RU2814176C1 - Способ активации резиновой крошки - Google Patents
Способ активации резиновой крошки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2814176C1 RU2814176C1 RU2023120898A RU2023120898A RU2814176C1 RU 2814176 C1 RU2814176 C1 RU 2814176C1 RU 2023120898 A RU2023120898 A RU 2023120898A RU 2023120898 A RU2023120898 A RU 2023120898A RU 2814176 C1 RU2814176 C1 RU 2814176C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rubber
- crumb
- mixture
- temperature
- dried
- Prior art date
Links
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 title claims abstract description 46
- 239000005060 rubber Substances 0.000 title claims abstract description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 230000004913 activation Effects 0.000 title 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 23
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims abstract description 8
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 150000001350 alkyl halides Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 3
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 3
- 229920002209 Crumb rubber Polymers 0.000 claims description 18
- 239000006087 Silane Coupling Agent Substances 0.000 claims description 2
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 claims description 2
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 claims description 2
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 9
- 240000005428 Pistacia lentiscus Species 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 2
- 230000008439 repair process Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 abstract description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 abstract 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 abstract 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 8
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 4
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 4
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 4
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 4
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 3
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 3
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical group CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N butadiene-styrene rubber Chemical compound C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1 MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 2
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 2
- 239000011115 styrene butadiene Substances 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229910021627 Tin(IV) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005549 butyl rubber Polymers 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 230000033444 hydroxylation Effects 0.000 description 1
- 238000005805 hydroxylation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 239000011553 magnetic fluid Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 229940078552 o-xylene Drugs 0.000 description 1
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000008117 stearic acid 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
- 238000005987 sulfurization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 description 1
- HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J tin(iv) chloride Chemical compound Cl[Sn](Cl)(Cl)Cl HPGGPRDJHPYFRM-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к технологии регенерации резиновой крошки из каучуков общего назначения и может быть использовано для изготовления резиновых изделий различного назначения: в производстве резино-технических изделий, производства шин, битумно-полимерных мастик, на основе которых могут быть получены гидроизоляционные материалы, используемые в строительстве и ремонте. Способ осуществляют путем подвержения резиновой крошки фракцией до 400 мкм, полученной термомеханическим или криогенным измельчением, предварительной механохимической модификации в растворе галогеналкана в органическом растворителе, после модификации крошка высушивается при температуре 70°С. Далее модифицированную резиновую крошку диспергируют в дистиллированной воде и нагревают при перемешивании до температуры 80°С. Затем добавляют пероксодисульфат калия и перемешивают в течение 4 ч при подаче сухого азота. После этого каучуковую крошку отфильтровывают, промывают водой и сушат, при изготовлении резиновой смеси вводят полисульфидный силановый связующий агент в количестве 4 м.ч. Технический результат заявленного изобретения заключается в разработке нового метода функционализации поверхности резиновой крошки для повышения ее активности и улучшения свойств резиновых композиций. 3 табл.
Description
Область техники, к которой относится изобретение (область применения изобретения):
Изобретение относится к технологии регенерации резиновой крошки из каучуков общего назначения и может быть использовано для изготовления резиновых изделий различного назначения: в производстве резино-технических изделий, производства шин, битумно-полимерных мастик, на основе которых могут быть получены гидроизоляционные материалы, используемые в строительстве и ремонте (кровельные мастики, изоляция труб, дорожные покрытия и бетонные конструкции).
Уровень техники (сведения из предшествующего уровня техники):
В настоящее время широко известны и используются в промышленности способы регенерации резиновой крошки: водонейтральный (нейтральный), термомеханический (риклемейтор-процесс), паровой и его модификации, паровоздушный и паровой высокотемпературный [Макаров В.М. и др. Использование амортизированных шин и отходов производства резиновых изделий. - Л.: Химия, 1986, с.66 - 83.].
Существует способ регенерации резин, который состоит в следующем: резиновую крошку до 10 мм обрабатывают в мягчителе и активаторе. В качестве мягчителя используют смесь мазута с растворителем керосином, о-ксилолом, уайт-спиртом. В качестве активатора используют тетрахлорид олова и/или его кристаллогидрат 4-7 мас. проц. от массы крошки. Предварительно в него вводят 2,4-4,2 мас. проц. от массы крошки оксида кальция. Выдерживают обработанную смесь в мягчителе и активаторе при 140-180 град. С 40-60 мин. (Патент РФ 2061710).
Также известен способ регенерации резиновой крошки, включающий обработку резиновой крошки в мягчителе и активаторе, при этом в качестве активатора деструкции резиновой крошки используют магнитную жидкость, полученную из отходов производства, в количестве 3-5%, причем после обработки резиновой крошки в мягчителе и активаторе полученную смесь выдерживают в автоклаве при температуре 185°C и давлении 3-4 атм в течение 3 часов (Патент РФ 2519476).
