PL218091B1 - Sposób recyklingu kauczuku butylowego usieciowanego żywicami fenolowo-formaldehydowymi oraz sposób wytwarzania materiału elastomerowego przy użyciu produktu tego recyklingu - Google Patents
Sposób recyklingu kauczuku butylowego usieciowanego żywicami fenolowo-formaldehydowymi oraz sposób wytwarzania materiału elastomerowego przy użyciu produktu tego recyklinguInfo
- Publication number
- PL218091B1 PL218091B1 PL399638A PL39963812A PL218091B1 PL 218091 B1 PL218091 B1 PL 218091B1 PL 399638 A PL399638 A PL 399638A PL 39963812 A PL39963812 A PL 39963812A PL 218091 B1 PL218091 B1 PL 218091B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- recycling
- product
- butyl rubber
- cross
- phenol
- Prior art date
Links
- 229920005549 butyl rubber Polymers 0.000 title claims description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 29
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 title claims description 16
- 238000004064 recycling Methods 0.000 title claims description 15
- 239000013536 elastomeric material Substances 0.000 title claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 6
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 34
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims description 27
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 16
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims description 12
- XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-phenylpropan-2-ylperoxy)propan-2-ylbenzene Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(C)(C)OOC(C)(C)C1=CC=CC=C1 XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 claims description 9
- YXIWHUQXZSMYRE-UHFFFAOYSA-N 1,3-benzothiazole-2-thiol Chemical compound C1=CC=C2SC(S)=NC2=C1 YXIWHUQXZSMYRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 8
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- 239000005662 Paraffin oil Substances 0.000 claims description 5
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 5
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 4
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 claims description 4
- KUAZQDVKQLNFPE-UHFFFAOYSA-N thiram Chemical compound CN(C)C(=S)SSC(=S)N(C)C KUAZQDVKQLNFPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229960002447 thiram Drugs 0.000 claims description 4
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 4
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims description 2
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 2
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 12
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 8
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 4
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminum chloride Substances Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 3
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 3
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- GVPWHKZIJBODOX-UHFFFAOYSA-N dibenzyl disulfide Chemical compound C=1C=CC=CC=1CSSCC1=CC=CC=C1 GVPWHKZIJBODOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000010077 mastication Methods 0.000 description 2
- 230000018984 mastication Effects 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 2
- LLMLGZUZTFMXSA-UHFFFAOYSA-N 2,3,4,5,6-pentachlorobenzenethiol Chemical compound SC1=C(Cl)C(Cl)=C(Cl)C(Cl)=C1Cl LLMLGZUZTFMXSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical compound [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GUUVPOWQJOLRAS-UHFFFAOYSA-N Diphenyl disulfide Chemical compound C=1C=CC=CC=1SSC1=CC=CC=C1 GUUVPOWQJOLRAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N Isoprene Chemical group CC(=C)C=C RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 229940065285 cadmium compound Drugs 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 229920003244 diene elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;phenol Chemical compound O=C.OC1=CC=CC=C1 SLGWESQGEUXWJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 239000011874 heated mixture Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 125000001570 methylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])[*:2] 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000000053 physical method Methods 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- PUGUQINMNYINPK-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 4-(2-chloroacetyl)piperazine-1-carboxylate Chemical compound CC(C)(C)OC(=O)N1CCN(C(=O)CCl)CC1 PUGUQINMNYINPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- RKQOSDAEEGPRER-UHFFFAOYSA-L zinc diethyldithiocarbamate Chemical compound [Zn+2].CCN(CC)C([S-])=S.CCN(CC)C([S-])=S RKQOSDAEEGPRER-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling
Landscapes
- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób recyklingu kauczuku butylowego usieciowanego żywicami fenolowo-formaldehydowymi oraz sposób wytwarzania materiału elastomerowego przy użyciu produktu tego recyklingu.
Kauczuk butylowy (IIR), dzięki swej podstawowej zalecie czyli niskiej przepuszczalności par i gazów, znalazł zastosowanie do produkcji dętek samochodowych, motocyklowych, do wytwarzania opon bezdętkowych, opon specjalnych oraz izolacji kabli elektrycznych. Jest on także stosowany do wytwarzania wykładzin antykorozyjnych aparatury chemicznej, amortyzatorów, węży do par, gorących cieczy i substancji chemicznych, membran i grzejek do wulkanizacji opon, taśm przenośnikowych odpornych na działanie wysokiej temperatury, klejów do gumowania tkanin oraz odzieży ochronnej.
