PL233079B1 - Mix based on waste and secondary raw materials for obtaining hard rubber and its applications - Google Patents

Mix based on waste and secondary raw materials for obtaining hard rubber and its applications

Info

Publication number
PL233079B1
PL233079B1 PL410607A PL41060714A PL233079B1 PL 233079 B1 PL233079 B1 PL 233079B1 PL 410607 A PL410607 A PL 410607A PL 41060714 A PL41060714 A PL 41060714A PL 233079 B1 PL233079 B1 PL 233079B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
rubber
parts
weight
amount
mixture according
Prior art date
Application number
PL410607A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL410607A1 (en
Inventor
Cezary Dębek
Urszula Ostaszewska
Original Assignee
Instytut Inzynierii Mat Polimerowych I Barwnikow
Siec Badawcza Lukasiewicz Instytut Inzynierii Materialów Polimerowych I Barwników
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Instytut Inzynierii Mat Polimerowych I Barwnikow, Siec Badawcza Lukasiewicz Instytut Inzynierii Materialów Polimerowych I Barwników filed Critical Instytut Inzynierii Mat Polimerowych I Barwnikow
Priority to PL410607A priority Critical patent/PL233079B1/en
Publication of PL410607A1 publication Critical patent/PL410607A1/en
Publication of PL233079B1 publication Critical patent/PL233079B1/en

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest mieszanka na bazie materiałów odpadowych i pozyskanych w recyklingu do otrzymywania gumy twardej oraz jej zastosowanie do wytwarzania sztywnych wyrobów, szczególnie stosowanych w ogrodnictwie i/lub sadownictwie. Mieszanka na bazie surowców odpadowych i wtórnych do otrzymywania gumy twardej składa się z: regeneratu gumowego, otrzymanego w wyniku procesu regeneracji, a więc dewulkanizacji i uplastycznienia zużytych wyrobów gumowych czy gumowych odpadów produkcyjnych, w ilości 10 - 100 części wagowych; granulatu gumowego, otrzymanego ze zużytych wyrobów gumowych czy gumowych odpadów produkcyjnych, w ilości 0 - 90 części wagowych z plastyfikatorów w ilości 0 - 30 części wagowych; z substancji sieciującej, w ilości 8 - 50 części wagowych; przyspieszacza procesu sieciowania w ilości 0 - 10 części wagowych oraz aktywatorów wulkanizacji, napełniaczy, włókien wzmacniających, glikoli, związków poprawiających oddziaływania napełniacz - kauczuk łącznie w ilości 0 - 50 części wagowych.The subject of the invention is a mixture based on waste and recycled materials for obtaining hard rubber and its use in the production of rigid products, especially used in gardening and/or fruit growing. A mixture based on waste and secondary raw materials for obtaining hard rubber consists of: rubber reclaim, obtained as a result of the regeneration process, i.e. devulcanization and plasticization of used rubber products or rubber production waste, in an amount of 10 - 100 parts by weight; rubber granules obtained from used rubber products or rubber production waste, in an amount of 0 - 90 parts by weight, with plasticizers in an amount of 0 - 30 parts by weight; from a cross-linking substance, in an amount of 8 - 50 parts by weight; cross-linking process accelerator in an amount of 0 - 10 parts by weight and vulcanization activators, fillers, reinforcing fibers, glycols, compounds improving filler-rubber interaction in a total amount of 0 - 50 parts by weight.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest mieszanka na bazie materiałów odpadowych i pozyskanych w recyklingu do otrzymywania gumy twardej oraz jej zastosowanie do wytwarzania sztywnych wyrobów, zwłaszcza profili, szczególnie stosowanych w ogrodnictwie i/lub sadownictwie.The subject of the invention is a mixture based on waste and recycled materials for the preparation of hard rubber and its use for the production of rigid products, in particular profiles, especially used in horticulture and / or horticulture.

Guma twarda (w skrajnym przypadku twardości ebonit) otrzymywana jest w wyniku wulk anizacji mieszanki kauczukowej na bazie kauczuku dienowego, zwykle kauczuku naturalnego, zawierającej duże ilości siarki, około 40 cz. mas. a nawet ponad 50 cz. mas. na 100 cz. mas. kauczuku, zwykle niewielką ilość przyspieszacza i inne składniki. Guma miękka, elastyczna zawiera do 3 cz. mas. siarki i inne składniki. W gumie twardej, wyniku reakcji siarki z wiązaniami podwójnymi kauczuku powstaje sieć o dużej gęstości, wiązania podwójne zostają wysycone. Zmiany te nadają gumie wysoką twardość, czyniącą z niej materiał sztywny, łatwo dający się obrabiać mechanicznie, w podwyższonej temperaturze częściowo plastyczny. Ebonit od gumy miękkiej, zawierającej do 3 cz. mas. siarki jest bardziej wytrzymały na ścieranie, ale za to bardziej kruchy. Guma twarda, dzięki wysyceniu wiązań podwójnych kauczuku, jest bardzo odporna na starzenie cieplne, tlenowe, ozonowe czy działanie czynników chemicznych. Jest dobrym izolatorem ciepła, nie przewodzi prądu elektrycznego. Dzięki swoim właściwościom gumę twardą stosuje się do wyrobu: skrzynek akumulatorowych, wykładzin ochronnych i antykorozyjnych, ustników fajek, drobnego sprzętu elektrotechnicznego i części aparatury chemicznej, elementów izolacyjnych w przemyśle elektrotechnicznym, chemicznym i w radiotechnice, tanich instrumentów muzycznych (z grupy dętych drewnianych, np. obój, rożek angielski), rękojeści np. noży, ustników do instrumentów dętych drewnianych - saksofon, klarnet i inne. Oryginalnym zastosowaniem gumy twardej jest wykorzystanie jej jako warstwy wzmacniającej i usztywniającej, wewnętrznej w wężu z gumy miękkiej (opis patentowy US 6298884 B1).Hard rubber (in the extreme case hardness, ebonite) is obtained by vulcanization of a rubber mixture based on diene rubber, usually natural rubber, containing large amounts of sulfur, about 40 parts. masses and even over 50 parts masses for 100 parts masses rubber, usually a small amount of accelerator and other ingredients. Soft, elastic rubber contains up to 3 parts. masses sulfur and other ingredients. In hard rubber, the reaction of sulfur with rubber double bonds creates a network of high density, the double bonds are saturated. These changes give the rubber a high hardness, making it a rigid material, easily machinable, and partially plastic at elevated temperatures. Ebonite from soft rubber, containing up to 3 parts. masses sulfur is more resistant to abrasion, but more brittle. Hard rubber, thanks to the saturation of rubber double bonds, is very resistant to thermal, oxygen, ozone aging and the action of chemical agents. It is a good heat insulator and does not conduct electricity. Due to its properties, hard rubber is used in the production of: battery boxes, protective and anti-corrosion linings, pipe mouthpieces, small electrical equipment and parts of chemical apparatus, insulating elements in the electrotechnical, chemical and radio industries, cheap musical instruments (from the group of woodwinds, e.g. oboe, English horn), handles of e.g. knives, mouthpieces for woodwind instruments - saxophone, clarinet and others. The original use of hard rubber is as an internal reinforcement and stiffening layer in a soft rubber hose (US Patent 6,298,884 B1).

