CN105754173A - 一种低成本、高效率由脱硫胶粉直接制备混炼胶的方法 - Google Patents

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Abstract

一种低成本、高效率由脱硫胶粉直接制备混炼胶的方法，属于橡胶领域。将脱硫胶粉与橡胶助剂经混合机预混合后，与生胶一起加入到密炼机内，通过控制密炼转子转速和密炼时间，使物料在密炼机转子所施加的剪切力下作用，随后排出物料，输送至一台双辊筒开炼机上，同时加入硫磺，打三角包混炼均匀后出片，混炼胶经连续冷却装置冷却至40℃以下，即得到最终产品。本发明的混炼胶在下游企业应用时，只需要在较短时间内进行反炼，并加入硫磺即可，大大降低了能耗与时间，降低了下游企业的生产成本。橡胶助剂的加入与密炼机和双辊筒开炼机的共同作用，使得混炼胶的门尼粘度很低且长时间储存后几乎不会变大，解决了传统再生胶在长期储存中的稳定性问题。

Description

一种低成本、高效率由脱硫胶粉直接制备混炼胶的方法
技术领域：
本发明涉及一种混炼胶制备方法，具体涉及一种低成本、高效率由脱硫胶粉直接制备混炼胶的方法，属于橡胶技术领域。
背景技术：
随着我国经济的快速发展，橡胶工业已成为我国经济重要的组成部分，与此同时国内对橡胶资源的需求也呈现逐年递升的态势。我国橡胶消耗量已经连续13年位居世界首位，2014年天然橡胶消费440万吨，合成橡胶消费580万吨，且由于地理上的原因，自给率很低。与此同时，2014年，中国废旧轮胎产生量已经达到约3亿条，重量达到约1000万吨，并以每年约5％-6％的速度在增长。
为了满足不断提高的材料性能要求，橡胶朝着高强度、耐磨性和耐老化性的方向发展，但是同时造成了废弃后的橡胶在较长时间里不能自然降解的问题，大量的废旧橡胶造成了比塑料污染更难处理的黑色污染。而另一反面，由于近些年来，我国橡胶工业的快速发展使国内对橡胶资源的需求急剧增加，由于我国地理位置上的限制，使得我国橡胶资源匮乏的问题日益突出。综合以上两点，使得对废旧轮胎的脱硫再生成为我国废旧橡胶循环利用的最主要方法，占我国废旧橡胶处理总量的70％以上。然而在再生橡胶实际应用过程中，经常会出现随着停放时间的增加再生胶门尼粘度增加的问题，也就是“门尼返弹”现象，该现象造成再生胶掺混进入原胶后出现加工性差，橡胶成品易局部应力过大等问题，给再生胶应用造成了很多问题。特别是有些环保型再生胶企业，再将再生胶贮存一段时间以后，门尼黏度有着较大的上升，甚至超过国家标准而导致用户退货，所以说“门尼返弹”是再生胶行业一个亟待解决的问题。
与此同时，再生胶在下游企业应用中也长期存在着一些问题，如易焦烧、撕裂性能较差等。而橡胶加工设备高昂的价格和较高的能耗，与日益增长的人工成本，使得再生胶行业的利润值一直不高。
为了解决再生橡胶在储存过程中的“门尼返弹”问题，王兵等(CN201410142997.4)公开了一种采取添加再生胶稳定剂的方法，虽然该种方法可以一定程度延缓门尼粘度上升的速度，但如果长期储存仍会使得门尼粘度过高而不能使用。与此同时，再生胶稳定剂的价格较贵，导致所生产出的再生橡胶成本增加，使得产品竞争力下降以及企业利润降低。
发明内容：
本发明采用向脱硫胶粉中添加助剂的方法，得到一种由脱硫胶粉直接制备低成本、高性能的混炼胶，从而解决了现在再生胶行业遇到的长期储存稳定性和下游企业使用的问题。
一种低成本、高效率由脱硫胶粉直接制备混炼胶的装置及方法，其特征是将脱硫胶粉与橡胶助剂经混合机充分预混合后，与生胶一起加入到密炼机内，物料在密炼机转子的剪切作用下，控制转子转速在5～50转/分钟，剪切2～10分钟后排出温度为80～140℃的物料，随后被输送至一台辊距为1～7mm的双辊筒开炼机上，同时加入0～5份的硫磺，打三角包混炼均匀后，压出厚度为4～8mm的混炼胶经连续冷却装置冷却至40℃以下，即得到最终产品。
