DE3244130C2

DE3244130C2 - Verfahren zur kontinuierlichen Verarbeitung von Altgummiresten zu einem sekundären Gummirohstoff

Info

Publication number: DE3244130C2
Application number: DE3244130A
Authority: DE
Inventors: Pavel Dipl.-Ing. Kranj Munih
Original assignee: Sava Kranj Industrija Gumijevih Usnjenih In Kemicnih Izdelkov Nosolo Kranj Yu
Current assignee: Sava Kranj Industrija Gumijevih Usnjenih In Kemicnih Izdelkov Nosolo Kranj Yu
Priority date: 1982-03-05
Filing date: 1982-11-29
Publication date: 1986-07-03
Also published as: FR2522583A1; FR2522583B1; JPS58162328A; IT1157974B; GB2116984B; GB2116984A; YU42033B; YU48282A; DE3244130A1; IT8268495A0; JPS6049567B2

Abstract

Es wird ein Verfahren zur kontinuierlichen Verarbeitung von grob granuliertem Altgummi zu einem sekundären Gummirohstoff vorgeschlagen, wobei grob granulierter Altgummi mit einer Teilchengröße von 0,5 bis 15 mm, vorzugsweise etwa 4 bis 6 mm, in einer Schicht, deren Höhe die größte Dimension des einzelnen Kornes nicht übersteigen soll, unter Sauerstoffausschluß bei einer Temperatur von 200 ° C bis 900 ° C, vorzugsweise 600 ° C bis 800 ° C im Laufe von 5 bis 200 Sekunden, vorzugsweise etwa 30 bis 60 Sekunden, in Abhängigkeit von der Größe der Teilchen und der erwünschten Struktur des Produktes einer Wärmeschock-Behandlung unterworfen wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Verarbeitung von Altgummiresten zu einem sekundären Gummirohstoff nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.
Ein derartiges Verfahren ist aus der FR-OS 23 10 866 bekannt

Die Verarbeitung von Altgummierzeugnissen, insbesondere Altreifen, stellt heute sowohl vom Standpunkt des Umweltschutzes wie auch vom Standpunkt der Energie- und der Rohstoffquellenerhaltung ein Protlcm dar. Bei der Verarbeitung von Gummierzeugnissen, wie z. B. Autoreifen und anderen armierten Erzeugnissen, verbleibt nach der Entfernung der Nichtgummikomponenten der Gummi allein zurück, welcher eine durch die vorherige Trennungsmethode bedingte Form und Struktur aufweist jedoch noch nicht als sekundärer Gummirohstoff verwertbar ist Auch Erzeugnisse, die nur aus Gummi bestehen, sind für die direkte Wiederverwertung nicht geeignet, da sie vulkanisiert sind und man sie nicht thermoplastisch verformen kann.

Man ist daher bestrebt, den Altgummi in eine für die Wiederverwendung geeignete Form zu überführen.
Gemäß der DE-PS 19 39 715 wird der vulkanisierte Altgummi auf eine Korngröße von etwa 4 bis 8 mm zerkleinert und anschließend in dünnen Schichten von weniger als 50 mm Dicke der Pyrolyse unter stark vermindertem Druck bis zur Vertreibung der flüchtigen Anteile unterworfen und der Pyrolyserückstand aus Ruß und Zinkoxid wird unter vermindertem Luftzutritt abgekühlt Das erhaltene Produkt wird als hochverstärkender Füllstoff in Kautschukmischungen eingesetzt Wegen der Arbeit unter stark vermindertem Druck ist dieses Verfahren für die Anwendung im Betrieb wenig geeignet

