Способ переработки отходов сшитых полиуретанов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 030576 (2() 2351860/23-05

Союз Советских, . Социалистических

Республик (5))и К

С .08 J 11/04

В 29 0 27/ОО.

С 08 G, 18/14 (23) Приоритет 180231; (32)—

05.05.75; 19.08.75 (3! ) WP C08g/185826 р (33) ГДР

ИР C08g/187929

Опубликовано 23.1282. Бюллетень № 47

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК. 678. 664 (088. 8) Дата опубликования описания 231282

Иностранцы

Дитер Бобке, Рюдигер Фаус, Роберт Коше

Херберт Крелль, Дитер Майснер и Ханс-Йоахим Радуш (ГДР) (72) Авторы изобретения

Иностранное предприятие

"Форшунгсинститут фюр Шутехнологи" (ГДР) (7f) Заявитель (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ СШИТЫХ

ПОЛИУРЕТАНОВ

Изобретение относится к способу переработки отходов, с помощью которого частично сшитые нетермопластичные (сшитые) полиуретановые отходы можно испольэовать после их переработки и компаундирования для изготовления профилированных деталей путем шприцевания и литьевых деталей, особенно предварительно формованных подошв, а также для метода непосред10 ственного литья под давлением.

В процессе изготовления формованных деталей из пористых или непорис- 15 тых полиуретановых эластомеров или систем полиуретановой интегральной пены производится значительное количество бракуемых формованных деталей, не отвечающих оптическим или физичесхим требованиям, потому что существующие методы переработки отходов слишком сложны или требуют применения большого количества машин и оборудования. 25

Известен способ переработки отходов сшитых полиуретанов (пленки, детали из пенопласта) путем спекания нх в печи при 150-280оС с последующим разроблением t1 ).

Однако получаемые в результате материалы вслеДствие низких эксплуатационных свойств имеют ограниченное применение, а способ требует применения сложного оборудования.

Изьестен также способ переработки отходов сшитых полиуретанов путем термической обработки и последующим сшиванием диизоцианатом (2 ).

Недостаток этого способа переработки заключается в том, что он требует больших технических затрат.

Кроме того, добавка диизоцианата .не улучшает свойств продукта нли улучшает их лишь в незначительной степени, а в результате неконтролируемого термического разложения происходит сильное повреждЕние материала.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ переработки отходов сшитых полиуретанов путем измельчения их и термообработки в экструдере с одновременным отводом выделяющихся газов и последующей выгрузкой продукта (3 ).

Однако известный способ не обеспечивает полноту переработки отходов в конечный продукт и требует допол983129 нительно обязательного введения вспомогательного компонента, схожего по химическим свойствам с отходами.

Кроме того, в результате неконтролируемого термического разложения не обеспечивается воспроизводство 5 снойств получаемого в результате продукта. в

Цель изобретения — упрощение технологии переработки отходов и полу- )0 чение термопластичного продукта с высокой механической прочностью.

Поставленная цель достигается тем, что при переработке отходов сшитых полиуретанов путем измельчения их и термообработки в экструдере с одновременным отводом выделяющихся газов и последующей выгрузкой продукта, термообработку ведут по зонам первая эона 130-1700С, вторая эона 160-1900С а выгрузку продукта ведут при 1301700С, причем время выдержки в первой зоне относится ко времени выдержки но второй зоне 3:1 — 1:1 при об= щей продолжительности процесса тер мообработки 2-9 мин.

В исходные отходы сшитых полиуретанон могут быть предварительно введены полининилхлорид в виде порошка, пластифицированного гранулята и агломерата или термопластичный каучук и/или .сополимер этилена а винилацетатом.

Кроме того, в отходы сшитого полиуретана могут быть введены порооб- 35 раэователь, краситель или наполнитель типа мела, стекловолокна, каолина, резиновой муки, а также пластификаторы.

Переработанные полиуретановые отходы и полученные компаунды представляют собой оптимальные и качественно варьируемые, системы материалов, которые по сравнению с другими термопластами или обычными термопластичными каучуковыми смесями обладают равноценными механико-физическими свойствами, иногда даже частично превосходят их и применяются при изготовлении профилированных деталей для шприцевания и литьевых деталей, особенно формованных подошв, а также для непосредственного литья под давлением низа всех видов обуви.

