Способ получения модифицированных резиновых смесей
Владельцы патента RU 2431641:
Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук (RU)
Изобретение относится к способу получения модифицированных резиновых смесей, содержащих шинный регенерат, с использованием продукта регенерации. В резиновую смесь, содержащую шинный регенерат и пластификатор, вводят продукт регенерации, получаемый путем контактирования резиновой крошки с закисью азота (N2O) при 120-350°С и давлении закиси азота от 3 до 140 атм. Модификацию резиновой смеси осуществляют путем замены от 25 до 99.5 мас.% шинного регенерата в составе резиновой смеси на продукт регенерации, получаемый с помощью закиси азота. Изобретение позволяет улучшить технологические характеристики резиновых смесей и повысить прочностные характеристики резин, получаемых путем вулканизации резиновых смесей, в частности, модификация обкладочных резиновых смесей по изобретению позволяет значительно повысить прочность связи обкладочной резины с шинным кордом. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 9 табл.
Изобретение относится к способу получения модифицированных резиновых смесей, содержащих шинный регенерат, с использованием продуктов регенерации (шинных регенератов), получаемых путем обработки с помощью закиси азота (N2O) резиносодержащих отходов, а именно шинных резин и использованных автомобильных шин. Более конкретно, изобретение описывает способ получения модифицированных резиновых смесей, который осуществляют путем введения в резиновую смесь шинного регенерата, получаемого путем контактирования шинной резиновой крошки с закисью азота.
В последние годы во многих странах значительное внимание уделяется проблеме утилизации резиносодержащих отходов. Наиболее крупнотоннажными отходами этого типа являются вышедшие из эксплуатации автомобильные шины. Так, по данным [Pat. Appl. US №2007/0004812, C08J 11/04, B01D 11/02, B29B 17/02, 04.01.2007] в мире ежегодно накапливается около 15 млн. тонн шин (около 1 миллиарда штук). Поэтому переработка и вторичное использование таких отходов являются особенно актуальными.
Наиболее рациональным способом переработки резины является ее регенерация - переработка в продукты (регенераты), которые можно повторно использовать для замены каучуков в составе эластомерных композиций и приготовления резин. Регенерация основана на девулканизации (деструкции вулканизационной сетки) резины, которая может осуществляться химическими, термомеханическими и другими методами [Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 4th Ed., vol.21 1997, John Wiley&Sons, NY, 12-21].
Например, девулканизация резины может быть проведена химическими методами под действием органических [Pat. US 4544675, C08F 11/28, C08J 11/00, 1.10.1985, J. Anderson; US Pat. Apl. 2004/0132841, C08J 11/00, 8.7.2004, D.A.Benko et al.] или неорганических [Pat. US 5602186, C08J 11/16, 11.02.1997, R.D.Myers et al.] девулканизирующих агентов при повышенных температуре и давлении.
Девулканизация также может быть проведена термомеханическими методами с использованием высокоскоростных экструдеров в присутствии регенерирующих агентов [US Pat. Apl. 2005/0203197, C08F 11/04, C09K 3/00, 15.09.2005, Y.Tang] или без их добавки [Pat. US 2653349, В29В 17/00, 29.09.1953, J.C.Elgin et al.].
Кроме этого, известны методы девулканизации, основанные на использовании микроволнового излучения [Pat. US 4104205, C08J 11/00, C08F 2/46, 1.08.1978, D.S. Novotny et al.] или ультразвука [Pat. US 5284625, C08J 11/00, C08F 2/40, 8.02.1994, A. Isayev et al.].
Следует отметить, что продукты регенерации (шинные регенераты), получаемые указанными способами, как правило, обладают недостаточно высоким качеством для их широкого применения [Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 4th Ed., vol. 21 1997, John Wiley & Sons, NY, 12-21].
