Способ получения мягчителя резиновой смеси

Изобретение относится к шинной и резино-технической промышленности. Измельченные отходы резины смешивают с углеводородной фракцией с последующей термообработкой при 150-250°С в течение 0,5-24 ч. В качестве углеводородной фракции используют мазут с температурой начала кипения 350°С и анилиновой точкой 80°С и более. Соотношение компонентов, мас.%: измельченные отходы резины - 30-90, указанная углеводородная фракция - 10-70. Технический результат состоит в расширении сырьевой базы мягчителей с сохранением низкого содержания ароматических углеводородов в них и в улучшении физико-механических свойств вулканизатов резиновых смесей. 2 табл.

 

Изобретение относится к области переработки отходов резин, в частности получению мягчителей и пластификаторов, применяемых в резиновых смесях в шинной и резинотехнической промышленности.

В качестве мягчителей и пластификаторов используются продукты переработки нефти, каменного угля, сланцев, веществ растительного происхождения и т.д. Наиболее широкое применение для этих целей находят минеральные масла и экстракты селективной очистки масел, мазуты, гудроны, битумы, вазелины, парафины, церезины, озокериты, петролатум, кубовые остатки процессов нефтепереработки.

В качестве мягчителя в шинной промышленности в настоящее время широко используется масло ПН-6, получаемое путем компаундирования экстрактов от селективной очистки остаточных и дистиллятных фракций.

Известно, что в масле ПН-6 содержатся легкие ароматические углеводороды до 18-20%, средние ароматические углеводороды 55-65%. Масло ПН-6 характеризуется анилиновой точкой 55-67°С, что указывает на высокое содержание ароматических соединений (Справочник резинщика: Материалы резинового производства. / Под ред. П.И.Захарченко, Ф.И.Яшунской, В.Ф.Евстратова. - М.: Химия, 1971, - с.443-446).

Также в масле ПН-6Ш, как и во всех других минеральных маслах, содержатся полициклические ароматические вещества (РАН), при этом эти масла ароматического типа обладают определенным потенциалом канцерогенности (Саввинова Ю.А., Васильевых Н.Я. /Токсические свойства ароматических масел-мягчителей. // Простор,-1999.- №9.- С.44-47).

Все это требует замены в резинах ароматических технологических масел, используемых в качестве мягчителей резиновых смесей, по требованиям к экологичности, которые очень высоки.

Дистиллятные ароматические экстракты с высоким содержанием полициклических ароматических углеводородов широко применяются в качестве ароматических технологических масел для производства маслонаполненного НК и СК, а также - в готовых шинах. Однако различные исследования показали потенциальную канцерогенность этих масел. Европейское законодательство (Директива ЕС 67/548) (EEC), касающаяся веществ, классифицирует эти дистиллятные ароматические экстракты как канцерогенные и дает данным минеральным маслам маркировку опасных веществ "R45" (могут вызывать рак) и обозначение "Т" (череп и кости).

В исследовании "Кеми" (Kemi study), опубликованном в 1994 г. в Швеции, подчеркивалось, что при применении этих потенциально канцерогенных продуктов в протекторе шин возникают экологические проблемы. Общий износ в процессе эксплуатации шин в Швеции оценивался в 10000 т/год, из этого количества примерно 14 т/год составляли полициклические ароматические углеводороды (KGK Kautschuk Gummi Kunststoffe, 48 (1995) 237).

Широко используемое в качестве мягчителя резиновой смеси масло ПН-6, которое является побочным продуктом процесса переработки нефти, постепенно исчезает с рынка. В настоящее время это обусловлено тенденцией повышения глубины переработки нефти при использовании новых современных процессов нефтепереработки. При новых процессах нефтепереработки отсутствуют побочные продукты типа масла ПН-6 (Lemmon. M., et. al., Impact of base oil trends on future lubricant formulations - the additive perspective. Presentation 1997 National Petroleum Refiners Association annual meeting, San Antonio, USA 16-18 March 1997); (Juergen E. Pocklington, Deutsche Shell AG, Germany. // A safer alternative to aromatik process oils. - Tire Technologi InterhatiohaL-1998, - p.43-47)

Помимо мягчителей, получаемых как побочные продукты и отходы различных процессов нефтепереработки, в резиновой промышленности используются мягчители, получаемые другими способами.

