PL97441B1 - Sposob wytwarzania skladnika mieszanek gumowych - Google Patents

Description

Opis patentowy opublikowano: 15.09.1978 97441 MKP C08c 17/38 C08d 13/38 C08h 13/00 Int. Cl.2 C08J 11/00 C08L 95/00 Twórcy wynalazku: Helena Masiarczyk, Tomasz Szczurek Uprawniony z patentu: Instytut Technologii Nafty, Kraków (Polska) Sposób wytwarzania skladnika mieszanek gumowych Przeznaczenie wynalazku. Przedmiotem wyna¬ lazku jest sposób otrzymywania zmiekczajacego komponentu mieszanek gumowych do wytwarzania opon, detek, tasm do przenosników, wykladzin e- bonitowych i innych mieszanek gumowych.Stan techniki. Znane jest stosowanie róznego typu skladników zmiekczajacych w mieszankach gumowych, miedzy innymi otrzymanych przez ter¬ miczna przeróbke gum lub kauczuków. I tak we¬ dlug patentu niemieckiego nr 568709 topi sie w temperaturach do 250°C kauczuk, wzglednie gumy miekkie o duzej zawartosci kauczuku. Po ochlo¬ dzeniu otrzymuje sie lepka, ciagnaca mase doda¬ wana do gumy jako plastyfikator. Sposób ten moze byc stosowany tylko do przerobu kauczuku, lub gumy o duzej zawartosci kauczuku, nie jest nato¬ miast, przydatny do przerobu gum z opon, ponie¬ waz w podanych warunkach nie uzyskuje sie takich gum produktu o wlasnosciach plastyfikatora.Inny sposób wedlug patentu USA 3 700 615 prze¬ widuje otrzymanie ~~ roztworu weglowodorowego gumy, który posiada wlasnosci regeneratu gumo¬ wego i daje sie powtórnie wulkanizowac. Proces ten zachodzi w srodowisku lekkich weglowodorów, w obecnosci katalizatora i w temperaturach do 200°C, przez co jest skomplikowany i kosztowny.Nie prowadzi on do otrzymania plastyfikatora, lecz skladnika mieszanki gumowej o charakterze srodka zastepujacego kauczuk.Znany jest takze sposób wytwarzania plastyfi¬ katora mieszanek gumowych na drodze pirolizy zuzytych opon w temperaturach 430-^450° pod próznia i w obecnosci pary wodnej, opisany w swiadectwie autorskim ZSRR nr 105203. W pro- cesie tym przeprowadza sie gume w produkty ga¬ zowe ciekle i koks. Jedna z frakcji produktów cieklych, po rafinacji, jest stosowana jako plasty¬ fikator. Najbardziej ekonomiczny znany sposób przerobu odpadów gumowych przewiduje termicz- io na destrukcje odpadów w temperaturze 250—400°C w srodowisku ciezkich weglowodorów. Uzyskany produkt nie przypomina swymi wlasnosciami gu¬ my, ani regeneratu. Produkt ten nie wykazuje jednak dobrych wlasnosci jako skladnik mieszanek gumowych.Stwierdzono, ze mozna w prosty i tani sposób otrzymac pelnowartosciowy komponent mieszanek' gumowych z bezuzytecznych i uciazliwych odpa¬ dów gumowych jak zuzyte opony, detki, zuzyte tasmy gumowe z przenosników, wybraki, odpady gumowe przemyslowe itp. Istota wynalazku jest degradacja odpadów gumowych w srodowisku ole¬ ju mineralnego w podwyzszonej temperaturze, o- czyszczenie otrzymanej mieszaniny ze skladników *5 nadajacych mieszaninie przykry zapach oraz wiek¬ szych czastek gumy nie rozpuszczonej i kordu ujednorodnienie mieszaniny oraz zastosowanie o^- trzymanego w ten sposób produktu do wytwa¬ rzania wyrobów gumowych.Komponent otrzymany wedlug wynalazku po- 97 44197 441 siada dobre wlasnosci uplastyczniajace gume, oraz zawiera cenne skladniki jak zdegradowana guma. sadza aktywna, tlenek cynku korzystnie wplywa¬ jace na wlasnosci uzytkowe otrzymywanych wy¬ robów gumowych.Sposób otrzymywania komponentu mieszanek gumowych wedlug wynalazku jest nastepujacy.Odpady gumowe, na przyklad pociete zuzyte opo¬ ny miesza sie w temperaturze 250—400°C w sto¬ sunku najlepiej 1:1 z ekstraktem otrzymanym w procesie rafinacji srednich i ciezkich olejów mi¬ neralnych selektywnymi rozpuszczalnikami naj¬ lepiej o wlasciwosciach plastyfikatora mieszanek gumowych o lepkosci powyzej 1,2°E przy 100°C.Mieszanie prowadzi sie az do rozpuszczenia (dys¬ persji) zdegradowanej gumy w oleju, co trwa od 0,1 do 10 godzin. Z tak otrzymanej mieszaniny < odpedza sie nizej wrzace produkty degradacji gum (zwiazki nienasycone, siarkowe, aminy i inne) po¬ przez ich oddestylowanie z zastosowaniem obnizo¬ nego cisnienia najlepiej okolo 40 milimetrów slupa Hg, lub z para wodna. Korzystne jest takze sto¬ sowanie obydwu czynników razem. Oddestylowa¬ nie lzejszych skladników zmniejsza zapach i pod¬ wyzsza temperature zaplonu produktu destrukcji gumy w rozpuszczalniku. Otrzymany po wykro- pleniu