В некоторых патентах показана возможность использования продуктов регенерации резины (шинного регенерата) в качестве компонента резиновых композиций [US Pat. Apl. 2004/0132841, C08J 11/16, 8.7.2004, D.A.Benko et al., US Pat. Apl. 2005/0203197, C08J 11/04, 15.09.2005, Y.Tang]. Однако вулканизаты, получаемые с использованием таких продуктов, как правило, обладают недостаточно высокими прочностными характеристиками.
Изобретение решает задачу улучшения технологических характеристик резиновых смесей, содержащих шинный регенерат, а также повышения прочностных характеристик резин, получаемых путем вулканизации таких смесей.
Настоящее изобретение описывает новый способ получения модифицированных резиновых смесей, содержащих шинный регенерат.
Предложен способ получения модифицированных резиновых смесей, содержащих шинный регенерат и пластификатор, в котором в резиновую смесь вводят шинный регенерат, получаемый путем контактирования резиновой крошки с закисью азота (N2O) при температуре 120-350°С и давлении закиси азота от 3 до 140 атм.
Предложен способ получения модифицированных резиновых смесей, содержащих шинный регенерат, в котором в резиновую смесь вводят шинный регенерат, получаемый путем контактирования резиновой крошки с закисью азота (N2O) при температуре 120-350°С и давлении закиси азота от 3 до 140 атм, и резиновую смесь готовят без добавки пластификатора.
Для получения модифицированной резиновой смеси от 25 до 100 мас.% шинного регенерата в составе резиновой смеси заменяют на шинный регенерат, получаемый с помощью закиси азота.
Для получения модифицированной резиновой смеси используют шинный регенерат, содержащий от 0.5 до 3.0 мас.% кислорода, введенного из закиси азота.
Модифицированные резиновые смеси подвергают вулканизации для получения резин.
Шинный регенерат, получаемый с помощью закиси азота, используют для приготовления модифицированных обкладочных резиновых смесей с целью повышения прочности связи обкладочной резины с металлокордом.
Согласно предлагаемому способу получение модифицированных резиновых смесей осуществляют путем введения в резиновую смесь продуктов регенерации (регенератов), получаемых по патенту [RU 2362795, C10G 1/10, C08J 11/04, 27.07.09, Дубков К.А. и др.] путем обработки с помощью закиси азота (N2O) резиносодержащих отходов, а именно шинных резин и использованных автомобильных шин. Согласно патенту [RU 2362795] обработку резиносодержащих отходов, например шинной резиновой крошки, закисью азота или N2O-содержащим газом ведут при температуре 120-350°С и давлении N2O от 3 до 140 атм.
В зависимости от условий и интенсивности процесса продукты регенерации (шинные регенераты), получаемые этим методом, могут иметь разную консистенцию: от вязкотекучей до жидкой. Кроме этого, варьирование условий обработки позволяет получать продукты регенерации с регулируемым содержанием кислорода, введенного из N2O в каучуковый компонент резины в виде полярных карбонильных групп [С.В.Семиколенов, К.А.Дубков, Д.П.Иванов, В.Д.Ворончихин, Г.И.Панов // Новый метод переработки использованных шин с помощью закиси азота // XIV международная конференция «Резиновая промышленность. Сырье. Материалы», Москва 19-23 мая 2008 г., с.207-209]. Это дает важные преимущества для регулирования свойств резиновых смесей и резин, модифицированных такими продуктами согласно предлагаемому способу.
Используемые в предлагаемом способе продукты регенерации (шинные регенераты) обладают комплексом важных характеристик. Благодаря присутствию в их составе полярных кислородсодержащих групп они обладают высокой адгезией к различным материалам. Ввиду относительно низкой вязкости они могут смешиваться с различными ингредиентами и наполнителями в составе резиновых композиций, а также играть роль пластификатора. Поэтому их введение в состав резиновых смесей позволяет получать полимерные композиции с улучшенными технологическими и эксплуатационными характеристиками, в частности с повышенной пластичностью, улучшенными адгезионными и прочностными свойствами. Такие свойства особенно важны в случае резинокордных систем, где необходима высокая прочность связи обкладочных резин с кордом.