Мягчители, получаемые пиролитическим расщеплением утилизируемых шин, содержат значительно меньшее количество ароматических соединений. В пат. США 4175211 (МПК7 С07С - 003/26, опубл. 20.11.1979) описывается способ переработки использованных шин, который включает их измельчение до размеров 4-0,75 мм, смешение с нефтепродуктами, нагревание полученной смеси в реакторе при 65-370°С в течение времени, достаточного для растворения материала, каталитический крекинг полученного раствора в реакторе при температуре не ниже 450°С и повышенном давлении, выгрузку продукта из реактора и последующую его дистилляцию с образованием газообразных продуктов, бензиновой фракции, легких и тяжелых фракций маслообразных продуктов. Образовавшиеся тяжелые фракции используются как мягчители.

К недостатку мягчителя, полученного данным способом, следует отнести то, что он содержит ароматические вещества, первоначально присутствовавшие в исходных нефтепродуктах.

Также известен мягчитель (Патент США №5157176 МПК7 G10L 001/16; G10L 005/00; С07С - 001/00, опубл. 20.10.1992), получаемый из использованных шин по следующим стадиям: размещение шины или измельченной резины в закрытом реакторе, пиролитическое нагревание в противотоке пиролизного газа при температуре от 176°С (350F) до 260°С (500 F) с контролем содержания кислорода в этом газе (пиролизный газ получается частичным сжиганием отработанных шин); фракционное разделение пиролитических газов и масла после реактора. После разделения полученное масло используется как мягчитель.

Мягчитель имеет температуру вспышки, начиная с 171°С (340F), что ниже, чем у масла ПН-6 и поэтому является более пожароопасным.

Существует решение данной проблемы путем переработки резиномасляных отходов, который включает в себя смешение резиномасляных отходов из лабиринтных уплотнений резиносмесителей с соотношением резиновой смеси к смазочному маслу от 10:90 до 30:70 с мягчителями в соотношении 30-50:50-70 с последующим подогревом при температуре 70-80°С и перемешиванием в течение 40-80 минут до однородной массы (Пат. 2119929 Российская Федерация, МПК6 С08J 11/00, В29В 17/00). Существенным недостатком данного способа получения мягчителя является ограниченная сырьевая база для его получения, так как число резиносмесителей ограничено, и, следовательно, количество резиномасляных отходов невелико.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ получения мягчителя резиновой смеси (Пат.2220985 Российская Федерация, МПК7 С08J 11/00, С08L 17/00, С08F 10/02. Способ получения мягчителя резиновой смеси [Текст] / Минигалиев Т.Б., Дорожкин В.П., Хусаинова P.M.; заявитель и патентообладатель Минигалиев Т.Б.; Дорожкин В.П.; Хусаинова P.M. - №2002117076/04; заявл. 2002.06.28; опубл. 2004.01.10), заключающийся в создании смеси измельченных отходов резины с кубовым остатком ректификации продуктов производства олигомеров этилена, при этом мягчитель получают термообработкой смеси при температуре 150-250°С в течение 0,5-24 часов при следующем соотношении компонентов, мас.%: измельченные отходы резины - 5-90; кубовый остаток ректификации продуктов производства олигомеров этилена - 10-95. Существенным недостатком данного способа получения является применение синтетического продукта - кубового остатка ректификации продуктов производства олигомеров этилена, объемы производства которого зависят от объемов производства целевых продуктов.

Задачей изобретения является расширение сырьевой базы мягчителей резиновых смесей с сохранением низкого содержания ароматических углеводородов в них и улучшение физико-механических свойств вулканизатов резиновых смесей.

Поставленная задача решается смешением измельченных отходов резины и углеводородной фракции с последующей термообработкой при температуре 150-250°С в течение 0,5-24 ч, в качестве углеводородной фракции применяют мазут с температурой начала кипения 350°С и анилиновой точкой 80°С при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Измельченные отходы резины30-90
Указанная углеводородная фракция10-70

Для процесса использовались измельченные резиновые отходы, например резиновая крошка, получаемая при переработке утилизируемых шин, шерохованная резина и др.

Фракция углеводородов представляет собой смесь углеводородов, в состав которых входит ограниченное содержание ароматических углеводородов, что характеризуется анилиновой точкой выше 80°С и температурой кипения выше 350°С, например кубовые остатки перегонки нефти и нефтепродуктов, в частности - мазут, масла смазочные, топливо печное.

Фракция углеводородов содержит ограниченное содержание ароматических соединений, что контролируется показателем анилиновая точка, и введение его в состав смеси способствует уменьшению их содержания в мягчителе по сравнению с их содержанием в исходных резиновых отходах.

Техническое решение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения.

Пример 1.