destylat stanowi wartosciowy dodatek do paliw plynnych i surowiec do produkcji sadzy, Pozostalosc po destylacji przepuszcza sie przez u- rzadzenia homogenizujace najlepiej mlynek zebaty w celu roztarcia i rozprowadzenia pozostalych nie rozpuszczonych drobnych czastek zdegradowanej gumy, kordu i ewentualnych innych skladników.Jesli mieszanina zawiera znaczne ilosci kordu, to przed homogenizacja nalezy ja przefiltrowac na goraco, korzystnie w temperaturze 200°C przez siatke najlepiej metalowa o wielkosci oczek 0,2 mi¬ limetra. Otrzymany produkt stosuje sie do sporza¬ dzania mieszanek gumowych glównie o wlasciwos¬ ciach plastyfikatora w ilosci od 1—60% w zalez¬ nosci od wytwarzanego wyrobu gumowego, a takze jako plastyfikator i peptyzator do regeneracji gumy w ilosci od 1—60%.Przykladl. Do 400 kg ekstraktu pofurfurolo- wego o lepkosci w 100°C równej 3,7°E ogrzanego do temperatury 350°C, dodaje sie mieszajac me¬ chanicznie opony zuzyte, pociete na kawalki o bo¬ ku okolo 20 milimetrów w ilosci 600 kg. Podczas dozowania calosc ogrzewa sie dla utrzymania tem¬ peratury procesu 350°C. Po zakonczeniu dozowania calosc miesza sie przez 1 godzine dla calkowitego rozpuszczenia gumy. Otrzymana mieszanine o tem¬ peraturze okolo 330°C wprowadza sie do urza- * dzenia destylacyjnego, gdzie pod obnizonym cisnie¬ niem i z zastosowaniem przedmuchu przegrzana para wodna nastepuje oddestylowanie skladników najbardziej lotnych i odwodnienie mieszaniny. Po¬ zostalosc po destylacji o temperaturze 250°C fil¬ truje sie przez prase filtracyjna z siatka meta¬ lowa o otworach 0,2 milimetry. Goracy filtrat przepuszcza sie przez urzadzenie rozcierajace i u- jednoradniajace — homogenizator zebaty.Wlasnosci otrzymanego produktu: — gestosc w temperaturze 20°C 7- 1,19 g/ml temperatura zaplonu — temperatura krzepniecia — zawartosc siarki — pozostalosc po spopieleniu — 261 °C 26°C 2,2% 1,9% Przyklad II. Produkt otrzymany wedlug przy¬ kladu I zastosowane jako plastyfikator do mie¬ szanek gumowych.Sporzadzono mieszanke o skladzie: 1. Kauczuk butadienowo-styrenowy — 650 kg 2. Tlenekcynku — 16 kg 3. Produkt destrukcji — 100 kg 4. Sadza — 210 kg . Siarka — 20 kg 6. Tioheksan — 5 kg Mieszanine wulkanizowano w temperaturze 143°C w czasie 40 minut. Otrzymano gume o wytrzy¬ malosci na rozciaganie 241 kG/cm8 i twardosc wedlug Shore'a 67°Sh. Guma posiadala lepsze wlasciwosci od gumy otrzymanej z zastosowaniem plastyfikatora naftowego w tej samej ilosci.Przyklad III. Do 300 kg ekstraktu furfuro- lowego o lepkosci w 100°C równej 1,2°E ogrzanego do temperatury 250°C dodaje sie mieszajac me- chanicznie rozdrobnione na pyl odpady gumowe przemyslowe w ilosci 700 kg w ciagu 4 godzin z równoczesnym przedmuchiwaniem przegrzana do temperatury 300°C para wodna. Po zakonczeniu dozowania mieszanine przedmuchuje sie para wod- na jeszcze przez 6 godzin z równoczesnym miesza¬ niem mechanicznym tak, by temperatura miesza¬ niny utrzymywala sie okolo 250°C. Otrzymano gestoplynna i ciagliwa w temperaturze otoczenia mase.Przyklad IV. Do 600 kg otrzymanej wedlug przykladu III masy dodano 90 kg kauczuku buta- dienowo styrenowego, 10 kg siarki i 300 kg wy¬ pelniacza mineralnego, a nastepnie calosc wulka¬ nizowano w temperaturze 160°C. Otrzymano wy- 40 trzymaly mechanicznie i elastyczny material na¬ dajacy sie na wszelkiego rodzaju wykladziny izo¬ lacyjnej.Przyklad V. Do 600 kg produktu otrzyma¬ nego wedlug przykladu III dodano 400 kg pylu 45 gumowego i poddano regeneracji termicznej z para wodna w temperaturze 200°C. Otrzymano regenerat o wlasnosciach odpowiadajacych produktowi re¬ generacji gumy w tych samych parametrach z uzyciem dodatku 30% oleju ftalowego. 50 PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania skladnika mieszanek gu- 55 mowych majacego glównie wlasnosci zmiekczajace i peptyzujace przy wykorzystaniu termicznej des¬ trukcji odpadów gumowych w temperaturach 250— 400°C, znamienny tym, ze destrukcje przeprowadza sie w srodowisku ekstraktu po selektywnej rafi- 60 nacji olejów mineralnych majacego lepkosc po¬ wyzej 1,2°E przy 100°C, otrzymana mieszanine poddaje sie destylacji pod zmniejszonym cisnieniem i/lub z para wodna, a pozostalosc po destylacji dodaje sie do mieszanek gumowych w ilosci 1—60% 65 wagowych. OZGraf. Zam. 812 naklad 105+17 egz. Cena 45 zl PL