Кроме карбонильных групп указанные продукты регенерации содержат двойные углерод-углеродные связи [С.В.Семиколенов, К.А.Дубков, Д.П.Иванов, В.Д.Ворончихин, Г.И.Панов // Новый метод переработки использованных шин с помощью закиси азота // XIV международная конференция «Резиновая промышленность. Сырье. Материалы.», Москва 19-23 мая 2008 г., с.207-209]. Поэтому они обладают хорошей совместимостью с разными типами высокомолекулярных каучуков, а также легко подвергаются вулканизации в составе резиновых композиций.
Согласно предлагаемому способу продукты регенерации (шинные регенераты), которые могут быть использованы для получения модифицированных резиновых смесей и их вулканизатов, могут содержать от 0.5 до 3 мас.% кислорода. В зависимости от содержания кислорода они представляют собой пластичные или вязкотекучие продукты.
В соответствии с данным изобретением получение модифицированных резиновых смесей, содержащих шинный регенерат, осуществляют путем замены от 25 до 100 мас.% шинного регенерата в составе резиновой смеси на шинный регенерат, получаемый путем обработки резиной крошки закисью азота.
Согласно предлагаемому способу получение модифицированных резиновых смесей может проводиться без добавки пластификатора, поскольку шинный регенерат, получаемый с помощью закиси азота, имеет относительно низкую вязкость.
К резиновым смесям и резинам, которые могут быть получены по предлагаемому способу, относятся резиновые смеси и резины, содержащие шинный регенерат. Такие резиновые смеси и резины могут дополнительно содержать высокомолекулярные каучуки различных типов, например натуральный каучук.
Согласно данному изобретению модифицированная резиновая смесь может быть приготовлена путем одновременного или последовательного смешения всех необходимых компонентов (каучуков, шинного регенерата, продукта регенерации (шинного регенерата), полученного путем обработки резиновой крошки с помощью закиси азота, наполнителей, вулканизующих агентов, пластификаторов и т.д.).
Модифицированная резиновая смесь может быть также приготовлена путем добавки шинного регенерата, полученного с помощью N2O, в готовые резиновые смеси с их последующим перемешиванием. Перемешивание составляющих на всех стадиях изготовления модифицированной резиновой композиции осуществляют на стандартном смесительном оборудовании, например вальцах, роторных или шнековых смесителях.
В общем случае получение модифицированных резиновых смесей осуществляют следующим образом. Все компоненты смеси предварительно дозируют. Продукт регенерации, полученный с помощью N2O, смешивают с высокомолекулярным каучуком и шинным регенератом. Далее в смесь добавляют наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, вулканизующие добавки и другие необходимые компоненты. Полученную резиновую смесь формуют и подвергают изотермической вулканизации для получения резины (вулканизата).
В соответствии с данным изобретением введение в резиновую смесь шинного регенерата, полученного путем обработки резиновой крошки закисью азота, снижает вязкость резиновых смесей на основе высокомолекулярных карбоцепных полимеров. Это улучшает технологические свойства резиновых смесей и облегчает их переработку на стадии смешения компонентов и формования различных изделий. Кроме этого, предлагаемый способ одновременно обеспечивает увеличение прочностных характеристик резин, получаемых путем вулканизации модифицированных резиновых смесей. В частности, получение модифицированных обкладочных резиновых смесей по предлагаемому способу позволяет значительно повысить прочность связи обкладочных резин с шинным металлокордом.
Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1.
Этот пример демонстрирует получение модифицированной резиновой смеси и резины на основе промышленного шинного регенерата (условное обозначение РШ-1, ОАО «Чеховский регенератный завод», г.Чехово, Московская обл.). Для получения модифицированной резиновой смеси согласно предлагаемому способу используют шинный регенерат Р-1 - продукт регенерации, полученный по патенту [RU 2362795, Дубков К.А. и др.] путем переработки шинной резиновой крошки с помощью закиси азота. Для его приготовления используют резиновую крошку с размером частиц 2-3 мм, полученную путем механического измельчения использованных грузовых шин (компания «Автоснаб», г.Новосибирск). Обработку резиновой крошки (160 г) закисью азота (2 моль) проводят в присутствии растворителя (толуол, 1000 см) в реакторе объемом 2000 см3 (фирма Parr) при 230°С в течение 1 ч и давлении N2O 40 атм.
