CN103254462A

CN103254462A - 三元乙丙再生橡胶的制备方法

Info

Publication number: CN103254462A
Application number: CN2012100403145A
Authority: CN
Inventors: 康国冲
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-02-21
Filing date: 2012-02-21
Publication date: 2013-08-21

Abstract

本发明属于废橡胶再生中的特种橡胶再生技术领域，公开了一种三元乙丙再生橡胶的制备方法，该方法包括以下步骤：a、将三元乙丙废旧硫化橡胶经破碎、筛分分级或/和磁选除杂处理，得到5～20目的粗胶粉；b、将步骤a得到的粗胶粉与隔氧性发气助剂按重量比为100∶1～15相混合；c、将经步骤b处理的物料导入一进出两端不加热的挤出机中，依次经过进料预热段、高温裂解段和急速降温段后出挤出机，冷至室温，得到呈粗松糕状的三元乙丙再生橡胶；d、将经步骤c处理的物料，物料温度为100～50℃或室温时，过辊精炼，经卷片下料，得到精炼的呈叠片块状的三元乙丙再生橡胶。本发明的方法具有无污染、省工和产率高的优点。

Description

三元乙丙再生橡胶的制备方法

技术领域

本发明属于废橡胶再生中的特种橡胶再生技术领域，涉及一种三元乙丙再生橡胶的制备方法。

背景技术

三元乙丙橡胶制品属橡胶制品领域中的特种橡胶制品的领域，目前特种橡胶制品在我国的年生产总量，仅约占橡胶制品总量的4％，而三元乙丙橡胶制品的年生产量所占的份额将更低，故三元乙丙橡胶制品的废胶再生问题，在废橡胶再生利用行业还没有引起重视。

有关三元乙丙废橡胶的再生，在中国专利网上仅查到《一种用分解法获得无臭味三元乙丙再生橡胶的方法》CN200710047821.0，此项发明申请在其摘要中提到：“一种用分解法处理废电缆线包皮与废汽车密封条获得无臭味三元乙丙再生橡胶的方法，由以下步骤组成：(1)将废电缆线包皮或废汽车密封条粉碎至30目，(2)将粉碎后的橡胶颗粒进行分离杂质，(3)将分离杂质后的碎橡胶颗粒放入筒内，(4)在筒内倒入橡胶油脂分解剂均匀搅拌，(5)搅拌后的碎橡胶颗粒利用橡胶动态脱硫罐进行动态脱硫，橡胶动态脱硫罐加压至15-18公斤，加热至200-240℃，然后保持压力温度之下放置3小时，(7)脱硫后的橡胶用橡胶开炼机进行机械脱硫，(8)机械脱硫后的橡胶用橡胶精炼机进行机械压片。本发明的优点是在分解法生产回收的废电缆线包皮与废汽车密封条的三元乙丙再生橡胶无臭味，生产过程中对环境无污染，且满足理化指标的要求，同时能满足橡胶的重复再生利用”。但此项申请中有关“橡胶油脂分解剂”在整个申请文件中都找不到更进一步的说明，而“橡胶油脂分解剂”是一个上位概念，本领域的技术人员无法明了其具体是使用了什么助剂，所以CN200710047821.0是一个公开不充分而无法具体实施的专利申请。

随着我国城市化的发展，汽车、电梯、供电等行业必然要随城市的发展而发展，随之而来的就是日趋增多的用于汽车门窗用密封条、电梯同步扶手、电缆护套等三元乙丙橡胶制品及其用弃料的随后生成。

据目前的不完全统计，我国现今的三元乙丙废橡胶的年生产至少已在5万吨左右。

有关三元乙丙废橡胶再生后的利用，一般仍希望被用于汽车密封条等进车、近人、入室的起密封、缓冲等功能的橡胶制品领域，仅就这一技术要求就迫使三元乙丙废橡胶的再生不能使用如废轮胎再生胶的脱硫和有臭体系的再生助剂，再加上对生产环境日趋严厉的环保要求，就更有必要对三元乙丙废橡胶再生的处理方式进行创新。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种三元乙丙再生橡胶的制备方法。