Jedną z metod odzysku zużytych materiałów gumowych jest recykling materiałowy, do którego zalicza się regenerację. Przekształcenie (regeneracja) usieciowanego, elastycznego kauczuku w materiał plastyczny wymaga nieodwracalnego zniszczenia sieci przestrzennej, najkorzystniej poprzez selektywny rozpad wiązań albo mostków poprzecznych bez naruszenia wiązań chemicznych w łańcuchu głównym elastomeru, tj. w drodze swoistej de wulkanizacji.
Znane są metody regeneracji kauczuków usieciowanych konwencjonalnie siarką, opisane w czasopiśmie Rubber Chemistry and Technology 1994, 67, 559-566. Podczas regeneracji wulkanizatów, niezależnie od sposobu jej prowadzenie, do przekształcenia materiału elastycznego (gumy) w plastyczny, możliwy do przetwarzania regenerat, wykorzystuje się podatność do rozpadu zarówno wiązań i mostków poprzecznych jak i wiązań >C-C< w łańcuchu głównym, powodowanego oddziaływaniem strumienia energii cieplnej, naprężeń mechanicznych, albo obu tych czynników jednocześnie, często w obecności specjalnych składników (peptyzatorów, zmiękczaczy), wspomagających procesy termo- i mechanodestrukcji.
Podatność kauczuku butylowego (IIR) usieciowanego siarką do mechanodestrukcji podczas obróbki mechanicznej za pomocą walcarki, w mieszarce zamkniętej lub w wytłaczarce, w normalnej lub w umiarkowanie tylko podwyższonej temperaturze jest niewielka. Wynika to ze znacznej odporności termooksydacyjnej IIR, związanej zarówno z małą zawartością izolowanych merów izoprenowych ~CH2C(CH3)=CH-CH2~ (zwykle <3% molowych) w makrocząsteczce, zatem z małą zawartością wiązań podwójnych, jak też z ekranującym działaniem ugrupowań -C(CH3)2-, osłaniających grupę metylenową -CH2- w łańcuchu głównym IIR.
Regeneracja IIR usieciowanego żywicami fenolowo-formaldehydowymi, prowadzona w warunkach takich jak w przypadku wulkanizatów siarkowych standardowych kauczuków dienowych nie prowadzi do zadowalających wyników.
W przypadku regeneracji IIR usieciowanego żywicą fenolowo-formaldehydową dodatkowym i istotnym utrudnieniem jest brak poprzecznych wiązań siarczkowych, bowiem mostki poprzeczne łączące łańcuchy IIR w taką sieć przestrzenną zawierają wyłącznie wiązania >C-C< lub C-O-C. W sieciach przestrzennych IIR usieciowanego za pomocą żywic nie ma zatem dużej liczby wiązań o energii znacznie mniejszej niż energia wiązań >C-C< w łańcuchu głównym tego elastomeru. Zatem regeneracja IIR usieciowanego żywicami fenolowo-formaldehydowymi musi polegać na przypadkowym rozpadzie wiązań >C-C< w mostkach poprzecznych i w łańcuchu głównym, co oznacza, że regeneracja IIR usieciowanego żywicami fenolowo-formaldehydowymi musi być prowadzona albo w znacznie ostrzejszych warunkach, bądź też innymi metodami, uwzględniającymi specyficzne cechy zarówno IIR jak i jego wulkanizatów. Z artykułu 130th Fall Meeting of the Rubber Division, American Chemical Society, Atlanta, 1986 oraz ze streszczenia tego artykułu w czasopiśmie Rubber Chemistry and Technology 1987, 60, 205 wiadomo, że zużyte dętki z IIR usieciowanego żywicami fenolowo-formaldehydowymi poddaje się regeneracji za pomocą pary wodnej o wysokim ciśnieniu, a wytworzony produkt poddaje rafinacji.
W czasopiśmie Elastomery 2009, 6(79), 20-25 opisano metodę dewulkanizacji zużytych dętek samochodowych, polegającą na obróbce mechanicznej odpadów gumowych w temperaturze około 100°C w obecności disiarczku arylowego, disiarczku benzylowego lub disiarczku fenylowego jako substancji dewulkanizującej.
