLHVJC-UHFFFAOYSA-N 3-triethoxysilylpropane-1-thiol Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCS DCQBZYNUSLHVJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XODFSNXVWMJCOU-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropyl thiocyanate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCSC#N XODFSNXVWMJCOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 4
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000003712 anti-aging effect Effects 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 150000002019 disulfides Chemical class 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 description 4
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 description 4
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 description 4
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 4
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 239000010920 waste tyre Substances 0.000 description 3
- YXIWHUQXZSMYRE-UHFFFAOYSA-N 1,3-benzothiazole-2-thiol Chemical compound C1=CC=C2SC(S)=NC2=C1 YXIWHUQXZSMYRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen disulfide Chemical compound SS BWGNESOTFCXPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZRALSGWEFCBTJO-UHFFFAOYSA-N Guanidine Chemical compound NC(N)=N ZRALSGWEFCBTJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006057 Non-nutritive feed additive Substances 0.000 description 2
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- DEQZTKGFXNUBJL-UHFFFAOYSA-N n-(1,3-benzothiazol-2-ylsulfanyl)cyclohexanamine Chemical compound C1CCCCC1NSC1=NC2=CC=CC=C2S1 DEQZTKGFXNUBJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 2
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 2
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 2
- 229920001195 polyisoprene Polymers 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 2
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 description 2
- VTHOKNTVYKTUPI-UHFFFAOYSA-N triethoxy-[3-(3-triethoxysilylpropyltetrasulfanyl)propyl]silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCSSSSCCC[Si](OCC)(OCC)OCC VTHOKNTVYKTUPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PMKXWKCOSOHRRQ-UHFFFAOYSA-N triethoxy-[3-(tetrasulfanyl)-1-triethoxysilylpropyl]silane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)C([Si](OCC)(OCC)OCC)CCSSSS PMKXWKCOSOHRRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- WGACMNAUEGCUHG-VYBOCCTBSA-N (2s)-2-[[(2s)-2-[[(2s)-2-acetamidopropanoyl]amino]propanoyl]amino]-n-[(2s)-6-amino-1-[[(2s)-1-[(2s)-2-[[(2s)-1-[[(2s)-5-amino-1-[[(2s)-1-[[(2s)-1-[[(2s)-6-amino-1-[[(2s)-1-amino-3-(4-hydroxyphenyl)-1-oxopropan-2-yl]amino]-1-oxohexan-2-yl]amino]-3-hydroxy- Chemical compound CC(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](CCCN=C(N)N)C(=O)N1CCC[C@H]1C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CCCN=C(N)N)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@H](C(N)=O)CC1=CC=C(O)C=C1 WGACMNAUEGCUHG-VYBOCCTBSA-N 0.000 description 1
- OWRCNXZUPFZXOS-UHFFFAOYSA-N 1,3-diphenylguanidine Chemical compound C=1C=CC=CC=1NC(=N)NC1=CC=CC=C1 OWRCNXZUPFZXOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CHJJGSNFBQVOTG-UHFFFAOYSA-N N-methyl-guanidine Natural products CNC(N)=N CHJJGSNFBQVOTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FZWLAAWBMGSTSO-UHFFFAOYSA-N Thiazole Chemical compound C1=CSC=N1 FZWLAAWBMGSTSO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYYWUUFWQRZTIU-UHFFFAOYSA-N Thiophosphoric acid Chemical class OP(O)(S)=O RYYWUUFWQRZTIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SQMPQUHTTGSLSQ-UHFFFAOYSA-N [S].[S].[S] Chemical compound [S].[S].[S] SQMPQUHTTGSLSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000001588 bifunctional effect Effects 0.000 description 1
- DKVNPHBNOWQYFE-UHFFFAOYSA-N carbamodithioic acid Chemical compound NC(S)=S DKVNPHBNOWQYFE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003636 chemical group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000007822 coupling agent Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 125000000000 cycloalkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 229920003244 diene elastomer Polymers 0.000 description 1
- SWSQBOPZIKWTGO-UHFFFAOYSA-N dimethylaminoamidine Natural products CN(C)C(N)=N SWSQBOPZIKWTGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012990 dithiocarbamate Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 238000009661 fatigue test Methods 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 108010074544 myelin peptide amide-12 Proteins 0.000 description 1
- 150000001282 organosilanes Chemical class 0.000 description 1
- 125000000951 phenoxy group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(O*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000012492 regenerant Substances 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- QAZLUNIWYYOJPC-UHFFFAOYSA-M sulfenamide Chemical compound [Cl-].COC1=C(C)C=[N+]2C3=NC4=CC=C(OC)C=C4N3SCC2=C1C QAZLUNIWYYOJPC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000010059 sulfur vulcanization Methods 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- AUMBZPPBWALQRO-UHFFFAOYSA-L zinc;n,n-dibenzylcarbamodithioate Chemical compound [Zn+2].C=1C=CC=CC=1CN(C(=S)[S-])CC1=CC=CC=C1.C=1C=CC=CC=1CN(C(=S)[S-])CC1=CC=CC=C1 AUMBZPPBWALQRO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
- C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
- C08J3/203—Solid polymers with solid and/or liquid additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J11/00—Recovery or working-up of waste materials
- C08J11/04—Recovery or working-up of waste materials of polymers
- C08J11/06—Recovery or working-up of waste materials of polymers without chemical reactions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L19/00—Compositions of rubbers not provided for in groups C08L7/00 - C08L17/00
- C08L19/003—Precrosslinked rubber; Scrap rubber; Used vulcanised rubber
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2319/00—Characterised by the use of rubbers not provided for in groups C08J2307/00 - C08J2317/00
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Rohmaterialmischung, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zumindest den folgenden Schritt aufweist: Extrudieren eines oder mehrerer Weichmacher und vulkanisierter Kautschukpartikel in einer Extrusionsvorrichtung mit einem Extrusionskopf zu einer Rohmaterialmischung. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer Kautschukmischung sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Vulkanisats.The invention relates to a process for producing a raw material mixture, characterized in that the process comprises at least the following step: extruding one or more plasticizers and vulcanized rubber particles in an extrusion apparatus with an extrusion head to form a raw material mixture. The invention also relates to a process for the preparation of a rubber mixture and to a process for the preparation of a vulcanizate.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Rohmaterialmischung und ein Verfahren zur Herstellung einer Kautschukmischung enthaltend die Rohmaterialmischung sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Vulkanisats aus der Kautschuk oder der Rohmaterialmischung.The invention relates to a method for producing a raw material mixture and to a method for producing a rubber mixture containing the raw material mixture and to a method for producing a vulcanizate from the rubber or the raw material mixture.
Kautschukhaltige Artikel finden vielfältige Anwendung in verschiedensten Branchen des Alltags oder in verschiedenen Industriezweigen. Sowohl natürlicher als auch synthetischer Kautschuk wird in mehreren Prozessschritten auf sehr kostspielige Weise hergestellt. Ein Kostenpunkt, welcher zugleich auch die Umwelt belastet, ist dabei der Einsatz von natürlichen Rohstoffen zur Herstellung von natürlichem und synthetischem Kautschuk. Um den Einsatz von natürlichen Rohstoffen zu verringern, werden bei der Produktion von Kautschukartikeln häufig kautschukhaltige Altbestände wiederverwertet, wie z.B. Altreifen oder nicht mehr verwendete Gummiartikel. Dadurch kann zudem auch die Menge an Abfallmaterial aus kautschukhaltigen Altbeständen reduziert werden.Rubber-containing articles find a variety of applications in various industries of everyday life or in various industries. Both natural and synthetic rubber is produced in a very costly manner in several process steps. One cost, which at the same time also pollutes the environment, is the use of natural raw materials for the production of natural and synthetic rubber. In order to reduce the use of natural raw materials, rubber stocks are often recycled in the production of rubber articles, e.g. Used tires or rubber products that are no longer used. This can also reduce the amount of waste material from rubber-containing old stocks.
Damit die kautschukhaltigen Altbestände zur Produktion eines neuen Kautschukartikels wiederverwendet werden können, müssen die Kautschukteile aus den Altbeständen zunächst grob verkleinert, dann fein vermahlen und anschließend nachbehandelt werden. Die Feinvermahlung sowie die Nachbehandlung sind energieintensive und daher unerwünschte Prozessschritte in der Herstellung eines neuen Kautschukartikels aus kautschukhaltigen Altbeständen.So that the rubber-containing old stocks can be reused for the production of a new rubber article, the rubber parts from the old stocks must first be coarsely reduced, then finely ground and then aftertreated. Fine grinding and post-treatment are energy-intensive and therefore undesirable process steps in the production of a new rubber article from rubber-containing old stocks.
Es besteht daher ein Bedarf in der Industrie, insbesondere in der Kautschukindustrie, die Wiederverwertung von kautschukhaltigen Altbeständen in der Herstellung eines neuen Kautschukartikels zu vereinfachen oder die Anzahl der Prozessschritte zu verringern.There is therefore a need in the industry, particularly in the rubber industry, to simplify the recycling of post-consumer rubber stocks in the manufacture of a new rubber article or to reduce the number of process steps.
Im Stand der Technik sind verschiedene Herstellungsverfahren bekannt, bei denen u. a. kautschukhaltige Altbestände zum Einsatz kommen:
-
CN 101117022 A -
DE2049974A1 -
US 2012/0184634 A
-
CN 101117022 A -
DE2049974A1 -
US 2012/0184634 A
Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, besteht darin, ein schnelleres oder vereinfachtes Verfahren zur Herstellung von Reifen oder technischen Gummiartikeln im Vergleich mit aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren bereitzustellen, in dem bereits vulkanisierte Kautschukpartikel verarbeitet werden. Gleichzeitig war es eine Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ein umweltschonenderes Verfahren zur Herstellung von Reifen oder technischen Gummiartikeln im Vergleich mit aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren bereitzustellen.The object underlying the invention is to provide a faster or simplified process for the production of tires or technical rubber articles in comparison with methods known from the prior art, in which already vulcanized rubber particles are processed. At the same time, it was an object of the invention to provide a more environmentally friendly process for the production of tires or engineering rubber articles in comparison with methods known in the art.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung einer Rohmaterialmischung, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zumindest den folgenden Schritt aufweist:
- a) Extrudieren eines oder mehrerer Weichmacher und vulkanisierter Kautschukpartikel in einer Extrusionsvorrichtung mit einem Extrusionskopf zu einer Rohmaterialmischung.
- a) Extruding one or more plasticizers and vulcanized rubber particles in an extrusion device with an extrusion head to a raw material mixture.
Überraschenderweise wurde festgestellt, dass durch Extrudieren von vulkanisierten Kautschukpartikeln in der Gegenwart von einem oder mehreren Weichmachern eine Rohmaterialmischung erhalten wird, welche ohne weitere Verarbeitungsschritte zur Herstellung einer Kautschukmischung oder einer Fertigmischung verwendet werden kann. Anschließend kann die so hergestellte Kautschuk- oder Fertigmischung auf bekannte Weise zu einem neuen Kautschukartikel verarbeitet werden. Hierdurch entfällt die Notwendigkeit einer energieintensiven Feinvermahlung sowie der anschließenden Nachbehandlung der vulkanisierten Kautschukpartikel. Die Gesamtanzahl der Produktionsschritte wird daher um die Schritte der Feinvermahlung und der Nachbehandlung reduziert. Dies spart Prozesskosten und insbesondere Energiekosten.It has surprisingly been found that by extruding vulcanized rubber particles in the presence of one or more plasticizers, a raw material mixture is obtained which can be used without further processing steps to produce a rubber mixture or a ready-mix. Subsequently, the thus prepared rubber or finished mixture can be processed in a known manner to a new rubber article. This eliminates the need for energy-intensive fine grinding and the subsequent treatment of the vulcanized rubber particles. The total number of production steps is therefore reduced by the steps of fine grinding and post-treatment. This saves process costs and in particular energy costs.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann dabei auf unterschiedlichste Weise durchgeführt werden und hat zudem im Vergleich zu den Prozessschritten der Feinvermahlung und der Nachbehandlung den Vorteil, dass es kontinuierlich betrieben werden kann. Es kann daher aufgrund dieser erhöhten Variabilität und aufgrund der kontinuierlichen Produktion sich ändernden Produktionsbedürfnissen genau angepasst werden. So können weitere Prozesskosten, insbesondere Energiekosten, gespart werden. The process of the invention can be carried out in various ways and also has the advantage, in comparison to the process steps of the fine grinding and the aftertreatment, that it can be operated continuously. It can therefore be adapted precisely due to this increased variability and due to the continuous production of changing production needs. Thus, further process costs, in particular energy costs, can be saved.