Пример 1. Полиуретановые отходы интегральной пены механически измельчают с помощью ножевого гранулятора и поднергают термическому разложению в двушнеконом экструдере при 130-1700С. Методом головной грануляции производится гранулят, 60 из которого изготовляют на литьевой машине подошвы. У подошв следующие физические свойства:

Объемная плотность, г/м 1,25 65

Прочность при растяжении по

ТГЛ 14366 80

Относительное удлинение при .разрыве по

ТГЛ 14366, % 550

Прочность при надрыве в по ТГЛО-53507, кг/см

Испирание при нагрузке 1 кг по ТГЛ 24924, JVtl4f 205, Твердость по

ШОРУ-А, по

ТГЛ 14365, 84

Этот пример отличается от следующих отсутствием многоступенчатого температурного режима в ходе проведения реакции. При этом получают высокую твердость по Шору-A — 84

Пример ы 2-16. Известным методом измельчают 250 кг чистого, термическим образом неперерабатываемого отхода. Общее время выдержки в -экструдере 5 мин. Время выдержки в первой нагревательной зоне по сравнению со. второй вдвое больше. После окончания процесса проводят грануляцию конечного продукта и производят подошвы на литьевых машинах.

Представленные ниже результаты являются средними данными 10 измерений, причем отдельные отклонения достигают не более 8%.

Температуры в экструдере С приведены в табл. 1.

Результаты испытания физико-механических свойств приведены н табл.2.

Пример ы 17-28. Применяют варьированные времена выдержки. ,Температура в первой нагревательной зоне 130 С, во второй 180 С и н третьей 1300С. Остальные условия отвечают условиям, принятым в примерах 2-16.

Условия опытов и результаты испытаний физико-механических свойств приведены в табл. 3.

Пример ы 29-58. Добавляют в полиуретановый отход самые различные добавки и комбинации добавок.

При этом общая масса 250 кг; температура в первой нагревательной зоне 1300С, во второй — 180 С, в третьей — 130 С; общее время выдержки в экструдере 5 мин. Время выдержки в первой нагревательной зоне вдвое больше, чем во второй зоне.

Исходные материалы измельчают по известным способам, добавки при.бавляют в третьей нагревательной зоне, измеряют по 10 проб и определяют среднее данное, причем отклонения отдельных измерений не должны превышать 10%.

Полувоенные данные представлены в табл. 4.

983129

130

44

5,0-10,0

280-240

100000 изгибов. 6$

Следовательно, когда соблюдают диапазон температуры, но отказываются от применения двух контролированных термических зон с точно опреде": ленными временами выдержки, конечный продукт имеет слишком большую твердость по Шору-А, неблагоприятную для производства подошв.

При применении температурного режиМа и соблюдении данных времен выдержки получается продукт, хорошо применимый в обувной промышленности, соответственно примерам 2-58.

Пример 59. Применяется большее общее количество исходного материала (500 кг). 35

Для компаундирования термопластичного каучука с полиуретановыми отходами смешивают в подходящем смесителе 80 ч. термопластичного ком-паунд-каучука с 20 ч ° гранулята полиуретановых отходов и 0,6Ъ азодикарбонамида. Эту смесь загружают в, смесительный экструдер специальной конструкции, например КО-смеситель, в котором происходит компаундирова- д5 ние полиуретановых отходов с одновременным отводом выделяющихся при разложении летучих продуктов. Рабочие параметры процесса компаундирования:

Температура

KO-шнека, C

Температура корпуса,оС 180

Температура разгрузочного устройства, C 160

Число оборотов КО-шнека, мин

Число оборотов разгрузочного

46 шнекового устройства, мин " 65

В результате получают компаунд, имеющий следующие физико-механические свойства: 45

Прочность при растяжении по

ТГЛ 14366,, кгс/см 28-38

Относительное 56 удлинение при разрыве по

ТГЛ 14-366, Ъ 300-450

Сопротивление надрыву по

ТГЛ 0-53507, кгс

Объемная плотность, г/см 0,75-0у85

Истирание при нагрузке 1 кг по ТГЛ 24924, ммз

Твердость по Шору-A по ТГЛ 14365 о 60 65

Прочность на изгиб в холодном состоянии при -20 С

130

В результате получают имеющий следующие физико кие свойства:

Предел прочносТи при растяжении по ТГЛ 14366, кгс/см

Относительное удлинение при разрыве по

ТГЛ 14366, Ъ

Прочность на разрыв по

ТГЛ 0-53507, кгс/см

Объемная плотность, г/см

Истирание при нагрузке 1 кг по ТГЛ 24924, мм

Твердость по

Шору по

ТГЛ 14365, компаунд, -механичес45-65

300-500

15-22

1,15-12

200-250

70-75

Этот компаунд пригОден в качестве материала-заменителя, например, для изготовления подошв для обуви. Он может быть использован в производстве спортивной и:повседневной обуви.

Пример 60. Применяется

500 кг исходного. материала. . Для компаундирования поливинилхлорида с полиуретановыми отходами смешивают 90 ч, пластифицированного агломерата поливинилхлорида с 10 ч, гранулята полиуретановых отходов в смесителе, причем s процессе смешивания массу попеременно нагревают и охлаждают. Полученную смесь загружают в двухшнековый экструдер, в котором проводится компаундирование с одновременным отводом выделяющихся при разложении летучих продуктов.

Рабочие параметры процесса компаундирования:

Температура первой зоны нагрева, ОС 130

Температура второй зоны нагрева, С

Температура третьей эоны нагрева, Ñ 130

Температура четвертой эоны нагрева, С 160

Температура пятой зоны нагрева, С 165

Температура разгрузочного устройства, С 130

Температура сопла, С 130

Число оборотов шнеков, мин-1 30

983129

Таблица 1

Нагревательная зона 1 Нагревательная эона 2 Зона выгрузки

Пример

130

160

130

160

130

150

180 .

170

190

130

150

190

170

150

160

130

150

180 °

12.

130

130

150

1S0. 170

160

130

180

170

130

170

130

Этот компаунд годится в качестве материала-заменителя для изготовления подошв, предназначенных для

170 производства домашней, выходной, детской и спортивной обуви.

180 с

180

983129

-I

3

1

I

I

I

I !

I.

1

I

Ю

C)

СЧ

Ю

Ю"

Ю (Ч

Ю

»

»-(.I .1

I

СЧ

% » ь

ЧР!

I

I (CO »

% 4

Ю

»3 i

СЧ

Ю

С0

° .» с.4.

Ю °

Ю

3

C)

4Ч

Ю » а

Ф»

Ю

Ю

Ю.

РЪ

СЧ л

Ф 1

Ф »

1

1

l

I .I

3

1 о

Р\ н о

Ф о и с

А М О н нос

vv(: ою ФИ ж ах» о

М о а å о

OÎ.er I (: (» % & 34

Ю

1 I 6)

А 9 CI

Ц Й 0 1О И О 3 »(О ."ь И а-4 о е

Х Э Ф Ю (-4 ном ис

o* o> с Ю

Ю,„о а ((23 оo о 3< X а xru

Я» ом о

CtCLO 3»

3й И 3 Х

Ю

Х Й

ev жо

X йю

Э Н X. ov

О $N

М (»

fLX

<Ч

»» (, Э

Я Q

Е 3С

e$ eC

Q и

М 5ЪЕ»

Н( ойдо о

3» е . М .дол Н I O

u. гъ о

Ц 3 г»

Р е а(a oa ! ч Д Я»

I

1

l

I

1 !

1 !

1

l

1

I

1 !

I

3.

I

1

I !

11

I

3 .l

I

I

1 !

1

983129 а

CO ОЪ

««««

«-4 «"3

Ь ° 33Ъ- Е Н С 4

an an в в а о

ЧР Ю

«Ф

1 х

Оа 6х оххх

1

1 Оъ Оъ cia

1 хй

3« I

I V é ! оаэи

I ЦО i а я ! 9 O

1m Oa.

Q g

1 о х а«

Х 3«!« „,«« х х и а,ес и х е-4!

3-( о«ъ

C Е

v. v

b! 3«

9 х х л е

Е v ао ох

Ю о„ъ .И,Ъ

I«j 9 N an И

Д19 а,хлю. ей 3« о qg<"

9 Я х с4 х я е п3 ха,о

Х 4 ц х ц а«9 эих

33 IC

3«В О

vvu

Ое х а,х 3

«-4 о х хи

a a, е И ИЕ

9 „.. А

Х 1

ХICZ ОЯП5Х

9ZI3lХИХО3 О

Б Х хазах

О Х ХК9ÎIIIО

ХХЕЫОХЗЕН

&4 Е» Е Я Р3 Д 333 Д оое аале C x

Оеа,9 9 а Оео

О х цдо ох х

1

I

3 ь а ь сч .ь ь О an an «О 133 сО

«Ъ««4 C> Ch (Ч Ш Ч7 «-! О ф an 3

«Ф «Ф an с"Ъ «Ф. Г Ъ с Ъ с Ъ . (Ч «-! «-! «.Ч

<Ч (Ч 1Ч СЧ СЧ (Ч С«3 С«1 С«3 !Ч C«I СЧ ф Ch О\ ОЪ 3 ОЪ ОЪ О\

3 Ч Н <Ч Ь «% с М

Ч «-3 !

an In .ю со г.. ч3 иъ иъ ф Оъ ю Оъ

«-4 «-4 «-! «Ч с «Ф «"4 «-! «-! «4 3Ч «"4

О О О О О О О О О О О Ь

В О а 33Ъ 3 Ъ 33 3О 3 О В ОЪ Ф 33Ъ «У «3 «3 М «Ф «I « 3 «:Р !«Ъ РЪ

«4 «-! «4 «3 «4 «-1 ° 3 «4 с-! « 4 «4 «-4

° а ° « ° «В« ° « ° ° ° ° 6«В« ° ° !

«Ъ C«I «-Ф а«3 СЧ «.4 С«Ъ . ° СЧ «.Ч !«Ъ (Ч «-!

I

1

1 ф сп .ь

Н 3Ч

983129

I

1

Ch

1

an o !

СЪ СЧ

СЧ С«Ъ

Ю

1 «

СЧ

СО

1

1

I

«

А

М Г« а о" оХ

Xzv

Э 1« съ04 ъа ц ос

СЧ

М н

СЧ СЧ гЧ «-!.1

1

1

I

1 !!

СЪ ID т-С

Ф 2 ж О, х m

ЭЕ ж а,о ж и

Ь а э Г«

» L РЕ

Ю

ССЪ И

Ю Ю

° !

«Ф a!i

Ю

О1

С >

Ю Ю

Н СЪ

1

1

1

Ю !

1

С1Ъ

СЧ

Ю Ю

«Ч С«Ъ Ю

СЧ

«4 Е о

X а

Ф

1«

O CC

33 ож

Ги 6« х х о о

3 3 а а о о

l !

«-! 1

I Oi ! СЧ

cai съ

С Ъ СО

Ю

I aCl .

I ЧР

I A С Ъ

1 I« I «!

v»

ГГ о о аГ;

I Ф

I аа

1IaIOO

1 Е«4 g

I 1 с о

I Ф» 1.«С, 1 ж а с„

1 Х 44О1

1 !O ad k

I1 жа счев

1 I«ж

I 0 аФГ-

9 ж х э о !. "И „, ж )Е ж» о

Н IO ои,о аC4 4

4фИХ о жс

А М

Н1 О

uvre X ам v ж аж ж" v о ж жц 4

0 аФI- « Ic

И И И& о эо юю жуя Е ж ж о мжхкФ

KIC99X

0,дХЦ

Ф 9 !с! 10 ъ

a ra o cc ооа, о

otzvvu

1

1 I !

1 !

1

СЧ I

l О о

I

I л

1 9 а Ю Ю

an С

СЧ СЧ С Ъ

CO CO Ch

CO «-! Н СЧ

М % \

Ю «! «« «-!