Aus der eingangs genannten FR-OS 23 10 866 ist ein Verfahren zur Pyrolyse von höchstens 10 cm großen Alt-Gummistückchen in einem luftdichten Drehrohrofen mit einem Durchmesser von 1,8 m und einer Drehzahl von 3 U/min bei 454-649° C unter Verwendung von auf bis 816° C erwärmten etwa 6,4-19 mm großen Niahlkörpern bekannt In diesem Verfahren wird der Gummi zu ölartigen Fraktionen depolymerisiert, es bleibt ein carbonisiertes Produkt zurück. Dieses Verfahren ist aufwendig, da ein luftdichter Drehrohrofen verwendet wird, Staubungsprobleme beim Mahlen auftreten und die Mahlkörper wieder entfernt werden müssen.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, den Altgummi auf eine kontinuierliche, technologisch nicht aufwendige und wirtschaftliche Weise zu einem hochwertigen sekundären Gummirohstoff zu verarbeiten.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man die Alt-Gummiteilchen mit einer Teilchengröße von 0,5 — !5 rnrn in einer Schicht, deren Höhe die größte Dimension des einzelnen Teilchens nicht übersteigt, mit einer erhitzten Unterlage in Berührung bringt und auf dieser in Abhängigkeit von der Größe der Teilchen 5 — 200 see einer Wärmeschockbehandlung aussetzt, wobei der Sauerstoffausschluß durch die entweichenden, flüchtigen Produkte aufrechterhalten wird.

In der Praxis wird derart verfahren, daß man das Ausgangsgranulat kontinuierlich auf eine auf höchstens 900⁰C erhitzte Metallplatte zuführt, wo es dem Wärmeschock im oben angeführten Zeitraum von 5 bis 200 see ausgesetzt wird. Dabei entweichen die flüchtigen Komponenten des Gummis, das Material carbonisiert von der Oberfläche zur Mitte der Körner und im Inneren der Körner kommt es zu einer thermischen Zersetzung. Wegen der entstehenden entflammbaren flüchtigen Produkte soll unter Sauerstoffausschluß gearbeitet werden. Das wird in der Praxis sehr vorteilhaft dadurch erzielt, daß z. B. in einem Kanal, dessen innerer Durchmesser nur wenig größer als der Durchmesser des dosierten Materials ist, die Wärmeschock-Behandlung durciigeführt wird.

Nach beendeter Wärmebehandlung werden die anfallenden Teilchen kontinuierlich von der Platte entfernt

und weiter nach bekannten Methoden in Abhängigkeit von den Struktureigenschaften des erhaltenen Produktes weiterverarbeitet

Das Verfahren kann bis zur vollständigen Karbonisierung der Körner ausgeführt werden, was ein mechanisches Vermählen des anfallenden karbonisierten Granulats zu feinsten Körnern, sogar kleiner als 0,1 μπι, ermöglicht, wobei sich diese als Aktivfüllstoffe in der Gummiindustrie auch bei hochbeanspruchten Erzeugnissen sehr gut bewähren. Die erzielte Qualität ist mit den verstärkenden Wirkungen, welche dem Gummi durch die Zugabe von Ofenruß Typ FEF-SRF (N 550 - N 660) vermittelt werden, vergleichbar.

Man kann jedoch auch mildere Wärmebehandlungsparameter wählen, so daß im Endprodukt die Plastifikatoreigenschaften überwiegen. Auch dieses Material kann dem primären Gummirohstoff ähnlich wie das Regenerät zugegeben werden, wobei die Zusammensetzung der Mischung den geförderten Eigenschaften der Erzeugnisse angepaßt sein soll.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Verarbeitung von praktisch jeder Art von Altgummi bis zur optimalen Aufarbeitungsstufe in Abhängigkeit von Elastomergehalt und dem Verwendungszweck.
Bei Versuchen wurde gefunden, daß sich die gemäß dem vorliegenden Verarbeitungsverfahren erhaltenen Gummirohstoffe auch sehr vorteilhaft während der Phase der Verformung der Halbfabrikate erwiesen haben, da auch bei der Spritzverformung eine hochwertige Oberfläche und Dimensionsstabilität des Halbfabrikats erzielt wurden.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist im Vergleich mit dem Stand der Technik auch den Vorteil auf, daß es etwa zwei Drittel eines festen Produktes, bezogen auf das Ausgangsgranulat, ergibt, die bisher bekannten jedoch kaum ein Drittel.

Die Erfindung soll durch die folgenden Beispiele erläutert werden.

Beispiel 1
Verarbeitung von Altgummi

Der Gummi aus Altreifen wurde in einer Hackmaschine in 2 bis 6 mm große Teilchen zerkleinert und auf eine io 0,3 m² große, auf etwa 700⁰C erwärmte Stahlplatte handverteilt und etwa 40 Sekunden unter Sauerstoffausschluß erhitzt Die Kapazität der Anlage betrug etwa 03 kg/min.

