BE483553A - - Google Patents

Description

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  Procédé de dévulcanisation du caoutchouc 
La présente invention concerne la fabrication du caoutchouc de récupération. 



   La récupération du caoutchouc à partir d'un matériau tel que vieux pneus, chaussures, articles mécaniques,   etc...     c'est-à-dire   la transformation du caoutchouc vulcanisé en une masse plastique pouvant être moulée de nouveau et revul- canisée sous la forme d'articles neufs est une industrie ancienne et bien établie.

   Le but des procédés de récupéra- tion est de ramollir ou de rendre le caoutchouc suffisamment plastique pour permettre d'incorporer divers ingrédients de charge et de revulcanisation dans le produit récupéré, confor- mément aux procédés courants de fabrication, et de manière que le produit puisse être moulé ou. transformé de toute 

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 autre manière en tous articles désirés, pour arriver finale- ment, après vulcanisation,   à   des produits commerciaux nouvel- lement vulcanisés. 



   Divers agents de récupération, parmi lesquels on oompte divers composés organiques contenant du soufre, ont été, pendant de nombreuses années, utilisés pour la mise en pratique des procédés de ce genre, tout en laissant, néan- moins, beaucoup   à   désirer. Conformément à la présente inven- tion, on a obtenu des résultats surprenants par l'emploi de bisulfures organiques qui, sous plusieurs rapports, sont supérieurs aux substances employées   jusqu'à   présent.

   Il a été constaté que les bisulfures aussi bien aromatiques qu'aliphatiques, employés individuellement ou en mélanges, exerçaient un effet de récupération très désirable et que l'emploi de bisulfures d'hydrocarbures permettait d'obtenir une excellente récupération d'où il était possible de tirer une très grande variété de produits vulcanisés donnant toute satisfaction.

   Parmi les matières qui ont été utilisées pour arriver aux résultats surprenants que procure la présente invention, il faut citer le bisulfure de phényle, le bisul- fure d'octyle, le bisulfure de   déoyle,   le bisulfure d'hexa- décyle, le bisulfure d'isoamyle, le bisulfure de n- amyle, le bisulfure de benzyle, le bisulfure de butyle (lorsque l'opération est conduite sous pression ou dans d'autres conditions qui   empêchent   une volatilisation anormale), ainsi que diverses matières contenant du bisulfure, comme,par exemple, des solutions de ces derniers dans des hydrocarbures dont le degré d'ébullition est celui du kérosène lourd, contenant, par exemple, 1   %   de bisulfures en se basant sur l'ensemble,

   ou bien une solution de bisulfures dans de l'acide crésylique brut (par exemple la qualité 4020 de la Shell Oil Company) contenant 1 ou 2 % de bisulfures aroma- tiques, et leur équivalent). 

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   L'emploi des bisulfures de ce genre est avantageux dans la récupération du caoutchouc, non seulement dans les types usuels à longue période de procédés de récupération, mais aussi dans les procédés de dévulcanisation perfectionnés décrits dans la demande de patente aux Etats-Unis, déposée le 2 Janvier 1945, sous le N  de série 521.942, aux noms de la présente Société et de Edward F. Sverdrup, dans laquelle on utilise, dans quelques-uns des exemples présentés, un certain nombre d'agents de récupération envisagés dans la présente invention. 



   C'est ainsi, en particulier, que sont indiqués pour un usage général ceux des bisulfures qui ne s'écartent de la structure d'un hydrocarbure que par la présence d'atomes de soufre dans le bisulfure. 



   Le caoutchouc, s'il n'est déjà sous une forme mince ou finement divisée, est réduit, soit avant, soit pendant le traitement, d'une quantité suffisante et au degré désira- ble pour que la chaleur et les agents de récupération puis. sent le pénétrer rapidement. Il y a avantage à le moudre ou le broyer sous forme de particules, selon la manière habituelle. 



