CN100567382C - 再生橡胶制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种可以提高再生橡胶抗拉强度并能有效去除其难闻气味的再生橡胶制备方法。其是把废旧硫化橡胶粉碎后进行磁选分离得胶粉，再动态脱硫、精炼而成，动态脱硫步骤时，每100g胶粉中，加入妥尔油12.3-15.0g、煤沥青6.6-8.1g、De-Link助剂0.53-0.64g、松香1.64-2.0g、水9.8-12.0g，蒸汽压力0.6-1.0MPa、保温时间20-40分钟。

Description

再生橡胶制备方法

技术领域

本发明是一种再生橡胶的制备方法，具体地说，是一种可以提高再生橡胶抗拉强度并能有效去除其难闻气味的再生橡胶制备方法。

背景技术

废旧硫化橡胶的再生利用，是世界各国的一个重要产业，主要解决废旧硫化橡胶产生的环境污染问题和变废为宝。目前市场上的再生橡胶的用途就是在新鲜橡胶中掺用一定比例，以替代部分新鲜橡胶生产各种橡胶制品或者生产性能要求较低的所谓低档橡胶制品。目前再生橡胶生产工艺已比较成熟，主要生产流程为：切块→洗涤→破胶→粉碎→磁选分离→动态脱硫→冷却→薄通提炼→过滤精炼。其中决定再生橡胶抗拉强度的关键因素为废胶粉碎和动态脱硫。一般粉碎的目数在35目左右，而动态脱硫条件为蒸汽压力1.5MPa、保温时间为80分钟，再生剂为含有活泼硫的二硫化物和硫醇等。

这种工艺条件使得废胶再生过程中经受高温和机械能作用，在S-S键、S-C键断裂的同时，C-C键也有不可避免的断裂几率，从而造成再生橡胶只能达到一定强度，且上述再生剂具有难闻的味道，正是由于再生橡胶抗拉强度较低和味道难闻，使得再生橡胶应用受到一定限制。为了解决这个问题，努力提高再生橡胶的性能尤其是抗拉强度和消除难闻的味道，成为国内外研究的重要课题。但因为再生橡胶生产工艺所限，到目前还没有很好的解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种可以提高再生橡胶抗拉强度并能有效去除其难闻气味的再生橡胶制备方法。

该再生橡胶制备方法，把废旧硫化橡胶粉碎成20目的颗粒后进行磁选分离得胶粉，再动态脱硫、精炼而成，动态脱硫步骤时，每100g胶粉中，加入妥尔油12.3-15.0g、煤沥青6.6-8.1g、De-Link助剂0.53-0.64g、松香1.64-2.0g、水9.8-12.0g，蒸汽压力0.6-1.0MPa、保温时间20-40分钟。

妥尔油是一种起软化作用的废橡胶再生剂，妥尔油与废橡胶放在一起，可使硫化橡胶的网状结构产生膨胀作用，使橡胶中的多硫键更容易与还原剂接触，有利于多硫键的裂解。如果放入过少其膨胀作用不足，过多则使硫化橡胶强度下降。

煤沥青与妥尔油一样，也是一种一种起软化作用的废橡胶再生剂，根据溶解度原理，每一种软化剂溶解橡胶的能力是以溶解度为限的，而两种以上的软化剂可大大增强溶解橡胶的能力。同样，如果放入过少其膨胀作用不足，过多则使硫化橡胶强度下降。

松香是一种既起软化作用又起粘合作用的废橡胶再生剂，可使再生橡胶的粘性增加，以达到合适的门尼粘度，利于再生橡胶与配合剂分散，当然也有一定的软化作用。由于松香本身不耐老化，用量过多也会影响是橡胶强度。

水在高温下变为饱和水蒸气，隔绝了大气中的氧，保护断裂的多硫键免遭氧化作用，而氧化作用是橡胶强度下降的主要原因之一。如果水量太少，不足以产生足够的饱和水蒸气，隔氧作用不能发挥，水量太多，则浪费能源，使成本上升。此外，水的存在是废橡胶受热均匀，使再生胶的分子量分布比较适中。

De-Link助剂为北京市天华迪联橡胶厂生产销售的一种还原剂，其外观为片状母炼胶，颜色为浅黄色，比重为1.3。还原剂是一种起化学反应的废橡胶再生剂，再一定条件下，能夺取受热分解出的自由基，使高分子稳定成为线性结构，还能使橡胶多硫键产生裂解作用，是橡胶再生的最主要的活化剂。用量过少，再生效果不够，用量过大，则裂解过度，造成分子量变小，强度降低。

废硫化橡胶的再生，实际上就是使橡胶的网状结构重新变为线性结构，要实现这个目的，必须对其施加一定的能量。而温度和时间是施加能量的一种最基本也是比较有效的方式。废硫化橡胶中存在各种交联键，有多硫键、碳硫键和碳碳键等等。由于多硫键键能较低，而碳碳键键能较高，我们可以通过施加合适的能量，让多硫键裂解，碳碳键尽量少受影响，以达到生产的再生橡胶强度高、伸长率大的目的。可以想象，蒸汽压力越高、保温时间越长，对橡胶破坏作用越大，再生胶强度就越低；反之，蒸汽压力(与温度同义)越低、保温时间越短，对橡胶破坏作用越小，再生胶强度就越高；换言之，在能够使多硫键裂解的前提下，蒸气压力和保温时间越小越好。本发明中，使用的蒸气压力和保温时间在经过优选的再生剂的条件下，效果最好。传统再生胶由于再生剂的原因，无法采用较低的蒸气压力和保温时间，所以无法得到高性能的再生橡胶。同样的道理，采用本发保护范围以外的蒸气压力和保温时间得到的再生胶性能会有所降低。

本发明主要是通过优选的“再生剂(妥尔油、煤沥青、De-Link助剂、松香、水)”，优化与这些新型的“再生剂”相适应的再生工艺条件，减少废旧硫化橡胶再生过程中导致强度降低的因素，使制造出的再生橡胶(称为复原再生橡胶)，不但没有难闻的气味，其抗拉性能远远高于一般再生橡胶，而与新鲜橡胶更为接近。一般再生橡胶抗拉强度为7.5MPa，而本发明的复原再生橡胶抗拉强度为15MPa以上，新鲜橡胶为16MPa以上。

附图说明

图1是再生橡胶制备方法的流程示意图。

具体实施方式

实施例：

选用规格为900以上的废旧轮胎胎顶，按下述方法处理(参见图1)。

切块、洗涤：将废轮胎切割成碎块后洗净泥沙和其它一些杂质。

破胶、粉碎：用破胶机破碎成2-5目粒子后，再用粉碎机将橡胶粒子粉碎成20目左右的颗粒。

磁选分离：在粉碎过程中利用蹄型磁铁除去颗粒中的铁质杂质，同时利用振动筛分离纤维，得胶粉。

动态脱硫：按照表1的用量，将胶粉、妥尔油、煤沥青、De-Link助剂、松香、水，投入动态脱硫罐中。开启蒸汽阀，罐内用量达到表1中的压力值时关闭蒸汽阀，升温至170-190℃，然后按表1中的保温时间保温，完成脱硫工艺，排料冷却至常温15℃。

薄通提炼：冷却后的胶粉在开炼机辊距≤1毫米、辊温≤70℃的条件下提炼。薄通提炼可增加再生橡胶的塑性，降低其门尼粘度。

过滤精炼：将存放的提炼胶用螺杆挤出机过滤后，在精练机上精练成再生橡胶(精炼辊距0.2-0.4毫米，辊温≤90℃)。过滤精炼可过滤杂质，提高再生橡胶的品质。

对按该方法制备的复原再生胶进行物性检测，数据见表1。试验方法GB/T528-2001，按“再生橡胶(GB/T13460-92)”中的基本配方配合。

从表1可看出：

(1)“复原再生胶”与一般再生胶相比，已消除其难闻的气味。而抗拉强度比一般再生胶提高近一倍以上(一般再生胶抗拉强度7MPa左右，“复原再生胶”为15MPa以上。

(2)“复原再生胶”与新鲜橡胶相比，抗拉强度略低，新鲜橡胶的抗拉强度为18MPa左右，(按上述基本配合和试验方法)进行比较，与国产2#天然橡胶标准相近。

(3)“复原再生胶”销售价格为7000元/T，天然橡胶价格为24000元/T。具有显著的价格优势。

(4)“复原再生胶”可以替代一部分新鲜橡胶用于各种橡胶制品，也可以全部采用“复原再生胶”生产部分橡胶制品。一般再生胶则只能掺入新鲜橡胶或用于低档橡胶制品(也称为再生胶制品)。

(5)“复原再生胶”作为一种最高档的再生胶，其性能已接近新鲜橡胶。

Claims (4)

1.再生橡胶制备方法，把废旧硫化橡胶粉碎成20目的颗粒后进行磁选分离得胶粉，再动态脱硫、精炼而成，其特征在于：动态脱硫步骤时，每100g胶粉中，加入妥尔油12.3-15.0g、煤沥青6.6-8.1g、De-Link助剂0.53-0.64g、松香1.64-2.0g、水9.8-12.0g，蒸汽压力0.6-1.0MPa、保温时间20-40分钟。

2.根据权利要求1所述的再生橡胶制备方法，其特征在于：动态脱硫步骤中，每100g胶粉中，加入妥尔油13.6g、煤沥青7.3g、De-Link助剂0.59g、松香1.82g、水10.91g。

3.根据权利要求1或2所述的再生橡胶制备方法，其特征在于：在动态脱硫步骤中，蒸汽压力0.8MPa、保温时间30分钟。

4.根据权利要求1或2所述的再生橡胶制备方法，其特征在于：动态脱硫结束后冷却到15℃进行薄通提炼，然后再精炼。

Images