Ю Ю Ю ССЪ

\О .. ОЪ СЧ

С«Ъ С«Ъ «Ф «Э

3 д

m5 л1 а,а 52

ЕО 1» ое ж аа e I!! оо ао

Ъжи иц х х ю Га ж м

1«1« IC М

Ц 3

» а, а

4 4

Ю 1 ССЪ

IO aA all

Ю а Ю. ю сч ао

С"Ъ С") СЧ

СЧ <Ч СЧ

% Ю

С Ъ «Ф «Ф

+ ч

Ю Ю Ю аА Ю «4 Ф «С «Ф

Ю С Ю

«-! С Ъ гС

ЕСа С. ф

С«Ъ С Ъ С«Ъ

IC

3 о с»

Ф к

$g

1 Ц дж ож о а (5+ 2

9Xg ж 8ж

1«ф

Ф аdv ужо охХ

g Р3 а о э о он

983129

15 м

Ч3 ю о а ю

Ch Ю CO «1 сч м мм м о ю о г» ао о (Ч м M о

«1 м о

l м

Cl о

«Ф

Ю

СО м со м и <ч м

«1 «1 «1 «1

» с

«1 1 .1

lA 1 (Ч

» » L

«1 «««1

CO СО

«1 «1 Ю

» » »

«1 «-3 «-1

C) CO т

» с

«-1 «1 о î о о о о о о

Щ 1 11 1

СЧ 11 CV М < 1 1 М Ч С1 о н м

11 1 О СЛ М t («1 «Ф N Щ 4«1 ««1 ао ч м и

М М1 СИ о о

«-««-1 о о

«1 М «-1 оо о

«1 «1 сЧ о о

«««« о о

«««-1 о о

«4 «-1

Ф Ф

g g 0)

ФЗй

Д ф («ф ан

1 8

И и ж

+ Н а о

Ц

М во пх

1:,0,Я

<+ + ф о

Ц о

В м о х

М «Э Л - 1О 1» СО а О Н 1Ч Ф «Ф «Ф « « Ф «3е lA ИЪ МЪ

5 3

+ Ф +

"!

Д Э Ф х х х о в о о5 о

1:» с. М х х о оп н

Ф 63 Ф Д ЙМ

oR xx их оо. ь 1

3.5

° «

+ма

«о.

ХО Э

Д 111 а 4 х

3+ 53

Ф

+хВ кок

ЩФФ

Ю2$Я хо2 ока

3 pre оэср

АН Р о

1 е х « ф +

9Е& оц

B 43 É вакх во

CLNX

ФФМ

Я Ц.

И Р3 Й о п3

oox

20

983129

Формула изобретения

Составитель С. Пурина

Редактор Г. Безвершенко Техред.Ж.Кастелевич Корректор - Ференц

Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 й

Заказ 9835/30

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1 Способ переработки отходов сшитых полиуретанов путем измельчения нх и.термообработки в зкструдере с одновременным отводом выделяющихся газов и последующей выгрузкой продукта, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии переработки, термообработку ведут по зонам первая зона 130-170 С, вторая зона 160-190 С, а выгрузку продукта ведут при 130170 С причем время выдержки в первой зоне относится ко времени выдержки во второй зоне как 3:1-1:1 при общей продолжительности процесса термообработки 2-9 мин.

2, Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что исходные отходы сшитых полиуретанов предварительно смешивают с поливинилхлоридом в виде порошка, пластифицированного гранулята и агломерата.

3. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ .и и с я тем,,что исходные отходы сшитых полиуретанов смешивают с термопластичным каучуком и/или сополимером этилена с винилацетатом..

4. Способ по.п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что исходные отходы сшитых полиуретанов смешивают с порообразователем..

5. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что исходные отходы cIIIHTHx полиуретанов смешивают с красйтелем.

6.. Способ по п. 1,- .о т л и ч аю шийся тем, что исходные отходы сшитых полиуретанов смешивают с мелом или стекловолокном, или

10 коалином, или резиновой мукой и/или плас гификатором.

Приоритет по пунктам

05.05.75 - по п. 1 за исключени-! ем признака, касающегося времени выf5 держки в зонах согласно заявке

iWP Ñ08g/185826;

19.08.75 - по пп. 2-.6 согласно заявке WP C08g/187929„.

18.02.81 — по и. 1 для признака, Щ касающегося времени выдержки в зонах согласно дополнительным материалам.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ГДР 9 112228, кл. 39 а 25/00, опублик. 1975.

2. Патент ГДР 9 108106, кле 39 а 25/00, Опублик» 1974

3. Выложенная заявка ФРГ

; 9 1753702, кл. 39 а" 1/12, опублик.

1971.