   Le chauffage peut s'effectuer par tous moyens convenables, comme, par exemple, par traitement sur des rouleaux chauds ou dans des appareils malaxeurs chauffés, soit également par énergie rayonnante, spécialement par les rayons infra-rouges, ou par des efforts mécaniques ou élec- triques alternants, tels que voltage alternatif à haute fréquence, par meulage ou mastication, ou par convection,   etc...   



   La durée du traitement peut varier entre 1 ou 2 minutes et 12 heures ou même davantage, suivant le matériau particulier qui est traité, les conditionsparticulières 

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 dans lesquelles se fait le traitement, et les résultats que l'on veut obtenir. 



   On obtient d'excellents résultats, par exemple, en chauffant à l'autoclave, à une température allant de 150  à 260 C, environ, pour la période indiquée, suivant les composés particuliers employés et les résultats désirés. 



   Lorsqu'il s'agit d'éviter une vaporisation anormale de l'agent récupérateur, il y a avantage   à   traiter la masse de caoutchouc dans un espace confiné dans lequel on entretient, pour agir sur l'agent en question, une pression de vapeur appréciable. C'est pour cette raison, qu'un autoclave ou un moulin de mastication, par exemple du type   Banbury   ou du type   Werner-Pfleiderer,   devront être préférés au traitement à l'air libre. Un autre avantage du traitement en vase clos par des agents de récupération volatils, est que, en rédui- sant la pression et le "balayage" par un autre gaz ou vapeur, l'agent de récupération peut être retiré dans une large mesure, ce qui facilite l'achèvement du traitement au point désiré. 



   Il convient, dans certains cas, que le mélange de caoutchouc et d'agent de récupération, avec ou sans émollient, et/ou d'autres ingrédients, puisse être traité, conformément à la présente invention, sous la forme d'une mince pellicule ou à tout autre état étalé ou développé; mais, la forme la plus avantageuse est celle de miettes finement divisées qui forment une masse poreuse dans laquelle l'agent de chauffage, de la vapeur saturée par exemple, peut pénétrer rapidement, 
D'une manière générale, l'invention ne vise pas seulement la récupération du caoutchouc naturel vulcanisé, mais convient également bien à, la récupération du caoutchouc synthétique, comme, par exemple, le néoprène, le   Buna-s,   le   Buna-N,   etc...

   Le terme "caoutchouc", tel qu'il est employé 

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 ici, sauf lorsqu'on le précise autrement, doit être consi- déré comme englobant à la fois le caoutchouc naturel et le caoutchouc artificiel, particulièrement les polymères de dioléfines conjuguées, par lesquels on entend les composés vulcanisables du soufre formés par la polymérisation d'un ou de plusieurs composés non saturés, comprenant au moins une des dioléfines conjuguées, avec ou sans autres éléments ou groupes de combinaison.

   Toutefois, dans les exemples types, les termes "fragments de chambre à air" et "fragments de vieux pneus" concernent des fragments de caoutchouc naturel, sauf indication plus précise, 
Bien qu'il soit donné ci-dessous certains exemples types de la présente invention et de son application dans la pratique, ainsi que certaines modifications ou variantes, il est bien évident que ces exemples ne sauraient en aucune façon épuiser ou limiter ladite invention. 



   Au contraire, ils ne sont donnés qu'à titre illus- tratif, de même qu'il est fourni des explications de nature   à   familiariser d'autres personnes du métier avec la présente invention et ses principes, ainsi qu'avec un mode convenable de la mettre en pratique, afin de permettre à d'autres per- sonnes du métier de modifier l'invention et de l'adapter et l'appliquer sous de nombreuses autres formes, suivant qu'on le jugera le mieux approprié pour satisfaire aux exigences d'un cas particulier. 



   Toutes les proportions sont indiquées en poids. 



  EXEMPLE I- 
On mélange 380 parties de fragments de chambres à air en caoutchouc rouge, broyés à la finesse du tamis de 30 mailles, avec 12,8 parties de bisulfure de diphényle et 56 parties de xylol (ce dernier étant utilisé comme solvant du bisulfure de diphényle). Le mélange résultant est chauffé 

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 dans des bassins plats à 170 C, sous l'action de la vapeur directe, dans un autoclave ou digesteur de récupération, pendant une durée de 6 heures. Le produit résultant est un produit de récupération de bonne qualité. 