Указанные способы обладают рядом недостатков, таких как высокие энергозатраты при измельчении и переработке, использование металлоемкого оборудования, полученный регенерат значительно ухудшает свойства резиновых смесей, при его применении.
Наиболее близким является способ регенерации резиновой крошки, включающий обработку резиновой крошки в среде галогенсодержащих активаторов [Авторское свидетельство СССР № 421697, кл. C08J 11/20, 1974.]. В данном способе в качестве галогенсодержащего активатора берут дека-хлор C10Cl10 в количестве 2-3 мас.ч. на 100 мас.ч. регенерируемой смеси и обрабатывают 1 час в воздушной среде при 180°C. Этот способ частично устраняет недостатки указанных способов, но при этом возможности его применения ограничены тем, что он, при сравнительно низкой производительности, обеспечивает регенерацию только резины на основе бутилкаучука.
Раскрытие сущности изобретения (сведения, раскрывающие технический результат и сущность изобретения как технического решения, существенные признаки изобретения):
Цель данного изобретения заключается в разработке нового метода функционализации поверхности резиновой крошки для повышения ее активности и улучшения свойств резиновых композиций. Для достижения цели используется предварительная модификация крошки с помощью механохимической обработки в растворе галогеналкана. Затем следует последовательный процесс гидроксилирования или силанирования. Резиновую крошку фракцией до 400 мкм, полученную термомеханическим и криогенным измельчением, подвергают механохимической модификации в растворе галогеналкана в органическом растворителе в соответствии с патентом РФ № 2641273 (Способ химической модификации эластомеров в растворе хлорсодержащего углеводорода). После модификации крошка высушивается при температуре 70°С. Далее модифицированную резиновую крошку диспергируют в дистиллированной воде и нагревают при перемешивании до температуры 80 °С. Затем добавляют пероксодисульфат калия (K2S2O8) и перемешивают в течение 4 ч при подаче сухого азота. После этого каучуковую крошку отфильтровывают, промывают водой и сушат. При изготовлении резиновой смеси вводят полисульфидный силановый связующий агент в количестве 4 м.ч. Предложенный способ значительно повышает количество функциональных групп (как гидроксильных, так и галогенсодержащих) на поверхности резиновой крошки и, как следствие, увеличивает количество межмолекулярных сшивок в процессе вулканизации резиновой смеси, что обеспечивает более эффективное взаимодействие резиновой крошки с эластомерной матрицей резиновой смеси в которой применяется активированная по данному способу резиновая крошка, что приводит к повышению механических характеристик резиновой смеси, по сравнению с исходной резиновой крошкой.
Предлагаемое изобретение характеризуется следующими примерами конкретного применения. Для изучения свойств были изготовлены резиновые смеси по рецептуре, приведенной в таблице 1. Свойства вулканизатов резиновых смесей указаны в таблицах 2, 3.
Таблица 1. Рецептура резиновой смеси
| Ингредиент | Содержание (массовая часть) |
| Каучук | 70 |
| Резиновая крошка | 30 |
| Оксид цинка | 4 |
| Стеариновая кислота | 2 |
| Сера | 1,75 |
| Сульфенамид Ц | 1,25 |
Режим изготовления резиновых смесей. Температура перемешивания в резиносмесителе составляет 75°C, частота вращения ротора - 50 об/мин, а время перемешивания - 10 мин. Вулканизующие агенты (сера и Ускоритель вулканизации) добавляются на второй стадии на лабораторных вальцах при температуре 50° C, время гомогенизации - 5 мин. В случае очень небольшого количества предварительно модифицированной резиновой крошки вся смесь готовится на смесительных вальцах. Вулканизация осуществляется в прессе при T = 160°C и давлении 180 бар.
Таблица 2. Свойства вулканизатов резиновой смеси на основе натурального каучука.
| Состав смеси | Условная прочность, МПа | Относительное удлинение. % |
| Натуральный каучук (без крошки) | 28 | 640 |
| Натуральный каучук с резиновой крошкой | 12 | 500 |
| Натуральный каучук с активированной резиновой крошкой по предлагаемому способу | 14 | 480 |
Таблица 3. Свойства вулканизатов резиновой смеси на основе бутадиен-стирольного каучука.
| Состав смеси | Условная прочность, МПа | Относительное удлинение. % |
| Бутадиен-стирольный каучук (без крошки) | 1,7 | 390 |
| Бутадиен-стирольный с резиновой крошкой | 2,2 | 300 |
| Бутадиен-стирольный с активированной резиновой крошкой по предлагаемому способу | 3,5 | 180 |
Таким образом, исходя из представленных примеров, видно, что предлагаемый способ активации резиновой крошки позволяет повысить прочностные свойства резин, по сравнению с резиновой крошкой, полученной простым термомеханическим и криогенным измельчением. Усиливающий эффект наиболее ярко проявляется при использовании в резиновых смесях на основе синтетических каучуков.