После окончания реакции из толуольного раствора выделяют пластичный регенерат Р-1, содержащий 0.3 мас.% кислорода, введенного из N2O.
Составы стандартной резиновой смеси (ТУ 38.108053-89) и модифицированной смеси показаны в таблице 1. Модифицированную резиновую смесь согласно предлагаемому способу получают путем полной замены (100 мас.%) шинного регенерата РШ-1 в составе стандартной резиновой смеси на регенерат Р-1 (таблица 1). Общее время смешения составляет 20 мин. Измерение вулканизационно-кинетических характеристик смесей проводят при температуре 143°С.
| Таблица 1 | ||
| Состав резиновой смеси, содержащей шинный регенерат (ТУ 38.108053-89) | ||
| Компонент | Состав резиновой смеси (мас. части) | |
| Стандартная смесь | Модифицированная смесь с заменой 100% РШ-1 на Р-1 (пример 1) | |
| РШ-1 | 100 | - |
| Р-1 | - | 100 |
| Тиазол 2МБС (альтакс) | 0.9 | 0.9 |
| Белила цинковые | 2.5 | 2.5 |
| Сера техническая | 1.5 | 1.5 |
Таблица 2 показывает, что введение регенерата Р-1 по предлагаемому способу улучшает характеристики резиновой смеси, так как приводит к получению модифицированной смеси с более низкой вязкостью по сравнению со стандартной смесью, что выражается в уменьшении минимального крутящего момента. Кроме этого, модифицированная смесь имеет более высокую скорость вулканизации.
| Таблица 2 | ||||
| Вулканизационно-кинетические характеристики резиновых смесей | ||||
| Показатели | Стандартная смесь | Модифицированная смесь | ||
| замена 100% РШ-1 на Р-1 (пример 1) | замена 100% РШ-1 на Р-2 (пример 2) | замена 25% РШ-1 на Р-3 (пример 3) | ||
| Минимальный крутящий момент (Н·м) | 0.21 | 0.07 | 0.07 | 0.12 |
| Скорость вулканизации(%/мин) | 27.3 | 30.8 | 38.9 | 32.6 |
В таблице 3 показаны характеристики резин, полученных путем вулканизации сырых резиновых смесей при температуре 143°С. Видно, что модифицированная резина, полученная из смеси, модифицированной по предлагаемому способу, имеет ряд преимуществ по сравнению со стандартной резиной на основе промышленного регенерата РШ-1.
| Таблица 3 | ||||
| Физико-механические характеристики вулканизатов, содержащих шинный регенерат | ||||
| Показатели | Стандартная резина | Модифицированная резина | ||
| замена 100% РШ-1 на Р-1 (пример 1) | замена 100% РШ-1 на Р-2 (пример 2) | замена 25% РШ-1 на Р-3 (пример 3) | ||
| Условная прочность при разрыве (МПа) | 7.3 | 8.0 | 8.2 | 7.5 |
| Относительное удлинение при разрыве (%) | 227 | 285 | 295 | 240 |
| Твердость по Шору А (усл. ед., н.у.) | 62 | 64 | 64 | 63 |
| Усл. прочность после 24 ч старения (МПа) | 6.3 | 7.9 | 7.8 | 7.2 |
Предлагаемый способ приводит к получению резины с более высоким относительным удлинением при разрыве (285%), более высокой прочностью при разрыве (8 МПа) и твердостью (64 усл. ед.). Кроме этого, модифицированная резина имеет более высокую стойкость к термическому старению.
Пример 2.
