Способ получения бутилового регенерата

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БУТИЛОВОГО РЕГЕНЕРАТА(71) Заявитель Общество с ограниченной ответственностью РЕГАТА ЛТД(72) Автор Незнаев Виктор Леонидович(73) Патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью РЕГАТА ЛТД(57) Способ получения бутилового регенерата, заключающийся в том, что отходы отработанных бутиловых диафрагм дробят до частиц размером 10-20 мм и размалывают до получения однородной массы в течение 5-7 мин при 75-80 С, в полученную массу вводят дибензамидодифенилдисульфид и дифенилгуанидин, предварительно смешанные с 1/3 частью индустриального масла, перетирают компоненты в течение 3-5 мин при 75-80 С, затем добавляют скипидар и 2/3 части индустриального масла и перемешивают в течение 53-55 мин при 90-96 С, при этом полученная масса содержит используемые компоненты в следующем соотношении, мас.отходы отработанных бутиловых диафрагм 85,6-93,5 дибензамидодифенилдисульфид 1,2-1,5 дифенилгуанидин 2,0-3,0 скипидар 0,4-2,3 индустриальное масло 2,8-8,0,добавляют к указанной массе воду из расчета 10 л на 95-105 кг массы, перемешивают в течение 5-7 мин при 90-96 С и осуществляют ее девулканизацию путем механического воздействия в камере червячного пресса при температурах в зоне загрузки 55-65 С и в зоне выгрузки 175-180 С соответственно, охлаждают полученную массу регенерата в течение 4-5 ч при естественных условиях и дополнительно перемешивают в течение 8-10 мин при 55-65 С. Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано в производстве регенератов из отходов шинной и резинотехнической промышленности, в частности в производстве бутилового регенерата из отработанных бутиловых диафрагм,которые применяют при изготовлении шин для формования внутренних поверхностей покрышек и которые являются технологически неизбежными отходами, требующими утилизации. 11385 1 2008.12.30 Регенерат - пластичный материал, получаемый путем переработки изношенных резиновых изделий и отходов резинового производства, способный к вулканизации благодаря наличию в молекулах двойных связей. Основным процессом получения регенерата является девулканизация, заключающаяся в деструкции молекул при воздействии внешних факторов (кислорода воздуха, высоких температур, механической обработки, введения пластификаторов), когда окисление происходит по свободным двойным связям в молекуле полимера и частично - по месту присоединения серы, т.е. между молекулами. Известен термомеханический способ получения регенерата Рагулин В.В. Технология шинного производства. - М. Химия, 1975. - С. 70), основанный на использовании тепла и механической энергии как основных факторов девулканизации резины, при котором смешение и девулканизация проводятся непрерывным способом. Известен, например, способ регенерации резин на основе бутадиен-нитрильных каучуков (А.с. СССР 428951, МПК В 29 19/00, С 08 13/38, 1974, предназначенный для получения регенерата термомеханическим методом с применением активаторов регенерации класса ариламинов, в котором в качестве активатора используют -фенилизопропил-фенилендиамин в количестве 1-7 вес.ч. на 100 вес.ч. резиновой крошки. При этом для получения регенерата производственные отходы формования на основе СКН-40 М, измельченные до частиц размером 1-1,5 мм, регенерируют термомеханическим методом в лабораторных условиях в червячном девулканизаторе с диаметром червяка 85 мм при зазорах в шприцующих узлах 1 и 1,5 мм и температуре в головке девулканизатора 155-170 С. Известен также способ измельчения полимерного материала А.с. СССР 1434663 А 1,МПК 4 В 29 В 13/10, 17/10, В 02 С 19/22 сдавливанием с последующим одновременным воздействием напряжения сдвига и давления, причем сдавливание, воздействие напряжения сдвига и давление проводят при последовательном многократном нагреве до 200-100 С и охлаждении до 100-30 С в одно-двухшнековом экструдере с введением в исходный материал дополнительно 0,5-20,0 мас.гранулированного полиэтилена или полистирола. Известен также водонейтральный способ получения регенерата (Рагулин В.В. Технология шинного производства. - М. Химия, 1975. - С. 69, заключающийся в обработке отходов резинового производства в автоклавах острым паром при непрерывном перемешивании с добавлением модификаторов и с последующей обработкой на рафинировочных вальцах. Однако регенераты, полученные данными способами, не обладают требуемыми технологическими свойствами и механическими показателями. Известен дисперстный метод получения регенерата Рагулин В.