(12) OPIS PATENTOWY (19)PL (11)175891

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19)PL (11) (13)B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskie] (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (51) IntCl6: C 0 8 J 11/04 C 0 8 J 11/18 B29B 17/00 (54) Sposób wytwarzania wyrobów z odpadów gumowych (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 19/96 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 03/99 (73) Uprawniony z patentu: Instytut Chemii Przemysłowej im.prof.lgnacego Mościckiego, Warszawa, PL (72) Twórcy wynalazku: Janusz Kozakiewicz, Warszawa, PL Andrzej Lendzion, Warszawa, PL Anita Koncka-Foland, Warszawa, PL Alicja Grott, Józefów, PL Zdzisław Przybysz, Łódź, PL Władysław Boniński, Warszawa, PL Jerzy Zbierajewski, Warszawa, PL (74) Pełnomocnik: Królikowska Anna, Instytut Chemii Przemysłowej im. Prof.lgnacego Mościckiego (57) 1. Sposób wytwarzania wyrobów z odpadów gumowych przez zastosowanie spoiwa wiążącego rozdrobnione odpady gumowe, znamienny tym, że rozdrobnione odpady gumowe, zwłaszcza mające postać granulatów lub miału gumowego, miesza się z olejową lub wodną lub wodno-olejową dyspersją zawierającą 10-60% wagowych izocyjanianu posiadającego w cząsteczce 15-40% wagowych grup izocyjanianowych, użytą w ilości 5-60 części wagowych na 100 części wagowych odpadu, ewentualnie z dodatkiem znanych środków pomocniczych, następnie formuje się wyrób w prasie, w podwyższonej tem peraturze i pod zwiększonym ciśnieniem.

2 Sposób wytwarzania wyrobów 2 odpadów gumowych Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób wytwarzania wyrobów z odpadów gumowych przez zastosowanie spoiwa wiążącego rozdrobnione odpady gumowe, znamienny tym, że rozdrobnione odpady gumowe, zwłaszcza mające postać granulatów lub miału gumowego, miesza się z olejową lub wodną lub wodno-olejową dyspersją zawierającą 10-60% wagowych izocyjanianu posiadającego w cząsteczce 15-40% wagowych grup izocyjanianowych, użytą w ilości 5-60 części wagowych na 100 części wagowych odpadu, ewentualnie z dodatkiem znanych środków pomocniczych, następnie formuje się wyrób w prasie, w podwyższonej temperaturze i pod zwiększonym ciśnieniem. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się granulat gumowy lub miał gumowy o średnicy 0,2-6 mm. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się granulat pochodzący z opon samochodowych, i/lub pasów transporterów gumowych. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się odpady z wyrobów gumowych maczanych i/lub odpady z niedowulkanizowanej gumy i/lub z przetwórstwa lateksu. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się dyspersję zawierającą 20-50% wagowych izocyjanianu. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do wytworzenia dyspersji izocyjanianu stosuje się olej pochodzenia mineralnego lub roślinnego. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wyroby formuje się w postać płyt, arkuszy lub taśm na podłożach z folii metalowych, z tkanin syntetycznych lub naturalnych lub papierowych, powleczonych ewentualnie warstwę antyadhezyjną. 8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się trociny lub mączkę drzewną jako napełniacze. * * * Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wyrobów z odpadów gumowych, zwłaszcza z granulatów i miału gumowego. W literaturze patentowej opisane są sposoby przerobu odpadów gumowych polegające na spęcznianiu tych odpadów w zmiękczaczu i ogrzewaniu spęcznionej masy, często przy podwyższonym ciśnieniu. W niektórych rozwiązaniach stosuje się dodatkowo skomplikowane operacje rafinacji, stopniowego podwyższania tem peratury i wygrzewania w specjalnej atmosferze