Sposób regeneracji zużytych dętek samochodowych, polegający na obróbce mechanicznej w temperaturze 200-250°C w wytłaczarko-mieszarce, a następnie ochłodzeniu do temperatury 110-130°C, mieszaniu i rafinacji, opisano w czasopiśmie Kautschuk Gummi Kunststoffe 1994, 47, 54-57.
Według japońskiego opisu patentowego JP 2004035690 (2004) regenerację IIR usieciowanego żywicami fenolowo-formaldehydowymi, zawartego w membranach do wulkanizacji opon, prowadzi się
PL 218 091 B1 w temperaturze 220-350°C pod działaniem naprężeń ścinających o wartości 1-15 MPa. Cechą tej metody jest konieczność stosowania bardzo wysokiej temperatury, a więc wysokie koszty procesu.
Sposób fizyczny regeneracji gumy, o znamionach uniwersalności, opracowany przez koncern
Toyota, polega na prowadzeniu procesu w reaktorze wielostopniowym z wymuszanym przepływem ścinającym.
Znana jest także metoda fizycznej destrukcji miału gumowego w drodze ogrzewania w temperaturze >150°C, pod ciśnieniem >3,6 MPa, prowadzona w obecności rozpuszczalników z grupy alkoholi lub ketonów, charakteryzujących się temperaturą krytyczną w przedziale 200-300°C, na przykład butanolu, co zostało opisane w opisach patentowych: US 5891926 (1999), CA 2000, 130, 283238, US 6548560 (2003), CA 2005, 138, 305420. Produktem tej metody jest łatwa do rozdzielenia zawiesina regeneratu w rozpuszczalniku. Jej niedogodnością jest jednak dość długi czas procesu.
Podstawę do wykorzystania metod chemicznych regeneracji usieciowanego IIR stanowi, zgodnie z czasopismem Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 1995, 34, 20 111-125, podatność tego kauczuku do degradacji lub utleniania albo do destrukcji, aktywowanej lub katalizowanej przez wybrane substancje chemiczne, a także jego podatność do reakcji z substancjami powodującymi w następstwie degradację łańcuchów IIR. Czynnikami powodującymi degradację IIR jest między innymi:
- światło, promieniowanie ultrafioletowe (UV),
- metaloorganiczne związki kadmu - metoda opisana w czasopiśmie Vysokomolekularnye Soedinenia 1987, A29, 503-508,
- obecność sadzy podczas obróbki mechanicznej (mastykacji) za pomocą walcarki,
- kompleksy donorowo-protonowe o budowie MeAlCl4 H2O (Me = metal z I grupy układu okresowego, na przykład lit, sód, potas) - czasopismo Vysokomolekularnye Soedinenia 1991, A33, 342-347,
- bromek glinu (AlBr3) - czasopismo Kauchuk i Rezina 1990(7), 7-9,
- chlorek glinu (AICI3) i ozon - czasopismo Vysokomolekularnye Soedinenia 1984, A26, 1816-1820.
Stosowanie większości z tych substancji aktywujących degradację IIR wiąże się z koniecznością prowadzenia reakcji w roztworze, w rozpuszczalniku organicznym, w związku z czym ich praktyczne zastosowanie do regeneracji usieciowanego żywicami fenolowo-formaldehydowymi IIR jest problematyczne.
W opisie patentowym US 4786690 opisano sposób degradacji IIR oraz halogenowanego IIR, polegający na uplastycznianiu kauczuku podczas działania zmiennych naprężeń ścinających w temperaturze 140-200°C (mastykacja), prowadzonym za pomocą wytłaczarki wyposażonej w ślimak lub współbieżne ślimaki o zmiennej geometrii i stosunku długości L do średnicy D ślimaka L/D = 10-20, podczas którego granulat podlega obróbce mechanicznej przy dużej szybkości ścinania równej 500 - 1900 s-1 i kontaktuje się z powietrzem zawierającym 0,1 - 2% objętościowych ozonu, wprowadzanego bezpośrednio do cylindra wytłaczarki, w odpowiedniej odległości od leja zasypowego. Niedogodnością tego sposobu jest konieczność wytwarzania i operowania powietrzem zawierającym znaczne ilości reaktywnego chemicznie ozonu.