Zużyte wyroby gumowe, zwłaszcza opony poddaje się odzyskowi energetycznemu, produktowemu i recyklingowi materiałowemu. Recykling energetyczny polega na spalaniu gumy, główni e w cementowniach oraz na pirolizie gumy prowadzącej do otrzymania surowców energetycznych do spalenia. Recykling produktowy to ponowne użycie zużytego wyrobu w pierwotnym zastosowaniu, np. opony bieżnikowane. Recykling materiałowy natomiast to odzyskanie materiałów ze zużytych wyrobów i zastosowanie ich w pierwotnych lub innych wyrobach. Jako podstawowe przykłady można podać: mechaniczne rozdrobnienie gumy do postaci granulatu lub pyłu i wykorzystanie granulatów czy pyłu w produkcji opon, czy innych wyrobów gumowych oraz poddanie zużytej gumy regeneracji mechano-chemicznej, otrzymanie tzw. regeneratu gumowego, który można ponownie przetwarzać i wulkanizować i zastosowanie go jako zamiennika kauczuku do otrzymywania nowych wyrobów gumowych.Used rubber products, especially tires, are subjected to energy, product and material recycling. Energy recycling involves the burning of rubber, mainly in cement plants, and the pyrolysis of rubber to obtain energy resources for combustion. Product recycling is the re-use of a used product in its original application, e.g. retreaded tires. Material recycling, on the other hand, is the recovery of materials from used products and their use in primary or other products. The basic examples are: mechanical grinding of rubber into granules or dust and the use of granules or dust in the production of tires or other rubber products, and subjecting used rubber to mechanical-chemical regeneration, obtaining the so-called regenerated rubber, which can be reprocessed and vulcanized and used as a rubber substitute for the production of new rubber products.

Z chińskiego zgłoszenia patentowego CN101173069 A znana jest mieszanka na bazie surowców odpadowych i wtórnych do otrzymywania gumy twardej, która to guma jest stosowana jako składnik wyjściowy do wytwarzania wyrobów, takich jak płyty czy panele np. konstrukcyjne. Kompozycja składa się z: 100 części wagowych, regeneratu gumowego, 10-20 cz. wag. siarki jako substancji sieciującej, 0,3-5 cz. wag. aktywatorów wulkanizacji. 0,1-10 cz. wag. aktywatorów sieciowania, 1-80 cz. wag. napełniaczy, włókien wzmacniających, 0,1-0,5 cz. wag. środka przeciwstarzeniowego, 0,1-5 cz. wag. plastyfikatorów.From the Chinese patent application CN101173069 A there is known a mixture based on waste and secondary raw materials for the production of hard rubber, which rubber is used as a starting component for the production of products such as plates or panels, e.g. constructional. The composition consists of: 100 parts by weight, regenerated rubber, 10-20 parts. wt. sulfur as a cross-linking substance, 0.3-5 parts wt. vulcanization activators. 0.1-10 parts wt. cross-linking activators, 1-80 pcs. wt. fillers, reinforcing fibers, 0.1-0.5 parts wt. anti-aging agent, 0.1-5 parts wt. plasticizers.

Mieszanka na bazie surowców odpadowych i wtórnych do otrzymywania gumy twardej według wynalazku zawierająca regenerat gumowy, plastyfikatory, substancję sieciującą, przyspieszacze sieciowania z aktywatorami wulkanizacji, napełniacze i włókna wzmacniające składa się z: regeneratu gumowego, otrzymanego w wyniku procesu regeneracji a więc dewulkanizacji i uplastycznienia zużytych wyrobów gumowych czy gumowych odpadów produkcyjnych, w ilości 10-50 części wagowych; granulatu gumowego, otrzymanego ze zużytych wyrobów gumowych czy gumowych odpadów produkcyjnych, w ilości 50-90 części wagowych; z plastyfikatorów w ilości 18-30 części wagowych; z substancji sieciującej, w ilości 8-20 części wagowych; przyspieszacza procesu sieciowania wraz z aktywatorami w ilości 0,6-7 części wagowych; oraz włókien wzmacniających i napełniaczy łącznie w ilości 0-10 części wagowych.A mixture based on waste and secondary raw materials for the production of hard rubber according to the invention, containing regenerated rubber, plasticizers, cross-linking substance, cross-linking accelerators with vulcanization activators, fillers and reinforcing fibers consists of: rubber regenerate, obtained as a result of the regeneration process, i.e. devulcanization and plasticization of used rubber products or rubber production waste, in the amount of 10-50 parts by weight; rubber granules obtained from used rubber products or rubber production waste, in the amount of 50-90 parts by weight; from plasticizers in an amount of 18-30 parts by weight; from a crosslinker in an amount of 8-20 parts by weight; a crosslinking accelerator with activators in an amount of 0.6-7 parts by weight; and reinforcing fibers and fillers in total in an amount of 0-10 parts by weight.