Ohne an irgendeine wissenschaftliche Theorie gebunden sein zu wollen, wird angenommen, dass aufgrund der Scherkräfte zwischen den Kautschukpartikeln im Extrusionskopf die unvulkanisierten Kautschukpartikel so modifiziert werden, dass die resultierende Rohmaterialmischung auf einfache Weise und nach Zugabe weiterer Materialien zu einer Kautschukmischung und anschließend zu einer Fertigmischung verarbeitet werden kann. Aufgrund der Modifizierung ergibt sich eine besonders gute Dispersion der Bestandteile der Rohmaterialmischung in der resultierenden Kautschukmischung und somit auch in der anschließend aus der Kautschukmischung hergestellten Fertigmischung.Without wishing to be bound by any scientific theory, it is believed that due to the shearing forces between the rubber particles in the extrusion head, the unvulcanized rubber particles are modified so that the resulting raw material mixture readily and upon addition of further materials to a rubber compound and then to a final mixture can be. Due to the modification results in a particularly good dispersion of the components of the raw material mixture in the resulting rubber mixture and thus also in the final mixture prepared from the rubber mixture.
Weichmacher sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung solche Stoffe, welche bei Zugabe zu einer Mischung die Viskosität der resultierenden Mischung im Vergleich zu vor der Zugabe reduzieren, z. B. MES (mild extraction solvate), RAE (Residual Aromatic Extract), TDAE (treated distillate aromatic extract), Rubber-to-Liquid-Ölen (RTL) und Biomass-to-Liquid-Ölen (BTL).Plasticizers in the context of the present invention are substances which, when added to a mixture, reduce the viscosity of the resulting mixture compared to before the addition, e.g. MES (mild extraction solvate), RAE (Residual Aromatic Extract), TDAE (treated distillate aromatic extract), Rubber-to-Liquid oils (RTL) and Biomass-to-Liquid oils (BTL).
Vulkanisierte Kautschukpartikel sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung Partikel, welche vulkanisierten Kautschuk enthalten. In vulkanisiertem Kautschuk sind die langkettigen Kautschukmoleküle miteinander verbunden, im Fall der Schwefelvulkanisation beispielsweise durch Schwefelbrücken.Vulcanized rubber particles in the context of the present invention are particles which contain vulcanized rubber. In vulcanized rubber, the long-chain rubber molecules are bonded together, in the case of sulfur vulcanization, for example by sulfur bridges.
Das vorstehend beschriebene Verfahren zur Herstellung einer Rohmaterialmischung wird bevorzugt in der Kautschukindustrie eingesetzt, besonders bevorzugt in der Reifenindustrie.The above-described method for producing a raw material mixture is preferably used in the rubber industry, more preferably in the tire industry.
Bevorzugt ist ein Verfahren zur Herstellung einer Rohmaterialmischung wie vorstehend beschrieben (oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben), dadurch gekennzeichnet, dass die Rohmaterialmischung zur Herstellung eines Reifens oder eines technischen Gummiartikels geeignet ist oder zur Herstellung eines Reifens oder eines technischen Gummiartikels weiterverarbeitet wird, bevorzugt zur Herstellung eines Reifens weiterverarbeitet wird.Preferred is a method for producing a raw material mixture as described above (or as described above as preferred), characterized in that the raw material mixture is suitable for the production of a tire or a technical rubber article or further processed for the production of a tire or a technical rubber article, preferably Manufacturing a tire is processed.
Bevorzugt ist ein Verfahren zur Herstellung einer Rohmaterialmischung wie vorstehend beschrieben (oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben), dadurch gekennzeichnet, dass die vulkanisierten Kautschukpartikel eine mittlere Partikelgröße im Bereich von 0,3 bis 30 mm aufweisen, bevorzugt im Bereich von 0,425 bis 20 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 0,7 bis 2,5 mm. Zur Bestimmung der mittleren Partikelgröße siehe Abschnitt „Messmethoden“ in den Beispielen. Die Bestimmung wird vorzugsweise mit einer Schüttelzeit von 5 Minuten und mit Sieben, welche Maschenweiten von 0,2 mm, 0,4 mm, 0,6 mm, 0,8 mm, 1 mm, 1,5 mm, 2 mm, 3 mm, 5 mm, 15 mm, 25 mm und 35 mm durchgeführt (entsprechend wären gemäß der weiter unten diskutierten Messmethode d1 = 0,1 mm, d2 = 0,3 mm, d3 = 0,5 mm usw. bis d10 = 20 mm und d11 = 30 mm).Preferred is a method for producing a raw material mixture as described above (or as described above as preferred), characterized in that the vulcanized rubber particles have an average particle size in the range of 0.3 to 30 mm, preferably in the range of 0.425 to 20 mm, more preferably in the range of 0.7 to 2.5 mm. For the determination of the mean particle size see the section "Measuring Methods" in the examples. The determination is preferably carried out with a shaking time of 5 minutes and with sieves having mesh sizes of 0.2 mm, 0.4 mm, 0.6 mm, 0.8 mm, 1 mm, 1.5 mm, 2 mm, 3 mm , 5 mm, 15 mm, 25 mm and 35 mm (accordingly, according to the measuring method discussed below, d 1 = 0.1 mm, d 2 = 0.3 mm, d 3 = 0.5 mm, etc., to d 10 = 20 mm and d 11 = 30 mm).
Ganz besonders bevorzugt ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben (oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben), dadurch gekennzeichnet, dass die vulkanisierten Kautschukpartikel
- - eine mittlere Partikelgröße im Bereich von 0,3 bis 30 mm aufweisen, wobei einzelne vulkanisierte Kautschukpartikel nicht größer als 500 mm sind, bevorzugt nicht größer als 100 mm,
- - besonders bevorzugt eine mittlere Partikelgröße im Bereich von 0,425 bis 20 mm aufweisen, wobei einzelne vulkanisierte Kautschukpartikel nicht größer als 30 mm sind,
- - ganz besonders bevorzugt eine mittlere Partikelgröße im Bereich von 0,7 bis 2,5 mm, wobei einzelne vulkanisierte Kautschukpartikel nicht größer als 10 mm sind,
- - insbesondere bevorzugt eine mittlere Partikelgröße im Bereich von 0,7 bis 2,5 mm, wobei einzelne vulkanisierte Kautschukpartikel nicht größer als 5 mm sind.
- have an average particle size in the range of 0.3 to 30 mm, wherein individual vulcanized rubber particles are not larger than 500 mm, preferably not larger than 100 mm,
- particularly preferably have an average particle size in the range from 0.425 to 20 mm, with individual vulcanized rubber particles not being larger than 30 mm,
- most preferably an average particle size in the range of 0.7 to 2.5 mm, wherein individual vulcanized rubber particles are not larger than 10 mm,
- - Particularly preferred an average particle size in the range of 0.7 to 2.5 mm, wherein individual vulcanized rubber particles are not greater than 5 mm.
Ganz besonders bevorzugt ist auch ein Verfahren wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt bzw. als besonders bevorzugt beschrieben dadurch gekennzeichnet, dass
- - die vulkanisierten Kautschukpartikel eine mittlere Partikelgröße im Bereich von 0,3 bis 30 mm aufweisen und mindestens 50 Massenprozent, vorzugsweise mindestens 90 Massenprozent, der vulkanisierten Kautschukpartikel eine Partikelgröße im Bereich von 0,01 mm bis 50 mm aufweisen,
- - bevorzugt die vulkanisierten Kautschukpartikel eine mittlere Partikelgröße von 0,425 bis 20 mm und mindestens 50 Massenprozent, vorzugsweise mindestens 90 Massenprozent, der vulkanisierten Kautschukpartikel eine Partikelgröße im Bereich von 0,05 mm bis 30 mm aufweisen,
- - besonders bevorzugt die vulkanisierten Kautschukpartikel eine mittlere Partikelgröße von 0,7 bis 2,5 mm und mindestens 50 Massenprozent, vorzugsweise mindestens 90 Massenprozent, der vulkanisierten Kautschukpartikel eine Partikelgröße im Bereich von 0,1 mm bis 10 mm oder ganz besonders bevorzugt im Bereich von 1 mm bis 6 mm aufweisen.
- the vulcanized rubber particles have an average particle size in the range from 0.3 to 30 mm and at least 50% by mass, preferably at least 90% by mass, of the vulcanized rubber particles have a particle size in the range from 0.01 mm to 50 mm,
- the vulcanized rubber particles preferably have a mean particle size of from 0.425 to 20 mm and at least 50% by mass, preferably at least 90% by mass, of the vulcanized rubber particles having a particle size in the range from 0.05 mm to 30 mm,
- the vulcanized rubber particles particularly preferably have an average particle size of 0.7 to 2.5 mm and at least 50% by mass, preferably at least 90% by mass, of the vulcanized rubber particles having a particle size in the range from 0.1 mm to 10 mm or very particularly preferably in the range from 1 mm to 6 mm.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist die Partikelgröße eines einzigen vulkanisierten Kautschukpartikels bevorzugt die Distanz zwischen den zwei am weitesten voneinander entfernten Punktes des einen vulkanisierten Kautschukpartikels, welche mit einem Lichtmikroskop aus dem Stand der Technik gemessen werden kann.In the present invention, the particle size of a single vulcanized rubber particle is preferably the distance between the two most distant points of the one vulcanized rubber particle which can be measured with a light microscope of the prior art.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der Erfindung ist, dass bei der Verwendung von vulkanisierten Kautschukpartikeln mit einer sehr großen Partikelgröße wie oben beschrieben der Prozessschritt der Feinvermahlung weggelassen werden kann und somit der Prozess der Wiederverwertung von bereits verwendeten Kautschukpartikeln vereinfacht werden kann.An advantage of the aspect of the invention described above is that when using vulcanized rubber particles having a very large particle size as described above, the process step of the fine grinding can be omitted and thus the process of recycling already used rubber particles can be simplified.
Bevorzugt ist ein Verfahren zur Herstellung einer Rohmaterialmischung wie vorstehend beschrieben (oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben), dadurch gekennzeichnet, dass die vulkanisierten Kautschukpartikel hergestellt sind aus vulkanisierten Gummiabfällen, bevorzugt aus alten Transportbändern und/oder vulkanisierten Gummiabfällen aus der Reifenproduktion, besonders bevorzugt aus Altreifen, Schläuchen, Transportbändern, Schlauchbändern und/oder Heiz- und Baubälgen.Preferred is a process for producing a raw material mixture as described above (or as described above as preferred), characterized in that the vulcanized rubber particles are made of vulcanized rubber waste, preferably from old conveyor belts and / or vulcanized rubber waste from tire production, more preferably from scrap tires , Hoses, conveyor belts, hose bands and / or heating and building casings.
Auch Felgenbänder, Fördergurte, Antriebsriemen, Antriebsketten, Handgriffe, Matten, Bodenbeläge, Dichtungen oder Dämpfungseinheiten jeglicher Art können nach einer groben Zerkleinerung als vulkanisierten Kautschukpartikel in einem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden.Rim tapes, conveyor belts, drive belts, drive chains, handles, mats, floor coverings, seals or damping units of any kind can also be used as coarse comminution as vulcanized rubber particles in a method according to the invention.
Der Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass sich die vorstehend beschriebenen Gummiabfälle für eines der vorstehend beschriebenen Verfahren zur Herstellung einer Rohmaterialmischung eignen und gleichzeitig in größerem Maße als unvulkanisierte Kautschukprodukte auf dem Markt zur Verfügung stehen. Die Verwendung einer großen Auswahl an kautschukhaltigen Altbeständen hat zudem den Vorteil, dass ein großer Anteil der Altbestände wiederverwertet werden kann. Jedoch eignen sich alte Transportbänder und vulkanisierte Gummiabfälle aus der Reifenproduktion besser für die Verarbeitung in einem der vorstehend beschriebenen Verfahren zur Herstellung einer Rohmaterialmischung als andere Gummiabfälle. Noch besser eignen sich Altreifenreste, Schläuche, Transportbänder, Schlauchbänder und Heiz- und Baubälgen.The advantage of the above-described aspect of the present invention is that the rubber wastes described above are suitable for one of the above-described processes for producing a raw material mixture and, at the same time, are more widely available as unvulcanized rubber products on the market. The use of a large selection of rubbery old stocks also has the advantage that a large proportion of old stocks can be recycled. However, old conveyor belts and vulcanized rubber waste from tire production are better suited for processing in one of the above-described processes for producing a raw material mixture than other rubber waste. Even better are used tire remnants, hoses, conveyor belts, hose bands and heating and building casings.
