Способ получения суспензии наполнителя для резиновых смесей

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН ГОСУДАРСТВЕННЬЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪЮ ДВТОРСЙОМУ СВИДЕТЕП 05 Р 37и А.Е.Соколовски технологическ(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЯЕНИЯ СУСПЕНЗИИ НАПОЛНИТЕЛЯ ТЯ РЕЗННОВЬБ СМЕСЕЙ в растворителе, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения условий труда, повышения Физико-механических показателей резин и утилизации отходов резинового производства, в растэоритеш вводят отходы наполненных резин в массовом соотношении 1: 0,5-60, нагревают и отгончют образовавшиеся низкокипящие Фракции при 160-400 С и давлении 1 101 10 Н/м 2 при подача инертного носителя в количестве 0,01-8 л/ч кг.Изобретение относится к химической технологии, в частности к производству наполнителей для резиновыхсмесей и может быть использовано нашинных, резинотехнических, регенератных, нефтеперерабатывающих и нефтехимических заводах,ФИзвестны процессы получения сажиразложением углеводородного сырьяпри повышенной температуре в присутствии кислородсодержащего газа 1 3. 10Недостатками этого процесса являются потери ценных углеводородов в,результате окисления их кислородом,Наиболее близким к предложенномуявляется способ получения дисперсии 15сажи путем диспергирования сажи всмеси минерального масла и жидкогоуглеводорода с последующим введениемстабилизатора - дивинилстирольногостатического каучука в жидком углеводороде 2 ),Недостатками укаэанного процессаявляется использование дорогих и деФицитных компонентов - каучука, сажи, масла, Кроме того, толуол является токсичным, огне- и взрывоопасным растворителем.Цель изобретения - повышение.физико-механических показателей, утилизация отходов реэиноного производства, расширение сырьеной базы.Поставленная цель достигаетсятем, что полимерные материалы, содержащие наполнитель (отходы наполненных резин ), нагревают в среде растворителя в массовом соотншении 1: 0,5.-35-60)и из полученной суспензии при160-400 С и давлении 1 10 1 10 Н/мпри подаче инертного носителя в количестве 0,01-8 л/ч кг отгоняют ниэкокипящие фракции. 40В качестве растнорителя используют нефтяные фракции или низкокипящиеФракции, получаемые в данном процессе или смесь нефтяных фракций с суспензией наполнителя, 45В опытах испольэонались следующиенефтяные фракции; 200-350 С - дизельное топливо ДТ, 350-420 Сдистиллатное минеральное масло (ММ),450 С - масло ПН(ПН ), ) 500 Сгудрон (ГД ), продукты, получаемыепо данному способу". суспенэии наполнителя (СН ) и низкокицящие Фракции(НКФ ),Основные Физико-химические харак.теристики нефтяных фракций и продуктов, получаемых в процессе, которыеиспользовались в качестве растворителей, представлены в табл.1. В качестве полимерных материа- . 60 лов содержащихнаполнитель, использовались отходы вулканизованных резиновых материалов на основе бутадиенстирольного каучука (РМ БСК), бутадиенового каучука (РИ БК), изот)реноного каучука (РМ ИК), бутадиен-нитрильного каучука (РМ БНК),П р и м е р 1, 1 мас,ч, полимерного материала (РМ БНК) нагревают в 3,2 мас,ч, масла ПН-б при 346 С под давлением 4,2 10 Н/м 2 в течение 3,8 ч и из полученной суспензии наполнителя при 238 ОС и 4 10 Н/мпри подаче 0,64 л/ч кг азота отгоняют низкокипящие фракции. Полученная суспензия наполнителя резиновых смесей имеет следующие характеристики:3Плотность, г/см 1,1394Вязкость условнаяпри 100 С, ВУСодержание, мас.