Jako regenerat gumowy korzystnie stosuje się regeneraty otrzymane w procesach regeneracji parowo-olejowej lub mechano-chemicznej gumy ze zużytych wyrobów.As reclaimed rubber, the reclaimed rubber is preferably used, obtained in the processes of steam-oil or mechanical-chemical regeneration of rubber from used products.

Jako granulat korzystnie stosuje się granulaty otrzymane ze zużytych opon samochodowych o rozmiarze ziarna od 0,1 mm do 5 mm.The granules used are preferably those obtained from used car tires with a grain size of 0.1 mm to 5 mm.

Jako substancję sieciującą korzystnie stosuje się siarkę pozyskaną w procesach odsiarczania ropy naftowej czy spalin, a także siarkę kopalnianą.Sulfur obtained in the processes of desulphurization of crude oil or flue gases, as well as mine sulfur are preferably used as the cross-linking substance.

PL 233 079 B1PL 233 079 B1

Jako plastyfikatory korzystnie stosuje się substancje bitumiczne - asfalt drogowy, przemysłowy, mineralne oleje aromatyczne lub naftenowe i ich mieszaniny.The plasticizers used are preferably bituminous substances - road and industrial asphalt, mineral aromatic or naphthenic oils and their mixtures.

Jako przyspieszacz wulkanizacji korzystnie stosuje się związki z grupy przyśpieszaczy sulfenamidowych, tiuramowych, tiazolowych, w szczególności: N-cykloheksylobenzotiazolo-2-sulfenoamid (CBS), N-tert-butylo-2-benzotiazolosulfenoamid (TBBS), disulfid tetrametylotiuramu (TMTD), 2-merkaptobenzotiazol (MBT), disulfid 2,2'-merkaptobenzotiazolu (MBTS) oraz ich mieszaniny.Compounds from the group of sulfenamide, thiuram and thiazole accelerators are preferably used as vulcanization accelerators, in particular: N-cyclohexylbenzothiazole-2-sulfenamide (CBS), N-tert-butyl-2-benzothiazolesulfenamide (TBBS), tetramethylthiuram disulfide (TMTD), 2 - mercaptobenzothiazole (MBT), 2,2'-mercaptobenzothiazole disulfide (MBTS), and mixtures thereof.

Jako aktywator wulkanizacji korzystnie stosuje się mieszaninę tlenku metalu, tlenku cynku z kwasami tłuszczowymi stearynowym, palmitynowymi innymi.A mixture of a metal oxide, zinc oxide with stearic, palmitic and other fatty acids is preferably used as the vulcanization activator.

Jako włókna wzmacniające korzystnie stosuje się cięte włókna mineralne, szklane, bazaltowe, cięte włókna organiczne syntetyczne i naturalne, poliestrowe, poliamidowe, węglowe, celulozowe, lniane.Preferred reinforcement fibers are mineral, glass, basalt, chopped organic synthetic and natural fibers, polyester, polyamide, carbon, cellulose and flax.

Jako napełniacze korzystnie stosuje się kredę, kaolin, krzemionkę, sadzę.Preference is given to using chalk, kaolin, silica and carbon black as fillers.

Przedmiotem wynalazku jest także zastosowanie przedmiotowej mieszanki jako materiału do wytwarzania wyrobów, zwłaszcza profili litych lub wewnątrz pustych jedno albo wielowarstwowych o dowolnym przekroju wzdłużnym i poprzecznym oraz dowolnych wymiarach takich jak tyczki, paliki i sztywne węże stosowane w ogrodnictwie czy sadownictwie.The subject of the invention is also the use of the present mixture as a material for the production of products, especially solid or hollow single or multi-layer profiles of any longitudinal and cross-section and any dimensions such as poles, stakes and rigid hoses used in horticulture or horticulture.

Guma twarda, będąca przedmiotem wynalazku, opracowana została z wykorzystaniem tanich surowców wtórnych: granulatów i pyłu oraz regeneratu gumowego otrzymanych z zużytych opon samochodowych lub innych zużytych wyrobów gumowych. Dodatkowo jako środek sieciujący wykorzystano tanią siarkę odpadową uzyskaną np. w wyniku procesów odsiarczania w przeróbce ropy naftowej czy oczyszczania spalin, natomiast jako plastyfikator zastosowano tanie plastyfikatory bitumiczne.The hard rubber, which is the subject of the invention, was developed with the use of cheap secondary raw materials: granules and dust as well as regenerated rubber obtained from used car tires or other used rubber products. In addition, cheap waste sulfur was used as a cross-linking agent, obtained e.g. as a result of desulphurization processes in crude oil processing or flue gas cleaning, while cheap bituminous plasticizers were used as a plasticizer.

Gumę twardą standardowo otrzymuje się z kauczuków dienowych, np. naturalnego. Znana jest guma twarda otrzymana na bazie regeneratu gumowego. W przeprowadzonych pracach nieoczekiwanie okazało się, że gumę twardą można otrzymać stosując mieszaniny granulatu gumowego z regeneratem gumowym. Ponieważ granulat gumowy jest gumą miękką wprowadzenie go do mieszanki kauczukowej na bazie regeneratu powinno przejawiać się obniżeniem ogólnej twardości wulkanizatu i skutkować niemożnością otrzymania w ten sposób gumy twardej. Jak wykazały badania, tak się jednak nie stało. Prawdopodobnie część zespołu sieciującego (siarka i przyśpieszacz) dodanego do fazy regeneratu w trakcie sporządzania mieszanki i wulkanizacji migruje do cząstek granulatu i powoduje podniesienie jego twardości dzięki czemu twardość materiału może osiągnąć wysoka wartość. Faza wprowadzonego granulatu jednak jest miększa od fazy usieciowanego regeneratu, dzięki temu opracowana guma twarda częściowo likwiduje problem łatwego pękania ebonitu, jest twarda ale bardziej elastyczna od klasycznego ebonitu.Hard rubber is normally obtained from diene rubbers, e.g. natural. The hard rubber obtained on the basis of regenerated rubber is known. In the works carried out, it was surprisingly found that hard rubber can be obtained by using mixtures of rubber granules with regenerated rubber. Since the rubber granulate is a soft rubber, introducing it into the rubber mixture based on the reclaimed rubber should result in a reduction in the overall hardness of the vulcanizate and result in the inability to obtain hard rubber in this way. However, as research has shown, this has not happened. Probably a part of the cross-linking unit (sulfur and accelerator) added to the regenerate phase during mixing and vulcanization migrates to the granulate particles and increases its hardness, thanks to which the hardness of the material can reach a high value. The phase of introduced granulate, however, is softer than the phase of cross-linked regenerate, thanks to which the developed hard rubber partially eliminates the problem of easy cracking of ebonite, it is hard but more flexible than the classic ebonite.

