CN111995806A - 一种快速分散颗粒再生胶及其制备方法 - Google Patents

一种快速分散颗粒再生胶及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种快速分散颗粒再生胶及其制备方法，快速分散颗粒再生胶包括以下质量份的组分：载重轮胎全胎胶粉100份，膨润剂15‑20份，多功能分散剂0.5‑1.5份，增粘剂1‑2份，补强树脂0.5‑2份，偶联剂1‑2.5份，其中，所述载重轮胎全胎胶粉来源于规格9.00~12.00的钢丝子午胎，所述多功能分散剂为高级脂肪酸盐、聚乙二醇400单硬脂酸酯、抗氧化剂的混合物。本发明的快速分散颗粒再生胶的性能满足国标GB/T13460‑2016中R‑TW指标，能耗低，经济环保，在实际应用中能够快速分散、相融性好，且门尼粘度反弹慢，本发明颗粒再生胶的制备方法的生产能耗低、安全环保。

Description

一种快速分散颗粒再生胶及其制备方法
技术领域
本发明属于再生胶技术领域，具体涉及一种快速分散颗粒再生胶及其制备方法。
背景技术
我国是一个再生橡胶生产和应用的大国，近来每年的再生胶消耗量约470多万吨，但距再生胶制造强国尚存在一定差距，高能耗低产出，环境污染严重，不能满足自身加工环境要求以及客户的良好的加工、节能提效的要求。目前国内均采用胶粉与再生活化剂经脱硫、精炼制得片状再生胶，其中脱硫常选用的动态脱硫罐、塑化机脱硫、螺杆挤出脱硫等，精炼都需经连续的精炼薄通开放式混炼过程，而开放式精炼过程因精炼温度为90-120℃而产生大量的VOCs气体，对环境产生较大影响，不利于可持续发展。另外，再生胶片由于生产出片温度过高会造成储存期门尼粘度值反弹很大。
中国专利CN 110128697A公开了一种高强度环保再生胶的制造方法，依次经备料（准备废旧轮胎）、制作胶粉、混入添加剂（阿乙树脂、脱脂矿物油、活化剂）、脱硫、轧胶得到再生胶，其中轧胶步骤是经开炼机、精炼剂得到片状再生胶，其制备方法能耗指数较高，耗电量大，且门尼粘度反弹较大。
中国专利CN105440391A公开了一种防水卷材用颗粒再生胶的制备方法，在制备过程中采用三元乙丙特种橡胶，硫化强度偏低，主要应用于非硫化防水卷材，应用范围比较单一，具有很大的局限性。
发明内容
本发明的目的是提供一种快速分散颗粒再生胶及其制备方法，具有性能优异、能耗低、经济环保，在实际应用中能够快速分散，相融性好，且储存期门尼粘度反弹较小。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种快速分散颗粒再生胶，包括以下质量份的组分：
载重轮胎全胎胶粉 100份
膨润剂 15-20份
多功能分散剂 0.5-1.5份
增粘剂 1-2份
补强树脂 0.5-2份
偶联剂 1-2.5份
其中，所述载重轮胎全胎胶粉来源于规格9.00~12.00的钢丝子午胎，所述多功能分散剂为高级脂肪酸盐、聚乙二醇400单硬脂酸酯、抗氧化剂的混合物。
优选的，所述载重轮胎全胎胶粉的目数为30-40目。
优选的，所述膨润剂为重质固体芳烃油。
优选的，所述增粘剂为古马隆树脂，所述补强树脂为松香。
优选的，所述高级脂肪酸盐、聚乙二醇400单硬脂酸酯、抗氧化剂的质量比为3：1：0.01。
所述偶联剂为硅烷KH792。
本发明的另一个目的是提供一种快速分散颗粒再生胶的制备方法，包括以下工艺流程：
（1）根据上述的配比进行原材料的筛选、称重。
（2）将膨润剂、增粘剂、补强树脂在混合罐中混合均匀得到混合油料。