本发明的技术构思在于：将三元乙丙废橡胶在绝氧条件下，短时间经过一高温区域，使三元乙丙废橡胶的高分子体性网络链能被控制地部分裂解断裂，再利用三元乙丙橡胶的耐氧化优点，仅将物料冷至100～50℃范围，又将物料经带有水冷的辊，进行辊轧精炼，在高于不耐热氧的普通再生胶要高出约50℃的精炼条件下实施精炼，最终实现将三元乙丙废橡胶的高分子体性网络链转变成高分子线性链，实现胶料的可塑性之再生目的。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种三元乙丙再生橡胶的制备方法，该方法包括以下步骤：

a、掺入助剂：将5～20目的粗胶粉与隔氧性发气助剂按重量比为100∶1～15相混合；

b、过挤出机：将经步骤a处理的物料导入一进出两端不加热的挤出机中，依次经过进料预热段、高温裂解段和急速降温段后出挤出机，冷至室温，得到呈粗松糕状的三元乙丙再生橡胶。

b、过挤出机：将经步骤a处理的物料导入一进出两端不加热的挤出机中，依次经过进料预热段、高温裂解段和急速降温段后出挤出机，冷至室温，得到呈粗松糕状的三元乙丙再生橡胶；

c、过辊精炼：将经步骤b处理的物料，物料温度为100～50℃或室温时，过辊精炼，经卷片下料，得到精炼的呈叠片块状的三元乙丙再生橡胶。

a、粗碎脱杂：将三元乙丙废旧硫化橡胶经破碎、筛分分级或/和磁选除杂处理，得到5～20目的粗胶粉；

b、掺入助剂：将粗胶粉与隔氧性发气助剂按重量比为100∶1～15相混合；

c、过挤出机：将经步骤b处理的物料导入一进出两端不加热的挤出机中，依次经过进料预热段、高温裂解段和急速降温段后出挤出机，冷至室温，得到呈粗松糕状的三元乙丙再生橡胶；

d、过辊精炼：将经步骤c处理的物料，物料温度为100～50℃或室温时，过辊精炼，经卷片下料，得到精炼的呈叠片块状的三元乙丙再生橡胶。

所述的三元乙丙废旧硫化橡胶至少包括选自三元乙丙橡胶制品生产时的边角料、汽车废旧门窗封条在内的三元乙丙废旧硫化橡胶、三元乙丙橡胶的电缆护套废弃物或三元乙丙橡胶的电梯同步带扶手废弃物。

所述的隔氧性发气助剂为以下e组物料的一种或一种以上的组合：尿素、碳酸氢钠；或：加上以下f组物料的一种或一种以上的组合：白油、石蜡、机油、松香或松香改性树脂；其中：e组物料与f组物料的重量比为1～2∶0～13。

所述的进料预热段温度为20～200℃，热来源于加热裂解段物料受热所发气体回流所带出的热，进料预热段的升温既是对裂解段的余热利用，也是对热气进入空气相的有效阻断。

所述的高温裂解段温度为200～350℃。

所述的急速降温段温度为350～100℃，物料降温采用在螺杆挤出机的夹套中注水的方法降温。

所述的过辊精炼要求同普通轮胎再生胶的公知技术要求相同，是指精炼出的薄片厚度为18～30μm，表面显光亮。

本发明同现有技术相比，具有以下优点和有益效果：

1、本发明的方法是在一挤出机的高温裂解段中实施的，在挤出机的进口有进料冷料吸热阻隔，出口有控量注水阻隔，助剂物料仅起散发二氧化碳气体赶阻氧气或和软化增粘的作用，不出现胶料中硫元素的脱除，这些技术措施既保证了生产过程对环境无污染，又能满足三元乙丙橡胶的再生，同时，用本发明方法再生的胶料具有70～90％的拉伸强度保持率。

2、本发明的方法在精炼工序仅需过辊两次，比普通轮胎再生胶或现时三元乙丙橡胶的再生精炼工序要减少精炼过辊操作至少三次，仅在此工序就要节能60％；比普通轮胎再生胶或现时三元乙丙橡胶的再生精炼工序每吨要减少精炼耗电250度以上。