Sposób regeneracji kauczuku halogenobutylowego usieciowanego konwencjonalnie (za pomocą siarki) zaproponowany w opisie patentowym chińskim CN 1385461 (2002) polega na wstępnym zmiękczeniu (obróbka mechaniczna w podwyższonej temperaturze) miału gumowego z chlorowanego IIR w obecności 1-2% konwencjonalnego peptyzatora (pentachlorotiofenolu), 0,7-1% dietyloditiokarbaminianu cynku i 3% żywicy naftowej, a następnie wprowadzeniu do takiego produktu 0,3-0,5% nadtlenku kumylu, 1-2% tlenku magnezu (neutralizator powstającego ewentualnie HCl), 5-8% oleju parafinowego i 2% żywicy naftowej.
Sposób recyklingu kauczuku butylowego usieciowanego żywicami fenolowo-formaldehydowymi, polegający na obróbce mechanicznej w obecności czynnika degradującego, według wynalazku charakteryzuje się tym, że miał gumowy otrzymany ze zużytych wyrobów kauczuku butylowego usieciowanego żywicami fenolowo-formaldehydowymi, o granulacji <2 mm, poddaje się obróbce w mikromieszarce zamkniętej, w obecności nadtlenku dikumylu jako czynnika degradującego dodanego w ilości 1-5, korzystnie >3 mmoli na 100 g miału gumowego. Obróbkę prowadzi się w temperaturze 433-473 K, korzystnie 453 K, przy szybkości obrotowej wirników 45 obrotów/min, w czasie nie krótszym niż 10 minut.
Sposób wytwarzania materiału elastomerowego przy użyciu produktu procesu recyklingu opisanego wyżej, w drodze ogrzewania w prasie w temperaturze 423 - 433 K w czasie do 30 minut, według wynalazku polega na tym, że ogrzewaniu w prasie poddaje się produkt recyklingu lub mieszaninę tego produktu recyklingu z kauczukiem butylowym oraz standardowymi składnikami mieszanki elastomerowej jak siarka, tlenek cynku, kwas stearynowy, olej parafinowy, merkaptobenzotiazol, disiarczek tetrametylotiuramu oraz sadza, zawierającą na 100 części wagowych kauczuku butylowego 100 części wagowych
PL 218 091 B1 produktu recyklingu oraz nie mniej niż 20 części wagowych standardowych składników mieszanki elastomerowej.
Sposób według wynalazku zapewnia degradację sieci przestrzennej i zmniejszenie o nie mniej niż 30% stopnia usieciowania kauczuku butylowego usieciowanego żywicami fenolowo-formaldehydowymi. Produkt sieciowania produktu recyklingu znajduje zastosowanie do wytwarzania wyrobów gumowych niewymagających dużej wytrzymałości mechanicznej, zaś produkt sieciowania mieszanki produktu recyklingu z kauczukiem butylowym oraz standardowymi składnikami mieszanki elastomerowej znajduje zastosowanie do wytwarzania wyrobów o dobrej wytrzymałości mechanicznej. Sposób według wynalazku ilustrują poniższe przykłady.
P r z y k ł a d I.
100 g miału gumowego uzyskanego ze zużytych wyrobów kauczuku butylowego (IIR) usieciowanego żywicami fenolowo-formaldehydowymi, o stopniu rozdrobnienia <2 mm poddano obróbce mechanotermicznej w mikromieszarce zamkniętej w obecności 5 mmoli nadtlenku dikumylu (DCP), w temperaturze 453 K, przy szybkości obrotowej wirników 45 obrotów/min w czasie 10 min.
Miał gumowy po obróbce charakteryzował się podatnością do walcowania oraz objętościowym pęcznieniem równowagowym w toluenie lub n-heptanie odpowiednio QV(toluen) = 5,82 ml/ml i QV(heptan)= 6,83 ml/ml, podczas gdy pęcznienie wyjściowego miału gumowego wynosiło natomiast odpowiednio 4,02 ml/ml i 5,11 ml/ml. Nastąpiło zatem zmniejszenie stopnia usieciowania żywicami fenolowo-formaldehydowymi kauczuku butylowego, a więc degradacja sieci przestrzennej miału gumowego.
P r z y k ł a d II.
Miał gumowy po obróbce jak w przykładzie I prasowano i ogrzewano pod ciśnieniem w prasie, w czasie 30 min w temperaturze 423 K.
