Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2477730

(19)

RU

(11)

2477730

(13)

C2

(51) МПК C08L21/00 (2006.01)

C08K5/09 (2006.01)

C08K5/47 (2006.01)

C08J11/10 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 18.03.2013 - нет данных Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2011114053/05, 11.04.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

11.04.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 11.04.2011

(43) Дата публикации заявки: 20.10.2012

(45) Опубликовано: 20.03.2013

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: US 5770632 А, 23.06.1998. RU 2400495 C1, 27.09.2010. RU 2098436 C1, 10.12.1997. RU 2121484 C1, 10.11.1998. US 6541526 B1, 01.04.2003. WO 2002094917 A1, 28.11.2002. US 20090082475 A1, 26.03.2009.

Адрес для переписки:

190005, Санкт-Петербург, а/я 83, Л.П. Зарогатскому

(72) Автор(ы):

Боднарь Валерий Владимирович (RU),

Боднарь Дмитрий Валерьевич (RU),

Васильев Виктор Леонидович (RU),

Зарогатский Леонид Петрович (RU),

Сметанина Наталья Степановна (RU),

Яценко Лариса Анатольевна (RU)

(73) Патентообладатель(и):

ООО "Техномаш" (RU)

(54) ДЕВУЛКАНИЗАТОР РЕЗИНОВЫХ ОТХОДОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к модификаторам для рециклизации резиновых отходов и может быть использовано при переработке изношенных автопокрышек. Девулканизатор резиновых отходов содержит, мас.ч.: альтакс - 4,5, карбоцепной каучук - 1,5, стеарат цинка - 2,2. Девулканизатор по изобретению позволяет перерабатывать резиновые отходы в сырую резиновую смесь высокого качества, способную образовывать при вторичной вулканизации дополнительные полисульфидные поперечные связи, улучшить прочность рециклизата, 1 табл.

Изобретение относится к модификаторам для рециклизации резиновых отходов, а точнее к их девулканизаторам. Оно может быть наиболее широко использовано как ресурсо- и энергосберегающее средство при переработке изношенных автопокрышек.

Ежегодно в отходы уходит 20 млн тонн изношенных автопокрышек. Только 25% из них перерабатываются в полезный продукт, остальные содержатся в отвалах. Наиболее экономически целесообразный способ рециклизации отходов - это механохимическое преобразование резиновой крошки из отходов в сырую резиновую смесь для изготовления новых изделий. Механические и другие свойства получаемой резиновой смеси можно корректировать специальными добавками. В этой связи интерес к такому наиболее целесообразному способу рециклизации резиновых отходов становится все более широким.

Основными веществами, входящими в состав смесей, позволяющих девулканизировать вулканизаты по серным связям, являются активаторы и акселераторы, поэтому в известных изобретениях используются химические компоненты такой направленности.

Известен состав вещества, в котором в качестве девулканизатора содержатся 50%-ный раствор дисульфидизооктилфенола в веретенном масле (а.с. СССР 1016202, кл. C08L 9/00, опубл. 07.05.1983 г.). Полученная с помощью этого вещества девулканизированная крошка после формовки в изделия и вулканизации приобретает прочность на разрыв не более 7,2 МПа при низкой концентрации цепей.

Известен также состав смеси для девулканизации резиновой крошки (патент РФ 2400495, кл. C08J 11/10, опубл. 27.09.2010 г.), в которой основными девулканизующими резиновую крошку веществами являются карбоцепной каучук и сера, активированная хиноловым эфиром. После девулканизации эффективная регенерация резины происходит за счет действия синергической смеси «каучук-хиноловый эфир-сера». Однако вторичный вулканизат, полученный с использованием такого состава, имеет прочность на разрыв не более 7,9 МПа.

Известно также вещество-девулканизатор отходов резины (патент РФ 2121484, кл. C08J 11/10, опубл. 10.11.1998 г.), содержащее тиазол (альтакс), карбоцепной каучук, сульфенамид, канифоль. Недостатком известного вещества является необходимость добавки его в количестве до 30% по отношению к обрабатываемой крошке, что вызывает большие материальные затраты, хотя прочность рециклизата на разрыв достигает 7,5 МПа.