Claims (1)
- Способ активации резиновой крошки, заключающийся в том, что резиновую крошку фракцией до 400 мкм, полученную термомеханическим или криогенным измельчением, подвергают предварительной механохимической модификации в растворе галогеналкана в органическом растворителе, после модификации крошка высушивается при температуре 70°С, далее модифицированную резиновую крошку диспергируют в дистиллированной воде и нагревают при перемешивании до температуры 80°С, затем добавляют пероксодисульфат калия и перемешивают в течение 4 ч при подаче сухого азота, после этого каучуковую крошку отфильтровывают, промывают водой и сушат, при изготовлении резиновой смеси вводят полисульфидный силановый связующий агент в количестве 4 м.ч.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2814176C1 true RU2814176C1 (ru) | 2024-02-26 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU421697A1 (ru) * | 1971-06-17 | 1974-03-30 | В. Ф. Бочаров, В. Долгов, Г. А. Кавхута, А. К. Красин, | СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ РЕЗИНИИ*--' - ^^^иад |
| RU2061710C1 (ru) * | 1992-02-27 | 1996-06-10 | Внедренческое товарищество с ограниченной ответственностью "Карма" | Способ регенерации резины |
| US5927620A (en) * | 1997-12-11 | 1999-07-27 | Phaltech Corporation | Activated method for treating crumb rubber particles |
| RU2519476C1 (ru) * | 2012-12-27 | 2014-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" | Способ регенерации резиновой крошки |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU421697A1 (ru) * | 1971-06-17 | 1974-03-30 | В. Ф. Бочаров, В. Долгов, Г. А. Кавхута, А. К. Красин, | СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ РЕЗИНИИ*--' - ^^^иад |
| RU2061710C1 (ru) * | 1992-02-27 | 1996-06-10 | Внедренческое товарищество с ограниченной ответственностью "Карма" | Способ регенерации резины |
| US5927620A (en) * | 1997-12-11 | 1999-07-27 | Phaltech Corporation | Activated method for treating crumb rubber particles |
| RU2519476C1 (ru) * | 2012-12-27 | 2014-06-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" | Способ регенерации резиновой крошки |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Каблов В.Ф. и др., "Перспективные способы активации резиновой крошки" // "КАУЧУК И РЕЗИНА", N3, 2016, c.44-47. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101917589B1 (ko) | 카본 블랙의 제조를 위한 개선된 방법 | |
| EP2694449B1 (en) | Rubberized concrete and method for producing it | |
| Thaicharoen et al. | Thiosalicylic acid as a devulcanizing agent for mechano-chemical devulcanization | |
| Xie et al. | High scission of butadiene rubber vulcanizate under thermo-oxidation | |
| CN110878148A (zh) | 一种改性裂解炭黑的方法 | |
| RU2814176C1 (ru) | Способ активации резиновой крошки | |
| CN104710693B (zh) | 一种耐低温的门窗密封条及其制备方法 | |
| RU2431641C2 (ru) | Способ получения модифицированных резиновых смесей | |
| RU2770045C2 (ru) | Способ регенерации резины | |
| CN112980008B (zh) | 一种环保型胶乳海绵的生产方法 | |
| CN112062701B (zh) | 一种橡胶促进剂二乙基二硫代氨基甲酸砜及其制备方法与应用 | |
| Susanto et al. | Effect carbon black and modified kaolin hybrid filler on the curing and physic-mechanical properties of natural rubber-styrene butadiene rubber blends | |
| US6136897A (en) | Rubber processing additive | |
| RU2699098C1 (ru) | Резинотехническая композиция и способ ее производства | |
| US3454546A (en) | Process for isoprene polymerization and polyisoprene compositions | |
| CN110305373A (zh) | 一种高强度耐黄变橡胶 | |
| RU2807363C1 (ru) | Способ получения эластомерных композиционных материалов | |
| CN110156691A (zh) | 一种二硫化二己内酰胺的制备方法 | |
| CN112759802B (zh) | 一种低生热、耐老化的橡胶组合物及轮胎胎面 | |
| RU2218369C2 (ru) | Способ получения композиционной мастики | |
| Gao et al. | Introducing metal-ligand coordination interaction for self-healing and recyclable nitrile-butadiene rubber: A facile strategy | |
| US1591454A (en) | Vulcanized material and process for making the same | |
| CN109957154B (zh) | 一种石墨烯改性橡胶复合材料的制备方法及橡胶复合材料 | |
| US1128851A (en) | Manufacture of substances from cellulose esters, cellulose compounds, india-rubber, and other ingredients. | |
| Rahmaniar et al. | The effect of quartz and rubber seed oil loading on curing, tensile and morphological properties of natural rubber and ethylene propylene diene monomer rubber (NR-EPDM) blending |