CN110157037A - 一种废旧橡胶脱硫新工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种废旧橡胶脱硫新工艺，将废旧胶粉与软化剂按一定比例高速搅拌混合均匀，促使废旧胶粉在软化剂的作用下充分膨胀；螺旋输送废旧胶粉至反应装置内，输送过程中，螺旋管道内的温度控制在80‑100°，使得废旧胶粉中的S‑S键和C‑S键积蓄一定的热能；控制反应温度在200‑220°，在该装置刀具快速旋转产生的力以及旋转的刀具与反应装置的静态机筒之间产生的剪切力的作用下，废旧胶粉中的S‑S键和C‑S键发生断裂而C‑C件保持完好；降低反应温度，保护C‑C键并使得S‑S键和C‑S键充分发生断裂，并通过旋转的刀具将已解交联的胶粉推送出该反应装置；精炼机精炼、压片成型。该发明采用机械力与热能相结合的方法对废旧胶粉进行解交联，使再生胶的品质得到了提高。

Description

一种废旧橡胶脱硫新工艺
技术领域
本发明涉及一种废旧橡胶脱硫新工艺，属于废旧橡胶再生工艺的技术领域。
背景技术
中国是橡胶消费大国，橡胶消费量连续多年世界第一，而橡胶的生产量很低， 远远不能满足需求。同时由于消费量大，每年产生的废旧橡胶量也是世界第一， 废旧橡胶如不进行有效处理，则会造成严重的黑色污染，生产再生胶是将废旧橡 胶进行处理加工，使之能重新利用的方法之一，可以变废为宝，减少黑色污染， 又能补充橡胶之缺，是各种废橡胶处理方法中最行之有效的方法。
再生胶生产中最关键的技术就是解交联工艺(脱硫工艺)，解交联(脱硫) 既是将废旧橡胶中经交联反应形成的网状结构弹性体通过机械力、热氧、化学等 方法使其交联键解聚，复原成线性大分子结构，具有塑性的可重新加工利用的再 生橡胶。橡胶线性大分子的交联反应，有不可或缺的三个要素；温度、时间、压 力。在达到一定的温度时，分子链中的双键才能打开，与交联剂产生交联反应， 由于橡胶的分子量很大，这个反应需要一定的时间才能全部完成。同样在解交联 的过程中，交联键有一定的键能，靠热氧使交联键断开，也需要一定的热能才能 使其解聚，这也就是需要一定的温度和时间，温度越高需用的时间越短，温度越 低需要的时间越长，从原理上讲可以尽量提高温度以缩短时间，但由于橡胶主链 在较高的温度下也会产生断键解聚，因而不能无限制的提高温度，只能使温度保 持在既能使交联键断裂又能保证橡胶主链不断裂之间(橡胶主键C-C的键能大于 交联键的键能)，因而必须要有一定的反应时间。
现有技术中，中国专利，申请号：200910080211.X，公告号：CN101508795A， 名称为“一种釆用双螺杆挤出机脱硫再生硫化橡胶的方法”。该方法利用两台高 压缩比高耐磨的双螺杆挤出机直接对接后，通过双螺杆的作用来实现高温高压， 使再生剂渗透至废旧胶粉中，打断橡胶的交联键，实现橡胶的脱硫再生，此法虽 然替代高温高压反应釜，与传统脱硫工艺相比该方法连续、安全、快捷、废气排 放少且脱硫均匀，但是在利用第二台双螺杆挤出机进行二次加压、加温时，压力 达5MPa，温度达300℃，加工时附以苯基硫醇、多烷基苯酚二硫化物等化学助 剂，这样不仅存在能耗高，而且存在含硫废气排放而污染环境的问题。
中国专利，申请号：20141044813.X，公告号：CN104194037A，名称为“双 螺杆挤出机和环保再生剂协同再生废旧橡胶的方法”。该方法公开了将混合粉料 加入双螺杆挤出机，将转速控制在120-220转/分，温度控制在200-280℃，制 得再生胶。该工艺虽然简单连续，但是在双螺杆旋转机告诉旋转的过程中，橡胶 主链在外部加热和外力作用下分子运动产生的热能积聚使温度上升而使得，橡胶 分子中主链C-C键发生断裂，从而使得生产出的再生胶的品质降低。例外，该种 方法制备再生胶的解交联的周期长，无法实现连续作业，增加了生产的成本。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种废旧橡胶脱硫新工艺，其 特征在于，包括以下步骤：
(1)、混合搅拌：将废旧胶粉与软化剂按一定比例高速搅拌混合均匀，促使 废旧胶粉在软化剂的作用下充分膨胀；
(2)、加热输送：螺旋输送经步骤(1)处理过的废旧胶粉至反应装置Ⅰ内， 输送过程中，螺旋管道内的温度控制在80-100°，使得废旧胶粉中的S-S键和 C-S键积蓄一定的热能；
(3)、加热条件下刀具一次解交联：在反应装置Ⅰ内，控制反应温度在 200-220°，通过反应装置Ⅰ的刀具快速旋转产生的力以及旋转的刀具与反应装 置Ⅰ的静态机筒之间产生的剪切力的作用下，废旧胶粉中的S-S键和C-S键发生 断裂而C-C件保持完好，实现其进一步充分断硫再生；
(4)、降温条件下刀具二次解交联：将经步骤(3)处理过的废旧胶粉输送 至反应装置Ⅱ中，反应装置Ⅱ中的温度低于步骤(3)中的温度，保护C-C键并 使得S-S键和C-S键在旋转的刀具力的作用下充分发生断裂，并通过旋转的刀具 将已解交联的胶粉推送出反应装置Ⅱ；
(5)、精炼机精炼、压片成型：将已解交联的胶粉在精炼机两滚筒速度差产 生的剪切力作用下进一步将废旧胶粉中的小颗粒碾压，使胶粉颗粒连成片状，然 后压成胶块。
进一步地，所述步骤(1)中，废旧胶粉与软化剂的比例为100:16。
进一步地，该工艺制备橡胶再生颗粒的速度为1.2吨/小时。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、在脱硫工艺中，采用新的设备。反应中采用两台相同的设备即反应装置 Ⅰ和反应装置Ⅱ。该设备的刀具在快速旋转的条件下具有很强的剪切力，同时， 在旋转的过程中刀具与静态的机筒之间也会产生剪切力，在双重力的作用下，废 旧胶粉分子链中的S-S键和C-S键断裂解聚，达到快速解交联的目的；
2、反应过程中先加温后适当降低温度可以有效防止废胶粉在前一步骤受外 部加热、外力作用下分子运动产生的热能积聚使温度上升而破坏橡胶主链，降温 可以达到对橡胶主链保护的目的；
3、减少了环境污染，由于解交联是在密闭的环境中进行，且在反应装置Ⅱ 内以进行冷却降温，无气体溢出，不会有有毒有害的气体对空气产生污染；
4、提高了再生胶产品的品质，由于采用机械力与热能相结合的方法对废旧 胶粉进行解交联，使其在适中的温度和机械力的作用下快速解交联，有效的保护 了橡胶主链的完整性，保持了橡胶的性能，使再生胶的品质得到了提高。
具体实施方式
下面将结合本发明中涉及的实施例中对本发明的技术方案进行清楚、完整地 描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。 基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获 得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种废旧橡胶脱硫新工艺，其特征在于：包括以下步骤：
(1)、混合搅拌：将废旧胶粉与软化剂按一定比例高速搅拌混合均匀，促使 废旧胶粉在软化剂的作用下充分膨胀；
(2)、预加热输送：螺旋输送经步骤(1)处理过的废旧胶粉至反应装置Ⅰ 内，输送过程中，螺旋管道内的温度控制在80-100°，使得废旧胶粉中的S-S 键和C-S键积蓄一定的热能；
(3)、加热条件下刀具一次解交联：在反应装置Ⅰ内，控制反应温度在 200-220°，通过反应装置Ⅰ的刀具快速旋转产生的力以及旋转的刀具与反应装 置Ⅰ的静态机筒之间产生的剪切力的作用下，废旧胶粉中的S-S键和C-S键发生 断裂而C-C件保持完好，实现其进一步充分断硫再生；
(4)、降温条件下刀具二次解交联：将经步骤(3)处理过的废旧胶粉输送 至反应装置Ⅱ中，反应装置Ⅱ中的温度低于步骤(3)中的温度，保护C-C键并 使得S-S键和C-S键在旋转的刀具力的作用下充分发生断裂，并通过旋转的刀具 将已解交联的胶粉推送出反应装置Ⅱ；
(5)、精炼机精炼、压片成型：将已解交联的胶粉在精炼机两滚筒速度差产 生的剪切力作用下进一步将废旧胶粉中的小颗粒碾压，使胶粉颗粒连成片状，然 后压成胶块。
优选地，步骤(1)中，废旧胶粉与软化剂的比例为100:16。
进一步地，该工艺制备橡胶再生颗粒的速度为1.2吨/小时，提高了生产效 率，并可以连续作业，远远超过了现有生产工艺中的0.53吨/小时。
本发明制备的绿色环保粒状再生橡胶与传统再生橡胶性能对比见表1所示， 其中，①为本发明的实验结果，②现有技术的实验结果。
表1本发明制备的绿色环保粒状再生橡胶与传统再生橡胶性能对比
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而 且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发 明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性 的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要 求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的 任何标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方 式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领 域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组 合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.一种废旧橡胶脱硫新工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)、混合搅拌：将废旧胶粉与软化剂按一定比例高速搅拌混合均匀，促使废旧胶粉在软化剂的作用下充分膨胀；
(2)、预加热输送：螺旋输送经步骤(1)处理过的废旧胶粉至反应装置Ⅰ内，输送过程中，螺旋管道内的温度控制在80-100°，使得废旧胶粉中的S-S键和C-S键积蓄一定的热能；
(3)、加热条件下刀具一次解交联：在反应装置Ⅰ内，控制反应温度在200-220°，通过反应装置Ⅰ的刀具快速旋转产生的力以及旋转的刀具与反应装置Ⅰ的静态机筒之间产生的剪切力的作用下，废旧胶粉中的S-S键和C-S键发生断裂而C-C件保持完好，实现其进一步充分断硫再生；
(4)、降温条件下刀具二次解交联：将经步骤(3)处理过的废旧胶粉输送至反应装置Ⅱ中，反应装置Ⅱ中的温度低于步骤(3)中的温度，保护C-C键并使得S-S键和C-S键在旋转的刀具力的作用下充分发生断裂，并通过旋转的刀具将已解交联的胶粉推送出反应装置Ⅱ；
(5)、精炼机精炼、压片成型：将已解交联的胶粉在精炼机两滚筒速度差产生的剪切力作用下进一步将废旧胶粉中的小颗粒碾压，使胶粉颗粒连成片状，然后压成胶块。
2.根据权利要求1所述的一种废旧橡胶脱硫新工艺，其特征在于，所述步骤(1)中，废旧胶粉与软化剂的比例为100:16。
3.根据权利要求1所述的一种废旧橡胶脱硫新工艺，其特征在于，该工艺制备橡胶再生颗粒的速度为1.2吨/小时。
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