np. azotu. Zregenerowaną masę najczęściej stosuje się jako dodatek do mieszanek gumowych, rzadziej zaś regeneraty nadają się do wytwarzania nowych wyrobów. Znane sposoby przedstawione są w polskich opisach patentowych nr , , W polskim opisie zgłoszeniowym nr opisany jest sposób wytwarzania dwuwarstwo-wego materiału do izolacji akustycznej polegający na nanoszeniu na warstwę nośną mieszaniny lateksu i rozdrobnionej gumy oraz siarki i środków pomocniczych. Mieszaninę tę poddaje się następnie suszeniu i wulkanizacji. Opisane sposoby regeneracji i przetwórstwa odpadów gumowych polegają na prowadzeniu skomplikowanych, pracochłonnych i energochłonnych procesów. Znany jest również z publikacji G. Oertel, Polyurethan handbook, Hanser Publishers, 1994, str. 622/ sposób wytwarzania płyt i wykładzin z odpadów gumowych polegający na wymieszaniu odpadów ze środkiem wiążącym, którym jest prepolim er uretanowy lub mieszanina prepolimer ów o łańcuchach zakończonych grupami izocyjanianowymi lub mieszanina poliizocyjanianów z polieterami lub poliestrami. W pierwszym przypadku jest to

3 system utwardzający się wilgocią, w drugim - system dwuskładnikowy. Mieszanie odpadów bezpośrednio z toksycznymi izocyjanianami lub prepolimerami stwarza zagrożenie zdrowotne. Inną wadą takiego sposobu jest wysoka lepkość prepolimerów lub mieszanin izocyjanianów z polieterami lub poliestrami /rzędu mpas/. Wady te zdecydowanie utrudniają dokładne wymieszanie spoiwa z gumą i pogarszają zwilżalność gumy spoiwem i zdolność jego wnikania w strukturę wewnętrzną gumy i mogą być przyczyną wad gotowych wyrobów. Wynalazek rozwiązuje problem przerobu odpadów gumowych, zwłaszcza w postaci granulatu lub miału gumowego, w sposób nieskomplikowany, niestwarzający zagrożenia zdrowotnego, umożliwiający łatwe wymieszanie składników, umożliwiający trwałe powiązanie chemiczne spoiwa z gumą i w efekcie prowadzący do otrzymania pełnowartościowego wyrobu. Sposób wytwarzania wyrobów z odpadów gumowych, zwłaszcza z granulatów i miału gumowego, według wynalazku polega na zmieszaniu rozdrobnionych odpadów gumowych z olejową, wodną lub wodno-olejową dyspersją zawierającą 10-60% wagowych izocyjanianu posiadającego 15-40% wagowych grup izocyjanianowych, użytą w ilości 5-60 części wagowych na 100 części wagowych rozdrobnionych odpadów i ewentualnie ze znanymi środkami pomocniczymi a następnie uformowaniu wyrobów w prasie, w podwyższonej temperaturze i pod zwiększonym ciśnieniem. Korzystnie jest stosować granulat lub miał gumowy o średnicy 0,2-6 mm. Granulat gumowy pochodzi z opon samochodowych lub pasów transporterów gumowych. Granulat i miał gumowy może również pochodzić z gumowych wyrobów maczanych jak np. czepki, rękawiczki lub formowanych, np. wycieraczki, termofory itp. a także z nadlewek gumy z form wulkanizacyjnych. Korzystnie jest jako spoiwo stosować dyspersję izocyjanianu o stężeniu 20-50% wagowych. Dyspersje olejowe lub wodno-olejowe izocyjanianu, stosowane w sposobie według wynalazku, zawierają olej mineralny, lub olej pochodzenia roślinnego. Wyroby otrzymywane sposobem według wynalazku zawierają korzystnie wypełniacze na przykład trociny lub mączkę drzewną. Lepkość dyspersji olejowych izocyjanianów wynosi mpas, a lepkość dyspersji wodnych wynosi 1-10 mpas, jest więc znacznie niższa niż lepkość prepolimerów izocyjanianowych, co ułatwia wymieszanie spoiwa z granulatem i ewentualnie z wypełniaczem. Wyroby formuje się w prasie hydraulicznej w postaci płyt, arkuszy lub taśm w warunkach typowych dla formowania wyrobów gumowych, w temperaturze C, pod ciśnieniem 1-10 MPa. Korzystnie jest formować wyroby na podłożach z folii metalowych np. aluminiowych lub