CN1067904A - 废旧硫化橡胶干态催化再生工艺 - Google Patents

Abstract

一种废旧硫化橡胶干法催化再生工艺由胶粉预 处理，再生反应和冷却三个主要工序。该预处理工序 中通入压缩气体，利用稀土氯化物为催化剂。另外， 本发明为该再生工艺专门提供一套密闭反应系统由 预处理器，再生反应器和冷却器三个主要部分组成。 利用这套设备进行上述废橡胶再生，其反应时间短， 反应温度低，所得再生胶品质好，并且生产过程对操 作环境无污染，能较大幅度减少劳动强度，提高工 效。

Description

本发明涉及一种废旧硫化橡胶再生方法，具体地说是提供一种利用干法使废旧硫化橡胶进行催化再生工艺及为实施该工艺而设计的一种专用设备。

橡胶具有广泛的用途，随着橡胶工业发展，特别是合成橡胶的生产不断扩大，橡胶制品的消费量也不断迅速增大。随之产生的对大量废旧橡胶的利用和处理越来越引起人们的关注。在已有技术中，可以用各种方法及设备对废旧橡胶进行脱硫再生处理。在这些橡胶再生工业中，如何控制再生过程对环境的污染，降低能耗和提高效率是当前存在的几个关键问题之一。与本发明废旧橡胶再生工艺比较接近的是采用干法高速搅拌再生法，例如日本专利（特开昭52-77185号）所公开的一种废旧硫化橡胶高速搅拌再生法。该方法对解决上述问题具有很大的优势，但由于产品质量不稳定，仍存在对操作环境有一定污染，因此实际生产中运用尚有一定问题。

本发明的目的是提供一种再生过程短、反应温度低，再生橡胶品质好，且对操作环境没有污染的一种干法催化再生工艺及为该废橡胶再生工艺设计一套专用设备。

通常废旧硫化橡胶再生工艺是先把废旧橡胶剪切或粉碎成胶粉，将胶粉与添加剂如天然树脂、松焦油，或苯胺一起在开炼机中混炼使其混合成均匀而柔软胶料，再对胶料进行加热胶硫，然后对已加热脱硫的胶料进行精炼得到再生后胶料，最后经混炼和硫化得到再生胶制品。上述脱硫过程也可直接在胶粉中加入一定量再生剂（包括软化剂和活性剂）进行加热脱硫，再经精炼，混炼和硫化得再生橡胶。本发明的再生工艺方法仍是以粉碎的胶粉为原料（30目左右），经胶粉予处理，催化再生反应，冷却排料完成脱硫再生过程然后对再生后胶料进行精炼、混炼和硫化工艺处理得到实用再生胶，其胶料精炼、混炼和硫化过程同目前采用的工艺相同。下面就本发明的再生工艺给予详细说明。

1、胶粉予处理工序。胶粉加入予处理器内搅拌加热，予处理温度为80～120℃，予处理过程中向予处理器内通入压缩气体（氮气，二氧化碳或空气），予处理时间以不少于5分钟，一般以5～15分钟为宜。

2、再生反应工序。胶粉加入予处理后直接送入再生反应器，加入植物油系，煤焦油系，石油系多组份软化剂，软化剂的品种和用量可参照公知技术，可加入5～20%（以胶料为100%以下同）。同时应加入催化剂，催化剂为混合稀土氯化物（催化剂是由稀土氧化物加盐酸而制成），催化剂的用量为0.1～2%。胶粉在再生反应器中以500～1000r.p.m.速度搅拌，逐步升温，再生反应温度控制在150～200℃，再生时间应不少于10分钟，一般以10～30分为宜。

3、冷却工序。经再生反应处理的胶料送入冷却器进行冷却、冷却过程在正压下操作，伴随搅拌（搅拌速度以50～100r.p.m为宜）通入烟道气，燃烧尾气、氮气、二氧化碳等惰性气体。胶粉冷却到70℃以下排料，得再生后胶料。

本发明的废旧硫化橡胶干法催化再生主要工艺如上述，作为制造再生橡胶还应将上述冷却后得到的胶料经精炼，混炼和硫化处理，但这些工艺同普通公知技术相同。本发明上述工艺另一特别是工序1～3是在一密闭系统中进行，特别工序2，3及工序2与工序3之间是在密闭性较好条件下进行，反应器和冷却器内气压应为正压下操作。本发明为完成上述废橡胶催化再生工艺（1～3），专门设计了一种适合这种工艺特点的一套设备。

本发明的适用采用上述废旧硫化橡胶催化再生的设备由予处理器，再生反应器和冷却器三部分组成，其特征在于：1、予处理器为带有加热和搅拌装置的密封容器，同时备有气吹口和排气口;2、再生反应器为带有加热装置的密封搅拌釜。搅拌速度应达到1000r.p.m以上，（在反应过程中搅拌速度为500～1000r.p.m）;3、冷却器为带有夹套，可利用水循环进行冷却，同时又带搅拌器的密封容器，在其进料口加通气管，根据需要通入惰性气体。冷却器工作时，搅拌速度为50～100r.p.m。这套设备的另一显著特点是这3部分装置为连接在一起的密封系统，即予处理器，再生反应器和冷却器三个装置为一连续密闭系统，原料处理过程及进、出料均在整个密闭系统内通过自控系统完成。因此，利用这套设备进行废旧橡胶再生可有效地避免操作环境被污染，减少操作人员劳动强度，提高工效和再生橡胶的质量。下面通过实例对本发明的橡胶催化再生工艺及专用设备给予进一步说明。