Stwierdzono, że ogrzewana w ten sposób mieszanina charakteryzuje się naprężeniem przy wydłużeniu względnym 100, 200 lub 300% (S100, S200, S300) równym od 0,9 do 2,49 MPa, wytrzymałością na rozciąganie (TSb) równą 3 MPa oraz wydłużeniem względnym przy zerwaniu (Eb) równym 341%.
P r z y k ł a d III.
Mieszanki po 100 g miału gumowego zawierające od 1 do 5 mmoli DCP poddano 10 obróbce w mikromieszarce w warunkach jak w przykładzie I i następnie prasowano i ogrzewano pod ciśnieniem w prasie, w czasie 30 min w temperaturze 423 K.
Stwierdzono, że mieszanki po ogrzewaniu charakteryzowały się, w zależności od ilości DCP, naprężeniem przy wydłużeniu względnym 100 lub 200% równym od 1 do 2 MPa, TSb równą od 2,04 do 2,32 MPa, Eb równym od 230% do 280%, oraz ograniczonym objętościowym pęcznieniem równowagowym (Qv) w toluenie lub n-heptanie równym od 2,69 do 3,84 ml/ml w zależności od ilości DCP użytego do obróbki i zastosowanego rozpuszczalnika.
P r z y k ł a d IV.
Sporządzono mieszanki zawierające 100 g miału gumowego po obróbce jak w przykładzie I w obecności 1-5 mmoli DCP, 100 g kauczuku IIR, a nadto 1,5 g siarki, 5 g tlenku cynku, 3 g kwasu stearynowego, 5 g oleju parafinowego, 1 g merkaptobenzotiazolu, 3 g disiarczku tetrametylotiuramu oraz 25 g sadzy typu N330. Mieszaninę ogrzewano pod ciśnieniem w prasie, w czasie 30 min w temperaturze 433 K. Mieszanki po ogrzewaniu charakteryzowały się, w zależności od ilości DCP użytego do obróbki miału gumowego, naprężeniem przy wydłużeniu względnym 100 lub 200% równym od 1,1 do 3,2 MPa, TSb równą od 13 do 14 MPa, Eb równym od 713% do 730%, oraz Qv w toluenie lub n-heptanie równym od 2,3 do 3,0 ml/ml w zależności od ilości DCP użytego do obróbki i zastosowanego rozpuszczalnika.
Dla celów porównawczych sporządzono mieszankę zawierającą 100 g kauczuku IIR, 1,5 g siarki, 5 g tlenku cynku, 3 g kwasu stearynowego, 5 g oleju parafinowego, 1 g merkaptobenzotiazolu, 3 g disiarczku tetrametylutiuramu oraz 25 g sadzy typu N-330. Mieszankę ogrzewano pod ciśnieniem w prasie w czasie 30 min w temperaturze 433 K. Ogrzewana mieszanka charakteryzowała się naprężeniem przy wydłużeniu względnym 100 lub 200% odpowiednio 1,2 i 4,5 MPa, TSb) równą 18 MPa, Eb równym 612% oraz Qv w toluenie i n-heptanie równym odpowiednio 1,8 i 2,3 ml/ml.
Claims (2)
1. Sposób recyklingu kauczuku butylowego usieciowanego żywicami fenolowo-formaldehydowymi, polegający na obróbce mechanicznej w obecności czynnika degradującego, znamienny tym, że miał
PL 218 091 B1 gumowy otrzymany ze zużytych wyrobów kauczuku butylowego usieciowanego żywicami fenolowoformaldehydowymi, o granulacji <2 mm, poddaje się obróbce w mikromieszarce zamkniętej, w obecności nadtlenku dikumylu jako czynnika degradującego dodanego w ilości 1-5 mmoli, korzystnie >3 mmoli, na 100 g miału gumowego, w temperaturze 433-473 K, korzystnie 453 K, przy szybkości obrotowej wirników 45 obrotów/min, w czasie nie krótszym niż 10 minut.