Für sämtliche vorstehend beschriebenen Materialien muss nur eine grobe Zerkleinerung von Gummiabfälle durchgeführt werden, womit der Prozessschritt der Feinvermahlung und der Nachbehandlung entfällt.For all of the materials described above, only a rough comminution of rubber waste has to be carried out, thus eliminating the process step of fine grinding and aftertreatment.
Bevorzugt ist ein Verfahren zur Herstellung einer Rohmaterialmischung wie vorstehend beschrieben (oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben), dadurch gekennzeichnet, dass die vulkanisierten Kautschukpartikel mindestens einen Kautschuk enthalten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Butadien-Kautschuk (BR), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), natürlichem Polyisopren (NR), Butylkautschuk (IIR) und synthetischem Polyisopren (IR).Preferred is a process for preparing a raw material mixture as described above (or as described above as preferred), characterized in that the vulcanized rubber particles contain at least one rubber selected from the group consisting of butadiene rubber (BR), styrene-butadiene rubber ( SBR), natural polyisoprene (NR), butyl rubber (IIR) and synthetic polyisoprene (IR).
Der Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass die vorstehend beschriebenen Kautschukarten sich für eines der vorstehend beschriebenen Verfahren zur Herstellung einer Rohmaterialmischung eignen und gleichzeitig in größerem Maße als andere Kautschukarten auf dem Markt zur Verfügung stehen.The advantage of the above-described aspect of the present invention is that the rubbers described above are suitable for one of the above-described processes for producing a raw material mixture and at the same time are available on the market to a greater extent than other rubbers.
Die vorstehend beschriebenen Kautschukarten, insbesondere die vorstehend beschriebenen Dienkautschukarten, kommen bei der Herstellung von technischen Gummiartikeln, wie Gurte, Riemen und Schläuche, und/oder Schuhsohlen zum Einsatz.The rubbers described above, in particular the diene rubbers described above, are used in the manufacture of technical rubber articles, such as belts, straps and hoses, and / or shoe soles.
Die Kautschukmischung ist insbesondere für Fahrzeugreifen geeignet, wobei sie prinzipiell in jedem Bauteil verwendet werden kann, wie insbesondere dem Laufstreifen, der Seitenwand, dem Hornprofil, sowie in sonstigen sogenannten Body-Bauteilen. The rubber compound is particularly suitable for vehicle tires, where it can be used in principle in any component, such as in particular the tread, the side wall, the horn profile, as well as in other so-called body components.
Besonders bevorzugt ist dabei ein Verfahren wie vorstehend bevorzugt beschrieben dadurch gekennzeichnet, dass die vulkanisierten Kautschukpartikel mindestens einen Kautschuk enthalten ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Butadien-Kautschuk (BR), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), natürlichem Polyisopren (NR) und synthetischem Polyisopren (IR).Particularly preferred is a method as described above preferably characterized in that the vulcanized rubber particles contain at least one rubber selected from the group consisting of butadiene rubber (BR), styrene-butadiene rubber (SBR), natural polyisoprene (NR) and synthetic Polyisoprene (IR).
In manchen Fällen ist es erwünscht, dass verschiedene Kautschukarten miteinander vermischt werden oder dass auf bestimmte Kautschukarten verzichtet wird, um bestimmte technische Effekte zu erzielen. In anderen Fällen kann es jedoch auch hilfreich sein, nur eine Kautschukart zu verwenden. Letzteres gilt z. B. für Butylkautschuk, da in Mischungen, welche Butylkautschuk und eine andere Kautschukart enthalten, unter bestimmten Umständen eine unerwünschte Separation des Butylkautschuks von den anderen Kautschukarten auftreten kann. Dadurch wäre eine Co-Vulkanisation des separierten Butylkautschuks in der Mischung mit der anderen Kautschukart problematisch.In some cases, it is desirable that different types of rubbers be mixed together or that certain types of rubber be dispensed with in order to achieve certain technical effects. In other cases, however, it may also be helpful to use only one type of rubber. The latter applies z. For butyl rubber, as in blends containing butyl rubber and another type of rubber, undesirable separation of the butyl rubber from the other rubbers may occur under certain circumstances. This would make co-vulcanization of the separated butyl rubber in the blend with the other type of rubber problematic.
Bevorzugt ist ein Verfahren zur Herstellung einer Rohmaterialmischung wie vorstehend beschrieben (oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben), dadurch gekennzeichnet, dass die Rohmaterialmischung eine Mooney-Viskosität bei 100°C in einem Bereich von 10 bis 200 Mooney-Einheiten aufweist, bevorzugt 20 bis 95 Mooney-Einheiten aufweist, besonders bevorzugt in einem Bereich von 35 bis 70 Mooney-Einheiten, ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 35 bis 51 Mooney-Einheiten.Preferred is a method for producing a raw material mixture as described above (or as described above as preferred), characterized in that the raw material mixture has a Mooney viscosity at 100 ° C in a range of 10 to 200 Mooney units, preferably 20 to 95 Mooney units, more preferably in a range of 35 to 70 Mooney units, most preferably in a range of 35 to 51 Mooney units.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass Rohmaterialmischungen mit Viskositäten in vorstehend beschriebenen Bereichen sich besonders gut zur Weiterverarbeitung zu einer Kautschukmischung eignen, da eine solche Rohmaterialmischung besonders gut mit weiteren Ingredienzien zu einer Kautschukmischung vermischt werden kann, insbesondere sehr homogen vermischt werden kann. Anhand einer geringen Anzahl an einfachen Vorversuchen können geeignete Herstellungsparameter gefunden werden, damit die resultierende Rohmaterialmischung eine Mooney-Viskosität in den vorstehend beschriebenen Bereichen aufweist.An advantage of the above-described aspect of the present invention is that raw material mixtures having viscosities in the ranges described above are particularly suitable for further processing into a rubber mixture, since such a raw material mixture can be mixed particularly well with further ingredients to form a rubber mixture, in particular mixed very homogeneously can. By means of a small number of simple preliminary tests, suitable production parameters can be found so that the resulting raw material mixture has a Mooney viscosity in the ranges described above.
Bevorzugt ist ein Verfahren zur Herstellung einer Rohmaterialmischung wie vorstehend beschrieben (oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben), dadurch gekennzeichnet, dass die vulkanisierten Kautschukpartikel und der oder die mehreren Weichmacher zeitlich vor dem Extrudieren zu der Rohmaterialmischung zu einer Vormischung vermischt werden.Preferred is a process for preparing a raw material mixture as described above (or as described above as preferred) characterized in that the vulcanized rubber particles and the one or more plasticizers are premixed prior to extrusion to form the raw material mixture.
Der vorstehend beschriebene Aspekt der vorliegenden Erfindung hat den Vorteil, dass das Mischen zu einer Vormischung zu einer noch besser verarbeitbaren Rohmaterialmischung führt, d.h. dass eine solche Rohmaterialmischung besonders gut mit weiteren Ingredienzien zu einer Kautschukmischung vermischt werden kann.The above-described aspect of the present invention has the advantage that mixing results in a premix to a still more processable raw material mixture, i. that such a raw material mixture can be mixed particularly well with other ingredients to a rubber mixture.
Bevorzugt ist ein Verfahren zur Herstellung einer Rohmaterialmischung wie vorstehend beschrieben (oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben), dadurch gekennzeichnet, dass die Extrusionsvorrichtung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:
- - Einschneckenextruder
- - Mehrschneckenextruder und
- - Fütter-Einheit in Kombination mit einer Zahnradpumpe.
- - Single screw extruder
- - Multi-screw extruder and
- - Feeding unit in combination with a gear pump.
Besonders bevorzugt in einem Verfahren wie vorstehend beschrieben ist die Verwendung eines Ring-Extruders oder eines Planetwalzen-Extruders als Mehrschneckenextruder. Ganz besonders bevorzugt ist jedoch die Verwendung eines Zweischneckenextruders.Particularly preferred in a process as described above is the use of a ring extruder or a planetary roller extruder as a multi-screw extruder. However, the use of a twin-screw extruder is very particularly preferred.
Bevorzugt ist ein Verfahren zur Herstellung einer Rohmaterialmischung wie vorstehend beschrieben (oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben), dadurch gekennzeichnet, dass die Extrusionsvorrichtung einen inneren Extruderdurchmesser dinner im Bereich von 20 mm bis 100 mm, bevorzugt im Bereich von 30 mm bis 60 mm, einer Länge L im Bereich von dem 20- bis 100-fachen des inneren Extruderdurchmesser dinner, bevorzugt im Bereich von dem 40- bis 60-fachen des inneren Extruderdurchmesser dinner, und einem Verhältnis V von innerem zu äußerem Extruderdurchmesser im Bereich von 1,2 bis 2, bevorzugt mit einem Verhältnis V im Bereich von 1,4 bis 1,7.Preferred is a method for producing a raw material mixture as described above (or as described above as preferred), characterized in that the extrusion device has an inner extruder diameter d inner in the range of 20 mm to 100 mm, preferably in the range of 30 mm to 60 mm, a length L in the range from 20 to 100 times the inner diameter d extruder inner, preferably within up to 60 times the inner diameter d extruder in the range of the 40, and a ratio V from inner to outer extruder diameter in the range of 1.2 to 2, preferably with a ratio V in the range of 1.4 to 1.7.
Der vorstehend beschriebene Aspekt der vorliegenden Erfindung hat den Vorteil, dass der eine oder die mehreren Weichmacher mit den vulkanisierten Kautschukpartikeln auf besonders energiesparende und prozesstechnisch einfache Weise zu einer Rohmaterialmischung extrudiert werden kann.The above-described aspect of the present invention has the advantage that the one or more plasticizers with the vulcanized rubber particles can be extruded to a raw material mixture in a particularly energy-saving and process-technically simple manner.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist eine Fütter-Einheit eine Vorrichtung, welche dazu dient, eine, zwei oder mehr Substanzen einer Zahnradpumpe zuzuführen.In the context of the present invention, a feeding unit is a device which serves to feed one, two or more substances to a gear pump.
Bevorzugt ist ein Verfahren zur Herstellung einer Rohmaterialmischung wie vorstehend beschrieben (oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben), dadurch gekennzeichnet, dass die Vormischung in einem separaten Vormischer, beispielweise in einem Dispersionsrührer, Innenmischer oder einem Fluidmischer hergestellt wird, bevorzugt in einem Innenmischer.Preferred is a process for producing a raw material mixture as described above (or as described above as preferred), characterized in that the premix is prepared in a separate pre-mixer, for example in a dispersion stirrer, internal mixer or a fluid mixer, preferably in an internal mixer.
Die vorstehend beschriebenen Vormischer eignen sich in besonders vorteilhafter Weise dazu, erfindungsgemäße Rohmaterialmischungen herzustellen.The premixers described above are suitable in a particularly advantageous manner for producing raw material mixtures according to the invention.
In einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Rohmaterialmischung wie vorstehend beschrieben (oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben) kann beispielsweise auch CO2 im superkritischen Zustand zusätzlich zu den Weichmachern und den vulkanisierten Kautschukpartikeln eingesetzt werden. Das CO2 im superkritischen Zustand kann dabei als Lösungsmittel fungieren.For example, in a process for producing a raw material mixture of the present invention as described above (or as described above), CO 2 in the supercritical state may be used in addition to the plasticizers and the vulcanized rubber particles. The CO 2 in the supercritical state can act as a solvent.
Bevorzugt ist ein Verfahren zur Herstellung einer Rohmaterialmischung wie vorstehend beschrieben (oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben), dadurch gekennzeichnet, dass der oder mindestens einer der mehreren Weichmacher ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:
- MES (mild extraction solvate), RAE (Residual Aromatic Extract), TDAE (treated distillate aromatic extract), Rubber-to-Liquid-Ölen (RTL) und
- Biomass-to-Liquid-Ölen (BTL), Rapsöl, Faktissen und Flüssig-Polymeren, wobei der oder einer der mehreren Weichmacher bevorzugt ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: TDAE, RAE, MES und Rapsöl. Besonders bevorzugt ist die Verwendung von TDAE als Weichmacher.
- MES (mild extraction solvate), RAE (Residual Aromatic Extract), TDAE (treated distillate aromatic extract), Rubber-to-Liquid oils (RTL) and
- Biomass-to-liquid oils (BTL), rapeseed oil, batches and liquid polymers, wherein the or one of the plurality of plasticizers is preferably selected from the group consisting of: TDAE, RAE, MES and rapeseed oil. Particularly preferred is the use of TDAE as a plasticizer.
Die vorstehend beschriebenen Weichmacher sind besonders gut dazu geeignet, vulkanisierte Kautschukpartikel, insbesondere solche vulkanisierten Kautschukpartikel, welche aus kautschukhaltigen Altbeständen bestehen, zu einer Rohmaterialmischung erfindungsgemäß zu extrudieren. Der Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts liegt in einer besonders vorteilhaften Interaktion der vorstehend beschriebenen Weichmacher, insbesondere der vorstehend als bevorzugt beschriebenen Weichmacher, mit vulkanisierten Kautschukpartikeln.The plasticizers described above are particularly well suited to extrude vulcanized rubber particles, in particular those vulcanized rubber particles, which consist of rubber-containing old stocks, to a raw material mixture according to the invention. The advantage of the above-described aspect lies in a particularly advantageous interaction of the above-described plasticizers, in particular of the plasticizers described above as preferred, with vulcanized rubber particles.
Bevorzugt ist ein Verfahren zur Herstellung einer Rohmaterialmischung wie vorstehend beschrieben (oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben), dadurch gekennzeichnet, dass in dem Extrusionskopf der Extrusionsvorrichtung eine Temperatur im Bereich von 70 °C bis 250 °C vorliegt, bevorzugt im Bereich von 80 °C bis 175 °C, besonders bevorzugt im Bereich von 90 °C bis 115 °C.Preferred is a process for producing a raw material mixture as described above (or as described above as preferred), characterized in that in the extrusion head of the extrusion device is a temperature in the range of 70 ° C to 250 ° C, preferably in the range of 80 ° C. to 175 ° C, more preferably in the range of 90 ° C to 115 ° C.
Der Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass durch die vorstehend genannten Temperaturen besonders gut weiterverarbeitbare Rohmaterialmischungen resultieren.The advantage of the above-described aspect of the present invention is that the above-mentioned temperatures result in particularly good processible raw material mixtures.
Bevorzugt ist ein Verfahren zur Herstellung einer Rohmaterialmischung wie vorstehend beschrieben (oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben), dadurch gekennzeichnet, dass in dem Extrusionskopf der Extrusionsvorrichtung ein Druck im Bereich von 10 bar bis 500 bar vorliegt, bevorzugt im Bereich von 10 bar bis 300 bar, besonders bevorzugt im Bereich von 25 bar bis 220 bar.Preferred is a process for producing a raw material mixture as described above (or as described above as preferred), characterized in that in the extrusion head of the extrusion device, a pressure in the range of 10 bar to 500 bar, preferably in the range of 10 bar to 300 bar , more preferably in the range of 25 bar to 220 bar.
Der Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass in den vorstehend genannten Druckbereichen besonders gut weiterverarbeitbare Rohmaterialmischungen resultieren.The advantage of the above-described aspect of the present invention is that particularly good processable raw material mixtures result in the aforementioned pressure ranges.
Bevorzugt ist ein Verfahren zur Herstellung einer Rohmaterialmischung wie vorstehend beschrieben (oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben), dadurch gekennzeichnet, dass die Extrusionsvorrichtung mit einem Durchsatz im Bereich von 5 kg/h bis 2500 kg/h betrieben wird, bevorzugt im Bereich von 50 kg/h bis 1000 kg/h, besonders bevorzugt im Bereich von 200 kg/h bis 600 kg/h, bezogen auf die Gesamtmasse an dem einen oder den mehreren Weichmachern und den vulkanisierten Kautschukpartikeln.Preferred is a process for producing a raw material mixture as described above (or as described above as preferred), characterized in that the extrusion device is operated at a flow rate in the range of 5 kg / h to 2500 kg / h, preferably in the range of 50 kg / h to 1000 kg / h, more preferably in the range of 200 kg / h to 600 kg / h, based on the total mass of the one or more plasticizers and the vulcanized rubber particles.
Der Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass bei Einstellung des den vorstehend genannten Durchsatzes besonders gut weiterverarbeitbare Rohmaterialmischungen resultieren.The advantage of the above-described aspect of the present invention is that setting the above-mentioned throughput results in particularly well processable raw material mixtures.
Bevorzugt ist ein Verfahren zur Herstellung einer Rohmaterialmischung wie vorstehend beschrieben (oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben), dadurch gekennzeichnet, dass in der Rohmaterialmischung das Verhältnis der Gesamtmasse an vulkanisierten Kautschukpartikeln zu der Gesamtmasse an Weichmachern im Bereich von 500:1 bis 1:1 liegt, bevorzugt im Bereich von 250:1 bis 3:1, besonders bevorzugt im Bereich von 25:1 bis 5:1 liegt.Preferred is a process for producing a raw material mixture as described above (or as described above as preferred), characterized in that in the raw material mixture the ratio of the total mass of vulcanized rubber particles to the total mass of plasticizers is in the range of 500: 1 to 1: 1 , preferably in the range from 250: 1 to 3: 1, more preferably in the range from 25: 1 to 5: 1.
Der Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass die Einstellung der vorstehend beschriebenen Verhältnisse der Gesamtmasse an vulkanisierten Kautschukpartikeln zu der Gesamtmasse an Weichmachern zu einer besonders gut weiterverarbeitbaren Rohmaterialmischung führt.The advantage of the above-described aspect of the present invention is that the adjustment of the above-described ratios of the total mass of vulcanized rubber particles to the total mass of plasticizers results in a particularly easily processible raw material mixture.
Ganz besonders bevorzugt ist ein Verfahren zur Herstellung einer Rohmaterialmischung wie vorstehend beschrieben (oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben), dadurch gekennzeichnet, dass
- - in der Rohmaterialmischung das Verhältnis der Gesamtmasse an vulkanisierten Kautschukpartikeln zu der Gesamtmasse an Weichmachern im Bereich von 25:1 bis 5:1 liegt,
- - die Rohmaterialmischung eine Mooney-Viskosität bei 100°C in einem Bereich von 35 bis 70 Mooney-Einheiten aufweist,
- - der Weichmacher oder einer der Weichmacher TDAE ist,
- - die Extrusionsvorrichtung ein Zweischnecken-Extruder (bevorzugt ein Zweischnecken-Extruder wie im nachfolgenden Absatz beschrieben),
- - in dem Extrusionskopf des Zweischnecken-Extruders eine Temperatur im Bereich von 130 °C bis 140 °C vorliegt,
- - in dem Extrusionskopf des Zweischnecken-Extruders ein Druck im Bereich von 150 bar bis 170 bar vorliegt und
- - der Zweischnecken-Extruder mit einem Durchsatz im Bereich von 30 kg/h bis 50 kg/h betrieben wird.
- in the raw material mixture, the ratio of the total mass of vulcanized rubber particles to the total mass of plasticizers is in the range of 25: 1 to 5: 1,
- the raw material mixture has a Mooney viscosity at 100 ° C. in a range from 35 to 70 Mooney units,
- the plasticizer or one of the plasticisers is TDAE,
- the extrusion device is a twin-screw extruder (preferably a twin-screw extruder as described in the following paragraph),
- in the extrusion head of the twin-screw extruder a temperature in the range of 130 ° C to 140 ° C,
- - In the extrusion head of the twin-screw extruder, a pressure in the range of 150 bar to 170 bar is present and
- - The twin-screw extruder is operated at a throughput in the range of 30 kg / h to 50 kg / h.
Eine mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Rohmaterialmischung ist ein Verfahren wie vorstehend beschrieben (oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben), dadurch gekennzeichnet, dass
- - die Extrusionsvorrichtung ein Zweischnecken-Extruder mit einem inneren Extruderdurchmesser dinner von 40 mm, einer Länge L von 56-mal dem inneren Extruderdurchmesser dinner und einem Verhältnis V von innerem zu äußerem Extruderdurchmesser von 1,56 ist, d.h. dinner= 40 mm, L = 2240 mm und V = dinner / douter = 1,56,
- - in dem Extrusionskopf des Zweischnecken-Extruders eine Temperatur im Bereich von 130 °C bis 140 °C vorliegt,
- - in dem Extrusionskopf des Zweischnecken-Extruders ein Druck im Bereich von 150 bar bis 170 bar ist und
- - der Zweischnecken-Extruder mit einem Durchsatz im Bereich von 30 kg/h bis 50 kg/h betrieben wird.
- - the extrusion device comprises a twin-screw extruder having an inner extruder diameter d is within 40 mm, a length L of 56 times the inner extruder diameter d intra and a ratio V of inner to outer extruder diameter of 1.56, ie d intra = 40 mm , L = 2240 mm and V = d inner / d outer = 1.56,
- in the extrusion head of the twin-screw extruder a temperature in the range of 130 ° C to 140 ° C,
- - In the extrusion head of the twin-screw extruder, a pressure in the range of 150 bar to 170 bar and
- - The twin-screw extruder is operated at a throughput in the range of 30 kg / h to 50 kg / h.
Die vorstehend beschriebene spezifische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Ausführungsbeispiel, wie die vorliegende Erfindung ausgeführt werden kann. Sie soll den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht beschränken, aber stellt eine Hilfestellung zur Ausführung des Gegenstandes der vorliegenden Erfindung dar.The above-described specific embodiment of the present invention is an embodiment of how the present invention can be carried out. It is not intended to limit the scope of the present invention, but is an aid to the practice of the subject matter of the present invention.
Eine weitere mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein Verfahren zur Herstellung einer Rohmaterialmischung wie vorstehend beschrieben (oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben), dadurch gekennzeichnet, dass
- - die Extrusionsvorrichtung ein Planetwalzen-Extruder mit einem inneren Extruderdurchmesser dinner von 150 mm ist,
- - in dem Extrusionskopf des Planetwalzen-Extruders eine Temperatur im Bereich von 100 °C bis 110 °C vorliegt und
- - der Planetwalzen-Extruder mit einem Durchsatz im Bereich von 200 kg/h bis 250 kg/h betrieben wird.
- - the extrusion device is a planetary roller extruder with an internal extruder diameter d inner of 150 mm,
- - In the extrusion head of the planetary roller extruder a temperature in the range of 100 ° C to 110 ° C is present and
- - The planetary roller extruder is operated at a throughput in the range of 200 kg / h to 250 kg / h.
Die vorstehend beschriebene spezifische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Ausführungsbeispiel, wie die vorliegende Erfindung ausgeführt werden kann. Sie soll den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht beschränken, aber stellt eine Hilfestellung zur Ausführung des Gegenstandes der vorliegenden Erfindung dar.The above-described specific embodiment of the present invention is an embodiment of how the present invention can be carried out. It is not intended to limit the scope of the present invention, but is an aid to the practice of the subject matter of the present invention.
Eine weitere mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein Verfahren zur Herstellung einer Rohmaterialmischung wie vorstehend beschrieben (oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben) dadurch gekennzeichnet, dass
- - die Extrusionsvorrichtung ein Ring-Extruder mit einem inneren Extruderdurchmesser dinner von 30 mm, einer Länge L von 55-mal dem inneren Extruderdurchmesser dinner und einem Verhältnis V von innerem zu äußerem Extruderdurchmesser von 1,74 ist, d.h. dinner= 30 mm, L = 1650 mm und V = dinner / douter = 1,74,
- - in dem Extrusionskopf des Ring-Extruders eine Temperatur im Bereich von 140 °C bis 150 °C vorliegt,
- - in dem Extrusionskopf des Ring-Extruders ein Druck im Bereich von 150 bar bis 170 bar vorliegt und
- - der Ring-Extruder mit einem Durchsatz im Bereich von 5 kg/h bis 60 kg/h betrieben wird.
- - the extrusion device is a ring extruder having an internal extruder diameter d is within 30 mm, a length L of 55 times the inner extruder diameter d intra and a ratio V of inner to outer extruder diameter of 1.74, ie d intra = 30 mm , L = 1650 mm and V = d inner / d outer = 1.74,
- in the extrusion head of the ring extruder a temperature in the range of 140 ° C to 150 ° C,
- - In the extrusion head of the ring extruder, a pressure in the range of 150 bar to 170 bar is present and
- - The ring extruder is operated at a throughput in the range of 5 kg / h to 60 kg / h.
Die vorstehend beschriebene spezifische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Ausführungsbeispiel, wie die vorliegende Erfindung ausgeführt werden kann. Sie soll den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht beschränken, aber stellt eine Hilfestellung zur Ausführung des Gegenstandes der vorliegenden Erfindung dar.The above-described specific embodiment of the present invention is an embodiment of how the present invention can be carried out. It is not intended to limit the scope of the present invention, but is an aid to the practice of the subject matter of the present invention.
Die drei vorstehend beschriebenen möglichen Ausführungsformen zeigen, dass die vorliegende Erfindung auf unterschiedlichste Weise realisiert werden kann. Je nach realisierter Ausführung sind einzelne Parameter des Gegenstandes der vorliegenden Erfindung anzupassen, gegebenenfalls durch eine geringe Anzahl von Vorversuchen zu ermitteln.The three possible embodiments described above show that the present invention can be implemented in many different ways. Depending on the realized design, individual parameters of the subject matter of the present invention are to be adapted, if necessary to be determined by a small number of preliminary tests.