3、本发明的方法在精炼工序的在线流程短，由此造成工艺过程较为省工、产率高。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

取一种汽车废旧门窗封条在内的三元乙丙废旧硫化橡胶胶料1000kg，按以下步骤a至d顺序处理：

a、粗碎脱杂：将汽车废旧门窗封条在内的三元乙丙废旧硫化橡胶胶料，经沟滚机破碎、筛分分级、磁选除杂处理，得到5～20目的粗胶粉980kg，以及20kg的杂质，杂质主要是混杂于胶料中的铁丝、棉线(原制品中的骨架)等；

b、掺入助剂：在一粉体搅拌罐中将步骤a得到的粗胶粉与隔氧性发气助剂碳酸氢钠按重量比＝100∶1相混合；

c、过挤出机：将经步骤b处理的物料导入一进出两端不加热的挤出机中，挤出机中设置进料预热段、高温裂解段、急速降温段后出挤出机；冷至室温，得到呈粗松糕状的三元乙丙再生橡胶；其中：进料预热段温度为进口20℃、中间110℃、末端200℃，热来源于加热裂解段物料受热所发气体回流所带出的热，进料预热段的升温既是对裂解段的余热利用，也是对热气进入空气相的有效阻断。高温裂解段温度为进口220℃、中间250℃、末端290℃。急速降温段温度为进口270℃、中间185℃、出口端100℃，物料降温采用在螺杆挤出机的夹套中注水的方法降温。

d、过辊精炼：将经步骤c处理的物料，趁物料温度为高于50℃小于80℃时，将物料过辊精炼两次，其中精炼辊距为0.2～0.4mm，辊温≤90℃，过辊精炼出的胶料要求同普通轮胎再生胶的公知技术要求相同，是指精炼出的薄片厚度在18～30μm，表面显光亮，然后经卷片下料，得到精炼的呈叠片块状的三元乙丙再生橡胶。

本发明的技术方案实施时，虽然使用的二辊精炼机，是带有水冷的辊，但因投料温度是高出不耐热氧的普通再生胶的精炼温度要有50℃，在此温度条件下实施精炼，操作工人要注意防烫伤的劳动保护。

本实施例所述的废品胶料，在再生前的拉伸强度为11MPa，扯断伸长率为400％，邵尔硬度为55度；再生后的拉伸强度为9MPa，扯断伸长率为340％，邵尔硬度为55度；拉伸强度保持率大于80％。

本实施例在再生过程中没有废气、废水排出，产品从5～20目的粗胶粉算起，得率是100％。产品无传统废轮胎再生胶的恶臭。

本实施例在精炼工序仅需过辊两次，比普通轮胎再生胶或现时三元乙丙橡胶的再生精炼工序要减少精炼过辊操作至少三次，仅在此工序就要节能60％；在本实施例中，精炼工序的精炼机所配电机为55KW，20小时完成4吨物料的精炼工序，每吨产品的精炼工序能耗约为：

55KW×20小时×0.65÷4吨≈179(度/吨)；

比普通轮胎再生胶或现时三元乙丙橡胶的再生精炼工序每吨要减少精炼耗电：

179(度/吨)×1.5＝268.5(度/吨)。

本发明的方法，物料在精炼工序的在线流程短，由此造成工艺过程较为省工、产率高。

实施例2

取一种用三元乙丙橡胶的电梯同步带扶手废弃物制成的5～20目粗胶粉粒料1000kg，按以下b、c或/和d的组合步骤实施：

b、掺入助剂：在一搅拌罐中将粗胶粉与隔氧性发气助剂按重量比＝100∶15相混合；

c、过挤出机：将经步骤b处理的物料导入一进出两端不加热的挤出机中，挤出机中设置进料预热段、高温裂解段、急速降温段后出挤出机；冷至室温，得到呈粗松糕状的三元乙丙再生橡胶；其中：进料预热段温度为20～200℃，热来源于加热裂解段物料受热所发气体回流所带出的热，进料预热段的升温既是对裂解段的余热利用，也是对热气进入空气相的有效阻断。高温裂解段温度为200～350℃。急速降温段温度为350～100℃，物料降温采用在螺杆挤出机的夹套中注水的方法降温。