2. Sposób wytwarzania materiału elastomerowego przy użyciu produktu procesu recyklingu opisanego w zastrzeżeniu 1, w drodze ogrzewania w prasie w temperaturze 423-433 w czasie do 30 minut, znamienny tym, że ogrzewaniu w prasie poddaje się produkt recyklingu lub mieszaninę produktu recyklingu z kauczukiem butylowym oraz standardowymi składnikami mieszanki elastomerowej jak siarka, tlenek cynku, kwas stearynowy, olej parafinowy, merkaptobenzotiazol, disiarczek tetrametylotiuramu oraz sadza, zawierającą na 100 części wagowych kauczuku butylowego 100 części wagowych produktu recyklingu oraz nie mniej niż 20 części wagowych standardowych składników mieszanki elastomerowej.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL399638A PL218091B1 (pl) | 2012-06-25 | 2012-06-25 | Sposób recyklingu kauczuku butylowego usieciowanego żywicami fenolowo-formaldehydowymi oraz sposób wytwarzania materiału elastomerowego przy użyciu produktu tego recyklingu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL399638A PL218091B1 (pl) | 2012-06-25 | 2012-06-25 | Sposób recyklingu kauczuku butylowego usieciowanego żywicami fenolowo-formaldehydowymi oraz sposób wytwarzania materiału elastomerowego przy użyciu produktu tego recyklingu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL399638A1 PL399638A1 (pl) | 2014-01-07 |
| PL218091B1 true PL218091B1 (pl) | 2014-10-31 |
Family
ID=49877139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL399638A PL218091B1 (pl) | 2012-06-25 | 2012-06-25 | Sposób recyklingu kauczuku butylowego usieciowanego żywicami fenolowo-formaldehydowymi oraz sposób wytwarzania materiału elastomerowego przy użyciu produktu tego recyklingu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL218091B1 (pl) |
-
2012
- 2012-06-25 PL PL399638A patent/PL218091B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL399638A1 (pl) | 2014-01-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2102277B1 (en) | Devulcanized rubber and methods | |
| Yazdani et al. | Devulcanization of waste tires using a twin‐screw extruder: The effects of processing conditions | |
| Joseph et al. | The current status of sulphur vulcanization and devulcanization chemistry: devulcanization | |
| KR100901561B1 (ko) | 연속 압출 방식에 의한 폐고무의 탈황처리 방법 | |
| CN1200745A (zh) | 橡胶脱硫化方法 | |
| JP3304189B2 (ja) | 加硫スクラップゴムを含有する成形用ゴム組成物及びその製造方法 | |
| CN107531953B (zh) | 用于对通过硫键交联的橡胶脱硫的组合物和使用所述组合物脱硫的方法 | |
| EP1442076B1 (en) | Process for regeneration of rubber from scrap | |
| Guzmán et al. | Zinc oxide versus magnesium oxide revisited. Part 1 | |
| AU2002322876A1 (en) | Process for regeneration of rubber from scrap | |
| Thaicharoen et al. | Thiosalicylic acid as a devulcanizing agent for mechano-chemical devulcanization | |
| JP3430245B2 (ja) | 液状炭化水素及びカーボンブラックの製造方法 | |
| Sutanto | Development of a Continuous Process for EPDM Devulcanization in an Extruder | |
| KR100867417B1 (ko) | 폐 고무 분말의 탈황처리 및 악취제거 장치 및 방법 | |
| WO2022080476A1 (ja) | 脱硫ゴム、ゴム組成物、タイヤ用ゴム組成物、タイヤ、ホース、ベルト、クローラ | |
| Dierkes et al. | Regeneration and devulcanization | |
| Liu | Chemical recovery of waste sulfur-vulcanized carbon-chain rubbers by selective chain scission: Current status, challenges and perspectives | |
| CN101535388B (zh) | 包含交联弹性组合物的车轮轮胎 | |
| US3011984A (en) | Oxonation of butyl rubber and covulcanization products of same with natural rubber or butadiene-styrene copolymer | |
| JP2006070127A (ja) | 加硫ゴムの分解方法および分解ゴム組成物 | |
| Ikeda | Recycling of sulfur cross-linked natural rubber (NR) using supercritical carbon dioxide | |
| CA2892836C (en) | Vulcanized rubber conversion | |
| CN103642066B (zh) | 丁基再生胶的复原方法 | |
| JP7516190B2 (ja) | ゴム組成物の製造方法 | |
| Ghosh et al. | GTR devulcanization review: A review of recent advances in the field of devulcanization of end-of-life tires, particularly for rubber types used in the tire industry |