CN105295148A - 一种废旧轮胎制备再生胶方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及废旧轮胎生产再生胶技术领域，尤其是一种废旧轮胎制备再生胶方法，通过对废旧轮胎作为原料生产再生胶的工艺步骤进行优化处理，在粗碎过程中加入碳酸氢钙粉末混合粉碎处理，使得在粉碎摩擦生热的过程中，轮胎中的S-S键和S-C键的键能遭受一定程度的破坏，再结合磁选后的细碎步骤中的澄清石灰水的加入，使得胶粉收到澄清石灰水溶液的软化处理，提高后续工艺对硫的脱除率，改善再生胶的品质。

Description

一种废旧轮胎制备再生胶方法
技术领域
本发明涉及废旧轮胎生产再生胶技术领域，尤其是一种废旧轮胎制备再生胶方法。
背景技术
废旧橡胶材料的数量在废旧高分子材料中仅次于废塑料，汽车轮胎在全世界中的年报废量为10多亿以上。而对于废旧橡胶材料的回收主要以废旧轮胎为主，并且，对废旧轮胎作为原料制备再生胶回收利用，有利于保护环境，实现资源利用，有利于社会经济的可持续发展。
现有技术中，常规再生胶强度在8MPa左右，仅能在抵挡橡胶产品中应用或直接用来制备再生胶的原料，并且在生产高档再生胶的过程中，需要向其中添加辅料，辅料中一般包括活化剂、松香、软化剂等，如专利号为201410073732.3的《一种轮胎再生胶的制备方法》采用的辅料为松香10份、活化剂1份、妥尔油5份、再生剂5份、陶土2份、碳酸钙5份、糠油酸5份、聚乙烯醇3份、硬脂酸5份和钛酸酯偶联剂2份。但由于现有技术的生产工艺落后，生产的产品质量较低，使得生产的再生胶依然不能满足需求。
基于此，本研究者结合长期的探索实践，为再生胶生产提供另外一种新技术。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种废旧轮胎制备再生胶方法。
具体是通过以下技术方案得以实现的：
一种废旧轮胎制备再生胶方法，包括以下步骤：
(1)将收集的废旧轮胎采用氨水浸泡处理20-40h，再将其进行粗碎，并在粗碎过程中向其中加入占废旧轮胎重量1-3％的碳酸氢钙粉末，将其送入磁选机中磁选，再将其进行细碎处理，细碎过程中向其中加入澄清石灰水，澄清石灰水的加入量为废旧轮胎重量的5-7％，再将其送入微波处理器中，采用微波频率为50-100Hz处理20-30min，再将其送入磁选机中磁选，得到20-30目的轮胎粉；
(2)将轮胎粉与辅料在常温条件下按照质量比为20～30∶3～7，然后将其送入装有澄清石灰水的脱硫罐中，并调整罐内的温度为200-300℃，压强为2.1～3.3MPa，恒温控制10-20min，然后调整罐内温度为110-150℃，压力控制在3.5～3.8MPa，采用超声波频率为30-300Hz处理1-20min后，排出罐内气体，并将其冷却至常温；
(3)将步骤2)处理完成的物料依次经过开炼机、精炼机后冷却储存。
所述的开炼机辊筒的辊距离为0.7～0.9mm，辊温为30～35℃；所述的精炼机的辊距离为0.09mm～0.15mm，辊温在95～100℃。
所述的澄清石灰水，在常温环境下，其中钙离子的含量为11-19％。
所述的辅料，其原料成分以重量份计为碳酸氢钙0.3-0.9份、陶土3-7份、铝酸钙1-3份、氧化铁2-5份、秸秆0.1-0.3份、生石灰0.01-0.05份、钛酸酯偶联剂0.1-0.3份、聚乙烯醇1.1-2份、地沟油0.2-0.5份。
所述的辅料，其原料成分以重量份计为碳酸氢钙0.6份、陶土5份、铝酸钙2份、氧化铁3份、秸秆0.2份、生石灰0.03份、钛酸酯偶联剂0.2份、聚乙烯醇1.7份、地沟油0.4份。
所述的辅料的制备方法是将碳酸氢钙、陶土、铝酸钙、氧化铁、生石灰混合后，将其置于温度为200-300℃、压力为0.02-0.08MPa下处理20-30min后，再将其置于研磨机中研磨成80-100目的粉末A，再将秸秆粉碎成50-80目的粉末B后，再将粉末A与粉末B混合，再向其中依次加入钛酸酯偶联剂、聚乙烯醇、地沟油，并采用搅拌速度为1000-2000r/min搅拌处理10-20min后，获得。
所述的依次加入，在将钛酸酯偶联剂、聚乙烯醇、地沟油加入后，先采用超声波处理10-20min后，再进行搅拌熟化处理10-20min。
所述的超声波，其频率为30-40Hz。
与现有技术相比，本发明的技术效果体现在：
通过对废旧轮胎作为原料生产再生胶的工艺步骤进行优化处理，在粗碎过程中加入碳酸氢钙粉末混合粉碎处理，使得在粉碎摩擦生热的过程中，轮胎中的S-S键和S-C键的键能遭受一定程度的破坏，再结合磁选后的细碎步骤中的澄清石灰水的加入，使得胶粉收到澄清石灰水溶液的软化处理，提高后续工艺对硫的脱除率，改善再生胶的品质。
本发明通过在制备得到轮胎粉后，再将其与辅料进行处理，并控制脱硫罐中的温度参数和压力参数，使得轮胎粉中的硫成分被辅料反应后排出，降低再生胶中的硫含量，结合超声催化处理，使得轮胎粉中的硫成分倍脱离的程度较优，降低了脱硫的能耗。
本发明结合轮胎粉制备步骤中的工艺参数以及步骤的限定，再结合辅料混合后的工艺参数，尤其是脱硫罐中的温度和压力控制，再结合超声催化反应的引入，使得制备的再生胶中的含硫量达到0.1％以下，提高了再生胶的品质。
本发明经过实验检测再生胶的抗拉强度，其能够达到23～27MPa；扯断伸长率达到45～59％。
本发明还结合辅料的原料配方以及原料的配比和制备的工艺参数，使得获得的辅料能够与轮胎粉中的硫成分进行作用，并且能够降低与硫成分进行作用的能耗，降低整个轮胎粉制备成再生胶整个过程的能耗，降低了再生胶的生产成本，提高了产品附加值。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。
实施例1
一种废旧轮胎制备再生胶方法，包括以下步骤：
(1)将收集的废旧轮胎采用氨水浸泡处理20h，再将其进行粗碎，并在粗碎过程中向其中加入占废旧轮胎重量1％的碳酸氢钙粉末，将其送入磁选机中磁选，再将其进行细碎处理，细碎过程中向其中加入澄清石灰水，澄清石灰水的加入量为废旧轮胎重量的5％，再将其送入微波处理器中，采用微波频率为50Hz处理20min，再将其送入磁选机中磁选，得到20目的轮胎粉；
(2)将轮胎粉与辅料在常温条件下按照质量比为20∶3，然后将其送入装有澄清石灰水的脱硫罐中，并调整罐内的温度为200℃，压强为2.1MPa，恒温控制10min，然后调整罐内温度为110℃，压力控制在3.5MPa，采用超声波频率为30Hz处理1min后，排出罐内气体，并将其冷却至常温；
(3)将步骤2)处理完成的物料依次经过开炼机、精炼机后冷却储存。
所述的开炼机辊筒的辊距离为0.7mm，辊温为30℃；所述的精炼机的辊距离为0.09mmmm，辊温在95℃。
所述的澄清石灰水，在常温环境下，其中钙离子的含量为11％。
所述的辅料，其原料成分以重量计为碳酸氢钙0.3kg、陶土3kg、铝酸钙1kg、氧化铁2kg、秸秆0.1kg、生石灰0.01kg、钛酸酯偶联剂0.1kg、聚乙烯醇1.1kg、地沟油0.2kg。
所述的辅料的制备方法是将碳酸氢钙、陶土、铝酸钙、氧化铁、生石灰混合后，将其置于温度为200℃、压力为0.02MPa下处理20min后，再将其置于研磨机中研磨成80目的粉末A，再将秸秆粉碎成50目的粉末B后，再将粉末A与粉末B混合，再向其中依次加入钛酸酯偶联剂、聚乙烯醇、地沟油，并采用搅拌速度为1000r/min搅拌处理10min后，获得。
实施例2
一种废旧轮胎制备再生胶方法，包括以下步骤：
(1)将收集的废旧轮胎采用氨水浸泡处理40h，再将其进行粗碎，并在粗碎过程中向其中加入占废旧轮胎重量3％的碳酸氢钙粉末，将其送入磁选机中磁选，再将其进行细碎处理，细碎过程中向其中加入澄清石灰水，澄清石灰水的加入量为废旧轮胎重量的7％，再将其送入微波处理器中，采用微波频率为100Hz处理30min，再将其送入磁选机中磁选，得到30目的轮胎粉；
(2)将轮胎粉与辅料在常温条件下按照质量比为10∶1，然后将其送入装有澄清石灰水的脱硫罐中，并调整罐内的温度为300℃，压强为3.3MPa，恒温控制20min，然后调整罐内温度为150℃，压力控制在3.8MPa，采用超声波频率为300Hz处理20min后，排出罐内气体，并将其冷却至常温；
(3)将步骤2)处理完成的物料依次经过开炼机、精炼机后冷却储存。
所述的开炼机辊筒的辊距离为0.9mm，辊温为35℃；所述的精炼机的辊距离为0.15mm，辊温在100℃。
所述的澄清石灰水，在常温环境下，其中钙离子的含量为19％。
所述的辅料，其原料成分以重量计为碳酸氢钙0.9kg、陶土7kg、铝酸钙3kg、氧化铁5kg、秸秆0.3kg、生石灰0.05kg、钛酸酯偶联剂0.3kg、聚乙烯醇2kg、地沟油0.5kg。
所述的辅料的制备方法是将碳酸氢钙、陶土、铝酸钙、氧化铁、生石灰混合后，将其置于温度为300℃、压力为0.08MPa下处理30min后，再将其置于研磨机中研磨成100目的粉末A，再将秸秆粉碎成80目的粉末B后，再将粉末A与粉末B混合，再向其中依次加入钛酸酯偶联剂、聚乙烯醇、地沟油，并采用搅拌速度为2000r/min搅拌处理20min后，获得。
实施例3
一种废旧轮胎制备再生胶方法，包括以下步骤：
(1)将收集的废旧轮胎采用氨水浸泡处理30h，再将其进行粗碎，并在粗碎过程中向其中加入占废旧轮胎重量2％的碳酸氢钙粉末，将其送入磁选机中磁选，再将其进行细碎处理，细碎过程中向其中加入澄清石灰水，澄清石灰水的加入量为废旧轮胎重量的6％，再将其送入微波处理器中，采用微波频率为80Hz处理25min，再将其送入磁选机中磁选，得到25目的轮胎粉；
(2)将轮胎粉与辅料在常温条件下按照质量比为25∶4，然后将其送入装有澄清石灰水的脱硫罐中，并调整罐内的温度为250℃，压强为2.8MPa，恒温控制15min，然后调整罐内温度为140℃，压力控制在3.7MPa，采用超声波频率为100Hz处理15min后，排出罐内气体，并将其冷却至常温；
(3)将步骤2)处理完成的物料依次经过开炼机、精炼机后冷却储存。
所述的开炼机辊筒的辊距离为0.8mm，辊温为33℃；所述的精炼机的辊距离为0.11mm，辊温在98℃。
所述的澄清石灰水，在常温环境下，其中钙离子的含量为17％。
所述的辅料，其原料成分以重量计为碳酸氢钙0.6kg、陶土5kg、铝酸钙2kg、氧化铁3kg、秸秆0.2kg、生石灰0.03kg、钛酸酯偶联剂0.2kg、聚乙烯醇1.7kg、地沟油0.4kg。