miedzianych, lub z tkanin syntetycznych lub naturalnych, a także z papieru powleczonego ewentualnie warstwą antyadhezyjną. W procesie wytwarzania wyrobów sposobem według wynalazku nie wydzielają się toksyczne substancje. Płyty uzyskane z odpadów gumowych, nie zawierające napełniaczy, charakteryzują się nieprzesiąkliwością i niską chłonnością wody i jakościowo spełniają wymagania papy dachowej. Ich przybliżony ciężar właściwy i twardość w/g Shore'a wskazują, że nie odbiegają one właściwościami od typowych wyrobów gumowych. Płyty takie mogą być stosowane jako materiał izolacyjny, wodoszczelny i dźwiękochłonny w budownictwie a także przy budowie obiektów sportowych jako materiał na bieżnie. Zużycie "suchego" środka wiążącego /izocyjanianu/ wynosi 3-8% w przeliczeniu na masę końcowego wyrobu. Zużycie energii jest stosunkowo niewielkie ze względu na krótki czas prasowania /do 10 minut/ i tem peraturę nie przekraczającą 180 C. Sposób otrzymywania wyrobów z odpadów gumowych według wynalazku ilustrują przykłady. Przykład I. Do 100 części wagowych mieszaniny granulatów gumowych z opon samochodowych o przesiewie odpowiednio 1 i 6 mm zmieszanych w proporcji wagowej 1:1 dodano 20 części wagowych dyspersji wodnej izocyjanianu Suprasec 1042 o ciężarze właściwym 1,24 g/cm3, lepkości 300 m P a s w 25 C i zawartości grup izocyjanianowych 29%. Stężenie dyspersji

4 woda-izocyjanian wynosiło 1:1 /50:50/ części wagowych/części wagowych. Dyspersja była stabilna w czasie około 8 godzin w temperaturze pokojowej. Całość dokładnie wymieszano w typowym mieszalniku używanym w przetwórstwie gumy, przeniesiono do formy i prasowano pod ciśnieniem 3 MPa, w temperaturze półek prasy 150 C w czasie 3 minut. Twardość według Shore'a, A Masa lm 2 przy grubości 4 mm, kg - 7 Przykład II. Do 100 części wagowych granulatu gumowego o przesiewie 4 mm uzyskanego z olejoodpornych pasów taśmociągów dodano 30 części wagowych dyspersji olejowej z izocyjanianu jak w przykładzie I i oleju Korferol /do ochrony czasowej i tłoczenia/. Stężenie izocyjanianu w dyspersji wynosiło 2:1. Dyspersja była stabilna w temperaturze pokojowej w czasie około 4 godzin. Całość dokładnie wymieszano w mieszalniku stosowanym do przetwórstwa gumy, przeniesiono do formy i prasowano pod ciśnieniem 3 MPa w tem peraturze półek prasy 170 C w czasie 5 minut. Twardość według Shore'a, A w temperaturze 20 C, % - 0,6 Masa 1m2 przy grubości 4 mm, kg - 7 Przykład III. Do 100 części wagowych granulatu gumowego o przesiewie 6 mm z rękawic i czepków /wyrobów maczanych/ dodano 24 części wagowych dyspersji olejowej izocyjanianu jak w przykładzie I. Stosunek wagowy olej-izocyjanian w dyspersji wynosił 1:3. Dyspersja była stabilna w temperaturze pokojowej w czasie około 3 godzin. Całość dokładnie wymieszano, przeniesiono do formy i prasowano pod ciśnieniem 5 MPa, w tem peraturze półek prasy 150 C w czasie 3 minut. Twardość według Shore'a, A w tem peraturze 20 C, % -2 Masa 1m2 przy grubości 4 mm, kg - 6,5 Przykład IV. 1 mm dodano 60 części wagowych dyspersji olejowej izocyjanianu jak w przykładzie I. Stężenie izocyjanianu w dyspersji wynosiło 50% wagowych. Dyspersja była stabilna w temperaturze pokojowej około 4 godzin. Całość dokładnie wymieszano, przeniesiono do formy i prasowano pod ciśnieniem 3 MPa, w tem peraturze półek prasy 170 C w czasie 5 minut. Twardość według Shore'a, A ,6 Masa 1m2 przy grubości 4 mm, kg - 7,5 Przykład V. 4 mm dodano 25 części wagowych dyspersji z izocyjanianu Suprasec 1042 o ciężarze właściwym 1,24 g/cm3, lepkości 300 mpa s w 25 C i zawartości grup izocyjanianowych 29% w oleju rycynowym, przy czym izocyjanian zmieszano z olejem w stosunku wagowym 4:1.