d、过辊精炼：将经步骤c处理的物料，趁物料温度高于50℃小于90℃时，将物料过辊精炼两次，过辊精炼要求同普通轮胎再生胶的公知技术要求相同，是指精炼出的薄片厚度在18～30μm，表面显光亮，然后经卷片下料，得到精炼的呈叠片块状的三元乙丙再生橡胶；对于有些特别的客户需要的高门尼再生胶料，可将经步骤c处理的物料，不进行趁热精炼的处理，而直接将物料冷至室温，得到呈粗松糕状的不粘手胶团产品，然后按客户要求包装即可。

本实施例所用的隔氧性发气助剂为e组物料中的碳酸氢钠再加上f组物料中的石蜡和松香所组成，其中：e组物料与f组物料的组合比例是：碳酸氢钠∶石蜡∶松香的重量比为2∶9∶4。

本实施例所述的废品胶料，在再生前的拉伸强度为10MPa，扯断伸长率为280％，邵尔硬度为60度；再生后的拉伸强度为9MPa，扯断伸长率为350％，邵尔硬度为55度；拉伸强度保持率是90％。

在再生过程中没有废气、废水排出，产品从5～20目的粗胶粉算起，得率是100％；产品剂型一是呈粗松糕状的不粘手胶团，即经过c步骤后只是让其自然冷至室温，不经过辊；二是呈叠片块状不粘手胶块。

本实施例在再生过程中没有废气、废水排出，产品得率是100％。产品无传统废轮胎再生胶的恶臭。

实施例3

取一种用三元乙丙橡胶的电缆护套废弃物制成的5～20目粗胶粉粒料1000kg，按以下b、c和d的组合步骤实施：

b、掺入助剂：在一搅拌罐中将粗胶粉与隔氧性发气助剂按重量比＝100∶7相混合；

c、过挤出机：将经步骤b处理的物料导入一进出两端不加热的挤出机中，挤出机中设置进料预热段、高温裂解段、急速降温段后出挤出机；冷至室温，得到呈粗松糕状的三元乙丙再生橡胶；其中：进料预热段温度为20～200℃，热来源于加热裂解段物料受热所发气体回流所带出的热，进料预热段的升温既是对裂解段的余热利用，也是对热气进入空气相的有效阻断。高温裂解段温度为200～250℃。急速降温段温度为250～100℃，物料降温采用在螺杆挤出机的夹套中注水的方法降温。

d、过辊精炼：将经步骤c处理的物料，趁物料温度高于50℃小于97℃时，将物料过辊精炼两次，过辊精炼要求同普通轮胎再生胶的公知技术要求相同，是指精炼出的薄片厚度在18～30μm，表面显光亮，然后经卷片下料，得到精炼的呈叠片块状的三元乙丙再生橡胶。

本实施例所用的隔氧性发气助剂为e组物料中的碳酸氢钠再加上f组物料中的白油和松香所组成，其中：e组物料与f组物料的组合比例是：碳酸氢钠∶白油∶松香的重量比为1∶9∶4。

本实施例所述的废品胶料，在再生前的拉伸强度为11.5MPa，扯断伸长率为300％，邵尔硬度为55度；再生后的拉伸强度为9.5MPa，扯断伸长率为350％，邵尔硬度为54度；拉伸强度保持率是82.6％。

在再生过程中没有废气、废水排出，产品从5～20目的粗胶粉算起，得率是100％；产品剂型是呈叠片块状不粘手胶块。

实施例4

b、掺入助剂：在一搅拌罐中将粗胶粉与隔氧性发气助剂按重量比＝100∶10相混合；

d、过辊精炼：将经步骤c处理的物料，趁物料温度高于50℃小于95℃时，将物料过辊精炼两次，过辊精炼要求同普通轮胎再生胶的公知技术要求相同，是指精炼出的薄片厚度在18～30μm，表面显光亮，然后经卷片下料，得到精炼的呈叠片块状的三元乙丙再生橡胶。

本实施例所用的隔氧性发气助剂为e组物料中的碳酸氢钠再加上f组物料中的白油和松香所组成，其中：e组物料与f组物料的组合比例是：碳酸氢钠∶白油∶松香的重量比为1∶3∶3。

本实施例所述的废品胶料，在再生前的拉伸强度为8.5MPa，扯断伸长率为300％，邵尔硬度为60度；再生后的拉伸强度为6.8MPa，扯断伸长率为290％，邵尔硬度为58度；拉伸强度保持率是80％。

实施例5

取一种用三元乙丙橡胶的电梯扶手的产品边皮废弃物制成的5～20目粗胶粉粒料1000kg，按以下b、c和d的组合步骤实施：

b、掺入助剂：在一搅拌罐中将粗胶粉与隔氧性发气助剂按重量比＝100∶6相混合；

c、过挤出机：将经步骤b处理的物料导入一进出两端不加热的挤出机中，挤出机中设置进料预热段、高温裂解段、急速降温段后出挤出机；冷至室温，得到呈粗松糕状的三元乙丙再生橡胶；其中：进料预热段温度为进口20℃，中间110℃，末端200℃，热来源于加热裂解段物料受热所发气体回流所带出的热，进料预热段的升温既是对裂解段的余热利用，也是对热气进入空气相的有效阻断。高温裂解段温度为200～250℃。急速降温段温度为进口250℃，中间180℃，出口端100℃，物料降温采用在螺杆挤出机的夹套中注水的方法降温。

d、过辊精炼：将经步骤c处理的物料，趁物料温度高于50℃小于85℃时，将物料过辊精炼两次，过辊精炼要求同普通轮胎再生胶的公知技术要求相同，是指精炼出的薄片厚度在18～30μm，表面显光亮，然后经卷片下料，得到精炼的呈叠片块状的三元乙丙再生橡胶。

本实施例所用的隔氧性发气助剂为e组物料中的碳酸氢钠和尿素再加上f组物料中的白油和松香所组成，其中：e组物料与f组物料的组合比例是：碳酸氢钠∶尿素∶白油∶松香的重量比为0.5∶0.5∶1.5∶1.5。

本实施例所述的废品胶料，在再生前的拉伸强度为9.5MPa，扯断伸长率为320％，邵尔硬度为55度；再生后的拉伸强度为7.8MPa，扯断伸长率为300％，邵尔硬度为53度；拉伸强度保持率是82.1％。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种三元乙丙再生橡胶的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

2.一种三元乙丙再生橡胶的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

3.一种三元乙丙再生橡胶的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

b、掺入助剂：将步骤a得到的粗胶粉与隔氧性发气助剂按重量比为100∶1～15相混合；

4.根据权利要求3所述的三元乙丙再生橡胶的制备方法，其特征在于：所述的三元乙丙废旧硫化橡胶至少包括选自三元乙丙橡胶制品生产时的边角料、汽车废旧门窗封条在内的三元乙丙废旧硫化橡胶、三元乙丙橡胶的电缆护套废弃物或三元乙丙橡胶的电梯同步带扶手废弃物。

5.根据权利要求1至3任一所述的三元乙丙再生橡胶的制备方法，其特征在于：所述的隔氧性发气助剂为以下e组物料的一种或一种以上的组合：尿素、碳酸氢钠；或：加上以下f组物料的一种或一种以上的组合：白油、石蜡、机油、松香或松香改性树脂；其中：e组物料与f组物料的重量比为1～2∶0～13。

6.根据权利要求至3任一1所述的三元乙丙再生橡胶的制备方法，其特征在于：所述的进料预热段温度为20～200℃。

7.根据权利要求1至3任一所述的三元乙丙再生橡胶的制备方法，其特征在于：所述的高温裂解段温度为200～350℃。

8.根据权利要求1至3任一所述的三元乙丙再生橡胶的制备方法，其特征在于：所述的急速降温段温度为350～100℃，物料降温采用在螺杆挤出机的夹套中注水的方法降温。

9.根据权利要求1所述的三元乙丙再生橡胶的制备方法，其特征在于：所述的过辊精炼是指精炼出的薄片厚度为18～30μm。