实例1、废旧橡胶再生反应设备。

图1为专为本发明的废旧橡胶工艺提供的设备示意图。图中予处理器1，再生反应器2的冷却器3均为由不锈钢制带搅拌器10的三个容器，其中再生反应器2的搅拌器为高速搅拌器，搅拌速度可达1600r.p.m，工作过程控制速度为500～1000r.p.m。三个容器之间加密封连结通道使之成为一密闭系统，原料进出靠镙旋推进器11实现。予处理器1和再生反应器2外安装有加热器，设备运转过程中予处理器1控制温度为150～200℃。原料由进料口5送入，通过气孔A可鼓入气体，加速原料预热和干燥，然后气体由排气口B放出。再生反应所用添加软化剂和催化剂由添加剂料口7送入，再生反应后胶料由镙旋推进器11送入冷却器3。冷却器3外带有水夹套8，由正口通入冷水对冷却器3内胶料进行冷却，经热交换后热水由F口排出并经降温后再进行循环使用。冷却器3的通气孔C吹入惰性气体，使冷却过程冷却器内为正压，气体由D孔排出，胶料冷却至70℃以下后由排料口9排出完成再生反应过程。

实例2、废旧轮胎胎面胶的再生。

利用实例1设备进行废橡胶再生反应其条件为：1、予处理温度为100℃，时间为10分钟，通入压缩空气;2、再生反应温度为176℃，时间17分钟，搅拌速度500r.p.m，原料为30目胎面胶粉按胶料量为100%加入软化剂（石油树脂，古马隆，松焦油和脱尔油混合物）17%，混合稀土氯化物（氯化铈，氯化钕为主）催化剂0.3%进行催化再生反应。反应后于冷却器中通入氮气冷却到60℃，排料。所得胶料再按常规工艺进行精炼，混炼和硫化得再生胶，其物理性能如表1，具体混炼和硫化条件为：再生胶料100%（重量）;氧化锌2.5%;促进剂DM（二硫化二苯丙四唑）0.9%;硫黄1.5%;硫化温度142℃×15′。

实例3、废旧轮胎外胎全胎胶的再生。

原料为外胎全胎30目胶粉，再生反应过程及条件同实例2，其中不同的是予处理时间为15分，再生反应温度为160℃，反应时间10分，搅拌速度1000r.p.m。硫化条件为142×9′，混炼配方相实例2，其再生胶物理性能同列在表1。

表1 再生胶物理性能

再生酸	扯断强度（Mp μ)	扯断伸长率(%)	硬度(化）	可塑度
					实例2实例3	9.58.0	380368	6455	0.300.33

实例4、废旧硫化天然乳胶的再生。

再生反应过程及条件同实例2，其中不同的是原料为废旧硫化天然乳胶胶粉，予处理时间5分，其再生反应添加软化剂和催化剂按胶粉重为100%，软化剂8%，催化剂1%，防粘剂（CaCO₃）30%。再生反应温度180℃，搅拌速度800r.p.m，时间15分钟，混炼配方为：再生胶料重为100%，促进剂DM（二硫化二苯丙四唑）0.4%，促进剂TT（二硫化四甲基秋兰母）0.05%，氧化锌1.8%，硬脂酸0.5%，硫黄3%，硫化条件138℃×8′。重复实验8次，其所得再生胶物理性能如表2。

表2 再生胶物理性能

实验	扯断强度（Mp a）	扯断伸长率（％）
			12345678	9.09.19.59.29.58.09.29.4	720748780700700740700720
平均	9.1	724

Claims (5)

1、一种废旧橡胶干法催化再生工艺，包括以粉碎胶粉为原料，加入软化剂和催化剂进行再生脱硫反应及对再生后胶料进行精炼工艺，其特征在于胶料需进行予处理，予处理条件为处理温度80～120℃，处理中通入压缩气体，氮气、二氮化碳或空气；再生反应中加入混合稀土氯化物为催化剂，其催化剂用量以胶料重为100%时催化剂加入0.1～2%；冷却工序是在正压下操作，伴随搅拌通入烟道气，燃烧尾气，二氧化碳等惰性气体。

2、按照权利要求1所述的催化再生工艺，其特征在于予处理，催化再生及冷却工序是在一密闭系统中进行。

3、按照权利要求1所述的催化再生工艺，其特征在于催化再生反应是在搅拌中进行，搅拌速度为500～1000r.p.，m。

4、一种专用于实施按权利要求1所述废旧橡胶干法催化再生工艺设备，包括予处理器，再生反应器和冷却器三个主要部分，其特征在于这三个容器为连接在一起的密封系统，即予处理器，再生反应器和冷却器三个装置为一连续密闭系统。

5、按照权利要求4所述的设备，其特征在于冷却器外带有水冷夹套。

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