Beispiel 2

Das gemäß Beispiel 1 erhaltene Material wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und anschließend durch ein ASTM 9 Sieb, welches Öffnungen einer lichten Weite von 1,981 mm aufwies, gesiebt, wobei der feinere karbonisierte Anteil vom gröberen plastischen Anteil getrennt wurde.

2.1 Prüfung des karbonisierten Anteils 20

Der karbonisierte Anteil wurde in einer Kugelmühle vermählen, durch ein ASTM 170 Sieb (lichte Weite der Öffnungen 88 um) gesiebt und mit den folgenden Bestandteilen vermischt, wobei sich die folgende Prüfmischung ergab:

Massenteile

karbonisierter Anteil (gemäß der Erfindung) 50

SBR1500 100

Zinkoxid 3

Stearinsäure 2 30

Aromatenöl 10

CBS/DPG 1,7

Schwefel 1,7

SBR = Styrolbutadiengumn. 35

CBS = Cyclohexylbenzthiazylsulfenamid
DPG = Diphenylguanidin

Dann wurde eine Vergleichsmischung hergestellt, in welcher anstatt des gemäß dem vorliegenden Verfahren hergestellten karbonisierten Anteils 50 Massenteile des herkömmlichen Rußes N-762 eingesetzt wurden, die 40 übrigen Bestandteile jedoch identisch wie in der obigen Mischung waren.

In der folgenden Tabelle I wird ein Vergleich zwischen einer Mischung, welche das erfindungsgemäß hergestellte karbonisierte Material enthält, und einer Mischung, welche herkömmlichen Ruß enthält, aufgestellt

Tabelle I 45

Für diese Prüfung wurde eine hochwertige Gummimischung der folgenden Zusammensetzung mit bis zu 30 60 Mass.-% des plastischen Anteils, welcher beim Sieben des gemäß Beispiel 1 erhaltenen Materials als Siebrückstand auf einem ASTM 9 Sieb (lichte Weite der öffnungen 1,981 mm) verblieb, als Streckmittel versetzt.

	\	Dichte (kg/m³)	Herkömmlichen	Erfindungsgemäß
		Härte ("ShA)	Ruß enthaltende	karbonisiertes Material
i.	1 1-1	Modul 100% (MPa)	Mischung	enthaltende Mischung
		Dehnfestigkeit (M Pa)	1150	1120
τ ?		Dehnung(%)	54	50
I,		Rückprallelastizität (%)	1,4	1,4
		12,5	10,0
600	800
44	43
2.2 Prüfung des plastischen Anteils

Zusammensetzung der Gummimischung

NR/SBR

Ruß N220 5 Aromatenöl

Zinkoxid

Stearinsäure

mikrokristallines Wachs

Cyclohexylbenzthiazylsulfenamid ίο Schwefel

Tabelle II

Mischung NR/BR (Massenteile) 15 Plastischer Anteil (Massenteile)

Dichte (kg/m³) Härte (⁰ShA) Modul 100% (MPa) 20 Dehnfestigkeit (MPa) Dehnung(%) RüokpraHelastizitäi (%)

32 44 130	Massenteile	100	100	100
	70/30	10	20	30
	45,0	1140	1140	1150
	5,0	62	62	61
	3,0	1,8	1,6	1,4
	2,0	18,0	15,0	12,0
	2,0	500	540	540
	1,5	30	27	25
	1,5

100
0
1130
62
2,0
22,0
500
35

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur kontinuierlichen Verarbeitung von Altgummiresten zu einem sekundären Gummirohstoff, bei dem man die Altgummireste zu Teilchen grob zerkleinert und diese unter Sauerstoffausschluß über erhitzte Oberflächen auf eine Temperatur von 200—900° C erwärmt, dadurch gekennzeichnet, daß man die Altgummiteilchen mit einer Teilchengröße von 03—15 mm in einer Schicht, deren Höhe die größte Dimension des einzelnen Teilchens nicht übersteigt, mit einer erhitzten Unterlage in Berührung bringt und auf dieser in Abhängigkeit von der Größe der Teilchen 5—200 see einer Wärmeschockbehandlung aussetzt, wobei der Sauerstoffausschluß durch die entweichenden, flüchtigen Produkte aufrechterhalten wird.