5 Dyspersja była stabilna w temperaturze pokojowej około 1-2 godzin. Całość dokładnie wymieszano, przeniesiono do formy i prasowano pod ciśnieniem 5 MPa, w temperaturze półek prasy 170 C w czasie 5 minut. Twardość według Shore'a, A w temperaturze 20 C, % - 0 Masa 1 m2 przy grubości 4 mm, kg - 7,5 Przykład VI. 0,5 mm dodano 10 części wagowych dyspersji wodnej izocyjanianu Syntanat M R o ciężarze właściwym 1,23 g/cm3, lepkości 300 mpa s w 25 C i zawartości grup izocyjanianowych 25%. Stężenie dyspersji izocyjanian-woda wynosiło 1:1 /50% wagowych/. Dyspersja była stabilna w tem peraturze pokojowej około 3 godzin. Całość dokładnie wymieszano jak w poprzednich przykładach, przeniesiono do formy i prasowano pod ciśnieniem 3 MPa, w tem peraturze półek prasy 150 C w czasie 2 minut. Twardość według Shore'a, A - 70 Masa 1m2 przy grubości 4 mm, kg - 8 Przykład VII. 2 mm dodano 50 części wagowych dyspersji olejowej otrzymanej z oleju Korferol /do ochrony czasowej i tłoczenia/ zmieszanego z izocyjanianem Syntanat M R o ciężarze właściwym 1,23 g/cm3, lepkości 300 m P a s w 25 C i zawartości grup izocyjanianowych 25% w stosunku wagowym 1:1. Dyspersja była stabilna w temperaturze pokojowej około 8 godzin. Całość dokładnie wymieszano, przeniesiono do formy i prasowano pod ciśnieniem 5 MPa, w tem peraturze półek prasy 160 C w czasie 3 minut. Twardość według Shore'a, A w temperaturze 20 C, % - 0,35 Masa 1m2 przy grubości 4 mm, kg - 7-7,5 Przykład VIII. Do 100 części wagowych mieszaniny granulatów gumowych z opon samochodowych o przesiewie odpowiednio 1 i 4 mm zmieszanych w stosunku wagowym 1:2 dodano 35 części wagowych wodnej dyspersji izocyjanianu Suprasec 1042 o ciężarze właściwym 1,23 g/cm3, lepkości 300 m P a s w 25 C o zawartości grup izocyjanianowych 29%. Dyspersja była stabilna w temperaturze pokojowej w czasie około 4 godzin. Stężenie izocyjanianu wynosiło 10% wagowych. Całość dokładnie wymieszano, przeniesiono do formy i prasowano pod ciśnieniem 3-5 MPa, w temperaturze półek prasy 150 C w czasie 2 minut. Twardość według Shore'a, A w temperaturze 20 C, % - 0,8 Waga 1m2 przy grubości 4 mm, kg - 6,5-7 Przykład IX. Do 100 części wagowych mieszaniny granulatów z opon samochodowych o przesiewie odpowiednio 0,5 i 2 mm zmieszanych w stosunku wagowym 1; 1, dodano 45 części wagowych dyspersji olejowej izocyjanianu Suprasec 1042 o ciężarze właściwym 1,24 g/cm3, lepkości

6 mpa s i zawartości grup izocyjanianowych 29% i oleju Korferol /do ochrony czasowej i tłoczenia/. Stężenie izocyjanianu w dyspersji wynosiło 60% wagowych. Dyspersja była stabilna w temperaturze pokojowej w czasie około 4 godzin. Całość dokładnie wymieszano, przeniesiono do formy i prasowano pod ciśnieniem 3-5 MPa, w temperaturze półek prasy 150 C w czasie 2 minut. Twardość według Shore'a, A Masa 1m2 przy grubości 4 mm, kg - 8 Przykład X. Do 100 części wagowych mieszaniny granulatów z opon samochodowych o przesiewie odpowiednio 2 i 4 mm zmieszanych w stosunku wagowym 1:1 dodano 25 części wagowych dyspersji: woda, olej Korferol /do ochrony czasowej i tłoczenia/ i izocyjanian taki jak w przykładzie VIII o składzie wagowym 1:1:1. Dyspersja była stabilna w tem peraturze pokojowej w czasie około 3 godzin. Całość dokładnie wymieszano, przeniesiono do formy i prasowano pod ciśnieniem 3-5 MPa, w temperaturze półek prasy 150 C w czasie 2,5 minut. Twardość według Shore' a, A w temperaturze 20 C, % -1 M asa 1m2 przy grubości 4 mm, kg - 7,5-8 Przykład XI. Do 100 części wagowych mieszaniny granulatów z opon samochodowych o przesiewie odpowiednio 2 i 4 mm zmieszanych w stosunku wagowym 1:1 dodano 25 części wagowych dyspersji: woda, olej Korferol /do ochrony czasowej i tłoczenia/ i izocyjanian Syntanat MR o ciężarze właściwym 1,23 g/cm3, lepkości 300 mpa s w 25 C i zawartości grup izocyjanianowych 25% o składzie wagowym 1:1:1. Dyspersja była stabilna w temperaturze pokojowej w czasie około 1 godziny. Całość dokładnie wymieszano, przeniesiono do formy i prasowano pod ciśnieniem 3-5 MPa, w temperaturze półek prasy 150 C w czasie 2,5 minuty. Twardość według Shore'a, A M asa 1m2 przy grubości 4 mm, kg - 5,4 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł