СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЭЛАСТОМЕРНЫХ ОТХОДОВ
METHOD OF PROCESSING ELASTOMERIC WASTES

Изобретение относится к резиновой промышленности, а именно к области переработки эластомерных отходов повышенной влажности, образующихся в производстве карбоцепных синтетических каучуков, и изготовления на их основе резиновых смесей.
Известны двух-, трехстадийные способы изготовления резиновых смесей на основе карбоцепных каучуков, на первой стадии которых изготавливают маточные резиновые смеси, включающие каучуки, наполнители, мягчители и другие целевые добавки. Маточную резиновую смесь выгружают при температурах 150-170°С.На второй стадии загружают маточную смесь, вводят вулканизующую группу: ускорители вулканизации, серу, противостарители и выгружают при 105°С («Технология резиновых изделий». Ю.О.Аверко-Антонович, Р.Я.Омельченко, Н.А.Охотина, Ю.Р.Эбич / Под ред. П.А.Кирпичникова. - Л.: Химия, 1991, - 352 с., с.56-57. SU 1047925, SU 1375630).
К недостаткам известных способов следует отнести невозможность их использования для изготовления резиновых смесей, включающих эластомерные отходы повышенной влажности.
Наиболее близким по технической сущности является техническое решение по переработке эластомерных отходов пат. RU № 2216555 С2, 20.11.2003, из которого известна переработка эластомерных отходов - резины на основе карбоцепного каучука измельчением в крошку для последующего изготовление резиновой смеси. Отличие заявляемого изобретения от известного (RU № 2216555 С2) состоит в том, что используют эластомерные отходы производств карбоцепных синтетических каучуков повышенной влажности и проводят обезвоживание этих отходов, при этом обезвоживание проводят в закрытом резиносмесителе, червячных машинах или агрегате с дополнительным обдувом горячим воздухом, затем выгружают, обрабатывают на вальцах, вводят целевые добавки - отработанный бентонит и диатомит производства растительных масел, охлаждают и получают эластомерную композицию, имеющую влажность не более 2%, вязкость по Муни 40-70 усл.ед. При этом в случае обезвоживания эластомерных отходов в закрытом резиносмесителе загружают отходы при коэффициенте загрузки 0,5-0,7 и обрабатывают их до поднятия температуры до 100-120°С. Также эластомерные отходы можно обезвоживать в червячных машинах с вакуум-отсосом при разряжении 0,5-7,0 мм рт.ст. или в червячном агрегате с дополнительным обдувом воздухом.
Технической задачей является разработка способа переработки эластомерных отходов повышенной влажности, рациональное использование крупнотоннажных эластомерных отходов в производстве карбоцепных синтетических каучуков (полиизопренов, полибутадиенов, сополимеров этилена и пропилена, бутиловых, бутадиен-нитрильных и других), улучшение экологии окружающей среды за счет их переработки, удешевление резиновых смесей.
Поставленная цель достигается за счет того, что из полимерных отходов производства синтетического каучука повышенной влажности получают эластомерные композиции, которые затем используют для изготовления резиновой смеси:
1. Способ переработки эластомерных отходов производств карбоцепных синтетических каучуков повышенной влажности для их последующего использования в изготовлении резиновых смесей, включающий обезвоживание в закрытом резиносмесителе, червячной машине или агрегате с дополнительным обдувом горячим воздухом, выгружение и обработку на вальцах, а также введение отработанных бентонита и диатомита производства растительных масел, охлаждение и получение эластомерной композиции, имеющей влажность не более 2,0%, вязкость по Муни 40-70 усл. ед.;
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что обезвоживание эластомерных отходов проводят в закрытых резиносмесителях при коэффициенте загрузки 0,5-0,7 и обработки их до поднятия температуры до 100-120°С.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что эластомерные отходы обезвоживают в червячных машинах с вакуум-отсосом при разряжении 0,5-7,0 мм рт.ст.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что эластомерные отходы обезвоживают в червячном агрегате с дополнительным обдувом горячим воздухом.
Техническим результатом является рациональное использование крупнотоннажных эластомерных отходов производств синтетических каучуков и тем самым улучшение экологии окружающей среды, снижение себестоимости резиновых смесей.
Поставленный технический результат достигается тем, что из полимерных отходов производства синтетического каучука повышенной влажности получают эластомерные композиции, которые затем используют для изготовления резиновой смеси по примерам:
Пример 1. По способу 2 в резиносмесителе PC-71-35 изготавливают эластомерную композицию на основе эластомерных отходов повышенной влажности, образующихся в производстве бутадиен-стирольных каучуков. Обезвоживание эластомерных отходов проводят на первой стадии изготовления резиновой смеси в резиносмесителе PC-71-35: загружают при коэффициенте загрузки 0,7 эластомерные отходы СКС влажностью 3% при температуре более 60°С, обрабатывают их до поднятия температуры 100-120°С, после чего выгружают на вальцы, обрабатывают 3-4 минуты, вводят 2,0 мас.ч. отработанного бентонита производства растительных масел, масло-мягчитель ПН-6 2,0 мас.ч., листуют и охлаждают на установке АФТ «В». Определяют влажность эластомерной композиции, которая составляет 1,2%, вязкость по Муни - 40 усл. ед. и затем ее направляют на вторую стадию изготовления резиновой смеси.
Пример 2. По способу 3 эластомерные отходы влажностью 5% подают в червячную машину МЧХВ-160, оснащенную вакуум-насосом ВН-2МГ, обезвоживают при разрежении 0,5 -7,0 мм рт.ст., после чего выгружают на вальцы, обрабатывают 3-4 минуты, вводят 3,0 мас.ч. отработанного бентонита производства растительных масел, масло-мягчитель ПН-6 3,0 мас.ч., листуют, охлаждают. Определяют влажность эластомерной композиции, которая составляет 1,1%, вязкость по Муни - 44 усл. ед. и затем ее направляют на вторую стадию изготовления резиновой смеси.
Пример 3. По способу 4 эластомерные отходы влажностью 7% подают в агрегат ОМ-300К, укомплектованный фильтрами-сетками 0,05-0,08 мм с дополнительным обдувом с помощью вентилятора мощностью 0,5 кВт, нагревательных спиралей по 1,5 кВт горячим воздухом, обезвоживают до влажности не более 2%, после чего выгружают на вальцы, обрабатывают 3-4 минуты, вводят 5,0 мас.ч. отработанного бентонита производства растительных масел, масло-мягчитель ПН-6 5,0 мас.ч., листуют, охлаждают. Определяют влажность эластомерной композиции, которая составляет 1,2%, вязкость по Муни - 52 усл. ед. и затем ее направляют на вторую стадию изготовления резиновой смеси.
На второй стадии в резиносмесителе PC-71-35 изготавливается резиновая смесь состава в мас.ч.: СКИ-3 - 33,0, СКС-ЗОАРКМ-15 - 42,0, эластомерная композиция (по примерам 1-3) -25,0, белила цинковые - 5,0, олеиновая кислота - 2,0, масло ПН-6 - 10,0, мягчитель АСМГ -6,0, нафтам-2 - 1,0, воск защитный ЗВ-1 - 3,0, технический углерод П234 - 55,5.
На третьей стадии в резиновую смесь в резиносмесителе РС-75-35 вводятся сульфенамид Ц - 1,3, сантогард PVI - 0,25, серу - 2,2 мас.ч. перемешивают, листуют, охлаждают.
Изготовление резиновых смесей из эластомерных отходов повышенной влажности производств синтетических каучуков по традиционному способу приводит к появлению пористости, что не позволяет изготовить образцы для испытаний и использовать его для переработки эластомерных отходов повышенной влажности.
Полученные резиновые смеси вулканизуют в гидравлическом прессе при температуре 140-170°С в течение 40-60 мин.
Таблица 1
Результаты испытаний резин на основе комбинации СКИ-3, СКС-30АРКМ-15 и эластомерной композиции, полученной по примерам 1-3
Наименование показателей
Пример 1
Пример 2
Пример 3
Пластичность по ИСО7323-85
0,34
0,33
0,34
Условное напряжение при удлинении 300%, МПа
6,5
6,2
6,4
Условная прочность при растяжении, МПа
14,3
14,5
14,2
Относительное удлинение при разрыве, %
464
460
455
Твердость по Шору А, усл. ед.
65
62
63
Кольцевой модуль, 3/1, усл. ед.
2,5
2,6
2.4
Пример 4. Изготавливают эластомерную композицию по способу 2 на основе отходов производства бутадиен-нитрильных каучуков влажностью 4% аналогично примеру 1. Влажность композиции 0,8%, вязкость по Муни 55,0 усл.ед.
Пример 5. Изготавливают эластомерную композицию по способу 3 на основе отходов производства бутадиен-нитрильных каучуков влажностью 6 % аналогично примеру 2. Влажность композиции 1,4%, вязкость по Муни 60,0 усл.ед.
Пример 6. Изготавливают эластомерную композицию по способу 4 на основе отходов производства бутадиен-нитрильных каучуков влажностью 8% аналогично примеру 3. Влажность композиции 2,0%, вязкость по Муни 70,0 усл.ед.
С использованием полученной эластомерной композиции на второй стадии в резиносмесителе PC 75-35 изготавливают резиновую смесь состава в мас.ч.: БНСК-26 - 100, эластомерная композиция СКН (по примерам 4-6) - 15,0, стеарин технический - 3,0, белила цинковые - 5,0, дибутилфталат - 10,0, технический углерод П803 - 60,0, технический углерод П701 - 30,0 в течение 8 мин.
Дифенилгуанидин - 0,2 мас.ч., тиурам Д - 0,6 мас.ч., серу - 1,7 мас.ч. вводят на третьей стадии в резиносмеситель или на вальцах (тиурам, серу), перемешивают, листуют, охлаждают.
Таблица 2
Результаты испытаний резин на основе БНСК-26, содержащих эластомерную композицию на основе отходов производства СКН по примерам 4-6
Наименование показателей
Пример 4
Пример 5
Пример 6
Пластичность по ИСО7323-85
0,24
0,23
0,24
Условная прочность при растяжении, МПа
14,3
14,5
14,2
Относительное удлинение при разрыве, %
264
260
255
Остаточное удлинение, %
6,0
7,0
6,0
Твердость по Шору А, усл. ед.
66
64
65
Эластичность по отскоку, %
35
36
34
Как следует из приведенных данных, резиновые смеси и их вулканизаты, изготовленные по предлагаемому способу, характеризуются близкими значениями пласто-эластических свойств и физико-механических показателей.
Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о том, что способ, воплощающий заявленное изобретение при его осуществлении, предназначенный для использования в резиновой промышленности, позволяет перерабатывать эластомерные отходы повышенной влажности, образующиеся в производстве карбоцепных синтетических каучуков, и изготавливать на их основе резиновые смеси с необходимым уровнем физико-механических показателей.