В. Технология шинного производства. - М. Химия, 1975. - С. 70), основанный на переводе резины в дисперсное состояние при температуре около 60 С в водной среде. Процесс девулканизации протекает в непрерывно работающем смесителе при воздействии пластификатора и канифольного мыла и при непрерывном перемешивании и перетирании. Затем полученную регенератную дисперсию гомогенизируют, разбавляют умягченной водой до содержания сухого вещества 25 , фильтруют, коагулируют 25 -ным раствором хлорида натрия и 1,5 -ным серной кислоты в течение 15-10 мин при перемешивании. Выделившуюся крошку промывают водой, отжимают от влаги, листуют и наматывают в рулоны. Недостатками данного метода являются сложный технологический процесс, низкие технологические и физико-механические свойства получаемого регенерата, длительность процесса. Наиболее близким по достигаемому техническому результату является способ получения регенерата по патенту РБ на изобретение 3020, МПК 6 С 08 95/00, 1997, при котором дробленные до 50-100 мм отходы бутиловых диафрагм разогревают на вальцах в течение 5-8 мин до температуры 65-75 С с введением терпенмалеимидной смолы в качестве модификатора, а затем прогревают в паровом котле открытым паром в течение 2-3 часов при температуре 165-180 С. 2 11385 1 2008.12.30 Однако полученный данным способом бутиловый регенерат имеет существенный недостаток - вулканизационную несовместимость с каучуками общего назначения, поэтому применяют его в производстве ездовых камер и в смесях на основе бутилкаучука или хлор- и бромбутилкаучука. Кроме того, процесс производства длителен и энергоемок. Задачей изобретения является получение однородного бутилового регенерата повышенных технических свойств. Способ получения бутилового регенерата состоит в последовательном проведении следующих технологических операций. Отходы, например, отработанных бутиловых диафрагм дробят до размеров частиц 20-10 мм, в частности, на дробильных вальцах с зазором между валками 0,5-0,7 мм. Для этого предварительно разрезанные на куски весом 7-5 кг диафрагмы пропускают через зазор дробильных валков 2-3 раза. Затем дробленые частицы отходов размалывают в течение 5-7 минут при температуре 75-80 С до получения однородной массы. Размол производят, например, на размольных вальцах. Для получения регенерата используют следующие компоненты в следующем соотношении отходы отработанных бутиловых диафрагм - 85,6-93,5 мас.дибензамидодифенилдисульфид - 1,2-1,5 мас.дифенилгуанидин - 2,0-3,0 мас.скипидар - 0,4-2,3 мас.индустриальное масло - 2,8-8,0 мас. . Дибензамидодифенилдисульфид (ДБД) применяют в качестве пластификатора, масло индустриальное - мягчителя, дифенилгуанидин (ДФГ) и скипидар - диспергатора. После получения однородной массы в нее вводят дибензамидодифенилдисульфид и дифенилгуанидин, предварительно смешанные с 1/3 частью индустриального масла для исключения пылеобразования согласно рецептам, приведенным в табл. 1. Таблица 1 рецепта 1 2 3 Процесс перетирания после введения дибензамидодифенилдисульфида и дифенилгуанидина проводят в течение 3-5 мин при температуре 75-80 С. Затем добавляют скипидар и 2/3 части индустриального масла и перемешивают в течение 53-55 мин при температуре 90-96 С после введения оставшихся согласно рецептуре компонентов. Процесс проводят, например, в смесителе периодического действия типа Вернер 3 Д 250 л 13 У-01. Количество смеси определяется емкостью машины и составляет 95-105 кг. Для ведения процесса перемешивания в мягком влажном режиме в массу добавляют обычную воду в количестве из расчета 10 л на 95-105 кг массы и продолжают перемешивание еще в течение 5-7 мин при температуре 90-96 С. Девулканизацию массы проводят, в частности, в реакторно-смесительной установке,например, в червячном прессе СН-200. Температура камеры пресса в зоне загрузки 5565 С, в зоне выгрузки (головки пресса) 175-180 С, червяк пресса охлаждают. Процесс прохождения массы в установке составляет 3-4 мин. Здесь происходит собственно девулканизация массы за счет высокой температуры и мощного механического воздействия червяка роторно-смесительной установки. Происходит испарение воды за счет высокой температуры процесса. Полученную массу в виде бесформенных кусков охлаждают в естественных условиях в течение 4-5 часов, деструкция при этом продолжается. 3 11385 1 2008.12.30 Затем массу дополнительно перемешивают, например, на смесительных вальцах с температурой валков 55-65 С и с зазором между валками 0,5-0,7 мм. Перемешивание проводят 8-10 мин. Бутиловый регенерат снимают с валков в виде тонкой пленки, сворачивая ее в рулон. Процесс поясняет табл. 2. Таблица 2 Процесс Дробление 95 кг отходов бутиловых диафрагм до размера частиц 10-20 мм Размол частиц до получения однородной массы Введение компонентов с последующим перетиранием массы Дибензамидодифенилдисульфид, мас.дифенилгуанидин,мас.1/3 часть индустриального масла, мас.Введение остальных компонентов и перемешивание скипидар, мас.2/3 части индустриального масла, мас.Добавление воды в количестве 10 литров и перемешивание 90 55 - в зоне загрузки,175 - в зоне выгрузки естественные условия 90 58 - в зоне загрузки,175 - в зоне выгрузки естественные условия 96 65 - в зоне загрузки,180 - в зоне выгрузки естественные условия Дополнительное перемешивание и выгрузка 55 10 55 8 65 8 готового продукта Получение бутилового регенерата из отходов бутиловых диафрагм осуществлено на серийном оборудовании ООО Регата ЛТД. Полученный бутиловый регенерат по рецепту 1 табл. 1 способом в соответствии с табл. 2 имеет качественные показатели, отраженные в табл. 3. 8 Бутиловый регенерат по рецепту 1, полученный способом в соответствии с табл. 2 Массовая доля летучих веществ при температуре 1105 С Вязкость по Муни МБ 14 (100 С),2 усл.ед Условная прочность при растяжении 3 МПа, (кгс/см 2) Относительное удлинение при разры 4 ве,1 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5