CN103012895A

CN103012895A - 一种混合型再生橡胶及其制备方法

Info

Publication number: CN103012895A
Application number: CN2012105485584A
Authority: CN
Inventors: 陶国良; 何乾湖
Original assignee: Changzhou University
Current assignee: Changzhou University
Priority date: 2012-12-17
Filing date: 2012-12-17
Publication date: 2013-04-03

Abstract

本发明提供了一种混合型再生橡胶，该再生橡胶是由组分A完全未脱硫胶粉，组分B部分脱硫胶粉和组分C完全脱硫胶料，经过开炼机精炼制备而成的，其中，组分B是由组分A通过挤出机挤出工艺制得，本发明与传统方法相比，生产相同的产量，只需要对该产量中，不到一半的原料进行挤出机挤出，再精炼；而对于其余的产量，则只需通过开炼机精炼即可得到。在生产工艺安全、简单、连续、环保的基础上，进一步提高了生产效率，降低了生产成本。

Description

一种混合型再生橡胶及其制备方法

技术领域

本发明涉及废橡胶的回收再生方法，尤其涉及一种采用双螺杆挤出机进行废橡胶脱硫再生的方法，属于橡胶循环再生领域。

背景技术

目前，全世界年约产生10亿条废旧轮胎，而我国每年产生废旧橡胶近1000万吨，其中60％以上为废旧轮胎，由于废旧橡胶具有稳定的三维化学网状结构，既不熔化也不溶解，而且具有较好的耐化学、生物和物理特性。处理不当如大量存放、积攒在大自然中很容易造成火灾危险，容易导致空气、水和土壤的污染，对环境造成了极大的破坏。因此，对废旧橡胶的处理一直是环境保护和橡胶再利用领域的一个难题。近年来，我国对废旧橡胶的综合利用非常重视，制定政策鼓励利用废旧橡胶，并把再生橡胶列入天然橡胶、合成橡胶后第三大橡胶资源加以发展。

用于生产再生胶的传统脱硫方法有油法、水油法以及国内广泛采用的高温高压动态脱硫法，但这些方法由于存在着二次污染较严重，生产效率低，能耗较大等缺点而逐渐被淘汰。在诸如微波再生、电子束辐射脱硫法、超声波再生等新型脱硫再生方法中，最有工业化前景的是双螺杆热-机械剪切脱硫再生法。该方法的特点是设备简单，机械化程度高，可连续生产，脱硫过程不产生废水。申请号为200810235753.5名称为“废橡胶绿色脱硫工艺方法”公开了一种利用双螺杆挤出机制备再生胶的方法。该法将废橡胶颗粒经加料区加入双螺杆橡胶脱硫反应装置中，经压缩剪切区的高温、高压和剪切能的共同作用，再经过双螺杆橡胶脱硫反应装置混炼区的混炼，生成性能稳定的再生胶。申请号为200910080211.X名称为“一种采用双螺杆挤出机脱硫再生硫化橡胶的方法”公开了一种通过双螺杆挤出机附以新型脱硫再生剂，在挤出机螺杆的作用下实现高温高压的脱硫环境，实现橡胶的脱硫再生的方法。申请号为200710132935.5名称为“一种废旧轮胎胶高剪切应力诱导脱硫及改性方法”公开了一种利用高转速，高剪切型同向旋转双螺杆挤出机进行线性高分子物质，废旧轮胎胶粉和稳定化助剂相混合挤出，该方法达到了废旧轮胎胶粉的脱硫及对聚合物的改性。采用挤出机热-机械剪切的脱硫方法操作性方便、简单、可连续性好。但由于影响废橡胶脱硫因素较多，选择再生胶最优状态下的脱硫程度以获得最佳的机械性能还可以进一步探索。

总之，在目前废橡胶工业脱硫技术取得一定发展的基础上，继续探索，寻找一种高效率，高质量，无污染且易于工业化实施的脱硫新工艺，新技术，具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是：在能实现双螺杆挤出机热-机械剪切脱硫制备再生胶工艺安全、简单、连续、环保的基础上，为了进一步提高生产效率，降低生产成本，并能获得性能优异的混合型再生胶，而提供了一种混合型再生橡胶及其制备方法。