  EXEMPLE II - 
On mélange 580 parties de fragments de chambres à air en caoutchouc rouge, broyés à la finesse du tamis de 30 mailles, avec 12 parties de bisulfure d'isoamyle, dans des bassins plats, à 170 C sous l'action de la vapeur direc- te, pendant 6 heures. Le produit résultant est un produit de récupération de bonne qualité. 



  EXEMPLE III - 
On mélange 380 parties de fragments de chambres à air en caoutchouc rouge, broyés   à   la finesse du tamis de 30 mailles, avec 23,8 parties de bisulfure de diphényle et 109 parties de xylol (ce dernier étant utilisé comme solvant du bisulfure de diphényle). Le mélange résultant est chauffé dans des bassins plats, à 170 C, sous l'action de la vapeur directe, pendant 20 minutes. Après séchage et broyage, on obtient un produit de récupération très tendre et de bonne qualité. 



  EXEMPLE IV - 
On mélange 380 parties de fragments de chambres à air en caoutchouc rouge, broyés à la finesse du tamis de 30 mailles, avec 22,8 parties de bisulfure de benzyle et 200 parties de xylol employé comme solvant du bisulfure de ben- zyle. On chauffe le mélange résultant dans des bassins plats, à la température de 170 0, sous l'action de la vapeur directe, pendant une heure. Après séchage et broyage, on obtient un produit de récupération tendre et de bonne qualité. 



  EXEMPLE V - 
On mélange 380 parties de fragments de chambres   à   

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 air en caoutchouc rouge, broyés à la finesse du tamis de 30mailles, avec 20 parties de bisulfure d'isoamyle. Le mélange résultant est chauffé dans des bassins plats, à 170 C, sous Inaction de la vapeur directe, pendant une heure. 



  Après séchage et broyage, on obtient un produit de   récupé-   ration très tendre et d'excellente qualité. 



    EXEMPLE VI -    
On mélange 380 parties de fragments de chambres à air, en caoutchouc rouge, broyés à la finesse du tamis de 30 mailles, avec 20 parties de bisulfure de n-amyle. 



  On chauffe le mélange résultant dans des bassins plats,   à   une température de 170 0, sous l'action de la vapeur directe, pendant une heure. Après séchage et broyage, on obtient un produit de récupération tendre et de bonne qualité. 



    EXEMPLE   VII - 
On mélange 380 parties de fragments de chambres à air en caoutchouc rouge, broyés   à   la finesse du tamis de 30 mailles, avec 10,4 parties de bisulfure de   n-butyle.   



  On place le mélange résultant, sans le tasser, dans un réci- pient sous pression que l'on chauffe ensuite à la tempéra- ture de   170 C,   en y admettant de la vapeur. On prolonge ce chauffage pendant une heure. Après séchage et broyage, on obtient un produit de récupération de bonne qualité. 



    EXEMPLE   VIII - 
On mélange 95 parties de fragments de chambres à air en caoutchouc rouge, sous forme de miettes de la finesse du tamis de 12 mailles avec une solution consistant en 3,5 parties de "Solvesso N  3" (un solvant aromatique dérivé du pétrole que l'on peut se procurer à titre de produit commercial type   à   la Standard Oil Company de New-Jersey, et qu'on emploie ici comme diluant de l'agent de plastifi- cation), une partie d'huile pour machines et deux parties de bisulfure de dioctyle.