Guma twarda obok wielu standardowych dla niej zastosowań może być użyta do otrzymywania palików (pali, tyczek, prętów, sztywnych węży, pełnych i pustych w środku) stosowanych w ogrodnictwie czy sadownictwie. Paliki wykorzystuje się do podtrzymywania sadzonek, roślin czy drzewek, które w okresie owocowania mogą pod własnym ciężarem ulec złamaniu. W przypadku np. tyczek sadowniczych są to zwykle pręty, rury o długości 3 m i średnicy 16-100 mm.Hard rubber, apart from many standard applications, can be used to obtain stakes (piles, poles, rods, rigid hoses, full and hollow) used in horticulture and fruit farming. The stakes are used to support seedlings, plants or trees, which may break under their own weight during fruiting. In the case of, for example, orchard poles, these are usually rods, pipes 3 m long and 16-100 mm in diameter.

Paliki w Polsce początkowo wykonywane były z drewna sosnowego i olchowego. Następnie rozpowszechniły się tyczki wykonane z drewna bambusowego. Problemem obu typów jest konieczność ich impregnacji zabezpieczającej przed starzeniem (gnicie) w ziemi (tyczki są wbijane na głębokość około 10 cm w ziemię) i na powietrzu. Kolejną niedogodnością jest brak odporności na wilgoć i problem z tzw. „przejściami przez zero”, powodującymi pękanie tyczek w okresie zimowym.Initially, stakes in Poland were made of pine and alder wood. Later, poles made of bamboo wood spread. The problem with both types is the necessity to impregnate them against aging (rotting) in the ground (the poles are driven into the ground to a depth of about 10 cm) and in the air. Another disadvantage is the lack of resistance to moisture and the problem of the so-called "Zero-crossings", causing the poles to break during the winter.

Tyczki wykonane z metalu, zwłaszcza lekkiego, są odporne na starzenie czy niskie temperatury, jednak ich wadą jest wysoka przewodność cieplna oraz zimna, która w zimę powoduję przemrażanie korzeni roślin czy drzewek, co powodują wbite w ziemię tyczki.The poles made of metal, especially light metal, are resistant to aging or low temperatures, but their disadvantage is high thermal and cold conductivity, which in winter causes the roots of plants or trees to freeze, which causes the poles to be driven into the ground.

Ostatnio pojawiły się paliki wykonane z tworzyw sztucznych, głównie z twardego PCV. Nie mają one wad poprzednich ale nie są odporne na działanie niskiej temperatury i w zimę łatwo ulegają zniszczeniu.Recently, stakes made of plastics, mainly of hard PVC, have appeared. They do not have the disadvantages of the previous ones, but are not resistant to low temperatures and are easily damaged in winter.

Opracowany materiał gumy twardej i zastosowanie go do otrzymywania palików rozwiązuje powyższe problemy dotychczasowego stanu techniki. Guma twarda odporna jest na starzenie cieplne, tlenowe, chemiczne, jest dobrym izolatorem i wykazuje lepsze właściwości niskotemperaturowe od tworzyw.The hard rubber material developed and its use to obtain the stakes solves the above problems of the prior art. Hard rubber is resistant to thermal, oxygen and chemical aging, it is a good insulator and shows better low-temperature properties than plastics.

Przedmiot wynalazku jest bliżej objaśniony w przykładach wykonania.The subject of the invention is explained in more detail in the examples of embodiments.

PL 233 079 B1PL 233 079 B1

P r z y k ł a d 1P r z k ł a d 1

Odważono składniki mieszanki do otrzymania gumy twardej: 50 g regeneratu gumowego, otrzymanego w wyniku procesu regeneracji a więc de-wulkanizacji i uplastycznienia zużytych wyrobów gumowych, 450 g granulatu gumowego, otrzymanego ze zużytych wyrobów gumowych czy gumowych odpadów produkcyjnych o rozmiarze ziarna 2-5 mm, 150 g asfaltu drogowego, 40 g siarki; 25 g tlenku cynku, 10 g stearyny; 10 g włókien z recyklingu opon.The components of the mixture were weighed to obtain hard rubber: 50 g of regenerated rubber obtained as a result of the regeneration process, i.e. de-vulcanization and plasticization of used rubber products, 450 g of rubber granules obtained from used rubber products or rubber production waste, grain size 2-5 mm , 150 g of road asphalt, 40 g of sulfur; 25 g of zinc oxide, 10 g of stearin; 10 g of recycled tire fibers.

Za pomocą dwuwalcarki o średnicy walców 300 mm, długości 600 mm, frykcji 1,3, temperaturze walców około 50°C, standardową procedurą składniki wymieszano i wykonano mieszankę na gumę twardą.Using a two-roll mill with a roller diameter of 300 mm, a length of 600 mm, a friction of 1.3, a roller temperature of about 50 ° C, the ingredients were mixed in a standard procedure and a hard rubber mixture was made.