（3）将步骤（2）中得到的混合油料与载重轮胎全胎胶粉在混合罐中混合均匀得到混合粉料。
（4）步骤（3）得到的混合粉料经定量螺旋输送至料仓缓冲装置，后与多功能分散剂、偶联剂搅拌混合得到分散混合粉。
（5）步骤（4）得到的分散混合粉料经脱硫改性得到断硫粉。
（6）步骤（5）得到的断硫粉经过隔氧密闭夹套冷却螺旋装置冷却。
（7）步骤（6）中冷却后的断硫粉经皮带输送至造粒机组，得到颗粒再生胶，再经水冷、隔离、甩干、筛分、风送、收集、二次隔离、自动称量包装、检验得到成品。
优选的，一种快速分散颗粒再生胶的制备方法，具体包括以下工艺流程：
（1）根据权利要求1所述的配比进行原材料的筛选、称重。
（2）将膨润剂、增粘剂、补强树脂在混合罐中于80～100℃温度下搅拌1-1.5小时，混合均匀得到混合油料。
（3）步骤（2）得到的混合油料与载重轮胎全胎胶粉在混合罐中于100～130℃温度下高速搅拌200～250秒，混合均匀得到混合粉料，其中，混合粉料出料温度为90~105℃。
（4）步骤（3）得到的混合粉料经定量螺旋输送至料仓缓冲装置，后与多功能分散剂、偶联剂搅拌混合得到分散混合粉。
（5）步骤（4）得到的分散混合粉在螺杆挤出脱硫设备中于常压240～260℃下进行脱硫15～20分钟，得到高温断硫粉，其间进行负压废气抽提。
（6）步骤（5）得到的高温断硫粉经密闭冲氮冷却后再进入隔氧密闭夹套冷却螺旋装置冷却10~12分钟后出料，得到冷却后的断硫粉，其中，断硫粉冷却后出料温度≤40℃。
（7）步骤（6）的冷却断硫粉，通过转接皮带送入双锥喂料装置，变频推动均匀喂入挤出造粒机组，经90℃~100℃销钉混炼，阻尼备压后，100℃～130℃挤出造粒，得到颗粒再生胶，再经水冷、隔离、甩干、筛分、风送、收集、二次物理隔离、自动称量包装、码放得到成品。
优选的，所述颗粒再生胶的粒径≤4mm，所述包装温度小于35℃。
优选的，所述隔离中用隔离液，所述隔离液为有机硅锌类水溶液，有机硅锌类与水的质量比为10：1。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
（1）本发明选择膨润剂重质固体芳烃油与偶联剂硅烷KH792联用，使配方具有高渗透，进行颗粒再生胶的生产利于脱硫及后续成型加工，且有助于提高后续再生胶使用的分散性及相融性。
（2）本发明的颗粒再生胶的性能（包括灰分、丙酮抽出物、密度、门尼粘度、拉伸强度和拉断伸长率）可以满足国标GB/T13460-2016中R-TW（胶粉材料来源于轮胎全胎）指标。本发明所制备的颗粒再生胶应用范围较广，可以适用于片状再生胶的所有应用领域。
（3）与传统的片状再生胶相比，本发明颗粒再生胶的生产能耗和客户加工能耗低、且减少环境污染，在实际应用中能够快速分散、相融性好，同时门尼粘度反弹明显变慢。
附图说明
图1为本发明快速分散颗粒再生胶的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，本发明中的快速分散颗粒再生胶的工艺流程图。
实施例1
一种快速分散颗粒再生胶，包括以下质量份的组分：
载重轮胎全胎胶粉 100份
膨润剂 16份
多功能分散剂 0.5份
增粘剂 2份
补强树脂 1份
偶联剂 1.5份
其中，载重轮胎全胎胶粉来源于规格9.00~12.00的钢丝子午胎，胶粉的目数为30目，多功能分散剂为质量比为3：1：0.01的高级脂肪酸盐、聚乙二醇400单硬脂酸酯、抗氧化剂的混合物，膨润剂为重质固体芳烃油，增粘剂为古马隆树脂，补强树脂为松香，偶联剂为硅烷KH792。
