CN107353461A - 一种废旧橡胶再生混炼胶的制备方法 - Google Patents

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路丽珠
黎广
李婷
蒋水金
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Abstract

本发明公开了一种废旧橡胶再生混炼胶的制备方法，首先将废旧轮胎回收的硫化胶粉经电磁加热初步预热后经塑化机作用后冷却得半脱硫胶粉，然后胶粒经微波加热初步预热后经螺杆挤出机的强剪切作用后冷却得过脱硫胶粒，最后将半脱硫胶粉、过脱硫胶粒与硫化胶粉按一定比例预热并混匀后输送至双转子连续混炼机中混炼后冷却过滤挤出成型得废旧橡胶再生混炼胶成品。本发明采用半脱硫胶粉、过脱硫胶粒及硫化胶粉三者按照一定比例混炼挤出成型，充分发挥三者优势，解决了废旧橡胶传统塑化机加热再生不充分、螺杆挤出机机械剪切易发生过脱硫等缺陷，生产过程中无需添加任何化学助剂，生产过程连续且环保，产品绿色环保且各项性能指标优异。

Description

一种废旧橡胶再生混炼胶的制备方法
技术领域：
本发明涉及橡胶再利用技术领域，主要涉及一种废旧橡胶再生混炼胶的制备方法。
背景技术：
随着橡胶工业的快速发展，大量废旧橡胶的产生因其内部具有三维交联网络结构的特点而不溶，这引发多种环境问题，形成“黑色污染”，因此如何更加有效将其处理甚至变废为宝高值化利用已迫在眉睫。
在我国废旧橡胶的处理方式以通过脱硫技术来破坏硫化胶的三维网络结构制成再生橡胶为主，传统的高温高压动态脱硫法采用脱硫罐的添加多种易产生二次污染的化学助剂来完成，导致严重的环境问题，因而严重制约了再生橡胶行业的发展。为突破这一限制，目前国内正加大研究并推广类似热、机械、微波、超生波等环保型断硫再生方法，通过小试、中试等试验发现这些方法虽解决了环保性的问题，但是难以控制能量恰好可以完成对C-S键、S-S键的破坏，而保持C-C 键主链不被破坏，在废旧橡胶断硫再生的同时不破坏其相关优异的性能。
因此寻求一种新的废旧橡胶再生方案，来生产出高性能绿色废旧橡胶再生混炼胶来真正实现解决资源循环利用和环境保护问题。
发明内容：
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种废旧橡胶再生混炼胶的制备方法，以解决现有技术的废旧橡胶的物理机械剪切再生中，存在难以控制实现最大限度破坏含硫键，而保持碳碳键主链结构不被破坏得到接近生胶性能的这一缺陷。
本发明是通过以下技术方案实现的：
1、一种废旧橡胶再生混炼胶的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
(1)、将废旧轮胎回收得到的硫化胶粉经装有电磁加热装置的给料装置初步预热，后经塑化机作用后冷却至室温得到半脱硫胶粉；
(2)将废旧轮胎回收得到的胶粒经装有微波加热装置的给料装置初步预热，后经螺杆挤出机的强剪切作用后冷却至室温得到过脱硫胶粒；
(3)将步骤(1)中得到的半脱硫胶粉、步骤(2)中得到的过脱硫胶粒与废旧轮胎回收得到的硫化胶粉按照一定比例加入反应釜中，其中废旧轮胎回收得到的硫化胶粉的粒径同步骤(1)中硫化胶粉的粒径，预热至一定温度并搅拌均匀后输送至双转子连续混炼机中，混炼一段时间后冷却至一定温度，经滤胶机过滤挤出成型得到废旧橡胶再生混炼胶成品。
所述的步骤(1)中，硫化胶粉的粒径为20目～60目，给料装置的转速为 200～250r/min，预热温度为50～60℃，塑化机的螺旋转速为275～325r/min，塑化机内温度为100～120℃。
所述的步骤(2)中，胶粒的粒径为1～5mm，给料装置转速为300～400r/min，微波加热装置的微波频率为1250～1650MHz，预热温度控制在85～95℃，螺杆挤出机的螺杆转速为450～650r/min，温度控制在220～280℃。
所述的步骤(3)中，步骤(1)中得到的半脱硫胶粉：步骤(2)中得到的过脱硫胶粒：废旧轮胎回收得到的硫化胶粉的质量比为27～40：25～32：35～ 48，反应釜中搅拌速度为350～450r/min，温度控制在60～70℃之间，搅拌时间为20～30min，双转子连续混炼机的转速为550～650r/min，温度控制在110～ 130℃，冷却至50～60℃，滤胶机中压力控制在4～6MPa。
上述步骤中的各参数的具体优化方案为：
步骤(1)中，硫化胶粉的粒径为30～40目，给料装置的转速为220r/min，预热温度为55℃，塑化机的螺旋转速为295r/min，塑化机内温度为110℃。
步骤(2)中，胶粒的粒径为2～4mm，给料装置转速为340r/min，微波加热装置的微波频率为1350MHz，预热温度控制在90℃，螺杆挤出机的螺杆转速为 520r/min，温度控制在265℃。
步骤(3)中，步骤(1)中得到的半脱硫胶粉：步骤(2)中得到的过脱硫胶粒：废旧轮胎回收得到的硫化胶粉(粒径同步骤(1)中硫化胶粉)的质量比为32：27：41，反应釜中搅拌速度为410r/min，温度控制在66℃之间，搅拌时间为26min，双转子连续混炼机的转速为590r/min，温度控制在120℃，冷却至 55℃，滤胶机中压力控制在5MPa。
本发明的优点是：
1.采用塑化胶粉(半脱硫胶粉)、过脱硫胶粒及废旧橡胶回收的硫化胶粉三者按照一定比例进行经双转子连续混炼机混炼，以及滤胶机滤胶挤出得到废旧橡胶再生混炼胶成品，解决了废旧橡胶传统塑化机加热再生不充分、螺杆挤出机机械剪切易发生过脱硫等缺陷，整个生产过程中无需添加任何化学助剂，生产过程连续且环保，得到的产品绿色环保且各项性能指标优异。
2.对于胶粉采用电磁加热，而对于胶粒采用微波预热，这是由于橡胶是热的绝缘体，传热相当困难，胶粉粒径较小在塑化机中的螺旋传输的过程中采用电磁加热基本可以实现较为均匀的受热，而胶粒粒径较大，借助于微波作为高频电磁波的极强的穿透能力可迅速对橡胶颗粒实现均匀预热，取代了传统锅炉过饱和蒸汽或电磁加热热量传递慢且橡胶颗粒受热不均匀等缺点。
3.采用双转子连续混炼机替代传统的开炼机、密炼机等，借助于双转子连续混炼机具备传统密炼机优异的混合特性，可以连续运转，物料会受到其高剪切和强拉伸作用，可实现对塑化胶粉(半脱硫胶粉)、过脱硫胶粒及废旧橡胶回收的硫化胶粉三者进行充分混炼和塑化。
4.该废旧橡胶再生混炼胶性能可根据实际需求进行调配混炼，产品可广泛应用于轮胎、胶板等橡胶制品、防水卷材及道路沥青等领域中。
具体实施方式：
1、一种废旧橡胶再生混炼胶的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
(1)、将废旧轮胎回收得到的硫化胶粉经装有电磁加热装置的给料装置初步预热，后经塑化机作用后冷却至室温得到半脱硫胶粉；
(2)将废旧轮胎回收得到的胶粒经装有微波加热装置的给料装置初步预热，后经螺杆挤出机的强剪切作用后冷却至室温得到过脱硫胶粒；
(3)将步骤(1)中得到的半脱硫胶粉、步骤(2)中得到的过脱硫胶粒与废旧轮胎回收得到的硫化胶粉按照一定比例加入反应釜中，其中废旧轮胎回收得到的硫化胶粉的粒径同步骤(1)中硫化胶粉的粒径，预热至一定温度并搅拌均匀后输送至双转子连续混炼机中，混炼一段时间后冷却至一定温度，经滤胶机过滤挤出成型得到废旧橡胶再生混炼胶成品。
步骤(1)中，硫化胶粉的粒径为30～40目，给料装置的转速为220r/min，预热温度为55℃，塑化机的螺旋转速为295r/min，塑化机内温度为110℃。
步骤(2)中，胶粒的粒径为2～4mm，给料装置转速为340r/min，微波加热装置的微波频率为1350MHz，预热温度控制在90℃，螺杆挤出机的螺杆转速为 520r/min，温度控制在265℃。
步骤(3)中，步骤(1)中得到的半脱硫胶粉：反应釜中搅拌速度为410r/min，温度控制在66℃之间，搅拌时间为26min，双转子连续混炼机的转速为590r/min，温度控制在120℃，冷却至55℃，滤胶机中压力控制在5MPa。
废旧橡胶再生混炼胶实施例1-5原料配方列于表1。
实施例1-5之废旧橡胶再生混炼胶的有关性能进行测试，结果见表2所示。
表1实施例1-5废旧橡胶再生混炼胶原料单位：重量比
表2实施例1-5废旧橡胶再生混炼胶有关性能检测结果

