CN107915863A - 一种节能环保的双螺杆挤出法生产再生胶的工艺 - Google Patents

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陈婉芳
孙敏
徐执海
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Abstract

本发明公开了一种节能环保的双螺杆挤出法生产再生胶的工艺，具体工艺过程为：将废橡胶经过橡胶前段破碎设备破碎磨粉胶粉；将胶粉原料通过定量给料机输送到双螺杆挤出机；在挤出机中注入超临界CO2，超临界CO2在一定温度和常压下，溶胀硫化橡胶，利用双螺杆机械剪切，实现废橡胶的快速脱硫再生，然后由机头挤出即得再生胶；本发明在生产过程中注入超临界CO2，增强介质的传质、传热能力，促进挤出过程，再生胶外观好、气味小，同时带走分解产物，达到净化、排气作用。有效地解决了废气、污染问题，再生效果好。

Description

一种节能环保的双螺杆挤出法生产再生胶的工艺
技术领域
本发明属于环保再生胶领域，涉及一种节能环保的双螺杆挤出法生产再生胶的工艺。
背景技术
轮胎橡胶再生方法，分为物理方法和化学方法和生物方法，物理再生包括微波再生、红外线再生和超声波再生；化学方法包括油和水油、双螺旋高温常压脱硫再生。制约再生胶企业发展的关键问题是污染：再生胶制品环保和生产过程环保。
目前，国内较为成熟的脱硫方法“高温高压动态脱硫再生”，制得的再生胶性能较好，但能耗较大，同时产生大量的废气、废水，对环境造成严重污染，因此目前国内推行以常压连续脱硫塑化机脱硫来代替动态脱硫罐脱硫，虽取得了一定的效果，但也存在着装置运行不稳定、产品品质不高、易返弹等缺点。
橡胶再生使用双螺杆脱硫是较为先进的工艺，双螺杆挤出法再生技术是利用螺杆机的剪切、挤压作用，使搬入再生剂的废旧橡胶粉粒在热、剪切、压力、脱硫剂的综合作用下，在短时间内使废旧胶粉获得较高塑性的一种方法。
双螺杆挤出机的优点是生产连续、密闭，方便排除和收集小分子，同时传热好、时间短，胶粉氧化程度低。缺点是在脱硫过程需要加入软化剂和活化剂，造成二次环保问题；同时限于螺杆的长径比，脱硫程度不够高，对脱硫效果的影响很大；难以实现绿色环保且质量稳定的再生胶粉。
发明内容
本发明的目的在于提供一种绿色环保的双螺杆挤出法生产再生胶的工艺，在生产过程中注入超临界CO2，增强介质的溶胀、渗透能力，促进挤出过程，再生胶外观好、气味小，同时带走分解产物，达到净化、排气作用。有效地解决了废气、污染问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种节能环保的双螺杆挤出法生产再生胶的工艺，具体工艺过程为：
(1)将废橡胶经过橡胶前段破碎设备破碎磨粉胶粉；
(2)将胶粉通过定量给料机输送到双螺杆挤出机；
(3)利用专门的注入设备，保持CO2在超临界状态下注入到到双螺杆挤出机中，超临界CO2的临界温度为31.26℃，临界压力为7.4MPa，双螺杆挤出机分为输送段和挤出段，超临界注CO2设置在挤出段注入，超临界CO2，溶胀硫化橡胶，利用其超强的溶解能力，同时渗透并均匀分散在交联网络之间，利用双螺杆机械剪切，选择性打断交联键，实现废橡胶的快速脱硫再生，然后由机头挤出即得再生胶；
进一步地，所述双螺杆挤出机采用长螺杆设计，螺杆的长径比为12-14。
进一步地，所述步骤3中螺杆挤出机的转速为140转/分，加热时间为5-7分钟。
进一步地，所述步骤3中CO2注入设备在超临界状态控制：温度大于32℃，压力大于8MPa。
本发明的有益效果：
本发明在生产过程中注入超临界CO2，增强介质的传质、传热能力，促进挤出过程，再生胶外观好、气味小，同时带走分解产物，达到净化、排气作用。有效地解决了废气、污染问题，再生效果好。
本发明在生产过程中注入超临界CO2，超临界CO2具有优异的溶解能力和传质能力，一定温度和常压下，溶胀硫化橡胶，同时使脱硫剂渗透并均匀分散在交联网络之间，利用双螺杆机械剪切于挤出机内温度的作用下，选择性打断交联键，实现废橡胶的快速脱硫再生。
本发明在生产过程中采用双螺杆挤出机，实现工艺的安全、简单连续、节能、环保，且自清洁性优异，所得产品质量稳定性高。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明再生胶生产工艺流程图。
具体实施方式
实施例1：
一种节能环保的双螺杆挤出法生产再生胶的工艺，具体工艺过程为：
(1)将废橡胶经过橡胶前段破碎设备破碎磨粉得到粒径为20-40目的胶粉；
(2)将胶粉通过定量给料机输送到双螺杆挤出机，其中双螺杆挤出机采用长螺杆设计，螺杆的长径比为12-14；
(3)利用专门的注入设备，保持CO2的在超临界状态下注入到到双螺杆挤出机中，其中注入设备的温度大于32℃，压力大于8MPa，双螺杆挤出机分为输送段和挤出段，在螺杆的挤出段注入超临界CO2，超临界CO2的临界温度为31.26℃，临界压力为7.4MPa，超临界CO2具有优异的溶解能力和传质能力，一定温度和常压下，溶胀硫化橡胶，同时渗透并均匀分散在交联网络之间，利用双螺杆机械剪切，在挤出机内温度的作用下，选择性打断C-S键、S-S键，实现废橡胶的快速脱硫再生，然后由机头挤出即得再生胶实现废橡胶的快速脱硫再生，最后由机头挤出即得再生胶，挤出机的转速为140转/分，加热时间为5-7分钟；
将得到的再生橡胶进行物理性能测试，测试结果如下：
拉伸强度(MPa)≥10.4
扯断伸长率(％)≥311.5
门尼粘度(ML(1+4)100℃)≤70
由检测结果可看出，本工艺得到的再生橡胶具有较好的物理强度和稳定性。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种节能环保的双螺杆挤出法生产再生胶的工艺，其特征在于，具体工艺过程为：
(1)将废橡胶经过橡胶前段破碎设备破碎磨粉得到胶粉；
(2)将胶粉输送到双螺杆挤出机；
(3)在螺杆的挤出段注入超临界CO2，超临界CO2的临界温度为31.26℃，临界压力为7.4MPa，CO2在超临界状态下，性质会发生变化，其密度近于液体，粘度近于气体，扩散系数为液体的100倍，因而具有惊人的溶解能力，可以溶胀硫化橡胶，利用双螺杆机械剪切，选择性打断C-S键、S-S键，实现废橡胶的快速脱硫再生，然后由机头挤出即得再生胶。
2.根据权利要求1所述的一种节能环保的双螺杆挤出法生产再生胶的工艺，其特征在于，所述步骤1中胶粉的粒径为20-30目。
3.根据权利要求1所述的一种节能环保的双螺杆挤出法生产再生胶的工艺，其特征在于，所述步骤2中经过定量给料器把20-30目胶粉输送到双螺杆挤出机输送段。
4.根据权利要求1所述的一种节能环保的双螺杆挤出法生产再生胶的工艺，其特征在于，所述步骤3中超临界CO2是通过CO2注入装置保持CO2的超临界状态。
5.根据权利要求1所述的一种节能环保的双螺杆挤出法生产再生胶的工艺，其特征在于，所述双螺杆挤出机采用长螺杆设计，长径比为12-14。
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