一种快速分散颗粒再生胶的制备方法，包括以下工艺流程：
（1）根据上述的配比进行原材料的筛选、称重。
（2）将膨润剂、增粘剂、补强树脂在混合罐中于95℃温度下搅拌1.5小时，混合均匀得到混合油料。
（3）步骤（2）得到的混合油料与载重轮胎全胎胶粉在混合罐中于110℃温度下高速搅拌250秒，混合均匀得到混合粉料，其中，混合粉料出料温度为105℃。
（4）步骤（3）得到的混合粉料经定量螺旋输送至料仓缓冲装置，后与多功能分散剂、偶联剂搅拌混合得到分散混合粉。
（5）步骤（4）得到的分散混合粉在螺杆挤出脱硫设备中于常压260℃下进行脱硫20分钟，得到高温断硫粉，中间有负压废气抽提，以减少改性过程中产生的气味问题。
（6）步骤（5）的高温断硫粉经密闭冲氮冷却后再进入隔氧密闭夹套冷却螺旋装置冷却10~12分钟后出料得到冷却后的断硫粉，其中，断硫粉冷却后出料温度≤40℃。
（7）步骤（6）的冷却断硫粉，通过转接皮带送入双锥喂料装置，变频推动均匀喂入挤出造粒机组，经90℃~100℃销钉混炼，阻尼备压后，100℃～130℃挤出造粒，得到颗粒再生胶，再经水冷、隔离、甩干、筛分、风送、收集、二次物理隔离、自动称量包装、码放得到粒径≤4mm成品，其中包装温度小于35℃，隔离中用有机硅锌类水溶液隔离液，有机硅锌类与水的质量比为10：1。
实施例2
一种快速分散颗粒再生胶，包括以下质量份的组分：
载重轮胎全胎胶粉 100份
膨润剂 16份
多功能分散剂 1.5份
增粘剂 1.5份
补强树脂 2份
偶联剂 2份
其中，载重轮胎全胎胶粉来源于规格9.00~12.00的钢丝子午胎，胶粉的目数为40目，多功能分散剂为质量比为3：1：0.01的高级脂肪酸盐、聚乙二醇400单硬脂酸酯、抗氧化剂的混合物，膨润剂为重质固体芳烃油，增粘剂为古马隆树脂，补强树脂为松香，偶联剂为硅烷KH792。
一种快速分散颗粒再生胶的制备方法，包括以下工艺流程：
（1）根据上述的配比进行原材料的筛选、称重。
（2）将膨润剂、增粘剂、补强树脂在混合罐中于95℃温度下搅拌1.5小时，混合均匀得到混合油料。
（3）步骤（2）得到的混合油料与载重轮胎全胎胶粉在混合罐中于100℃温度下高速搅拌220秒，混合均匀得到混合粉料，其中，混合粉料出料温度为100℃。
（4）步骤（3）得到的混合粉料经定量螺旋输送至料仓缓冲装置，后与多功能分散剂、偶联剂搅拌混合得到分散混合粉。
（5）步骤（4）得到的分散混合粉在螺杆挤出脱硫设备中于常压250℃下进行脱硫20分钟，得到高温断硫粉，中间有负压废气抽提，以减少改性过程中产生的气味问题。
（6）步骤（5）的高温断硫粉经密闭冲氮冷却后再进入隔氧密闭夹套冷却螺旋装置冷却10~12分钟后出料得到冷却后的断硫粉，其中，断硫粉冷却后出料温度≤40℃。
（7）步骤（6）的冷却断硫粉，通过转接皮带送入双锥喂料装置，变频推动均匀喂入挤出造粒机组，经90℃~100℃销钉混炼，阻尼备压后，100℃～130℃挤出造粒，得到颗粒再生胶，再经水冷、隔离、甩干、筛分、风送、收集、二次物理隔离、自动称量包装、码放得到粒径≤4mm成品，其中包装温度小于35℃，隔离中用有机硅锌类水溶液隔离液，有机硅锌类与水的质量比为10：1。
将实施例1和实施例2所得的颗粒再生胶进行性能测试，具体实验结果如表1所示：
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE001
注：GB/T13460-2016中R-TW，胶粉材料来源轮胎全胎部分。