Этот пример аналогичен примеру 1 с тем отличием, что для получения модифицированной резиновой смеси и резины используют шинный регенерат Р-2, полученный путем обработки резиновой крошки закисью азота (1 моль) при 230°С в течение 6 ч и давлении N2O 20 атм. Регенерат Р-2 представляет собой пластичный продукт, содержащий 0.9 мас.% кислорода, введенного из N2O.
Таблица 2 показывает, что введение регенерата Р-2 улучшает характеристики резиновой смеси, приводя к получению модифицированной смеси с более низкой вязкостью по сравнению со стандартной смесью, что выражается в уменьшении минимального крутящего момента. Одновременно модифицированная смесь имеет более высокую скорость вулканизации.
Из таблицы 3 видно, что предлагаемый способ одновременно обеспечивает получение модифицированной резины с более высоким относительным удлинением при разрыве (295%), более высокой прочностью при разрыве (8.2 МПа) и твердостью (64 усл. ед.), а также с более высокой стойкостью к термическому старению по сравнению со стандартной резиной.
Пример 3.
Этот пример аналогичен примеру 1 с тем отличием, что для получения модифицированной резиновой смеси и резины используют шинный регенерат Р-3, полученный путем обработки резиновой крошки закисью азота (3 моль) при 230°С в течение 6 ч и давлении N2O 60 атм. Регенерат Р-3 представляет собой вязкий продукт, содержащий 2.9 мас.% кислорода, введенного из N2O. Модифицированную резиновую смесь согласно предлагаемому способу получают путем замены 25 мас.% шинного регенерата РШ-1 в составе стандартной резиновой смеси на регенерат Р-3.
Таблица 2 показывает, что модифицированная резиновая смесь, содержащая регенерат Р-3, также имеет более низкую вязкость (минимальный крутящий момент) и более высокую скорость вулканизации по сравнению со стандартной смесью.
Из таблицы 3 видно, что предлагаемый способ одновременно обеспечивает получение модифицированной резины с более высоким относительным удлинением при разрыве (240%), более высокой прочностью при разрыве (7.5 МПа) и твердостью (63 усл. ед.), а также с более высокой стойкостью к термическому старению по сравнению со стандартной резиной.
Пример 4.
Этот пример аналогичен примеру 1 с тем отличием, что шинный регенерат Р-1, содержащий 0.3 мас.% кислорода, используют для получения модифицированной резиновой смеси и резины для изоляции проволоки бортового кольца крупногабаритных шин. В состав стандартной смеси (таблица 4) входят натуральный каучук, каучук СКМС-30АРМ-15 и промышленный шинный регенерат РШ-1. Модифицированную резиновую смесь согласно предлагаемому способу получают путем полной замены (100 мас.%) шинного регенерата РШ-1 в составе стандартной резиновой смеси на регенерат Р-1 (таблица 4).
| Таблица 4 | ||
| Состав резиновой смеси, содержащей шинный регенерат, для изоляции проволоки бортового кольца крупногабаритных шин | ||
| Компонент | Состав резиновой смеси (мас. части) | |
| Стандартная смесь | Модифицированная смесь с заменой 100% РШ-1 на Р-1 (пример 4) | |
| Натуральный каучук | 50 | 50 |
| СКМС-30АРМ-15 | 50 | 50 |
| Регенерат РШ | 100 | - |
| Регенерат Р-1 | - | 100 |
| Сера ромбическая | 7.5 | 7.5 |
| Тиазол 2МБС | 1 | 1 |
| Цинковые белила | 4 | 4 |
| Магнезия жженая | 1 | 1 |
| Стеарин | 1 | 1 |
| Олеиновая кислота | 1 | 1 |
| Канифоль сосновая | 5 | 5 |
| Битум нефтяной | 40 | 40 |
| Технический углерод П514 | 125 | 125 |
Из таблицы 5 видно, что предлагаемый способ улучшает характеристики резиновой смеси. Введение регенерата Р-1 понижает вязкость смеси, что выражается в уменьшении минимального крутящего момента, а также повышает пластичность смеси. Скорость вулканизации немного возрастает по сравнению со смесью стандартного состава.