   On fait passer le mélange résul- 

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 tant à travers une machine à faire les tubes, pourvue d'une tuyère comportant une ouverture annulaire de quelques milli- mètres de rayon et plusieurs centimètres de longueur, avec chemise de vapeur pour porter rapidement la composition contenue dans la tuyère à une température d'environ 205 C et la maintenir à peu près à cette température jusqu'à ce qu'elle soit déchargée dans un bain de refroidissement ou une atmosphère de refroidissement neutre, ce qui achève rapidement le traitement. La température du mélange, pen- dant son passage à travers la tuyère, a été d'environ 208,3 C et la durée de séjour dans la zone de traitement a été d'environ 3,1 minutes. On a obtenu un produit de récupéra- tion de bonne qualité, dont l'indice de plasticité est 5,43. 



    EXEMPLE   IX - 
Le même mélange qu'à l'exemple VIII, à part la substitution d'une quantité équivalente de bisulfure de di- hexadécyle au lieu de bisulfure d'octyle employé à l'exemple VIII, a été traité de la même manière, sauf que dans ce cas la température observée du traitement principal a été d'en- viron 205 0 et la durée du traitement, d'environ 3,9 minutes. 



  On a obtenu un produit de récupération de bonne qualité, dont l'indice de plasticité est 5,3. 



   On peut employer de la même manière d'autres bisul- fures, en particulier de décyle, de do-décyle, de   butyle   tertiaire, etc... 



   Des revendications visant les composés tertiaires sont contenues dans la demande de Patente aux Etats-Unis déposée le 11 Janvier 1947, sous le N  de série   760.501.   



  EXEMPLE X - 
On broie à la finesse du tamis de 30 mailles 195 parties en poids de fragments de chambres   à   air en caoutchouc rouge que l'on mélange intimement avec 5 parties de Rubbersol 

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 N  3, et 8 parties d'acide orésylique   8.322   de la qualité 4020A de la Shell Oil Company, un résidu de raffinage du pétrole consistant en un mélange de phénols alcoylés dont le degré d'ébullition se situe entre 225 et 250 C, concur- remment aveo de 5 à 10   %   de thiophénols et de bisulfures aromatiques. Le mélange résultant a été chauffé par couches d'environ 25 millimètres, dans des bassins ou récipients plats, à une pression de vapeur directe d'environ 7 Kg par centimètre carré, pendant 5 heures. On a obtenu un produit de récupération de bonne qualité. 



   Les Exemples III à IX renferment certaines concep- tions inventives qui sont exemplifiées typiquement et sont revendiquées d'une manière générale dans la demande de patente aux Etats-Unis déposée le 11 Juillet 1947, sous le N  de série 760.501. 



   Le processus et l'appareil de traitement exposés dans les Exemples VIII et IX englobent d'autres inventions qui sont décrites et revendiquées dans une demande de Patente aux Etats-Unis déposée le 9 Septembre 1946, sous le N  de série   695.630.   



   Pour ces applications, la concentration de l'agent de récupération à base de bisulfure peut varier de 0,1 à   10%   du mélange, ou davantage. Toutefois, en raison des propriétés caractéristiques puissantes que possèdent les agents selon la présente invention, il est nécessaire ordinairement d'employer plus de 5 %, la quantité exacte choisie dépendant du composé de bisulfure particulier que l'on désire employer. 



   Les opérations de récupération peuvent être faci- litées et les propriétés désirables peuvent être développées au cours de la récupération par la présence d'émollients, tels que du goudron de pin, du goudron de houille, de la rosine, des huiles résineuses, des acides gras,   etc.,.   

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   Comme on le verra, les bisulfures aromatiques et aliphatiques donnent tous deux d'excellents résultats et les bisulfures constituent, d'une manière générale, une catégorie efficace d'agents de récupération. On estime que les bisulfures contenant jusqu'à trente-cinq atomes de carbone donnent d'excellents résultats. Ceux qui comportent moins de quatre atomes donnent de moins bons résultats. 



   En règle générale, on a constaté que, les autres facteurs restant les mêmes, les bisulfures possédant un nombre plus élevé d'atomes de carbone donnent de meilleurs résultats que ceux qui contiennent moins d'atomes de carbone, et que les bisulfures qui contiennent entre 8 et 32 atomes de carbone sont ceux qui donnent les meilleurs résultats. 