进一步，其特征是所用脱硫胶粉是经废轮胎胶粉、废丁基橡胶、废乙丙橡胶中的一种初步脱硫制备。
进一步，其特征是所用橡胶助剂由防老剂、活化剂、促进剂、增塑剂、补强剂的一种或几种构成。
进一步，其特征是所用生胶是天然橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶、丁苯橡胶中的一种或几种。
进一步，其特征是所述脱硫胶粉、橡胶助剂、生胶以质量份计，具体如下：
进一步，其特征是所用密炼机密炼转子类型应为剪切型或啮合型中的一种。
进一步，其特征是初步脱硫制备的脱硫胶粉的门尼粘度值为60～160。
进一步，其特征是所用生胶的门尼粘度值为50～120。
进一步，其特征是所用生胶与补强剂和防老剂的质量份数之比为100：(50～60)：(2～4)。
本方法制备低成本、高性能混炼胶时，通过混合机将脱硫胶粉和橡胶助剂进行充分地预混合，使其分散均匀。随后与生胶一起加入到密炼机内，通过控制密炼转子转速和密炼时间，使物料在密炼机转子所施加的剪切力下作用，随后排出物料，输送至一台双辊筒开炼机上，同时加入一定份数的硫磺，打三角包混炼均匀后出片，混炼胶经连续冷却装置冷却至40℃以下，即得到最终产品。
本发明的主要优点是通过由再生胶直接制备再生胶混炼胶的方法，一方面解决了传统再生橡胶行业的“门尼返弹”问题，使得下游企业避免了由于门尼粘度升高而导致的加工困难等问题。而另一方面，在制备再生橡胶混炼胶过程中使用的加工设备与制备再生橡胶的加工设备相同，在无需增加设备成本情况下，配合合理的混炼配方与加工工艺，便可得到性能优异的混炼胶。采用本发明制备再生橡胶混炼胶，至少可以为下游企业省去30％的设备成本和40％的人工成本，与此同时节约了设备的占地面积，从而提高了企业的生产效率和利润，有着十分广阔的市场前景。
具体实施方式：
下面结合具体实施方式对本发明做进一步的描述，但本发明不限于这些实施例。还包括本领域技术人员在本发明公开范围内，所做出的显而易见的改变。
实施例1：将100份(质量份数，下同)由废轮胎胶粉初步脱硫制备的脱硫胶粉与3份活化剂(2.5份氧化锌和0.5份硬脂酸)、2.4份促进剂(促进剂NS)和1份增塑剂(煤焦油)经混合机充分预混合后加入到密炼机内，物料在密炼机啮合型密炼转子的剪切作用下，控制转子转速在30转/分钟，剪切8分钟后排出温度为115℃的物料，随后被输送至一台辊距为3mm的双辊筒开炼机上，同时加入2份的硫磺，打三角包混炼均匀后，压出厚度为5mm的混炼胶经连续冷却装置冷却至40℃以下，即得到最终产品。其中，上述初步脱硫制备的脱硫胶粉的门尼粘度为160，拉伸强度为14.0Mpa，断裂伸长率为415％。
采用上述脱硫胶粉，本发明所制备混炼胶硫化后性能与传统精炼工艺所制备的再生橡胶性能对比如下表：
实施例2：将100份(质量份数，下同)由废丁基橡胶初步脱硫制备的脱硫胶粉与4份活化剂(3份氧化锌和1份硬脂酸)、3份促进剂(1.5份促进剂M和促进剂TMTD)、1.5份防老剂(0.75份防老剂4020和0.75份防老剂RD)、4份增塑剂(芳烃油)和25份补强剂(炭黑N234)经混合机充分预混合后，与40份丁基橡胶一起加入到密炼机内，物料在密炼机剪切型密炼转子的剪切作用下，控制转子转速在40转/分钟，剪切6分钟后排出温度为120℃的物料，随后被输送至一台辊距为4mm的双辊筒开炼机上，同时加入3份的硫磺，打三角包混炼均匀后，压出厚度为6mm的混炼胶经连续冷却装置冷却至40℃以下，即得到最终产品。其中，上述初步脱硫制备的脱硫胶粉的门尼粘度为98，拉伸强度为7.6Mpa，断裂伸长率为455％，所用丁基橡胶的门尼粘度为77。