Ъ:Наполнитель сажа 40,6углеводороды 48,3Окись цинка 3,8Активные вещества 3,6Стеариновая кислота 1,8и ее соединенияСера и ее соединения 1,9П р и м е р 2. 1 мас.ч. РМ БСК нагревают в 2,4 мас.ч. масла ПН-б при 470 С под давлением 3 10 Н/м в течение 1,8 ч, Иэ полученной суспензия наполнителя при 237 С и 2,5 10 Н/мпри подаче 0,2 л/ч кг азота отгоняют низкокипящие фракции. Полученная суспензия наполнителя име. ет следующие характеристики:Плотность, г/см 1,3252Вязкость условнаяпри 100 С, Ву 85,7Содержание, мас,ЪНаполнитель (оксида кремния и сажа 1 41,2Углеводороды 50,5Окись цинка 1,7Активные вещества 2,9Стеариновая кислота 1,2Сера и ее соединения 1,6 87,2 0,7 1,4 Пример 3. 1 мас.ч. РМБСК нагревают в 3,2 мас.ч. масла ПН-б при 316 ОС и 1 10 Н/м в течение 2,5 ч, Из полученной суспензии наполнителя при 241 С и 2,8 10 Н/м при подаче 0,15 л/ч кг азота отгоняют ниэкокипящие фракции. Полученная суспензия наполнителя имеет следующие характеристики:Плотность г/см 1,3415Вязкость условнаяпри 100 С, ВУ 87,8Содержание мас.%:Наполнитель1045903 Таблица 1 Показатели Продукты, получаемыев процессе Нефтяные фракции, С 450- 500 СН НКФ 350420 200350 Плотность, г/см 0,895 0,949 0,961 0,982 . 1,112 0,932 Вязкость кинематическая, сСт при50 С 12,3 1,2 100 С 12,5 4,9 Вязкость условнаяпри 100 С,. ВУ 20,8 23,6 2,1 2,9 2,1 0,9 1,4 0,7 Содержаиие серы,% Групповой химический состав,Ъ: Парафино-нафтеновые угле- водороды 20,7 68,2 12,6 21,6 47,2 41,4 Ароматические углеводородымоноцикло- ароматические 15,6 161 11,9 152 20,1 19,5 Условия проведения процесса и характеристика суспензии наполнителя, полученной при использовании в качестве растворителя нефтяных фракций, представ,ены в табл,2.5 Условия проведения процесса и характеристика суспензии наполнителя, полученной при использовании в качестве растворителя смеси нефтяных фракций, низкокипящих фракций, полу чаемых по данному способу, и суспенэии наполнителя, представлены в табл.З.Образец суспензии наполнителя получен в следующих условиях:1 мас.ч.РИ БСК нагревают в 5 мас,ч. растворителя, содержащего 10 мас.Ъ нефтяной фракции 200-350 С и 90 мас.Ъ суспензиио 2 нап олни теля, при 250 С и б Н/м в течение б ч. Из,полученной суспензии наполнителя при 160 С и 20 1 10 Н/м при подаче 0,01 л/ч кг азота отгоняют ниэкокипящие фракции. Полученная суспензия наполнителя ре зиновых смесей имеет характеристики:оПлотность при 20 С, 2531,4241Вязкость условная при100 С,ВУ 112, 4Содержание, мас.ЪНаполнитель сажи 54,830Углеводороды 33,0Окись цинка 42Активные вещества . 3,2 Стеариновая кислота 2,7 Сера и ее соединения 2,1Эта суспензия введена в рецептуру реэиновьк смесей на вальцах. Рецептура и характеристики полученных Вулканизатов представлены в табл.4Анализ данных таблицы 4 показывает, что при использовании суспензии наполнителя резиновых смесей получаются вулканизаты,обладающие более высокими .физико-механическими свойствами по сравнению с известными.Особенно следует отметить, что применение получаемой суспензии наполнителя обеспечивает улучшение распределения наполнителя в резино.вой смеси, улучшение условий труда за счет исключения вредных и трудоемких процессов введения сажи в рецептуру. Одновременно снижается расход активных веществ ( ускорителей вулканиэации ), вулканизирующего агента, окиси цинка, мягчителей, что обеспечиваЮт значительное уменьшение стоимости вулканизаторов в 6-8 раз по сравнению с прототипом.