   Ordinairement, il vaut mieux éviter la présence de groupes polaires, tels qu'hydroxyle, amine, eto..., de même que l'oxygène interne. 



   REVENDICATIONS ------------ 
1 - Le procédé de dévuloanisation du caoutchouc, qui consiste à chauffer du caoutchouc vulcanisé en mélange avec une légère proportion d'un agent de dévulcanisation comportant un bisulfure organique. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

1. 2 - Le procédé de dévulcanisation du caoutchouc, qui consiste à chauffer du caoutchouc vulcanisé en mélange aveo une quantité ne dépassant pas 10 % d'un bisulfure cons- titué par un hydrocarbure, à l'exception du soufre qui y est contenu, 3 - Le procédé de dévulcanisation du caoutchouc qui consiste à, chauffer du caoutchouc vulcanisé avec une quantité ne dépassant pas 10 % d'un bisulfure d'hydrocarbure comportant de 8 à 32 atomes de carbone dans la partie hydro- carbure de sa molécule. <Desc/Clms Page number 11>

   4 - Le procédé de dévulcanisation du caoutchouc qui consiste à chauffer du caoutchouc vulcanisé avec une quantité ne dépassant pas 10 % d'un bisulfure aliphatique, 5 - Le procédé de dévuloanisation du caoutchouc, qui consiste à chauffer du caoutchouc vulcanisé en présence d'un bisulfure de butyle.

   6 - Le procédé de dévulcanisation du caoutchouc qui consiste à. chauffer du caoutchouc vulcanisé en présence d'un bisulfure d'amyle.

   7 - Le procédé de dévuloanisation du caoutchouc, qui consiste à chauffer du caoutchouc vulcanisé en présence d'un bisulfure d'octyle, 8 - Le procédé de dévulcanisation du caoutchouc, qui consiste à chauffer du caoutchouc vulcanisé en présence d'un bisulfure de décyle.

   9 - Le procédé de dévulcanisation du caoutchouc, qui consiste à chauffer du caoutchouc vulcanisé en présence d'un bisulfure de dodécyle.

   10 - Le procédé de dévulcanisation du caoutchouc, qui consiste à chauffer du caoutchouc vulcanisé en présence d'un bisulfure d'hexadécyle.

   11 - Le procédé de dévulcanisation du caoutchouc, qui consiste à chauffer du caoutchouc vulcanisé en présence d'un bisulfure aromatique.

   12 - Le procédé de dévulcanisation du caoutchouc, qui consiste à chauffer du caoutchouc vulcanisé en présence d'un bisulfure de diphényle, 13 - Le procédé de dévulcanisation du caoutchouc, qui consiste à chauffer du caoutchouc vulcanisé en présence d'un bisulfure de benzyle.

   14 - Le procédé de dévulcanisation du caoutchouc qui consiste à chauffer du caoutchouc vulcanisé, réduit en <Desc/Clms Page number 12> menus fragments, avec une quantité d'un bisulfure saturé ne dépassant pas 10 %.

   15 - Le procédé de dévulcanisation du caoutchouc, qui consiste à chauffer à une température de l'ordre de 150 à 260 C, du caoutchouc vulcanisé avec une quantité de bisul- fure saturé ne dépassant pas 10 %.

   16 - Le procédé de dvulcanisation du caoutchouc, qui consiste à chauffer du caoutchouc vulcanisé avec un bisulfure d'isoamyle en quantité ne dépassant pas 10 %.

   17 - Le procédé dé dévulcanisation du caoutchouc, qui consiste à chauffer du caoutchouc vulcanisé avec du bisulfure de di-isoamyle en quantité ne dépassant pas 10 %.

   18 - Le procédé de dévulcanisation du caoutchouc, qui consiste à soumettre à l'action de la chaleur et de la pression un mélange de caoutchouc et d'une légère quantité d'un agent dévulcanisation constitué par un bisulfure organi- que, exempt d'oxygène, renfermant plus de huit atomes de carbone.