所述的辅料的制备方法是将碳酸氢钙、陶土、铝酸钙、氧化铁、生石灰混合后，将其置于温度为250℃、压力为0.06MPa下处理25min后，再将其置于研磨机中研磨成90目的粉末A，再将秸秆粉碎成70目的粉末B后，再将粉末A与粉末B混合，再向其中依次加入钛酸酯偶联剂、聚乙烯醇、地沟油，采用超声波频率为30Hz处理10min后，并采用搅拌速度为1500r/min搅拌处理15min后，获得。
实施例4
一种废旧轮胎制备再生胶方法，包括以下步骤：
(1)将收集的废旧轮胎采用氨水浸泡处理29h，再将其进行粗碎，并在粗碎过程中向其中加入占废旧轮胎重量1％的碳酸氢钙粉末，将其送入磁选机中磁选，再将其进行细碎处理，细碎过程中向其中加入澄清石灰水，澄清石灰水的加入量为废旧轮胎重量的7％，再将其送入微波处理器中，采用微波频率为60Hz处理29min，再将其送入磁选机中磁选，得到23目的轮胎粉；
(2)将轮胎粉与辅料在常温条件下按照质量比为27∶6，然后将其送入装有澄清石灰水的脱硫罐中，并调整罐内的温度为290℃，压强为2.6MPa，恒温控制13min，然后调整罐内温度为130℃，压力控制在3.7MPa，采用超声波频率为80Hz处理11min后，排出罐内气体，并将其冷却至常温；
(3)将步骤2)处理完成的物料依次经过开炼机、精炼机后冷却储存。
所述的开炼机辊筒的辊距离为0.7mm，辊温为35℃；所述的精炼机的辊距离为0.09mmmm，辊温在95℃。
所述的澄清石灰水，在常温环境下，其中钙离子的含量为17％。
所述的辅料，其原料成分以重量计为碳酸氢钙0.3kg、陶土7kg、铝酸钙2kg、氧化铁4kg、秸秆0.2kg、生石灰0.02kg、钛酸酯偶联剂0.2kg、聚乙烯醇1.9kg、地沟油0.3kg。
所述的辅料的制备方法是将碳酸氢钙、陶土、铝酸钙、氧化铁、生石灰混合后，将其置于温度为270℃、压力为0.03MPa下处理20min后，再将其置于研磨机中研磨成100目的粉末A，再将秸秆粉碎成50目的粉末B后，再将粉末A与粉末B混合，再向其中依次加入钛酸酯偶联剂、聚乙烯醇、地沟油，采用超声波频率为40Hz处理20min后，再采用搅拌速度为1900r/min搅拌处理17min后，获得。
实施例5
一种废旧轮胎制备再生胶方法，包括以下步骤：
(1)将收集的废旧轮胎采用氨水浸泡处理20h，再将其进行粗碎，并在粗碎过程中向其中加入占废旧轮胎重量3％的碳酸氢钙粉末，将其送入磁选机中磁选，再将其进行细碎处理，细碎过程中向其中加入澄清石灰水，澄清石灰水的加入量为废旧轮胎重量的5％，再将其送入微波处理器中，采用微波频率为100Hz处理23min，再将其送入磁选机中磁选，得到21目的轮胎粉；
(2)将轮胎粉与辅料在常温条件下按照质量比为25∶3，然后将其送入装有澄清石灰水的脱硫罐中，并调整罐内的温度为300℃，压强为3.3MPa，恒温控制20min，然后调整罐内温度为110℃，压力控制在3.5MPa，采用超声波频率为300Hz处理20min后，排出罐内气体，并将其冷却至常温；
(3)将步骤2)处理完成的物料依次经过开炼机、精炼机后冷却储存。
所述的开炼机辊筒的辊距离为0.7mm，辊温为35℃；所述的精炼机的辊距离为0.15mm，辊温在100℃。
所述的澄清石灰水，在常温环境下，其中钙离子的含量为19％。
所述的辅料，其原料成分以重量份计为碳酸氢钙0.9kg、陶土6kg、铝酸钙2kg、氧化铁4kg、秸秆0.2kg、生石灰0.04kg、钛酸酯偶联剂0.2kg、聚乙烯醇1.8kg、地沟油0.3kg。