Po upływie kilku godzin za pomocą dwuwalcarki mieszankę odświeżono przez parokrotne zrolowanie i wyciągnięto płytę o grubości 3 mm, odpowiednią ilość mieszanki, w nadmiarze 20%, wprowadzono do gniazda formy tłocznej o wymiarach 120 x 120 x 2 mm. Mieszankę wulkanizowano w prasie laboratoryjnej pod ciśnieniem 0,5 MPa, w temperaturze 150°C przez 100 min. Otrzymano w ten sposób płytki materiału, z których wycięto próbki do badań mechanicznych, odporności na niskie temperatury (temperaturę kruchości). Otrzymano następujące wyniki: TSb wynosiło 6,2 MPa, Eb wynosiło 69%, twardość Shore A ponad 84 °ShA, temperatura kruchości -16°C.After a few hours, using a two-roll mill, the mixture was refreshed by rolling several times and a 3 mm thick board was pulled out, the appropriate amount of the mixture, in excess of 20%, was introduced into the cavity of the compression mold with dimensions of 120 x 120 x 2 mm. The mixture was vulcanized in a laboratory press at a pressure of 0.5 MPa, at a temperature of 150 ° C for 100 minutes. In this way, plates of material were obtained, from which samples for mechanical tests, resistance to low temperatures (brittleness temperature) were cut. The following results were obtained: TSb was 6.2 MPa, Eb was 69%, Shore A hardness over 84 ° ShA, brittle temperature -16 ° C.

Z pozostałej części mieszanki, za pomocą jednoślimakowej wytłaczarki wytłoczono pełny pręt o średnicy zewnętrznej 100 mm, długości 150 cm. Pręt zwulkanizowano w autoklawie, pod ciśnieniem 0,5 MPa nasyconej pary wodnej, w czasie 160 min. Otrzymano sztywny, mocny pręt o nierównej powierzchni.From the remainder of the blend, a solid bar with an outer diameter of 100 mm and a length of 150 cm was extruded with a single-screw extruder. The bar was vulcanized in an autoclave, under a pressure of 0.5 MPa of saturated steam, for 160 minutes. A stiff, strong bar with an uneven surface was obtained.

P r z y k ł a d 2P r z k ł a d 2

Odważono składniki mieszanki do otrzymania gumy twardej: 150 g regeneratu gumowego, otrzymanego w wyniku procesu regeneracji a więc de-wulkanizacji i uplastycznienia zużytych wyrobów gumowych, 350 g granulatu otrzymanego ze zużytych wyrobów gumowych czy gumowych odpadów produkcyjnych o rozmiarze ziarna 0,1-0,7 mm, 90 g asfaltu drogowego, 60 g siarki, 3 g tiuramu; 50 g kaolinu.The components of the mixture were weighed to obtain hard rubber: 150 g of regenerated rubber, obtained as a result of the regeneration process, i.e. de-vulcanization and plasticization of used rubber products, 350 g of granules obtained from used rubber products or rubber production waste, grain size 0.1-0, 7 mm, 90 g of road asphalt, 60 g of sulfur, 3 g of thiuram; 50 g of kaolin.

Za pomocą dwuwalcarki o średnicy walców 300 mm, długości 600 mm, frykcji 1,3, temperaturze walców około 50°C, standardową procedurą składniki wymieszano i wykonano mieszankę na gumę twardą.Using a two-roll mill with a roller diameter of 300 mm, a length of 600 mm, a friction of 1.3, a roller temperature of about 50 ° C, the ingredients were mixed in a standard procedure and a hard rubber mixture was made.

Po upływie kilku godzin za pomocą dwuwalcarki mieszankę odświeżono przez parokrotne zrolowanie i wyciągnięto płytę o grubości 3 mm. odpowiednią ilość mieszanki, w nadmiarze 20%, wprowadzono do gniazda formy tłocznej o wymiarach 120 x 120 x 2 mm. Mieszankę wulkanizowano w prasie laboratoryjnej pod ciśnieniem 0,5 MPa, w temperaturze 150°C przez 100 min. Otrzymano w ten sposób płytki materiału, z których wycięto próbki do badań mechanicznych, odporności na niskie temperatury (temperaturę kruchości). Otrzymano następujące wyniki: TSb wynosiło 8,2 MPa, Eb wynosiło 65%, twardość Shore A ponad 87 °ShA, temperatura kruchości -15°C.After a few hours, using a two-roll mill, the mixture was refreshed by rolling it several times and a 3 mm thick board was pulled out. the appropriate amount of the mixture, in excess of 20%, was introduced into the cavity of the compression mold with dimensions of 120 x 120 x 2 mm. The mixture was vulcanized in a laboratory press at a pressure of 0.5 MPa, at a temperature of 150 ° C for 100 minutes. In this way, plates of material were obtained, from which samples for mechanical tests, resistance to low temperatures (brittleness temperature) were cut. The following results were obtained: TSb was 8.2 MPa, Eb was 65%, Shore A hardness over 87 ° ShA, brittleness temperature -15 ° C.

Z pozostałej części mieszanki, za pomocą jednoślimakowej wytłaczarki wytłoczono wąż o średnicy zewnętrznej 25 mm, grubości ścianki 3 mm i długości 300 cm. Wąż zwulkanizowano w autoklawie, pod ciśnieniem 0,4 MPa nasyconej pary wodnej, w czasie 180 min. Otrzymano sztywny, mocny palik o lekko chropowatej powierzchni.A hose with an outer diameter of 25 mm, a wall thickness of 3 mm and a length of 300 cm was extruded from the remainder of the mixture with a single screw extruder. The hose was vulcanized in an autoclave, under a pressure of 0.4 MPa of saturated steam, for 180 minutes. A stiff, strong stake with a slightly rough surface was obtained.

P r z y k ł a d I odniesienia (porównawczy)Reference (comparative) example

Odważono składniki mieszanki do otrzymania gumy twardej: 250 g regeneratu, 250 g granulatu o rozmiarze ziarna 0,5-2,5 mm, 100 g asfaltu przemysłowego, twardego, 100 g siarki, 5 g tiuramu; 20 g tlenku cynku, 7,5 g stearyny, 5 g ciętych włókien bazaltowych; 100 g kredy, 100 g kaolinu.The components of the mixture to obtain a hard rubber were weighed: 250 g of regenerated material, 250 g of granules with a grain size of 0.5-2.5 mm, 100 g of hard industrial asphalt, 100 g of sulfur, 5 g of thiuram; 20 g of zinc oxide, 7.5 g of stearin, 5 g of staple basalt fibers; 100 g of chalk, 100 g of kaolin.