采用上述脱硫胶粉，本发明所制备再生橡胶性能与传统精炼工艺所制备的再生橡胶性能对比如下表：
实施例3：将100份(质量份数，下同)由废乙丙橡胶初步脱硫制备的脱硫胶粉与6份活化剂(4.5份氧化锌和1.5份硬脂酸)、4份促进剂(1份促进剂PZ、1.5份促进剂BZ和1.5份促进剂DPTT)、6份增塑剂(松焦油)和30份补强剂(炭黑N234)和2份防老剂(1份防老剂4020和1份防老剂RD)经混合机充分预混合后，与60份乙丙橡胶一起加入到密炼机内，物料在密炼机剪切型密炼转子的剪切作用下，控制转子转速在45转/分钟，剪切5分钟后排出温度为105℃的物料，随后被输送至一台辊距为1mm的双辊筒开炼机上，同时加入4份的硫磺，打三角包混炼均匀后，压出厚度为7mm的混炼胶经连续冷却装置冷却至40℃以下，即得到最终产品。其中，上述初步脱硫制备的脱硫胶粉的门尼粘度为92，拉伸强度为5.7Mpa，断裂伸长率为300％，所用乙丙橡胶门尼粘度为85。
采用上述脱硫胶粉，本发明所制备再生橡胶性能与传统精炼工艺所制备的再生橡胶性能对比如下表：
实施例4：将100份(质量份数，下同)由废轮胎胶粉初步脱硫制备的脱硫胶粉与8份活化剂(5.5份氧化锌和2.5份硬脂酸)、5份促进剂(促进剂CZ)、10份增塑剂(煤焦油)和60份补强剂(炭黑N234)和3份防老剂(1.5份防老剂4020和1.5份防老剂RD)经混合机充分预混合后，与100份天然橡胶一起加入到密炼机内物料在密炼机啮合型密炼转子的剪切作用下，控制转子转速在20转/分钟，剪切10分钟后排出温度为135℃的物料，随后被输送至一台辊距为2mm的双辊筒开炼机上，同时加入5份的硫磺，打三角包混炼均匀后，压出厚度为8mm的混炼胶经连续冷却装置冷却至40℃以下，即得到最终产品。其中，上述初步脱硫制备的脱硫胶粉的门尼粘度为160，拉伸强度为14.0Mpa，断裂伸长率为415％。
采用上述脱硫胶粉，本发明所制备混炼胶硫化后性能与传统精炼工艺所制备的再生橡胶性能对比如下表：
以上具体实施方式所述，仅为用以说明本发明的实例，而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明提出的保护范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种低成本、高效率由脱硫胶粉直接制备混炼胶的方法，其特征是将脱硫胶粉与橡胶助剂经混合机预混合后，与生胶一起加入到密炼机内，或者不加入生胶；物料在密炼机转子的剪切作用下，控制转子转速在5～50转/分钟，剪切2～10分钟后排出温度为80～140℃的物料，随后被输送至一台辊距为1～7mm的双辊筒开炼机上，同时加入0～5份的硫磺，打三角包混炼均匀后，压出厚度为4～8mm的混炼胶经连续冷却装置冷却至40℃以下，即得到最终产品。
2.根据权利要求1的方法，其特征是所用脱硫胶粉是经废轮胎胶粉、废丁基橡胶、废乙丙橡胶中的一种初步脱硫制备。
3.根据权利要求1的方法，其特征是所用橡胶助剂由防老剂、活化剂、促进剂、增塑剂、补强剂的一种或几种构成。
4.根据权利要求1的方法，其特征是所用生胶是天然橡胶、丁基橡胶、乙丙橡胶、丁苯橡胶中的一种或几种。
5.根据权利要求1的方法，其特征是所述脱硫胶粉、橡胶助剂、生胶以质量份计，具体如下：
6.根据权利要求5的方法，其特征是所用生胶与补强剂和防老剂的质量份数比为100：(50～60)：(2～4)。
7.根据权利要求1的方法，其特征是所用密炼机密炼转子类型应为剪切型或啮合型中的一种。
8.根据权利要求1的方法，其特征是初步脱硫制备的脱硫胶粉的门尼粘度值为60～160。
9.根据权利要求1的方法，其特征是所用生胶的门尼粘度值为50～120。
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