Кроме того, данный способ обеспечивает переработку неутилизируемых полимерных материалов - вулканизованных, подвулканизованных резиновых отходов, которые в настоящее время вывозятся на свалку, подвергаются захоронению и частично сжигаются.1045903 Продолжение табл;1 Нефтяные фракции, С Прдукты,получаемыев процессе Показатели НКФ 200350 350- 450 500420 СН бициклоароматические 9,2 31,7 11,5 12,3 26,1 полициклоароматические 11,8 9,8 6,4 18,6 34,2 17,3 5,4 0,6 29,6 3,4 0,3 СмолыАсфальтены 8,1 Наполнитель400 1601 10 2 10 250 230 280 7 10 4 10 1 10 Используемый носитель Водянойпар Расход носителя,л/ч кг 0,01 0 ю 8 0,07 0,5 2,0 Плотность при .20 С,г/см 1,2327 Вязкость условнаяпри 100 С, ВУ 81,4 40,2 76,5 26,8 43,4,Используемая нефтянаяфракция Полимерный материалТемпература, СДавление, Н/мПродолжительность, ч ГД . ТД ММ ПН ПНРМ БСК РМ БК РМ ИК РМ БНК РМ БНК280 250 300 330 370510 5 10 1 10 2 10 1,410 Условия отгонки низкокипящих фракций Азот Водяной Углекислый Азот пар газ Характеристика суспенэии наполнителя 1 ф 2149 1 ю 321 2 1 ю 3011 1 ю 1248(сажи ) 25,4 20,2 40,0 34,2 59,2 14,1 82,9 75,8 52,3 69,5 1,0 2,0 1,6 0,4 1.1, 2 2,8 1,2 1,5 1,5 0,9 1,3 0,8 Сера и ее соединения 1,5 1,2 1,3 Т а блица 3 Показатели Г". д 10 0,5 60 Полимерные ма. териалы Используемая нефтяная фракция ГД ПН ГД НКФ НКФ Полимерный мате- риал РМ БНК РМ ИХ РМ БК РМ БНК РМ БСК РМ БК 50 99,5 Температура С 360 300 320 Давление, Н/мг 2 .104 12 10 5 104 Продолжительность, ч 2,3 1,0 0,5 5,2 3,5 2,4 Условия отгонки низкокипящих фракций Температура, С Давление, Н/м г250 300 340 18105 2 10+ 2 10 Используемый носитель Азот Водяной паоДымовыегазы Расход носителя,л/чкг 0,3 1,0 8,0 0,5 0,7 8,0 УглеводородыОкись цинкаАктивные веществаСтеариновая кислотаСодержание суспензии наполнителя в растворителе, мас.ЪУсловия растворения Продолжение табл,2 80 20 081 280 280 1,105 2 1 Ф 1 105400 320 3501 10 2,5 10 З 1 10 Водяной Углекис- Дымовыепар лый газ газы10 1045903 11 родолх сис табл.3 11 римеы Показатели Характеристика суспензи наполнителя Плотность,г/сиф 12919 13121 13893 13465 13586 13967 53 5 788 82,3 916 98 г 6 30 37 41 44 Углеводороды 62 40 51 48 Окись цинка 1,5 1,7 3,9 2,2 4,0 Активные вещества 2,7 1,8 2,9 2,8 3,1 Стеариновая кислота 2,0 1,5 1,7 1,7 1,6 1,4 Сера и ее соединенияия 1,8 1,4 1,3 1,0 Таблица Показатели СКССКСс суспензией настандартный полнителя:остав резиновой сме.;и, мас.Ъ: 100,0 100,0 100,0 100,0 1,0 0,7 2,0 2,0 1,25 2,75,2,75 Стеариноваякислота 0,75 0,5 1,0 5,0 5,0 2,0 40 ю 0 50,0 50,0 37,5 10,0 Суспензия наполнителя 71,0 100,0 Вязкостьусловная при100 С, ВУ С одерж а нн е, мас. ЪИаполнитель (сажи) КаучукСераАльтакс Окись цинкаСажаМасло ННВулканизаты на основе с суспензией стандартнаполнителя ный51,8 38,212 1045903 Продолжение табл.4 Вулканизаты на основе Показатели СКССКСс суспензиейнаполнителя стандартный275 292 272 286 Относительное удлинение при 20 С, % 560 572 834 851 Остаточное удлинение,В 28 20 16 12 Сопротивлениераздиру, кг/см 95 97 45 46 Твердость по ТМ при 20 С 72 58 75 62 18 19 26 28 Истираемость на МИР,см З/квт, ч 230 215 275 263 температура хрупкости, СЗаказ 7598/5 Тираж 688 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Предел Прочностина разрыв при 20 Скг/см Сопротивление разрастанию трещин,тысциклов с суспен- стандартзией на- ныйполнителя,