Za pomocą dwuwalcarki o średnicy walców 300 mm, długości 600 mm, frykcji 1,3, temperaturze walców około 50°C, standardową procedura składniki wymieszano i wykonano mieszankę na gumę twardą.Using a two-roll mill with a roller diameter of 300 mm, a length of 600 mm, a friction of 1.3, a roller temperature of about 50 ° C, the ingredients were mixed in a standard procedure and a hard rubber mixture was made.

Po upływie kilku godzin za pomocą dwuwalcarki mieszankę odświeżono przez parokrotne zrolowanie i wyciągnięto płytę o grubości 3 mm, odpowiednią ilość mieszanki, w nadmiarze 20%, wprowadzono do gniazda formy tłocznej o wymiarach 120 x 120 x 2 mm. Mieszankę wulkanizowano w prasie laboratoryjnej pod ciśnieniem 0,5 MPa, w temperaturze 150°C przez 100 min. Otrzymano w ten sposób płytki materiału, z których wycięto próbki do badań mechanicznych, odporności na niskie temperatury (temperaturę kruchości). Otrzymano następujące wyniki: TSb wynosiło 9,1 MPa, Eb wynosiło 44%, twardość Shore A ponad 89 °ShA, temperatura kruchości -12°C.After a few hours, using a two-roll mill, the mixture was refreshed by rolling several times and a 3 mm thick board was pulled out, the appropriate amount of the mixture, in excess of 20%, was introduced into the cavity of the compression mold with dimensions of 120 x 120 x 2 mm. The mixture was vulcanized in a laboratory press at a pressure of 0.5 MPa, at a temperature of 150 ° C for 100 minutes. In this way, plates of material were obtained, from which samples for mechanical tests, resistance to low temperatures (brittleness temperature) were cut. The following results were obtained: TSb was 9.1 MPa, Eb was 44%, Shore A hardness over 89 ° ShA, brittleness temperature -12 ° C.

PL 233 079 B1PL 233 079 B1

Z pozostałej części mieszanki, za pomocą jednoślimakowej wytłaczarki wytłoczono wąż o średnicy zewnętrznej 40 mm, grubości ścianki 4 mm i długości 320 cm. Wąż zwulkanizowano w autoklawie, pod ciśnieniem 0,4 MPa nasyconej pary wodnej, w czasie 180 min. Otrzymano sztywny, mocny palik o chropowatej powierzchni.A hose with an outer diameter of 40 mm, a wall thickness of 4 mm and a length of 320 cm was extruded from the remainder of the mixture with a single screw extruder. The hose was vulcanized in an autoclave, under a pressure of 0.4 MPa of saturated steam, for 180 minutes. A stiff, strong stake with a rough surface was obtained.

P r z y k ł a d II odniesienia (porównawczy)II reference sample (comparative)

Odważono składniki mieszanki do otrzymania gumy twardej: 125 g regeneratu, 375 g granulatu o rozmiarze ziarna 0,1-1,5 mm, 50 g plastyfikatora typu TDAE, 70 g siarki, 6 g CBS oraz składniki cło otrzymania gumy miękkiej, 500 g regeneratu, 100 g kaolinu, 5 g glikolu polietylenowego 400, 6 g siarki, 5 g MBTS, 50 g asfaltu drogowego.The components of the mixture to obtain hard rubber were weighed: 125 g of regenerated rubber, 375 g of granules with a grain size of 0.1-1.5 mm, 50 g of TDAE plasticizer, 70 g of sulfur, 6 g of CBS and the components of soft rubber, 500 g of regenerated , 100 g of kaolin, 5 g of polyethylene glycol 400, 6 g of sulfur, 5 g of MBTS, 50 g of road asphalt.

Za pomocą dwuwalcarki o średnicy walców 300 mm, długości 600 mm, frykcji 1,3, temperaturze walców około 50°C, standardową procedurą składniki receptur wymieszano wykonano mieszanki na gumę twardą i miękką.Hard and soft rubber mixtures were mixed using a two-roll mill with a roller diameter of 300 mm, a length of 600 mm, a friction of 1.3, a roller temperature of about 50 ° C, using a standard procedure.

Po upływie kilku godzin za pomocą dwuwalcarki mieszanki odświeżono przez parokrotne zrolowanie i wyciągnięto płyty o grubości 3 mm. Odpowiednie ilości mieszanek, w nadmiarze 20%, wprowadzono do gniazd formy tłocznej o wymiarach 120 x 120 x 2 mm. Mieszanki wulkanizowano w prasie laboratoryjnej pod ciśnieniem 0,5 MPa, w temperaturze 150°C przez 100 min twardą i 16 min miękką. Otrzymano w ten sposób płytki materiałów, z których wydęto próbki do badań mechanicznych, odporności na niskie temperatury (temperaturę kruchości). Otrzymano następujące wyniki, w przypadku gumy twardej: TSb wynosiło 6,5 MPa, Eb wynosiło 55%, twardość Shore A około 87 °ShA, temperatura kruchości -15°C, w przypadku gumy miękkiej: TSb wynosiło 12 MPa, Eb wynosiło 250%, twardość Shore A ponad 58 °ShA, temperatura kruchości -5°.After a few hours, the mixtures were refreshed by rolling them several times using a two-roller mill, and 3 mm thick boards were pulled out. Appropriate amounts of mixtures, in excess of 20%, were introduced into the cavities of a compression mold with dimensions of 120 x 120 x 2 mm. The mixtures were vulcanized in a laboratory press at a pressure of 0.5 MPa, at a temperature of 150 ° C for 100 minutes of hard and 16 minutes of soft. In this way, plates of materials were obtained, from which samples were drawn for mechanical tests, resistance to low temperatures (brittle temperature). The following results were obtained for hard rubber: TSb was 6.5 MPa, Eb was 55%, Shore A hardness was about 87 ° ShA, brittleness temperature -15 ° C, for soft rubber: TSb was 12 MPa, Eb was 250% , Shore A hardness over 58 ° ShA, brittleness temperature -5 °.

Z pozostałości mieszanki na gumę twardą, za pomocą jednoślimakowej wytłaczarki wytłoczono wąż o średnicy zewnętrznej 20 mm, grubości ścianki 2 mm i długości 120 cm. Następnie wytłoczony wąż owinięto spiralnie, w obu kierunkach, poliestrową tkaniną kordową. Mieszankę miękką wykalandrowano na płytę o grubości 2 mm i pocięto na pasy o szerokości 50 mm, po czym owinięto nimi wąż układając spiralnie, na styk. Wąż zwulkanizowano w autoklawie, pod ciśnieniem 0,4 MPa nasyconej pary wodnej, w czasie 180 min. Otrzymano sztywny, dodatkowo wzmocniony palik o gładkiej powierzchni.A hose with an outer diameter of 20 mm, a wall thickness of 2 mm and a length of 120 cm was extruded from the remainder of the mixture into hard rubber with a single-screw extruder. The extruded hose was then spirally wrapped in both directions with a polyester cord fabric. The soft mix was calendered into a 2 mm thick board and cut into 50 mm wide strips, then wrapped around the hose in a spiral, butt-to-line arrangement. The hose was vulcanized in an autoclave, under a pressure of 0.4 MPa of saturated steam, for 180 minutes. A rigid, additionally reinforced stake with a smooth surface was obtained.

Chociaż wynalazek został objaśniony za pomocą wybranych przykładów jego realizacji, to jest zrozumiałe, że możliwe są wielorakie modyfikacje, objęte zakresem ochrony zawartym w zastrzeżeniach patentowych.While the invention has been elucidated by selected examples of its embodiments, it is understood that multiple modifications are possible, falling within the scope of protection as defined in the claims.

Claims (10)

Zastrzeżenia patentowePatent claims 1. Mieszanka na bazie surowców odpadowych i wtórnych do otrzymywania gumy twardej zawierająca regenerat gumowy, plastyfikatory, substancję sieciującą, przyspieszacze sieciowania z aktywatorami wulkanizacji, napełniacze i włókna wzmacniające, znamienna tym, że składa się z: regeneratu gumowego, otrzymanego w wyniku procesu regeneracji a więc de-wulkanizacji i uplastycznienia zużytych wyrobów gumowych czy gumowych odpadów produkcyjnych, w ilości 10-50 części wagowych; granulatu gumowego, otrzymanego ze zużytych wyrobów gumowych czy gumowych odpadów produkcyjnych w ilości 50-90 części wagowych; z plastyfikatorów w ilości 18-30 części wagowych; z substancji sieciującej w ilości 8-20 części wagowych; przyspieszacza procesu sieciowania wraz z aktywatorami w ilości 0,6-7 części wagowych oraz włókien wzmacniających i napełniaczy łącznie w ilości 0-10 części wagowych.1. A mixture based on waste and secondary raw materials for the preparation of hard rubber, containing regenerated rubber, plasticizers, cross-linking agent, cross-linking accelerators with vulcanization activators, fillers and reinforcing fibers, characterized by the fact that it consists of: rubber regenerated as a result of the regeneration process and thus de-vulcanization and plasticization of used rubber products or rubber production waste, in the amount of 10-50 parts by weight; rubber granules obtained from used rubber products or rubber production waste in the amount of 50-90 parts by weight; from plasticizers in an amount of 18-30 parts by weight; from a crosslinker in an amount of 8-20 parts by weight; accelerator of the crosslinking process with activators in the amount of 0.6-7 parts by weight, and reinforcement fibers and fillers in total in the amount of 0-10 parts by weight. 2. Mieszanka według zastrz. 1, znamienna tym, że jako regenerat gumowy korzystnie stosuje się regeneraty otrzymane w procesach regeneracji parowo-olejowej lub mechano-chemicznej gumy ze zużytych wyrobów.2. A mixture according to claim The process of claim 1, characterized in that the reclaimed rubber is preferably reclaimed from the steam-oil or mechanical-chemical regeneration processes of used rubber. 3. Mieszanka według zastrz. 1, znamienna tym, że jako granulat korzystnie stosuje się granulaty otrzymane ze zużytych opon samochodowych czy innych zużytych wyrobów gumowych lub odpadów produkcyjnych o rozmiarze ziarna od 0,1 mm do 5 mm.3. A mixture according to claim The method of claim 1, characterized in that the granules obtained from used car tires or other used rubber products or production waste with a grain size of 0.1 mm to 5 mm are preferably used as granules. 4. Mieszanka według zastrz. 1, znamienna tym, że jako substancję sieciującą korzystnie stosuje się siarkę pozyskaną w procesach odsiarczania ropy naftowej czy spalin, a także siarkę kopalnianą.4. A mixture according to claim The method of claim 1, characterized in that sulfur obtained in the desulphurization of crude oil or exhaust gases, and mine sulfur are preferably used as the cross-linking substance. PL 233 079 B1PL 233 079 B1 5. Mieszanka według zastrz. 1, znamienna tym, że jako plastyfikatory korzystnie stosuje się substancje bitumiczne - asfalt drogowy, przemysłowy, mineralne oleje aromatyczne lub naftenowe i ich mieszaniny.5. A mixture according to claim The method of claim 1, characterized in that bituminous substances are preferably used as plasticizers - road and industrial asphalt, mineral aromatic or naphthenic oils and mixtures thereof. 6. Mieszanka według zastrz. 1, znamienna tym, że jako przyspieszacz wulkanizacji korzystnie stosuje się związki z grupy przyśpieszaczy sulfenamidowych, tiuramowych, tiazolowych, w szczególności: N-cykloheksylobenzotiazolo-2-sulfenoamid (CBS), N-tert-butylo-2-benzotiazolosulfenoamid (TBBS), disulfid tetrametylotiuramu (TMTD), 2-merkaptobenzotiazol (MBT), disulfid 2,2'-merkaptobenzotiazolu (MBTS) oraz ich mieszaniny.6. A mixture according to claim The method of claim 1, characterized in that compounds from the group of sulfenamide, thiuram and thiazole accelerators are preferably used as vulcanization accelerators, in particular: N-cyclohexylbenzothiazole-2-sulfenamide (CBS), N-tert-butyl-2-benzothiazole sulfenamide (TBBS), disulfide tetramethylthiuram (TMTD), 2-mercaptobenzothiazole (MBT), 2,2'-mercaptobenzothiazole disulfide (MBTS), and mixtures thereof. 7. Mieszanka, według zastrz. 1, znamienna tym, że jako aktywator wulkanizacji korzystnie stosuje się mieszaninę tlenku metalu, tlenku cynku z kwasami tłuszczowymi stearynowym, palmitynowym.7. A mixture according to claim The method of claim 1, characterized in that a mixture of a metal oxide, zinc oxide with stearic, palmitic fatty acids is preferably used as the vulcanization activator. 8. Mieszanka według zastrz. 1, znamienna tym, że jako włókna wzmacniające korzystnie stosuje się cięte włókna mineralne, szklane, bazaltowe, cięte włókna organiczne syntetyczne i naturalne, poliestrowe, poliamidowe, węglowe, celulozowe, lniane.8. A mixture according to claim The method of claim 1, characterized in that mineral, glass, basalt chopped fibers, synthetic and natural chopped organic fibers, polyester, polyamide, carbon, cellulose, and linen are preferably used as reinforcement fibers. 9. Mieszanka według zastrz. 1, znamienna tym, że jako napełniacze korzystnie stosuje się kredę, kaolin, sadzę.9. A mixture according to claim The method of claim 1, characterized in that chalk, kaolin, carbon black are preferably used as fillers. 10. Zastosowanie mieszanki określonej w zastrz. 1, jako kompozytu do wytwarzania wyrobów - profili litych lub wewnątrz pustych jedno albo wielowarstwowych o dowolnym przekroju wzdłużnym i poprzecznym oraz dowolnych wymiarach, takich jak tyczki, paliki i sztywne węże stosowane w ogrodnictwie czy sadownictwie.10. The use of a blend as defined in claim 1 1, as a composite for the production of products - solid or hollow, single or multi-layer profiles of any longitudinal and transverse section and of any dimensions, such as poles, stakes and rigid hoses used in horticulture or fruit farming.
PL410607A 2014-12-18 2014-12-18 Mix based on waste and secondary raw materials for obtaining hard rubber and its applications PL233079B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL410607A PL233079B1 (en) 2014-12-18 2014-12-18 Mix based on waste and secondary raw materials for obtaining hard rubber and its applications