| Таблица 5 | ||||
| Реологические и вулканизационно-кинетические характеристики (143°С) резиновых смесей, содержащих шинный регенерат | ||||
| Показатели | Стандартная смесь | Модифицированная смесь | ||
| замена 100% РШ-1 на Р-1 (пример 4) | замена 50% РШ-1 на Р-2 (пример 5) | замена 25% РШ-1 на Р-3 (пример 6) | ||
| Пластичность (усл. ед.) | 0.15 | 0.19 | 0.21 | 0.32 |
| Минимальный крутящий момент (Н·м) | 0.48 | 0.34 | 0.31 | 0.29 |
| Скорость вулканизации(%/мин) | 10.0 | 12.1 | 10.5 | 11.7 |
Характеристики резин, полученных путем вулканизации сырых резиновых смесей при температуре 143°С, показаны в таблице 6. Видно, что предлагаемый способ приводит к получению модифицированной резины, которая имеет ряд преимуществ по сравнению с эластомерной композицией стандартного состава. Введение регенерата Р-1 приводит к повышению условной прочности при разрыве от 20.1 до 22.2 МПа и относительного удлинения от 285 до 295%. Твердость вулканизата практически не изменяется. Наиболее важным положительным эффектом предлагаемого способа является значительное повышение прочности связи резины с проволокой (от 164 до 243 Н).
| Таблица 6 | ||||
| Физико-механические характеристики вулканизатов, содержащих шинный регенерат | ||||
| Показатели | Стандартная резина | Модифицированная резина | ||
| замена 100% РШ-1 на Р-1 (пример 4) | замена 50% РШ-1 на Р-2 (пример 5) | замена 25% РШ-1 на Р-3 (пример 6) | ||
| Условная прочность при разрыве (МПа) | 20.1 | 22.2 | 20.5 | 21.0 |
| Относительное удлинение при разрыве (%) | 285 | 295 | 290 | 300 |
| Твердость по Шору А (усл. ед., н.у.) | 81 | 82 | 82 | 81 |
| Прочность связи резины с проволокой 1 л (Н) | 164 | 243 | 230 | 190 |
Пример 5.
Этот пример аналогичен примеру 4 с тем отличием, что модифицированную резиновую смесь согласно предлагаемому способу получают путем замены 50 мас.% шинного регенерата РШ-1 в составе стандартной резиновой смеси на регенерат Р-2 (пример 2), содержащий 0.9 мас.% кислорода.
Из таблицы 5 видно, что предлагаемый способ повышает пластичность резиновой смеси и понижает минимальный крутящий момент, то есть вязкость смеси. Прочностные характеристики модифицированной резины (условная прочность при разрыве, относительное удлинение, твердость) повышаются по сравнению со стандартной резиной (таблица 6). Одновременно прочность связи модифицированной резины с проволокой значительно увеличивается, достигая 230 Н.
Пример 6.
Этот пример аналогичен примеру 4 с тем отличием, что модифицированную резиновую смесь согласно предлагаемому способу получают путем замены 25 мас.% промышленного шинного регенерата РШ-1 в составе стандартной резиновой смеси на регенерат Р-3 (пример 3), содержащий 2.9 мас.% кислорода.
Из таблицы 5 видно, что предлагаемый способ повышает пластичность резиновой смеси и понижает минимальный крутящий момент, то есть вязкость смеси. Модифицированная резина, полученная путем вулканизации модифицированной смеси, имеет более высокую условную прочность и относительное удлинение при разрыве, а также более высокую прочность связи с проволокой по сравнению со стандартной резиной (таблица 6).
Пример 7
Этот пример аналогичен примеру 1 с тем отличием, что для получения модифицированной резиновой смеси и резины используют стандартную резиновую смесь (таблица 7), которая содержит промышленный шинный регенерат РШ-2 (ООО «Тамплиер-Центр», г.Черногорск, Республика Хакасия), каучук СКМС-30АРМ-15 и предназначена для изготовления формовых изделий. В качестве пластификатора данная смесь содержит масло Нетоксол. Модифицированную резиновую смесь согласно предлагаемому способу получают путем полной замены (100 мас.%) шинного регенерата РШ-2 в составе стандартной резиновой смеси на регенерат Р-3 (пример 3), содержащий 2.9 мас.% кислорода.
| Таблица 7 | ||
| Состав резиновой смеси для формовых изделий, содержащей шинный регенерат | ||
| Компонент | Состав резиновой смеси (мас.части) | |
| Стандартная смесь | Модифицированная смесь с заменой 100% РШ-2 на Р-3 (пример 7) | |
| СКМС-30АРМ-15 | 62.5 | 62,5 |
| РШ-2 | 12.5 | - |
| Р-3 | - | 12.5 |
| Сера молотая | 0.31 | 0.31 |
| Тиазол 2МБС | 0.63 | 0.63 |
| Ацетонанил Р | 1.25 | 1.25 |
| Белила цинковые | 0.94 | 0.94 |
| Каолин | 31.25 | 31.25 |
| Технический углерод П 701 | 37.5 | 37.5 |
| Воск ЗВ-1 | 3.125 | 3.125 |
| Стеарин | 1.25 | 1.25 |
| Тиурам Д | 1.13 | 1.13 |
| Каолин | 1.13 | 1.13 |
| Масло Нетоксол | 8 | 8 |
Таблица 8 показывает, что предлагаемый способ улучшает характеристики резиновой смеси, так как повышает ее пластичность и понижает минимальный крутящий момент, то есть вязкость смеси. Скорость вулканизации модифицированной резиновой смеси уменьшается по сравнению со смесью стандартного состава.
| Таблица 8 | |||||
| Реологические и вулканизационно-кинетические характеристики (155°С) резиновых смесей, содержащих шинный регенерат | |||||
| Показатели | Стандартная смесь | Модифицированная смесь | |||
| замена 100% РШ-2 на Р-3 (пример 7) | замена 50% РШ-2 на Р-3 (пример 8) | замена 100% РШ-2 на Р-3, без масла (пример 9) | замена 100% РШ-2 на Р-1, без масла (пример 10) | ||
| Пластичность (усл. ед.) | 0.57 | 0.65 | 0.63 | 0.61 | 0.6 |
| Минимальный крутящий момент (Н·м) | 0.12 | 0.09 | 0.1 | 0.11 | 0.11 |
| Скорость вулканизации(%/мин) | 36.4 | 22.0 | 24.7 | 29.4 | 33.3 |
| Таблица 9 | |||||
| Физико-механические характеристики вулканизатов, содержащих шинный регенерат | |||||
| Показатели | Стандартная резина | Модифицированная резина | |||
| замена 100% РШ-2 на Р-3 (пример 7) | замена 50% РШ-2 на Р-3 (пример 8) | замена 100% РШ-2 на Р-3, без масла (пример 9) | замена 100% РШ-2 на Р-1, без масла (пример 10) | ||
| Условная прочность при разрыве (МПа) | 5.1 | 6.0 | 5.7 | 5.8 | 5.4 |
| Относительное удлинение при разрыве (%) | 688 | 760 | 743 | 700 | 695 |
| Сопротивление раздиру (кН/м) |
22.6 | 30.7 | 28.2 | 35.6 | 31.4 |
| Истираемость (м3/МДж) |
4.2 | 4.0 | 3.9 | 2.3 | 3.7 |
| Твердость по Шору А (усл. ед., н.у.) | 45 | 48 | 47 | 54 | 55 |
Характеристики резин, полученных путем вулканизации сырых резиновых смесей при температуре 155°С, показаны в таблице 9. Видно, что предлагаемый способ приводит к значительному улучшению прочностных характеристик вулканизата по сравнению со стандартной резиной. Введение регенерата Р-3 приводит к повышению условной прочности при разрыве от 5.1 до 6 МПа, относительного удлинения от 688 до 760%, сопротивления разрыву от 22.6 до 30.7 кН/м, твердости от 45 до 48 усл. ед. Одновременно предлагаемый способ приводит к уменьшению истираемости резины.
Пример 8
Этот пример аналогичен примеру 7 с тем отличием, что модифицированную резиновую смесь согласно предлагаемому способу получают путем замены 50 мас.% шинного регенерата РШ-2 в составе стандартной резиновой смеси на регенерат Р-3.
Таблицы 8 и 9 показывают, что предлагаемый способ улучшает характеристики резиновой смеси, повышая ее пластичность и понижая вязкость (минимальный крутящий момент), а также приводит к значительному улучшению прочностных характеристик вулканизата (условной прочности при разрыве, относительного удлинения, сопротивления разрыву, твердости и истираемости) по сравнению со стандартной резиной.
Пример 9.
Этот пример аналогичен примеру 7 с тем отличием, что модифицированную резиновую смесь, содержащую регенерат Р-3, готовят без добавления пластификатора (масло Нетоксол).
Таблицы 8 и 9 показывают, что предлагаемый способ улучшает характеристики резиновой смеси, повышая ее пластичность и понижая вязкость (минимальный крутящий момент), а также приводит к значительному улучшению прочностных характеристик вулканизата по сравнению со стандартной резиной.
Пример 10
Этот пример аналогичен примеру 9 с тем отличием, что модифицированную резиновую смесь согласно предлагаемому способу получают путем полной замены (100 мас.%) шинного регенерата РШ-2 в составе резиновой смеси на регенерат Р-1 (пример 1), содержащий 0.3 мас.% кислорода. Модифицированную смесь также готовят без добавления пластификатора (масло Нетоксол).
Таблица 8 показывает, что предлагаемый способ также повышает пластичность и понижает вязкость (минимальный крутящий момент) резиновой смеси. Из таблицы 9 видно, что предлагаемый способ одновременно приводит к улучшению прочностных характеристик вулканизата по сравнению со стандартной резиной.
1. Способ получения модифицированных резиновых смесей, содержащих шинный регенерат и пластификатор, характеризующийся тем, что в резиновую смесь вводят продукт регенерации, получаемый путем контактирования резиновой крошки с закисью азота (N2O) при температуре 120-350°С и давлении закиси азота от 3 до 140 атм.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для получения модифицированной резиновой смеси от 25 до 99,5 мас.% шинного регенерата в составе резиновой смеси заменяют на продукт регенерации, получаемый с помощью закиси азота.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для получения модифицированной резиновой смеси используют продукт регенерации, содержащий от 0,5 до 3,0 мас.% кислорода, введенного из закиси азота.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что модифицированные резиновые смеси подвергают вулканизации для получения резин.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что продукт регенерации, получаемый с помощью закиси азота, используют для приготовления модифицированных обкладочных резиновых смесей с целью повышения прочности связи обкладочной резины с металлокордом.
6. Способ получения модифицированных резиновых смесей, содержащих шинный регенерат, характеризующийся тем, что в резиновую смесь вводят продукт регенерации, получаемый путем контактирования резиновой крошки с закисью азота (N2O) при температуре 120-350°С и давлении закиси азота от 3 до 140 атм, и резиновую смесь готовят без добавки пластификатора.
7. Способ по п.6, отличающийся тем, что для получения модифицированной резиновой смеси от 25 до 99,5 мас.% шинного регенерата в составе резиновой смеси заменяют на продукт регенерации, получаемый с помощью закиси азота.
8. Способ по п.6, отличающийся тем, что для получения модифицированной резиновой смеси используют продукт регенерации, содержащий от 0,5 до 3,0 мас.% кислорода, введенного из закиси азота.
9. Способ по п.6, отличающийся тем, что модифицированные резиновые смеси подвергают вулканизации для получения резин.
10. Способ по п.6, отличающийся тем, что продукт регенерации, получаемый с помощью закиси азота, используют для приготовления модифицированных обкладочных резиновых смесей с целью повышения прочности связи обкладочной резины с металлокордом.