Claims (4)

1.一种废旧橡胶再生混炼胶的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
（1）、将废旧轮胎回收得到的硫化胶粉经装有电磁加热装置的给料装置初步预热，后经塑化机作用后冷却至室温得到半脱硫胶粉；
（2）将废旧轮胎回收得到的胶粒经装有微波加热装置的给料装置初步预热，后经螺杆挤出机的强剪切作用后冷却至室温得到过脱硫胶粒；
（3）将步骤（1）中得到的半脱硫胶粉、步骤（2）中得到的过脱硫胶粒与废旧轮胎回收得到的硫化胶粉按照一定比例加入反应釜中，其中废旧轮胎回收得到的硫化胶粉的粒径同步骤（1）中硫化胶粉的粒径，预热至一定温度并搅拌均匀后输送至双转子连续混炼机中，混炼一段时间后冷却至一定温度，经滤胶机过滤挤出成型得到废旧橡胶再生混炼胶成品。
2.根据权利要求1所述的一种废旧橡胶再生混炼胶的制备方法，其特征在于：所述的步骤（1）中，硫化胶粉的粒径为20目～60目，给料装置的转速为200～250r/min，预热温度为50～60℃，塑化机的螺旋转速为275～325r/min，塑化机内温度为100～120℃。
3.根据权利要求1所述的一种废旧橡胶再生混炼胶的制备方法，其特征在于：所述的步骤（2）中，胶粒的粒径为1～5mm，给料装置转速为300～400r/min，微波加热装置的微波频率为1250～1650 MHz，预热温度控制在85～95℃，螺杆挤出机的螺杆转速为450～650r/min，温度控制在220～280℃。
4.根据权利要求1所述的一种废旧橡胶再生混炼胶的制备方法，其特征在于：所述的步骤（3）中，步骤（1）中得到的半脱硫胶粉：步骤（2）中得到的过脱硫胶粒：废旧轮胎回收得到的硫化胶粉的质量比为27～40：25～32：35～48，反应釜中搅拌速度为350～450r/min，温度控制在60～70℃之间，搅拌时间为20～30min，双转子连续混炼机的转速为550～650r/min，温度控制在110～130℃，冷却至50～60℃，滤胶机中压力控制在4～6MPa。
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