所述的辅料的制备方法是将碳酸氢钙、陶土、铝酸钙、氧化铁、生石灰混合后，将其置于温度为280℃、压力为0.07MPa下处理29min后，再将其置于研磨机中研磨成90目的粉末A，再将秸秆粉碎成70目的粉末B后，再将粉末A与粉末B混合，再向其中依次加入钛酸酯偶联剂、聚乙烯醇、地沟油，采用超声波频率为35Hz处理15min后，再采用搅拌速度为1300r/min搅拌处理11min后，获得。

Claims (8)

1.一种废旧轮胎制备再生胶方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将收集的废旧轮胎采用氨水浸泡处理20-40h，再将其进行粗碎，并在粗碎过程中向其中加入占废旧轮胎重量1-3％的碳酸氢钙粉末，将其送入磁选机中磁选，再将其进行细碎处理，细碎过程中向其中加入澄清石灰水，澄清石灰水的加入量为废旧轮胎重量的5-7％，再将其送入微波处理器中，采用微波频率为50-100Hz处理20-30min，再将其送入磁选机中磁选，得到20-30目的轮胎粉；
(2)将轮胎粉与辅料在常温条件下按照质量比为20～30∶3～7，然后将其送入装有澄清石灰水的脱硫罐中，并调整罐内的温度为200-300℃，压强为2.1～3.3MPa，恒温控制10-20min，然后调整罐内温度为110-150℃，压力控制在3.5～3.8MPa，采用超声波频率为30-300Hz处理1-20min后，排出罐内气体，并将其冷却至常温；
(3)将步骤2)处理完成的物料依次经过开炼机、精炼机后冷却储存。
2.如权利要求1所述的废旧轮胎制备再生胶方法，其特征在于，所述的开炼机辊筒的辊距离为0.7～0.9mm，辊温为30～35℃；所述的精炼机的辊距离为0.09mm～0.15mm，辊温在95～100℃。
3.如权利要求1所述的废旧轮胎制备再生胶方法，其特征在于，所述的澄清石灰水，在常温环境下，其中钙离子的含量为11-19％。
4.如权利要求1所述的废旧轮胎制备再生胶方法，其特征在于，所述的辅料，其原料成分以重量份计为碳酸氢钙0.3-0.9份、陶土3-7份、铝酸钙1-3份、氧化铁2-5份、秸秆0.1-0.3份、生石灰0.01-0.05份、钛酸酯偶联剂0.1-0.3份、聚乙烯醇1.1-2份、地沟油0.2-0.5份。
5.如权利要求1或4所述的废旧轮胎制备再生胶方法，其特征在于，所述的辅料，其原料成分以重量份计为碳酸氢钙0.6份、陶土5份、铝酸钙2份、氧化铁3份、秸秆0.2份、生石灰0.03份、钛酸酯偶联剂0.2份、聚乙烯醇1.7份、地沟油0.4份。
6.如权利要求1、4、5任一项中所述的废旧轮胎制备再生胶方法，其特征在于，所述的辅料的制备方法是将碳酸氢钙、陶土、铝酸钙、氧化铁、生石灰混合后，将其置于温度为200-300℃、压力为0.02-0.08MPa下处理20-30min后，再将其置于研磨机中研磨成80-100目的粉末A，再将秸秆粉碎成50-80目的粉末B后，再将粉末A与粉末B混合，再向其中依次加入钛酸酯偶联剂、聚乙烯醇、地沟油，并采用搅拌速度为1000-2000r/min搅拌处理10-20min后，获得。
7.如权利要求6所述的废旧轮胎制备再生胶方法，其特征在于，所述的依次加入，在将钛酸酯偶联剂、聚乙烯醇、地沟油加入后，先采用超声波处理10-20min后，再进行搅拌熟化处理10-20min。
8.如权利要求7所述的废旧轮胎制备再生胶方法，其特征在于，所述的超声波，其频率为30-40Hz。
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