本发明采用的具体技术方案是：

本发明提供了一种混合型再生橡胶，该混合型再生橡胶是由组分A完全未脱硫胶粉，组分B部分脱硫胶粉和组分C完全脱硫胶料，按如下质量百分比，组分A为40%～80%、组分B为10%～40%、组分C为10%～30%，混合后经过开炼机精炼制备而成的，其中，组分B是以组分A的完全未脱硫胶粉为原料，通过挤出机挤出工艺制得，

作为优选：组分A完全未脱硫胶粉选自废旧轮胎橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶或三元乙丙橡胶中的一种或多种混合胶，目数为20～60目；

作为优选：组分B部分脱硫胶粉，是由组分A的完全未脱硫胶粉制备而来的，制备方法为，将完全未脱硫胶粉与软化剂充分搅拌，混合均匀后，投入双螺杆挤出机进行挤出脱硫，得到再生胶胶粉，即部分脱硫胶粉，

进一步地：软化剂选自松香油、古马隆、石蜡或芳烃油的一种或多种混合物，

进一步地：完全未脱硫胶粉与软化剂质量比为100:5-100:20，

进一步地：双螺杆挤出机进行挤出时，设定脱硫温度为160-180℃，螺杆转速为80-110rpm，主喂比为1.2-1.4；

作为优选：组分C完全脱硫胶料选自未硫化天然橡胶或丁苯橡胶的边角料。

本发明还提供了一种上述混合型再生橡胶的制备方法，具体方法为：

（1）以组分A的完全未脱硫胶粉为原料，通过挤出机挤出工艺制得组分B；

（2）将组分A、组分B、组分C按如下质量百分比，组分A为40%～80%、组分B为10%～40%、组分C为10%～30%，混合并送至开炼机进行精炼，挤压出片即可得到混合型再生胶成品，其中，组分A为完全未脱硫胶粉，组分B为部分脱硫胶粉，组分C为完全脱硫胶料，

作为优选：使用开炼机进行精炼时，开炼机的辊温为40-60℃，精炼时辊距设为0.2-0.4mm，出片时将辊距调至1-2mm。

本发明的有益效果是：

整个工艺过程是连续、密闭的，废旧橡胶胶粉脱硫过程始终为固相过程，工艺较为简单，快速，环保。此外，利用制备出的再生胶胶粉按照特定比例进行重新配合，得到的混合型再生胶，在保持甚至提高再生胶性能的基础上，降低了原废旧橡胶胶粉的挤出量。例如，制备年产量为100万吨的再生胶，传统方法则同样需要100万吨废旧橡胶胶粉的挤出量。若按照本发明的方法，挤出量不足原来的一半。该方法大大提高了生产效率，降低了生产成本。

本发明与传统方法相比，生产相同的产量，只需要对该产量中，不足一半原料进行挤出机挤出，再精炼；而对于剩余的产量，则只需通过开炼机精炼即可得到。使用开炼机精炼的成本、工艺复杂度，远低于挤出机挤出，而现有技术中，使用开炼机精炼来制备再生胶的技术还很少，或还不成熟。因此，本发明在很大程度上，是用开炼机精炼的工艺，取代了挤出机挤出，来脱硫生产再生胶。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

实施例1：

组分A：以目数为20-40目的废旧轮胎胶粉直接作为混合型再生胶胶料组分A（未脱硫的胶粉组分）；

组分B：将XLA-10型芳烃油2份，石蜡油6份与100份废旧轮胎胶粉（即组分A）均匀混合，按以下挤出工艺条件，获得的再生胶作为混合型再生胶胶料组分B（部分脱硫的胶粉组分）：

挤出温度设为180℃（前2区）/170℃（中7区）/160℃（后2区），螺杆转速设为100rpm，主喂比设为1.2；

组分C：以未硫化天然橡胶边角料作为混合型再生胶组分C（完全脱硫的胶粉组分）。

设定开炼机的辊温为40℃，精炼时辊距设为0.2mm，出片时将辊距调至1mm，将组分A、组分B、组分C按配比（具体配比见表2）混合，通过开炼机精炼制备得到混合型再生橡胶。

对于混合型再生胶再硫化后的性能测试，可按以下硫化配方进行，混合型再生胶:100；促进剂M:0.8;氧化锌:2.5;硬脂酸:1;DCP:1.2;硫磺:0.6，共计105.5(重量份)。

混合型再生胶各胶料组分，及其不同配比下实施例1对比数据如下：

表1混合型再生胶各胶料组分性能

表2不同胶料组分配比对混合型再生胶性能及再硫化后力学性能的影响

比较表1与表2，当选择A:B:C=50/30/20或50/20/30时，此时的混合型再生胶的性能最好，满足GBT 13460-2008再生橡胶性能标准（见表5），优于特级再生胶指标。因此，可按照该挤出工艺及组分配比，制备出优良性能的混合型再生胶。