Известен принимаемый за прототип девулканизатор резиновых отходов (патент США 5770632, кл. C08J 11/04, опубл. 23.06.1998 г.), содержащий карбоцепной каучук, окись цинка, стеариновую кислоту, диэтилдитиокарбонат цинка и сульфенамид N-тетрабутил-2-бензотиазол (тиазол или альтакс). Недостатком этого девулканизатора является повышенная сложность состава и соответственно высокая стоимость, а также потребность добавления его в процесс от 6 до 8%. В частности при добавке 8% достигается предел прочности на разрыв 12 МПа при относительном удлинении до 350%.

Полученные характеристики не являются достаточными для получения высококачественных изделий из ревулканизата.

Задача настоящего изобретения - создание вещества для девулканизации резиновой крошки, позволяющего получать резину с прочностью на растяжение до 15 МПа при относительном удлинении более 340% и твердости по Шору в пределах 60-64.

Другой задачей настоящего изобретения является создание вещества с низкой себестоимостью за счет низкой стоимости используемых компонентов и их малой потребности для эффективной девулканизации и последующей рециклизации.

Эти, а также другие поставленные задачи решаются девулканизатором, содержащим смесь альтакса и карбоцепного каучука, который в соответствии с настоящим изобретением дополнительно содержит стеарат цинка при следующем соотношении, мас.ч.:

альтакс - 4,5;

карбоцепной каучук - 1,5;

стеарат цинка - 2,2.

В качестве полимерной основы девулканизатора были применены следующие карбоцепные каучуки: дивиниловый (СКД-2), полиизопреновый (СКИ-3), бутадиенметилстирольный (СКМС-30 АРКМ-15).

Предлагаемый девулканизатор отличается простотой и низкой себестоимостью при потребном количестве для процесса девулканизации около 5% к массе крошки, что в 1,5-3 раза меньше, чем во всех аналогах.

Принцип действия заявляемого девулканизатора заключается в образовании активного молекулярного комплекса между альтаксом и стеаратом цинка, который собственно и является ускоряющим агентом в процессе рециклизации резиновых отходов, приводя к образованию полисульфидных подвесок ускорителя (альтакса), которые при температуре вулканизации превращаются в поперечные связи. Полисульфидные связи обладают относительно малой энергией (менее 268 кДж/моль), поэтому при повышенных температурах вулканизации сравнительно легко распадаются и перегруппировываются, обеспечивая получение девулканизированного эластомерного материала. Восстановлению поперечных связей и образованию новых способствует наличие в девулканизаторе стеарата цинка.

Количественный состав девулканизатора выбран оптимальным, так как снижение или повышение количества любого компонента совместно или в отдельности, в частности, на 10% приводило к ухудшению физико-механических свойств рециклизата на 7-15%.

Таким образом, при введении нового компонента и его взаимодействии с другими компонентами создаются новые дополнительные связи и упрочняется рециклизат.

В таблице приведено сопоставление прототипа и заявляемого девулканизатора, включая физико-механические свойства рециклизатов на их основе.

Девулканизатор

Потребность для смеси с резиновой крошкой, %

Себестоимость руб./кг

Свойства рециклизата

Условная прочность при растяжении, МПа

Относительное удлинение, %

Твердость по Шору

Заявляемый в составе, мас.ч.:

5

120

альтакс - 4,5;

карбоцепной каучук - 1,5,

например:

- СКД-2

15,1

340

64

- СКИ-3

15,3

350

62

-СКМС-30 АРКМ-15

15,0

360

64

стеарат цинка - 2,2

Прототип

6-8

180

12,0

350

64

Как видно из таблицы, физико-механические показатели рециклизатов на основе примеров заявляемого девулканизатора между собой отличаются несущественно.

Все поставленные задачи заявляемый девулканизатор благодаря отличительным признакам выполняет в полном объеме.

Формула изобретения

Девулканизатор резиновых отходов, содержащий смесь альтакса и карбоцепного каучука, отличающийся тем, что девулканизатор дополнительно содержит стеарат цинка при следующем соотношении, мас.ч.:

альтакс

4,5

карбоцепной каучук

1,5

стеарат цинка

2,2