Мягчитель готовят следующим образом: в реактор помещают 47 г измельченных отходов резины, 20 г кубового остатка ректификации продуктов производства олигомеров этилена и прогревают при температуре 150°С при постоянном перемешивании в течение 0,67 часа. Полученную массу выгружают из реактора, охлаждают до температуры окружающей среды и усредняют на лабораторных вальцах либо на другом смесительном оборудовании.

Анилиновую точку определяют по ГОСТ 12329-77.

Полученный мягчитель вводят в резиновую смесь, рецептура которой представлена в таблице 1.

Таблица 1
Состав резиновой смеси
Наименование ингредиентаНавеска, мас.ч.
Каучук полиизопреновый100,0
Сера1,7
Оксид цинка5,0
Стеариновая кислота1,0
Дифенилгуанидин3,0
Альтакс0,3
Технический углерод40,0-70,0
Мягчитель5,0

Пример 2-9.

Мягчитель готовят тем же способом, как и в Примере 1, соотношение компонентов и режим отображены в таблице 2. В качестве фракции углеводородов применяют мазут марки М-40 (ГОСТ 10585-75). Его анилиновая точка равна 80°С. Температура начала кипения 350°С.

Резиновую смесь с новым мягчителем готовят в лабораторном резиносмесителе при температуре 95-140°С в течение 4 мин, компоненты вулканизующей группы вводят на вальцах 6 мин при температуре 95°С. Вулканизацию образцов проводят в прессе при температуре 150°С в течение 30 мин. Условная прочность при растяжении определялась согласно ГОСТ 270-75. Полученные данные представлены в таблице 2.

Как видно из данных таблицы 2, предлагаемый мягчитель повышает условную прочность при растяжении, что говорит об улучшении физико-механических свойств. При этом существенного изменения содержания ароматических соединений в мягчителе не наблюдается, о чем свидетельствует значение анилиновой точки.

Предлагаемый нами мягчитель расширяет рынок мягчителей.

Применение отходов резины при производстве мягчителя способствует экономии материальных ресурсов и решает проблему утилизации отходов резины.

Таблица 2
Состав, режим получения и характеристики мягчителей
Номер примераСодержание ингредиентовРежим приготовления мягчителяАнилиновая точка, °СУсловная прочность резины при растяжении, МПа
Измельченные отходы резины, мас.%Кубовый остаток, мас.%Мазут, мас.%Температура процесса, °СВремя процесса, ч
1*70,030,0-1500,679718,3
270,0-30,01504,0010019,0
370,0-30,02000,5010019,2
470,0-30,02500,3310119,6
530-701503,009919,1
690-102000,5011018,7
790-101403,3311018,5
850-5015024,0010019,3
950-5025024,009819,6
* Прототип

Способ получения мягчителя резиновой смеси, заключающийся в смешении измельченных отходов резины и углеводородной фракции с последующей термообработкой при температуре 150-250°С в течение 0,5-24 ч, отличающийся тем, что в качестве углеводородной фракции применяют мазут с температурой начала кипения 350°С и анилиновой точкой 80°С и более при следующем соотношении компонентов, мас.%:

измельченные отходы резины30-90
указанная углеводородная фракция10-70



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к пригодной для применения в производстве пневмошин или полупродуктов для пневмошин эластомерной композиции на основе по меньшей мере одного диенового эластомера, неорганического наполнителя в качестве усиливающего наполнителя, полифункционального органосилана, а именно гидроксисилана общей формулы (I), в качестве связывающего агента (для системы неорганический наполнитель/диеновый эластомер), имеющего по меньшей мере две функционалные группы, обозначаемые "X" и "Y", который может быть привит, с одной стороны, к эластомеру с помощью функции Х и, с другой стороны, к неорганическому наполнителю с помощью функции Y, которая является гидроксисилильной функцией ( Si-OH), причем органосиланом является полисульфид гидроксисилана общей формулы (I), количество неорганического усиливающего наполнителя составляет от 10 до 200 чсэ (вес.

Изобретение относится к шине для колес транспортных средств и, в частности, к высокоэффективной шине. .
Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к получению резиновых смесей на основе каучуков общего или специального назначения с использованием в качестве наполнителя природного материала - волластонита, и может быть использовано при производстве различных реэиново-технических изделий, эластомерных композиций, полимерных рулонных кровельных и гидроизоляционных материалов и т.п.

Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к разработке рецептуры резиновой смеси, которая обеспечивает получение резин, обладающих повышенной теплостойкостью, устойчивостью к действию многократных деформаций, сопротивлению раздиру.
Изобретение относится к термопластичному материалу, содержащему: а) от 5 до 95 мас.% вулканизованного каучука в измельченной форме; b) от 5 до 95 мас.%, по меньшей мере, одного гетерофазного сополимера, содержащего термопластичную фазу, полученную из гомополимера или сополимера пропилена, и эластомерную фазу, полученную из сополимера этилена с -олефином; с) от 0 до 90 мас.%, по меньшей мере, одного -олефинового гомополимера или монополимера, отличного от b), причем количества (а), (b), (с) выражены из расчета на общую массу (а)+(b)+(с).
Изобретение относится к способу получения термопластичных резин с повышенной масло-бензостойкостью, которые могут быть использованы для изготовления шлангов, прокладок, втулок и других резинотехнических изделий, работающих в условиях контакта с нефтепродуктами, методами экструзии и литья под давлением.
Изобретение относится к резиновой промышленности и может быть использовано для изготовления резинотехнических изделий в различных отраслях промышленности. .
Изобретение относится к прессованному материалу, содержащему полиуретановый эластомер и каучук, а также способу получения материала, включающему смешивание, формование и прессование исходных материалов, и может быть использовано при строительных, декоративных и инженерных работах.
Изобретение относится к резиновой смеси и может быть использовано при производстве резинотехнических изделий и строительных материалов, например, в качестве эластичной добавки в различных покрытиях.

Изобретение относится к пластичному материалу, такому, как отверждаемый пластилин для лепки, формования и изготовления декоративно-прикладных или художественных изделий, способный приобретать эластичные, упруго-деформационные свойства и термостабильность после нагрева или воздействия сверхвысокочастотным излучением.

Изобретение относится к переработке органических полимерных отходов резинотехнической промышленности и автотранспорта, например сайлент-блоков, в металлические детали для их восстановления и химическое сырье.

Изобретение относится к области переработки резиносодержащих или смеси резиносодержащих и полимерных отходов и может быть использовано для утилизации изношенных автомобильных шин с получением твердого углерода и других продуктов, которые могут быть использованы в качестве углеводородсодержащего сырья для различных производств.
Изобретение относится к химической переработке резиносодержащих, а также промышленных и бытовых органических отходов (полиэтилен, полистирол, полиизобутилен, капрон, лавсан, энант, найлон, поливинилхлорид, различные виды каучука, фенолформальдегидные наволачные смолы и т.
Изобретение относится к химической переработке резиносодержащих, а также промышленных и бытовых органических отходов (полиэтилен, полистирол, полиизобутилен, капрон, лавсан, энант, найлон, поливинилхлорид, различные виды каучука, фенолформальдегидные наволачные смолы и т.д.) в компоненты моторного топлива и сырье для промышленности основного органического, нефтехимического и биохимического синтеза, производству анодной массы для электротермических и электрохимической предприятий, гидро-, тепло- и звукоизоляционных материалов, асфальтобетона для дорожного строительства.

Изобретение относится к технологии переработки отходов резины и продуктов нефтехимии и нефтепереработки и может быть использовано для решения экологических и топливно-энергетических задач.

Изобретение относится к химической переработке резиносодержащих, а также промышленных и бытовых органических отходов (полиэтилен, полистирол, полиизобутилен, капрон, лавсан, энант, найлон, поливинилхлорид, различные виды каучука, фенолформальдегидные наволачные смолы и т.
Изобретение относится к переработке резиносодержащих отходов, в частности к утилизации изношенных автомобильных покрышек и резинотехнических изделий путем переработки их в котельное топливо, а также жидкие и твердые отходы, которые могут быть использованы в качестве сырья для различных производств.

Изобретение относится к регенерации полимерных материалов и предназначено для использования в резинотехнической промышленности и в производстве полимерных материалов методом литья под давлением, экструзии и прессования.

Изобретение относится к переработке отходов и может быть использовано при утилизации отработанных автомобильных шин одновременно с отработанными маслами продуктов нефтепереработки.
Изобретение относится к способу получения газообразного топлива из отходов резины и полимеров, включающему подготовку исходного сырья, баротермическую деструкцию исходного сырья путем сжижения в водорододонорном растворителе при температуре выше 270°С и давлении до 6 МПа, с получением жидкой фракции, выделение технического углерода и других побочных твердых продуктов, полное испарение полученной жидкой фракции, пиролиз образующейся парогазовой смеси при температуре 700-800°С и давлении 2.2-2.5 МПа, с последующим резким охлаждением полученного газа

Изобретение относится к шинной и резино-технической промышленности

Наверх