实施例2：

组分A：以目数均为40-60目的丁苯橡胶、丁基橡胶和三元乙丙橡胶的混合胶粉（三者的质量比为1:1:1），直接作为混合型再生胶胶料组分A（未脱硫的胶粉组分）；

组分B：将XLA-10型芳烃油2份，石蜡油6份与100份组分A胶粉均匀混合，按以下挤出工艺条件，获得的再生胶作为混合型再生胶胶料组分B（部分脱硫的胶粉组分）：

挤出温度设为180℃（前2区）/180℃（中7区）/160℃（后2区），螺杆转速设为110rpm，主喂比设为1.4；

组分C：以未硫化丁苯橡胶边角料作为混合型再生胶组分C（完全脱硫的胶粉组分），

设定开炼机的辊温为60℃，精炼时辊距设为0.4mm，出片时将辊距调至2mm，将组分A、组分B、组分C按配比（具体配比见表4）混合，通过开炼机精炼制备得到混合型再生橡胶。混合型再生胶再硫化性能测试仍然按照例1方法进行。

混合型再生胶各胶料组分，及其不同配比下实施例2对比数据如下：

表3混合型再生胶各胶料组分性能

表4不同胶料组分配比对混合型再生胶性能及再硫化后力学性能的影响

比较表3与表4，当选择A:B:C=60/20/20或50/30/20时，此时混合型再生胶均满足GBT13460-2008再生橡胶性能标准（见表5），且优于特级再生胶。当A:B:C=60/20/20时更利于工艺要求、生产效率、成本。可按照该挤出工艺及组分配比，制备出优良性能的混合型再生胶。

表5 GBT 13460-2008再生橡胶性能标准

Claims

1.一种混合型再生橡胶，其特征在于：所述的混合型再生橡胶是由组分A完全未脱硫胶粉，组分B部分脱硫胶粉和组分C完全脱硫胶料，按如下的质量百分比，组分A为40%～80%、组分B为10%～40%、组分C为10%～30%，混合后经过开炼机精炼制备而成的，其中，组分B是以组分A的完全未脱硫胶粉为原料，通过挤出机挤出工艺制得。

2.如权利要求1所述的混合型再生橡胶，其特征在于：所述的组分A完全未脱硫胶粉选自废旧轮胎橡胶、丁苯橡胶、丁基橡胶或三元乙丙橡胶中的一种或多种混合胶，目数为20～60目。

3.如权利要求1所述的混合型再生橡胶，其特征在于：所述的组分B部分脱硫胶粉，是由组分A的完全未脱硫胶粉制备而来的，制备方法为，将完全未脱硫胶粉与软化剂充分搅拌，混合均匀后，投入双螺杆挤出机进行挤出脱硫，得到再生胶胶粉，即部分脱硫胶粉。

4.如权利要求3所述的混合型再生橡胶，其特征在于：所述的软化剂选自松香油、古马隆、石蜡或芳烃油的一种或多种混合物。

5.如权利要求3所述的混合型再生橡胶，其特征在于：所述的完全未脱硫胶粉与软化剂质量比为100:5-100:20。

6.如权利要求3所述的混合型再生橡胶，其特征在于：所述的双螺杆挤出机进行挤出时，设定脱硫温度为160-180℃，螺杆转速为80-110rpm，主喂比为1.2-1.4。

7.如权利要求1所述的混合型再生橡胶，其特征在于：所述的组分C完全脱硫胶料选自未硫化天然橡胶或丁苯橡胶的边角料。

8.如权利要求1至7任一项所述的混合型再生橡胶的制备方法，其特征在于：所述的制备方法为，

（2）将组分A、组分B、组分C按如下质量百分比，组分A为40%～80%、组分B为10%～40%、组分C为10%～30%，混合并送至开炼机进行精炼，挤压出片即可得到混合型再生胶成品，其中，组分A为完全未脱硫胶粉，组分B为部分脱硫胶粉，组分C为完全脱硫胶料。

9.如权利要求8所述的混合型再生橡胶的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述的使用开炼机进行精炼时，开炼机的辊温为40-60℃，精炼时辊距设为0.2-0.4mm，出片时将辊距调至1-2mm。