Die Erfindung betrifft auch eine Rohmaterialmischung zur Herstellung eines Vulkanisats, hergestellt oder herstellbar nach einem Verfahren zur Herstellung einer Rohmaterialmischung, wie vorstehend beschrieben oder wie vorstehend als bevorzugt bzw. als besonders bevorzugt beschrieben.The invention also relates to a raw material mixture for producing a vulcanizate, prepared or preparable by a process for preparing a raw material mixture, as described above or as described above as being preferred or particularly preferred.
Die vorstehend beschriebenen vorteilhaften Aspekte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Rohmaterialmischung gelten auch für sämtliche Aspekte einer erfindungsgemäßen Rohmaterialmischung zur Herstellung eines Vulkanisats. Eine erfindungsgemäße Rohmaterialmischung wie vorstehend beschrieben, zur Herstellung eines Vulkanisats unterscheidet sich von anderen im Stand der Technik bekannten Rohmaterialmischungen insbesondere dadurch, dass eine erfindungsgemäße Rohmaterialmischung zur Herstellung eines Vulkanisats die vorstehend definierte Mooney-Viskosität aufweist und, wie nachstehend in einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Vulkanisats erläutert, ohne Zugabe von unvulkanisierten Kautschukbestandteilen vulkanisiert werden kann.The above-described advantageous aspects of a method according to the invention for producing a raw material mixture also apply to all aspects of a raw material mixture according to the invention for producing a vulcanizate. A raw material mixture according to the invention as described above for producing a vulcanizate differs from other raw material mixtures known in the art, in particular in that a raw material mixture according to the invention for the preparation of a vulcanizate has the above-defined Mooney viscosity and, as in a method according to the invention for producing a vulcanizate Vulcanisats explained, can be vulcanized without the addition of unvulcanized rubber ingredients.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung einer Rohmaterialmischung wie vorstehend beschrieben zur Herstellung einer Kautschukmischung (wie nachstehend in einem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben), zur Herstellung einer Fertigmischung (wie nachstehend beschrieben) oder zur Herstellung eines Vulkanisats (wie nachstehend in einem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben).The invention also relates to the use of a raw material mixture as described above for the preparation of a rubber mixture (as described below in a process according to the invention), for the preparation of a ready-mix (as described below) or for the preparation of a vulcanizate (as described below in a process according to the invention).
Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Rohmaterialmischung wie vorstehend beschrieben dadurch gekennzeichnet, dass in der Rohmaterialmischung keine vulkanisierten Kautschukpartikel mit einer Partikelgröße von größer als 30 mm, bevorzugt größer als 10 mm, besonders bevorzugt größer als 1 mm, ganz besonders bevorzugt größer als 0,1 mm, insbesondere ganz besonders bevorzugt größer als 0,01 mm.A raw material mixture according to the invention as described above is preferably characterized in that no vulcanized rubber particles having a particle size of greater than 30 mm, preferably greater than 10 mm, particularly preferably greater than 1 mm, very particularly preferably greater than 0.1 mm, in the raw material mixture, in particular, very particularly preferably greater than 0.01 mm.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer Kautschukmischung dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren den oder die Schritte eines der vorstehend definierten Verfahren umfasst und zusätzlich zumindest den folgenden Schritt umfasst:
- b) Herstellen einer Kautschukmischung durch Mischen der Rohmaterialmischung mit unvulkanisierten Kautschukbestandteilen und optional weiteren Ingredienzien.
- b) preparing a rubber mixture by mixing the raw material mixture with unvulcanized rubber ingredients and optionally further ingredients.
Das Verfahren zur Herstellung einer Kautschukmischung umfasst daher zumindest die folgenden Schritte:
- a) Extrudieren eines oder mehrerer Weichmacher und vulkanisierter Kautschukpartikel in einer Extrusionsvorrichtung mit einem Extrusionskopf zu einer Rohmaterialmischung und
- b) Herstellen einer Kautschukmischung durch Mischen der Rohmaterialmischung mit unvulkanisierten Kautschukbestandteilen und optional weiteren Ingredienzien.
- a) extruding one or more plasticizers and vulcanized rubber particles in an extrusion device with an extrusion head into a raw material mixture and
- b) preparing a rubber mixture by mixing the raw material mixture with unvulcanized rubber ingredients and optionally further ingredients.
Die vorstehend beschriebenen vorteilhaften Aspekte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Rohmaterialmischung gelten auch für sämtliche Aspekte eines nachstehend beschriebenen Verfahrens zur Herstellung einer Kautschukmischung und die nachstehend diskutierten vorteilhaften Aspekte erfindungsgemäßer Verfahren zur Herstellung einer Kautschukmischung gelten entsprechend für sämtliche Aspekte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Rohmaterialmischung.The above-described advantageous aspects of a method according to the invention for producing a raw material mixture also apply to all aspects of a method for producing a rubber mixture described below and the advantageous aspects of inventive methods for producing a rubber mixture discussed below apply correspondingly to all aspects of a method according to the invention for producing a raw material mixture.
Überraschenderweise wurde festgestellt, dass eine nach einem der vorstehend beschriebenen Verfahren resultierende Rohmaterialmischung sich besonders gut mit unvulkanisierten Kautschukbestandteilen oder weiteren Ingredienzien vermischen lässt. Es entstehen so besonders homogen vermischte Kautschukmischungen, welche ohne großen zusätzlichen Aufwand weiterverarbeitet werden können.Surprisingly, it has been found that a raw material mixture resulting from one of the processes described above can be mixed particularly well with unvulcanized rubber constituents or other ingredients. This results in particularly homogeneous mixed rubber compounds, which can be further processed without much additional effort.
Bevorzugt ist eine Kautschukmischung im Rahmen der vorliegenden Erfindung dadurch definiert, dass sie unvulkanisierte Kautschukmoleküle enthält, d. h. solche Kautschukmoleküle, die nicht durch zusätzliche Vernetzungsreaktionen in einer Vulkanisation miteinander verbunden wurden.In the context of the present invention, a rubber mixture is preferably defined as containing unvulcanized rubber molecules, i. H. those rubber molecules that have not been bonded together by additional crosslinking reactions in a vulcanization.
Bevorzugt ist ein Verfahren zur Herstellung einer Kautschukmischung wie vorstehend beschrieben dadurch gekennzeichnet, dass die Kautschukmischung zusätzlich mindestens ein, zwei, drei, vier, vorzugsweise sämtliche, weiterer Ingredienzien umfasst ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:
- - weiteren Weichmachern, z. B. TDAE,
- - wenigstens einem Füllstoff, bevorzugt Ruß (z.B. N 550) und/oder Silica,
- - Harzen,
- - Alterungsschutzmitteln,
- - Ozonschutzwachsen,
- - Silane,
- - Aktivatoren und
- - Verarbeitungshilfsmittel.
- - Other plasticizers, z. Eg TDAE,
- at least one filler, preferably carbon black (eg N 550) and / or silica,
- - resins,
- - anti-aging agents,
- - Ozone protection growing,
- - silanes,
- - Activators and
- - processing aids.
Werden als weitere Ingredienzien in der Kautschukmischung weitere Weichmacher eingesetzt, so können diese weiteren Weichmacher entweder unterschiedliche, gleichartige oder die gleichen Weichmacher sein, welche bereits in der Rohmaterialmischung eingesetzt wurden. Bevorzugte weitere Weichmacher als weitere Ingredienzien in der Kautschukmischung sind dabei die bereits vorstehend für die Rohmaterialmischung beschriebenen Weichmacher.If further plasticizers are used as further ingredients in the rubber mixture, these other plasticizers may either be different, similar or the same plasticizers which have already been used in the raw material mixture. Preferred further plasticizers than further ingredients in the rubber mixture are the plasticizers already described above for the raw material mixture.
Bevorzugt ist dabei der Einsatz von Harzen, in denen die Polymere Querverbindungen untereinander bilden können und hierdurch zur Härtung der Mischung beitragen. Hierzu zählen insbesondere Polymere, welche eine Doppelbindung zwischen zwei C-Atomen oder eine Doppelbindung zwischen einem C und einem O Atom aufweisen, wie z. B. Polybutadiene, Polyisoprene und Polyacrylate.Preference is given to the use of resins in which the polymers can form cross-links with each other and thereby contribute to the curing of the mixture. These include in particular polymers which have a double bond between two C atoms or a double bond between a C and an O atom, such as. As polybutadienes, polyisoprenes and polyacrylates.
Alterungsschutzmittel sind beispielsweise 6PPD (CAS-Nr.: 793-24-8) und TMQ (CAS-Nr.: 26780-96-1).Anti-aging agents are, for example, 6PPD (CAS No .: 793-24-8) and TMQ (CAS No .: 26780-96-1).
Aktivatoren sind beispielsweise Zinkoxid und Stearinsäure. Verarbeitungshilfsmittel sind beispielsweise Zinkseifen. Activators are, for example, zinc oxide and stearic acid. Processing aids are, for example, zinc soaps.
Silan-Kupplungsagenzien werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch als „Silane“ bezeichnet und können als weitere Ingredienzien wie vorstehend beschrieben eingesetzt werden.Silane coupling agents are also referred to in the context of the present invention as "silanes" and can be used as further ingredients as described above.
Hierbei können ein oder mehrere verschiedene Silan-Kupplungsagenzien in Kombination miteinander eingesetzt werden. Die jeweilige Fertigmischung, welche aus der Kautschukmischung entsteht, kann somit ein Gemisch verschiedener Silane enthalten. Die Silan-Kupplungsagenzien können mit der Oberfläche der vulkanisierten Kautschukpartikel oder anderen polaren Gruppen reagieren.Here, one or more different silane coupling agents can be used in combination with each other. The respective finished mixture, which results from the rubber mixture, can thus contain a mixture of different silanes. The silane coupling agents can react with the surface of the vulcanized rubber particles or other polar groups.
Als Silan-Kupplungsagenzien können dabei sämtliche im Stand der Technik für die Verwendung in Fertigmischungen bekannten Silan-Kupplungsagenzien verwendet werden. Solche aus dem Stand der Technik bekannten Kupplungsagenzien sind beispielsweise bifunktionelle Organosilane, die am Siliciumatom mindestens eine Alkoxy-, Cycloalkoxy- oder Phenoxygruppe als Abgangsgruppe besitzen und die als andere Funktionalität eine Gruppe aufweisen, die gegebenenfalls eine chemische Reaktion mit den Doppelbindungen des Polymers eingehen kann. Bei der letztgenannten Gruppe kann es sich z. B. um die folgenden chemischen Gruppen handeln:
Bevorzugt wird als weiteres Ingredienz eins der folgenden Silan-Kupplungsagenzien eingesetzt:
- 3-Mercaptopropyltriethoxysilan,
- 3-Thiocyanato-propyltrimethoxysilan und
- 3,3'-Bis(triethoxysilylpropyl)polysulfide mit 2 bis 8 Schwefelatomen,
Schwefelatomen mit unterschiedlichen Gehalten an den verschiedenen Sulfiden.Preferably, one of the following silane coupling agents is used as a further ingredient:
- 3-mercaptopropyltriethoxysilane,
- 3-thiocyanato-propyltrimethoxysilane and
- 3,3'-bis (triethoxysilylpropyl) polysulfides having 2 to 8 sulfur atoms,
Sulfur atoms with different contents of the different sulfides.
TESPT kann dabei beispielsweise auch als Gemisch mit Industrieruß (Handelsname X50S® der Firma Evonik) zugesetzt werden.For example, TESPT can also be added as a mixture with carbon black (trade name X50S® from Evonik).
Bevorzugt ist ein Verfahren zur Herstellung einer Kautschukmischung wie vorstehend beschrieben (oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben), dadurch gekennzeichnet, dass in der Kautschukmischung das Verhältnis der Gesamtmasse an unvulkanisierten Kautschukbestandteilen zu der Gesamtmasse an Weichmachern im Bereich von 0,01:1 bis 1000:1 liegt, bevorzugt im Bereich von 0,1:1 bis 100:1, besonders bevorzugt im Bereich von 1:1 bis 10:1.Preferred is a process for producing a rubber mixture as described above (or as described above as preferred), characterized in that in the rubber mixture the ratio of the total mass of unvulcanized rubber components to the total mass of plasticizers in the range of 0.01: 1 to 1000: 1, preferably in the range of 0.1: 1 to 100: 1, more preferably in the range of 1: 1 to 10: 1.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass Kautschukmischungen mit den vorstehend beschriebenen Verhältnissen besonders gut zu Gummiartikeln, insbesondere Reifen, verarbeitet werden können.An advantage of the above-described aspect of the present invention is that rubber compounds having the above-described ratios can be processed particularly well into rubber articles, in particular tires.
Bevorzugt ist ein Verfahren zur Herstellung einer Kautschukmischung wie vorstehend beschrieben (oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben), dadurch gekennzeichnet, dass
in der Kautschukmischung das Verhältnis von der Gesamtmasse an Füllstoffen zu der Gesamtmasse an Weichmachern im Bereich von 250:1 bis 20:1 liegt, bevorzugt im Bereich von 200:1 bis 30:1, besonders bevorzugt im Bereich von 150:1 bis 40:1,
und/oder
in der Kautschukmischung das Verhältnis von der Gesamtmasse an Füllstoffen zu der Gesamtmasse an unvulkanisierten Kautschukbestandteilen im Bereich von 250:1 bis 1:10 liegt, bevorzugt im Bereich von 100:1 bis 1:5, besonders bevorzugt im Bereich von 3:1 bis 1:2.Preferred is a process for producing a rubber mixture as described above (or as described above as preferred), characterized in that
in the rubber mixture, the ratio of the total mass of fillers to the total mass of plasticizers is in the range from 250: 1 to 20: 1, preferably in the range from 200: 1 to 30: 1, particularly preferably in the range from 150: 1 to 40: 1,
and or
in the rubber mixture, the ratio of the total mass of fillers to the total mass of unvulcanized rubber components is in the range from 250: 1 to 1:10, preferably in the range from 100: 1 to 1: 5, particularly preferably in the range from 3: 1 to 1 : 2nd
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass Kautschukmischungen mit den vorstehend beschriebenen Verhältnissen besonders gut zu Gummiartikeln, insbesondere Reifen, verarbeitet werden können.An advantage of the above-described aspect of the present invention is that rubber compounds having the above-described ratios can be processed particularly well into rubber articles, in particular tires.
Bevorzugt ist ein Verfahren zur Herstellung einer Kautschukmischung wie vorstehend beschrieben (oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben), dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtmasse an unvulkanisierten Kautschukbestandteilen in der Kautschukmischung im Bereich von 0,1 bis 50 Gew.-% liegt, bevorzugt im Bereich von 5 bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 10 bis 20 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtmasse der Kautschukmischung. Preferred is a process for producing a rubber mixture as described above (or as described above as preferred), characterized in that the total mass of unvulcanized rubber components in the rubber mixture is in the range of 0.1 to 50 wt .-%, preferably in the range of 5 to 30 wt .-%, particularly preferably in the range of 10 to 20 wt .-%, each based on the total mass of the rubber mixture.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass Kautschukmischungen mit den vorstehend beschriebenen Gesamtmassen an unvulkanisierten Kautschukbestandteilen sehr gut mit einer wie vorstehend beschrieben hergestellten Rohmaterialmischung vermischt, insbesondere homogen vermischt, werden können.An advantage of the above-described aspect of the present invention is that rubber compounds having the above-described total amounts of unvulcanized rubber components can be mixed very well with a raw material mixture prepared as described above, in particular homogeneously mixed.
Bevorzugt ist ein Verfahren zur Herstellung einer Kautschukmischung wie vorstehend beschrieben (oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben), dadurch gekennzeichnet, dass die unvulkanisierten Kautschukbestandteile mindestens einen Kautschuk enthalten, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Butadien-Kautschuk (BR), Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), natürlichem Polyisopren (NR), Butylkautschuk (IIR) und synthetischem Polyisopren (IR).Preferred is a process for producing a rubber composition as described above (or as described above as preferred), characterized in that the unvulcanized rubber components comprise at least one rubber selected from the group consisting of butadiene rubber (BR), styrene-butadiene Rubber (SBR), natural polyisoprene (NR), butyl rubber (IIR) and synthetic polyisoprene (IR).
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines Vulkanisats dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren
- - den oder die Schritte
- wie vorstehend in einem Verfahren zur Herstellung einer Rohmaterialmischung beschrieben (bzw. wie vorstehend in einem bevorzugten Verfahren zur Herstellung einer Rohmaterialmischung beschrieben) oder
- wie vorstehend in einem Verfahren zur Herstellung einer Kautschukmischung wie vorstehend beschrieben (bzw. wie vorstehend in einem bevorzugten Verfahren zur Herstellung einer Kautschukmischung beschrieben)
- - die folgenden Schritte aufweist:
- c) Mischen der Rohmaterialmischung oder der Kautschukmischung mit Vulkanisationsmitteln zu einer Fertigmischung und
- d) Vulkanisieren der in Schritt c) hergestellten Fertigmischung, sodass ein Vulkanisat resultiert.
- - the or the steps
- as described above in a process for producing a raw material mixture (or as described above in a preferred process for preparing a raw material mixture) or
- as described above in a process for producing a rubber composition as described above (or as described above in a preferred process for preparing a rubber composition)
- - has the following steps:
- c) mixing the raw material mixture or the rubber mixture with vulcanizing agents into a finished mixture and
- d) vulcanizing the finished mixture prepared in step c) so that a vulcanizate results.
Das Verfahren zur Herstellung eines Vulkanisats umfasst daher zumindest die folgenden Schritte:
- a) Extrudieren eines oder mehrerer Weichmacher und vulkanisierter Kautschukpartikel in einer Extrusionsvorrichtung mit einem Extrusionskopf zu einer Rohmaterialmischung,
- c) Mischen der Rohmaterialmischung mit Vulkanisationsmitteln zu einer
- Fertigmischung und
- d) Vulkanisieren der in Schritt c) hergestellten Fertigmischung, sodass ein Vulkanisat resultiert
- a) Extrudieren eines oder mehrerer Weichmacher und vulkanisierter Kautschukpartikel in einer Extrusionsvorrichtung mit einem Extrusionskopf zu einer Rohmaterialmischung,
- b) Herstellen einer Kautschukmischung durch Mischen der Rohmaterialmischung mit unvulkanisierten Kautschukbestandteilen und optional weiteren Ingredienzien,
- c) Mischen der Kautschukmischung mit Vulkanisationsmitteln zu einer Fertigmischung und
- d) Vulkanisieren der in Schritt c) hergestellten Fertigmischung, sodass ein Vulkanisat resultiert.
- a) extruding one or more plasticizers and vulcanized rubber particles in an extrusion device with an extrusion head into a raw material mixture,
- c) mixing the raw material mixture with vulcanizing agents to one
- Ready mix and
- d) vulcanizing the finished mixture prepared in step c) so that a vulcanizate results
- a) extruding one or more plasticizers and vulcanized rubber particles in an extrusion device with an extrusion head into a raw material mixture,
- b) preparing a rubber mixture by mixing the raw material mixture with unvulcanized rubber components and optionally further ingredients,
- c) mixing the rubber mixture with vulcanizing agents to a finished mixture and
- d) vulcanizing the finished mixture prepared in step c) so that a vulcanizate results.
Die vorstehend beschriebenen vorteilhaften Aspekte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Rohmaterialmischung oder zur Herstellung einer Kautschukmischung gelten auch für sämtliche Aspekte eines nachstehend beschriebenen Verfahrens zur Herstellung eines Vulkanisats oder für sämtliche Aspekte einer nachstehend beschriebenen Fertigmischung und die nachstehend diskutierten vorteilhaften Aspekte erfindungsgemäßer Verfahren zur Herstellung eines Vulkanisats oder vorteilhaften Aspekte einer nachstehend beschriebenen Fertigmischung gelten entsprechend für sämtliche Aspekte eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Rohmaterialmischung oder zur Herstellung einer Kautschukmischung. The advantageous aspects of a process according to the invention for producing a raw material mixture or for producing a rubber mixture described above also apply to all aspects of a process described below for the preparation of a vulcanizate or for all aspects of a ready-mixed mixture described below and the advantageous aspects discussed below of inventive methods for producing a vulcanizate or advantageous aspects of a finished mixture described below apply correspondingly to all aspects of a process according to the invention for producing a raw material mixture or for producing a rubber mixture.
Falls in Schritt c) eines vorstehend beschriebenen Verfahrens eine Rohmaterialmischung zu einer Fertigmischung vermischt wird, so entfällt der Schritt b).If, in step c) of a process described above, a raw material mixture is mixed to form a finished mixture, step b) is omitted.
Der Schritt b) kann in einer ersten Mischvorrichtung und der Schritt c) in einer zweiten Mischvorrichtung angemischt werden. Eine erste bzw. eine zweite Mischvorrichtung kann dabei ein Dispersionsrührer, ein Innenmischer oder eine Fluidmischer sein, bevorzugt ein Innenmischer. Bevorzugt wird Schritt b) und c) jedoch in einer einzigen Mischvorrichtung, vorzugsweise einem Innenmischer, durchgeführt.The step b) can be mixed in a first mixing device and the step c) in a second mixing device. A first or a second mixing device may be a dispersion stirrer, an internal mixer or a fluid mixer, preferably an internal mixer. Preferably, however, step b) and c) is carried out in a single mixing device, preferably an internal mixer.
Das Vulkanisat ist bevorzugt ein technischer Gummiartikel oder ein Reifenbauteil, besonders bevorzugt ein Teil eines Schlauchs, eines Transportbandes, eines Schlauchbandes oder eines Heiz- oder Baubalges oder ein Reifenbauteil, ganz besonders bevorzugt ein Reifenbauteil, insbesondere ganz besonders bevorzugt ein Laufstreifen eines Reifens.The vulcanizate is preferably a technical rubber article or a tire component, particularly preferably a part of a hose, a conveyor belt, a hose band or a heating or construction blade or a tire component, very particularly preferably a tire component, in particular very particularly a tread of a tire.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es zweckmäßig sein, weitere Verfahrensschritte zeitlich vor, zwischen oder nach den vorstehend beschriebenen Schritten a), b) und c) durchzuführen.In the context of the present invention, it may be expedient to carry out further method steps before, between or after the above-described steps a), b) and c).
Für den Fall, dass eine erfindungsgemäße Rohmaterialmischung in Schritt c) mit Vulkanisationsmitteln gemischt wird, ist ein solches erfindungsgemäßes Verfahren wie vorstehend beschrieben (oder wie vorstehend als bevorzugt beschrieben) bevorzugt, wobei mindestens ein Vulkanisationsmittel ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:
- - Schwefel,
- - Schwefelspendern,
- - Vulkanisationsbeschleunigern und
- - Silanen.
- - sulfur,
- - sulfur donors,
- - Vulcanization accelerators and
- - silanes.
Bevorzugt enthält eine Rohmaterialmischung, welche vulkanisiert werden soll, zusätzlich ein oder mehrere Harze, Alterungsschutzmittel.Preferably, a raw material mixture to be vulcanized additionally contains one or more resins, anti-aging agents.
Der Einsatz von Harzen, Schwefelspendern, Schwefel und Silanen, vorzugsweise Silane wie vorstehend für die Herstellung einer Kautschukmischung beschrieben, in einer vorstehend beschriebenen Rohmaterialmischung hat den Vorteil, dass aus der Rohmaterialmischung auf direktem Wege eine Fertigmischung entsteht. Die resultierende Fertigmischung kann somit direkt, d.h. ohne Zugabe von unvulkanisierten Kautschukbestandteilen, vulkanisiert werden. Dies reduziert die Anzahl der nötigen Prozessschritte zusätzlich. Besonders bevorzugt wird hierbei eine Flüssig-Polymere umfassende Rohmaterialmischung mit einem oder sämtlichen der vorstehend beschriebenen Vulkanisationsmittel vermischt, da eine solche Mischung besonders gut vulkanisiert werden kann. Noch bevorzugter ist dabei der Einsatz von Harzen, in denen die Polymere Querverbindungen untereinander bilden können und hierdurch zur Härtung der Mischung beitragen. Hierzu zählen insbesondere Polymere, welche eine Doppelbindung zwischen zwei C-Atomen oder einem C und einem O Atom aufweisen, wie z. B. Polybutadiene, Polyisoprene und Polyacrylate.The use of resins, sulfur donors, sulfur and silanes, preferably silanes as described above for the preparation of a rubber mixture, in a raw material mixture described above has the advantage that a finished mixture is produced directly from the raw material mixture. The resulting ready mix can thus be directly, i. without the addition of unvulcanized rubber ingredients. This additionally reduces the number of necessary process steps. Particularly preferably, a raw material mixture comprising liquid polymers is mixed with one or all of the vulcanizing agents described above, since such a mixture can be vulcanized particularly well. Even more preferred is the use of resins in which the polymers can form cross-links with each other and thereby contribute to the curing of the mixture. These include in particular polymers which have a double bond between two C atoms or a C and an O atom, such as. As polybutadienes, polyisoprenes and polyacrylates.
Bevorzugt ist auch die Zugabe von Harzen, Vulkanisationsbeschleunigern und Silanen zu einer Rohmaterialmischung (ohne die Zugabe von Schwefel als Vulkanisationsmittel), wobei mindestens ein Silan ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:
- 3-Mercaptopropyltriethoxysilan,
- 3-Thiocyanato-propyltrimethoxysilan und
- 3,3'-Bis(triethoxysilylpropyl)polysulfide mit 2 bis 8 Schwefelatomen.
- 3-mercaptopropyltriethoxysilane,
- 3-thiocyanato-propyltrimethoxysilane and
- 3,3'-bis (triethoxysilylpropyl) polysulfides having 2 to 8 sulfur atoms.
Ein besonders bevorzugtes Silan ist in diesem zusammenhang 3,3'-Bis(triethoxysilylpropyl)tetrasulfid (TESPT), das entsprechende Disulfid (TESPD) oder auch Gemische aus den Sulfiden mit 2 bis 8 Schwefelatomen mit unterschiedlichen Gehalten an den verschiedenen Sulfiden. A particularly preferred silane in this context is 3,3'-bis (triethoxysilylpropyl) tetrasulfide (TESPT), the corresponding disulfide (TESPD) or mixtures of the sulfides having 2 to 8 sulfur atoms with different contents of the various sulfides.
TESPT kann dabei beispielsweise auch als Gemisch mit Industrieruß (Handelsname X50S® der Firma Evonik) zugesetzt werden. Die vorstehend beschriebenen Silane haben den Vorteil, dass bei ihrer Verwendung auf die Zugabe von Schwefel als Vulkanisationsmittel verzichtet werden kann, da die Silane funktionale Gruppe mit Schwefelatomen umfassen.For example, TESPT can also be added as a mixture with carbon black (trade name X50S® from Evonik). The silanes described above have the advantage that in their use can be dispensed with the addition of sulfur as a vulcanizing agent, since the silanes include functional group with sulfur atoms.
Bevorzugt wird ein Silan-Gemisch eingesetzt, welches zu 40 bis 100 Gew.-% Disulfide, besonders bevorzugt 55 bis 85 Gew.-% Disulfide und ganz besonders bevorzugt 60 bis 80 Gew.-% Disulfide enthält. Ein solches Gemisch ist z.B. unter dem Handelsnamen Si 266® der Firma Evonik erhältlich, welches z.B. in der
Bevorzugt ist ein Verfahren zur Herstellung eines Vulkanisats wie vorstehend beschrieben dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigmischung eine Mooney-Viskosität in einem Bereich von 30 bis 150 Mooney-Einheiten aufweist, bevorzugt in einem Bereich von 40 bis 100 Mooney-Einheiten, besonders bevorzugt in einem Bereich von 45 bis 70 Mooney-Einheiten, ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 45 bis 54 Mooney-Einheiten.Preferably, a process for producing a vulcanizate as described above is characterized in that the final mixture has a Mooney viscosity in a range of 30 to 150 Mooney units, preferably in a range of 40 to 100 Mooney units, more preferably in one range from 45 to 70 Mooney units, most preferably in a range of 45 to 54 Mooney units.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Aspekts der vorliegenden Erfindung ist, dass Fertigmischungen mit den vorstehend beschriebenen Mooney-Viskositäten besonders gut in einem Vulkanisationsprozess verarbeitet werden können und demnach auch zu Vulkanisaten mit besonders vorteilhaften Eigenschaften führen.An advantage of the above-described aspect of the present invention is that finished blends having the Mooney viscosities described above can be processed particularly well in a vulcanization process and therefore also lead to vulcanizates having particularly advantageous properties.
Die Vulkanisation wird vorzugsweise in Anwesenheit von Vulkanisationsmittel wie z.B. Silane, Schwefel und/oder Schwefelspendern durchgeführt, wobei einige Schwefelspender zugleich als Vulkanisationsbeschleuniger wirken können. Schwefel oder Schwefelspender werden im letzten Mischungsschritt in den vom Fachmann gebräuchlichen Mengen (0,4 bis 8 phr, Schwefel bevorzugt in Mengen von 0,4 bis 4 phr) der Kautschukmischung zugesetzt. Die Vulkanisation kann auch in Anwesenheit von sehr geringen Schwefelmengen in Kombination mit schwefelspendenden Substanzen erfolgen.The vulcanization is preferably carried out in the presence of vulcanizing agent, e.g. Silanes, sulfur and / or sulfur donors performed, with some sulfur donors can act as a vulcanization accelerator at the same time. Sulfur or sulfur donors are added in the last mixing step in the amounts customary by the person skilled in the art (0.4 to 8 phr, sulfur, preferably in amounts of 0.4 to 4 phr) of the rubber mixture. The vulcanization can also be carried out in the presence of very small amounts of sulfur in combination with sulfur-donating substances.
Die Vulkanisationsbeschleuniger können dabei zum Beispiel ausgewählt sein aus folgenden Beschleunigergruppen: Thiazolbeschleuniger wie z. B. 2-Mercaptobenzothiazol, Sulfenamidbeschleuniger wie z. B. Benzothiazyl-2-cyclohexylsulfenamid (CBS) oder N-tert-butyl-2-benzothiazylsulfenamid (TBBS), Guanidinbeschleuniger wie z. B. N,N'-Diphenylguanidin (DPG), Dithiocarbamatbeschleuniger wie z. B. Zinkdibenzyldithiocarbamat, Disulfide, Thiophosphate. Die Beschleuniger können auch in Kombination miteinander eingesetzt werden, wobei sich synergistische Effekte ergeben können.The vulcanization accelerators may be selected, for example, from the following groups of accelerators: thiazole accelerators such as. B. 2-mercaptobenzothiazole, sulfenamide accelerators such as. B. benzothiazyl-2-cyclohexylsulfenamide (CBS) or N-tert-butyl-2-benzothiazylsulfenamide (TBBS), guanidine accelerators such as. N, N'-diphenylguanidine (DPG), dithiocarbamate accelerators such as. As zinc dibenzyldithiocarbamate, disulfides, thiophosphates. The accelerators can also be used in combination with each other, which can result in synergistic effects.
In manchen Fällen ist es auch vorteilhaft Vulkanisationsverzögerer einzusetzen, um bestimmte vorteilhafte Effekte zu erzielen.In some cases, it is also advantageous to use vulcanization retarders to achieve certain beneficial effects.
Die Erfindung soll nun anhand der nachstehenden Beispiele näher erläutert werden.The invention will now be explained in more detail with reference to the following examples.
Abkürzungen:Abbreviations:
- Vgl.-Exp. = Vergleichsexperiment (nicht erfindungsgemäß)Comp Exp. = Comparative experiment (not according to the invention)
- Exp. = Experiment (erfindungsgemäß)Exp. = Experiment (according to the invention)
Definitionen:definitions:
Die Einheit „phr“ wird standardgemäß definiert über den Kautschukanteil der herzustellenden Mischung. Dabei werden die Massenanteile sämtlicher Kautschukanteile auf 100 normiert und die Massenanteile aller weiteren Bestandteile durch Bezug auf die 100 Massenanteile Kautschuk definiert. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden nur die unvulkanisierten Kautschukbestandteile zur Definition der Einheit „phr“ herangezogen. Der Kautschukanteil der Kautschukpartikel aus der Rohmaterialmischung wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung bei der Festlegung der 100 Anteile Kautschuk (100 phr) nicht berücksichtigt.The unit "phr" is defined by standard on the rubber content of the mixture to be prepared. The mass fractions of all rubber components are normalized to 100 and the mass fractions of all other constituents are defined by reference to the 100 parts by mass of rubber. In the context of the present invention, only the unvulcanized rubber constituents are used to define the unit "phr". The rubber content of the rubber particles from the raw material mixture is not considered in the context of the present invention in determining the 100 parts of rubber (100 phr).
Messmethoden: Measurement Methods:
Mooney-ViskositätMooney viscosity
Die Ergebnisse wurden in Anlehnung an die Methode ASTM D1646 bei 100 °C mithilfe eines Mooney Viskosimeters im Modus ML1+3 ermittelt. Die Rotationsgeschwindigkeit des Rührers lag bei 2 U/min. Die Ergebnisse werden in Mooney-Einheiten (M.U.) angegeben.The results were determined according to the method ASTM D1646 at 100 ° C using a Mooney viscometer in the ML1 + 3 mode. The rotation speed of the stirrer was 2 rpm. The results are given in Mooney units (M.U.).
Bestimmung der mittleren PartikelgrößeDetermination of mean particle size
Die mittlere Partikelgröße wird mittels Siebung gemäß
- - di der arithmetische Mittelwert der beiden Grenzen der Siebfraktion i ist (d.h. die Mitte zwischen der vorgesehenen maximalen und der vorgesehen minimalen Partikelgröße der Siebfraktion, z. B. ist d1 = 0,1 mm, wenn die erste Siebfraktion für Partikel mit einer Partikelgröße von 0,0 mm bis 0,2 mm vorgesehen ist und d2 = 0,3 mm, wenn die zweite Siebfraktion für Partikel mit einer Partikelgröße von 0,2 mm bis 0,4 mm vorgesehen ist, usw.) und
- - µi die Massenfraktion der jeweiligen Siebfraktion i ist, wobei die Summe sämtlicher Massenfraktionen auf 1 normiert ist.
- d i is the arithmetic mean of the two boundaries of the sieve fraction i (ie the middle between the intended maximum and the provided minimum particle size of the sieve fraction, eg d 1 = 0.1 mm if the first sieve fraction for particles with a Particle size of 0.0 mm to 0.2 mm is provided and d 2 = 0.3 mm, if the second sieve fraction is intended for particles with a particle size of 0.2 mm to 0.4 mm, etc.) and
- - μ i is the mass fraction of the respective sieve fraction i, wherein the sum of all mass fractions is normalized to 1.
Shore-A-HärteShore A hardness
Die Ergebnisse wurden in Anlehnung an die Methode DIN ISO 7619-1 mittels Durometer bei Raumtemperatur und bei 70°C ermittelt. Die Ergebnisse werden in der Einheit Shore A (kurz: Sh A) angegeben.The results were determined based on the DIN ISO 7619-1 method using a durometer at room temperature and at 70 ° C. The results are given in the unit Shore A (short: Sh A).
Zugfestigkeittensile strenght
Die Ergebnisse wurden in Anlehnung an die Methode DIN 53504 bei Raumtemperatur ermittelt.The results were determined on the basis of the DIN 53504 method at room temperature.
Bruchdehnungelongation
Die Ergebnisse wurden in Anlehnung an die Methode DIN 53504 bei Raumtemperatur ermitteltThe results were determined on the basis of the DIN 53504 method at room temperature
„fatigue-to-failure“-Test („Monsanto Ermüdungstest“)"Fatigue-to-failure" test ("Monsanto fatigue test")
Die Ergebnisse wurden in Anlehnung an die Methode ASTM D4482 bei 106 % Dehnung und Raumtemperatur ermittelt. Die Ergebnisse werden in der Einheit kiloZyklen (kurz: kC) angegeben.The results were determined on the basis of the method ASTM D4482 at 106% elongation and room temperature. The results are given in units of kilo cycles (in short: kC).
Herstellung der verschiedenen RohmaterialmischungenProduction of various raw material mixtures
Für Beispiel 1 (Vergleichsexperiment V1): Nicht-erfindungsgemäße Rohmaterialmischung (hier: Regenerat 1)For example 1 (comparative experiment V1): non-inventive raw material mixture (here: regenerate 1)
Die Herstellung der nicht erfindungsgemäßen Rohmaterialmischung für Vergleichsexperiment V1 wurde in folgender Reihenfolge durchgeführt:
- - Zerkleinern des schwefelvernetzten Gummivulkanisates mittels einem kryogenen Mahlverfahren (Stiftmühle) zu einem Granulat mit der Partikelgröße 0,001 bis 0,5 mm,
- - Vorlegen von 90,7 Gew.-% des zerkleinerten zu regenerierenden schwefelvernetzten Gummivulkanisates in einem Innenmischer
- - Erwärmen des zerkleinerten zu regenerierenden schwefelvernetzten Gummivulkanisates auf 60 °C,
- - Zugabe von 2 Gew.-% Ruß (N121),
- - Zugabe von 5,5 Gew.-% Regenerierungsmittel (Bis(triethoxysilyl)propyltetrasulfan (TESPT)),
- - Zugabe von 2 Gew.-% TDAE-Ö1 (TDAE = treated aromatic extract),
- - Durchmischen der genannten Bestandteile zu einer Mischung für eine Dauer von 20 Minuten bei einer Temperatur von 100 °C und
- - Abkühlen der entstandenen Mischung zu einer resultierenden Rohmaterialmischung (hier „Regenerat 1“ genannt).
- - crushing the sulfur-vulcanized rubber vulcanizate by means of a cryogenic grinding process (pin mill) into a granulate having a particle size of 0.001 to 0.5 mm,
- - Introducing 90.7 wt .-% of crushed to be regenerated sulfur vulcanized rubber vulcanizate in an internal mixer
- - Heating the shredded sulfur vulcanized rubber vulcanizate to be regenerated to 60 ° C,
- Addition of 2% by weight of carbon black (N121),
- Addition of 5.5% by weight of regenerant (bis (triethoxysilyl) propyl tetrasulfane (TESPT)),
- Addition of 2% by weight of TDAE-oil (TDAE = treated aromatic extract),
- Mixing the said ingredients into a mixture for a period of 20 minutes at a temperature of 100 ° C and
- - Cooling of the resulting mixture to a resulting raw material mixture (here called "Regenerat 1").
Beispiel 2 (Vergleichsexperiment V2): Nicht-erfindungsgemäße Rohmaterialmischung (hier: Regenerat 2)Example 2 (Comparative experiment V2): Non-inventive raw material mixture (here: Regenerate 2)
Die Herstellung der nicht erfindungsgemäßen Rohmaterialmischung für Vergleichsexperiment V2 (hier „Regenerat 2“ genannt) wurde analog zum vorstehend beschriebenen Herstellung des Regenerat 1 durchgeführt, nur dass anstelle eines „schwefelvernetzten Gummivulkanisates“ eine handelsübliche Mischung regenerierter Gummimaterialien (Produktname: Ecorr Reclaim Truck Tyre, Hersteller: Rubber Resources) eingesetzt wurde.The preparation of the raw material mixture according to the invention for comparative experiment V2 (here called "regenerate 2") was carried out analogously to the above-described preparation of regenerate 1, except that instead of a "sulfur-vulcanized rubber vulcanizate" a commercially available mixture of regenerated rubber materials (product name: Ecorr Reclaim Truck Tire, manufacturer : Rubber Resources) was used.
Beispiel 3 (Experiment E1): Erfindungsgemäße Rohmaterialmischung (hier: Weichmachermischung)Example 3 (Experiment E1): Inventive raw material mixture (here: plasticizer mixture)
Eine erfindungsgemäße Rohmaterialmischung wurde hergestellt, indem
- - 5 bis 10 Massen-% an TDAE und
- - entsprechend 95 bis 90 Massen-% Gummigranulat aus Altreifen mit einer mittleren Partikelgröße von 2 bis 5 mm, wobei keine einzelnen Partikel mit einem Durchmesser von größer als 10 mm vorlagen und mindestens 90 Massenprozent der vulkanisierten Kautschukpartikel eine Partikelgröße im Bereich von 1 bis 6 mm aufwiesen,
- - 5 to 10% by mass of TDAE and
- - Accordingly, 95 to 90% by mass of rubber granules of scrap tires having an average particle size of 2 to 5 mm, with no individual particles having a diameter greater than 10 mm and at least 90 percent by mass of the vulcanized rubber particles having a particle size in the range of 1 to 6 mm had,
Herstellung der verschiedenen FertigmischungenProduction of various ready mixes
Die jeweilige Rohmaterialmischung (nicht erfindungsgemäßes Regenerat 1, nicht erfindungsgemäßes Regenerat 2 oder die erfindungsgemäße Weichmachermischung) wurde mithilfe eines Innenmischers zuerst
in einer ersten Mischstufe durch Zugabe einer Standardmischung zu einer Kautschukmischung vermischt
und anschließend wurde
in einer zweiten Mischstufe die in der ersten Mischstufe resultierende Kautschukmischung durch Zugabe von Vulkanisationsmitteln zu einer Fertigmischung vermischt.The respective raw material mixture (regenerator 1 not according to the invention, non-inventive regenerated material 2 or the plasticizer mixture according to the invention) was first obtained by means of an internal mixer
mixed in a first mixing stage by adding a standard mixture to a rubber mixture
and subsequently became
in a second mixing stage, the rubber mixture resulting in the first mixing stage is mixed by addition of vulcanizing agents to give a finished mixture.
Die jeweilig resultierende Fertigmischung war dabei wie folgt zusammengesetzt:
Tabelle 1: Zusammensetzung der Fertigmischungen; weiteren Ingredienzien:
Auswertung der experimentellen Ergebnisse: Evaluation of the experimental results:
Die Ergebnisse der vorstehend beschriebenen Messungen sind in Tabelle 2 dargestellt.
Tabelle 2: Experimentelle Daten der erfindungsgemäß und nicht erfindungsgemäß hergestellten Fertigmischungen und Probekörper
Aus Tabelle 1 kann entnommen werden, dass eine Fertigmischung, welche mithilfe einer Rohmaterialmischung erfindungsgemäß hergestellt wurde, eine geringere Mooney-Viskosität besitzt und somit besser prozessierbar bzw. verarbeitbar ist als die anderen beiden nicht erfindungsgemäßen Fertigmischungen.From Table 1 it can be seen that a finished mixture, which was prepared using a raw material mixture according to the invention, has a lower Mooney viscosity and thus better processable or processable than the other two non-inventive finished mixtures.
Zudem zeigen die erfindungsgemäß hergestellten Probekörper im „Fatigue-to-failure“-Test eine höhere Rissbeständigkeit, da Probekörper aus einer erfindungsgemäß hergestellten Fertigmischung mit 2000 kC eine deutlich länger beständig waren als die anderen beiden nicht erfindungsgemäß hergestellten Probekörper. Hervorzuheben ist, dass dies erreicht werden konnte, ohne dabei die mechanischen Eigenschaften wie Shore-A-Härte, Bruchdehnung und Zugfestigkeit signifikant zu verschlechtern. Die Bruchdehnung konnte sogar im Vergleich zu den beiden nicht erfindungsgemäß hergestellten Probekörpern leicht verbessert werden (von 449 % (Regenerat 1), bzw. 454 % (Regenerat 2) auf 469 %).In addition, the test specimens according to the invention in the "fatigue-to-failure" test show a higher resistance to cracking, since test specimens from a ready-to-use mixture according to the invention with 2000 kC were significantly longer lasting than the other two test specimens not according to the invention. It should be emphasized that this could be achieved without significantly deteriorating the mechanical properties such as Shore A hardness, elongation at break and tensile strength. The elongation at break could even be slightly improved (from 449% (Regenerat 1), or 454% (Regenerat 2) to 469%) compared to the two test specimens not according to the invention prepared.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- CN 101117022 A [0005]CN 101117022 A [0005]
- DE 2049974 A1 [0005]DE 2049974 A1 [0005]
- US 2012/0184634 A [0005]US 2012/0184634 A [0005]
- DE 102006004062 A1 [0099]DE 102006004062 A1 [0099]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- DIN EN ISO 4610:2002-04 [0108]DIN EN ISO 4610: 2002-04 [0108]
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017201503.9A DE102017201503A1 (en) | 2017-01-31 | 2017-01-31 | Process for the preparation of a raw material mixture, process for the preparation of a rubber mixture and process for the preparation of a vulcanizate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017201503.9A DE102017201503A1 (en) | 2017-01-31 | 2017-01-31 | Process for the preparation of a raw material mixture, process for the preparation of a rubber mixture and process for the preparation of a vulcanizate |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102017201503A1 true DE102017201503A1 (en) | 2018-08-02 |
Family
ID=62843256
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102017201503.9A Pending DE102017201503A1 (en) | 2017-01-31 | 2017-01-31 | Process for the preparation of a raw material mixture, process for the preparation of a rubber mixture and process for the preparation of a vulcanizate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102017201503A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021249593A1 (en) * | 2020-06-08 | 2021-12-16 | Continental Reifen Deutschland Gmbh | Method for the devulcanisation of a vulcanisaed rubber mixture, device for carrying out the method, as well as a rubber mixture and vehicle pneumatic tyre, comprising a component made of the rubber mixture |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2049974A1 (en) | 1970-10-12 | 1972-04-13 | Ficker, Stefan, 6074 Urberach | Tyre waste processing - by non pressurised depolymerisation in multi screw unit |
DE102006004062A1 (en) | 2006-01-28 | 2007-08-09 | Degussa Gmbh | rubber compounds |
CN101117022A (en) | 2006-08-04 | 2008-02-06 | 中宏(天津)实业有限公司 | Manufacturing method of wheel inner tube on the vehicle |
US20120184634A1 (en) | 2009-09-30 | 2012-07-19 | Huihong Chen | Thermal Regeneration Method of Waste Rubber |
-
2017
- 2017-01-31 DE DE102017201503.9A patent/DE102017201503A1/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2049974A1 (en) | 1970-10-12 | 1972-04-13 | Ficker, Stefan, 6074 Urberach | Tyre waste processing - by non pressurised depolymerisation in multi screw unit |
DE102006004062A1 (en) | 2006-01-28 | 2007-08-09 | Degussa Gmbh | rubber compounds |
CN101117022A (en) | 2006-08-04 | 2008-02-06 | 中宏(天津)实业有限公司 | Manufacturing method of wheel inner tube on the vehicle |
US20120184634A1 (en) | 2009-09-30 | 2012-07-19 | Huihong Chen | Thermal Regeneration Method of Waste Rubber |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
DIN EN ISO 4610:2002-04 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021249593A1 (en) * | 2020-06-08 | 2021-12-16 | Continental Reifen Deutschland Gmbh | Method for the devulcanisation of a vulcanisaed rubber mixture, device for carrying out the method, as well as a rubber mixture and vehicle pneumatic tyre, comprising a component made of the rubber mixture |
CN115702195A (en) * | 2020-06-08 | 2023-02-14 | 大陆轮胎德国有限公司 | Method for devulcanizing a vulcanized rubber mixture, device for carrying out the method, rubber mixture and pneumatic vehicle tyre comprising a part made of the rubber mixture |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE69928974T2 (en) | Rubber composition and process for its preparation | |
EP2890733B1 (en) | Process for regenerating sulfur-crosslinked rubber vulcanizates to regenerates | |
DE112014002480T5 (en) | Elastomer composites, blends and processes for their preparation | |
EP3769972B1 (en) | Sulphur-crosslinked rubber mixture and vehicle tyre | |
EP4161988A1 (en) | Method for the devulcanisation of a vulcanisaed rubber mixture, device for carrying out the method, as well as a rubber mixture and vehicle pneumatic tyre, comprising a component made of the rubber mixture | |
DE112018005422T5 (en) | Process for the production of an elastomer compound and elastomer compounds | |
DE112016003643T5 (en) | Compositions of low zinc oxide rubber | |
DE102017120097A1 (en) | Tire element, tire, tire element manufacturing process and tire manufacturing process | |
WO2021115678A1 (en) | Method for the devulcanization of a vulcanized rubber mixture, device for carrying out the method and use of the device for the devulcanization of a vulcanized rubber mixture | |
DE102014111306B4 (en) | Process for the preparation of a rubber composition | |
DE102017117424B3 (en) | Tire element and method for its manufacture | |
DE2815842C2 (en) | Process for the production of elastic molded articles reinforced with thermoplastic polymer fibrils | |
EP3670126B1 (en) | Method for manufacturing a ready-made rubber compound | |
DE102017201503A1 (en) | Process for the preparation of a raw material mixture, process for the preparation of a rubber mixture and process for the preparation of a vulcanizate | |
DE102017120073A1 (en) | Method for producing a tire element | |
DE102017202753A1 (en) | A process for producing a rubber composition comprising a carbon black and a process for producing a vulcanizate comprising the rubber composition | |
DE3788720T2 (en) | TIRE TREAD WITH VULCANIZED RUBBER PARTICLES. | |
EP3715379B1 (en) | Method for producing a rubber base compound | |
EP3181634A1 (en) | Method for producing a rubber mixture | |
EP2163575B1 (en) | Rubber item comprising colloidal silica | |
DE69724239T2 (en) | Devulcanized rubber, process for its production and process for the production of molded regenerated rubber articles therefrom | |
WO2023213363A1 (en) | Vulcanisable rubber blend and rubber product that can be produced from same | |
DE102010060355B4 (en) | Rubber mixture and its use for the manufacture of a tyre, belt, strap or tube | |
EP3632974B1 (en) | Method for producing a rubber compound containing filler | |
EP2838942B1 (en) | Rubber mixture |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: CONTINENTAL REIFEN DEUTSCHLAND GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: CONTINENTAL REIFEN DEUTSCHLAND GMBH, 30165 HANNOVER, DE |