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL410607A PL233079B1 (en) 2014-12-18 2014-12-18 Mix based on waste and secondary raw materials for obtaining hard rubber and its applications

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL410607A1 PL410607A1 (en) 2016-06-20
PL233079B1 true PL233079B1 (en) 2019-08-30

Family

ID=56120742

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL410607A PL233079B1 (en) 2014-12-18 2014-12-18 Mix based on waste and secondary raw materials for obtaining hard rubber and its applications

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL233079B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
PL410607A1 (en) 2016-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ghorai et al. Mechanochemical devulcanization of natural rubber vulcanizate by dual function disulfide chemicals
Zhang et al. Characterization of the properties of thermoplastic elastomers containing waste rubber tire powder
Ahmed et al. Mechanical, swelling, and thermal aging properties of marble sludge-natural rubber composites
Dijkhuis et al. The relationship between crosslink system, network structure and material properties of carbon black reinforced EPDM
CN103154098B (en) From the matrix material of at least one composition in waste and vulcanized rubber and tire cord
Ahmed Hybrid composites prepared from Industrial waste: Mechanical and swelling behavior
Ghorai et al. Tuning of accelerator and curing system in devulcanized green natural rubber compounds
CN104684977B (en) Method for regenerating sulfur-crosslinked rubber vulcanizates to yield regenerated biomass
Omar et al. A Comprehensive Review of Natural Rubber Composites: Properties, Compounding Aspects, and Renewable Practices with Natural Fibre Reinforcement.
KR20080094791A (en) Synthetic plastic materials
Kenawy et al. Reclaiming waste rubber for a green environment
PL233079B1 (en) Mix based on waste and secondary raw materials for obtaining hard rubber and its applications
RU2469976C2 (en) Method to recycle wastes with production of fire-resistant construction material and composition for production of fire-resistant construction material
Daud et al. Soil burial study of palm kernel shell-filled natural rubber composites: The effect of filler loading and presence of silane coupling agent
Omofuma et al. The effect of particle sizes on the performance of filler: A case study of rice husk and wood flour
Stelescu et al. Development of elasto-plastic eco-nano-materials for footwear industry
Colom et al. Surface treatment of rubber waste
Nituica et al. Development and characterization of biodegradable compound based on EPDM and wood waste
Wintersteller et al. Feedstock recycling of rubber–A review on devulcanization technologies
Yousif et al. Recycling EVA and PVC Industrial Wastes into Lightweight Polymer Composites: A Mechanical Evaluation
Yoqubov et al. Polymer-bitumen composition for insulation purpose
Saleh et al. Study on the role of crumb rubber on the thermal and mechanical properties of natural rubber nanocomposites
Aisyah Ar-Raudhoh et al. Effect of Nano-Palm Kernel Shell Biochar on Cure, Swelling, and Mechanical Properties of Natural Rubber Vulcanizates.
KR102827791B1 (en) Method for manufacturing and constructing environmentally friendly shock-absorbing flooring for children's play facilities
Chouchaoui Devulcanizing Algerian End-of-life Tire Rubber for Rubber Sustainability and Rubber Product Circular Economy, in Algeria