对比例1
普通片状再生胶。
将实施例1和对比例1中制备再生胶所需能耗以及相应所制备出的再生胶的门尼粘度反弹进行对比，如表2所示：
表2
Figure 11532DEST_PATH_IMAGE002
除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种快速分散颗粒再生胶，其特征在于：包括以下质量份的组分：
载重轮胎全胎胶粉 100份
膨润剂 15-20份
多功能分散剂 0.5-1.5份
增粘剂 1-2份
补强树脂 0.5-2份
偶联剂 1-2.5份
其中，所述载重轮胎全胎胶粉来源于规格9.00~12.00的钢丝子午胎，所述多功能分散剂为高级脂肪酸盐、聚乙二醇400单硬脂酸酯、抗氧化剂的混合物。
2.根据权利要求1所述的快速分散颗粒再生胶，其特征在于：所述载重轮胎全胎胶粉的目数为30-40目。
3.根据权利要求1所述的快速分散颗粒再生胶，其特征在于：所述膨润剂为重质固体芳烃油。
4.根据权利要求1所述的快速分散颗粒再生胶，其特征在于：所述增粘剂为古马隆树脂，所述补强树脂为松香。
5.根据权利要求1所述的快速分散颗粒再生胶，其特征在于：所述高级脂肪酸盐、聚乙二醇400单硬脂酸酯、抗氧化剂的质量比为3：1：0.01。
6.根据权利要求1所述的快速分散颗粒再生胶，其特征在于：所述偶联剂为硅烷KH792。
7.一种根据权利要求1~6任一所述的快速分散颗粒再生胶的制备方法，其特征在于：包括以下工艺流程：
（1）根据权利要求1所述的配比进行原材料的筛选、称重；
（2）将膨润剂、增粘剂、补强树脂在混合罐中混合均匀得到混合油料；
（3）将步骤（2）中得到的混合油料与载重轮胎全胎胶粉在混合罐中混合均匀得到混合粉料；
（4）步骤（3）得到的混合粉料经定量螺旋输送至料仓缓冲装置，后与多功能分散剂、偶联剂搅拌混合得到分散混合粉；
（5）步骤（4）得到的分散混合粉料经脱硫改性得到断硫粉；
（6）步骤（5）得到的断硫粉经过隔氧密闭夹套冷却螺旋装置冷却；
（7）步骤（6）中冷却后的断硫粉经皮带输送至造粒机组，得到颗粒再生胶，再经水冷、隔离、甩干、筛分、风送、收集、二次隔离、自动称量包装、检验得到成品。
8.根据权利要求7所述的快速分散颗粒再生胶的制备方法，其特征在于：具体包括以下工艺流程：
（1）根据权利要求1所述的配比进行原材料的筛选、称重；
（2）将膨润剂、增粘剂、补强树脂在混合罐中于80～100℃温度下搅拌1-1.5小时，混合均匀得到混合油料；
（3）步骤（2）得到的混合油料与载重轮胎全胎胶粉在混合罐中于100～130℃温度下高速搅拌200～250秒，混合均匀得到混合粉料，其中，混合粉料出料温度为90~105℃；
（4）步骤（3）得到的混合粉料经定量螺旋输送至料仓缓冲装置，后与多功能分散剂、偶联剂搅拌混合得到分散混合粉；
（5）步骤（4）得到的分散混合粉在螺杆挤出脱硫设备中于常压240～260℃下进行脱硫15～20分钟，得到高温断硫粉，其间进行负压废气抽提；
（6）步骤（5）得到的高温断硫粉经密闭冲氮冷却后再进入隔氧密闭夹套冷却螺旋装置冷却10~12分钟后出料，得到冷却后的断硫粉，其中，断硫粉冷却后出料温度≤40℃；
（7）步骤（6）的冷却断硫粉，通过转接皮带送入双锥喂料装置，变频推动均匀喂入挤出造粒机组，经90℃~100℃销钉混炼，阻尼备压后，100℃～130℃挤出造粒，得到颗粒再生胶，再经水冷、隔离、甩干、筛分、风送、收集、二次物理隔离、自动称量包装、码放得到成品。
9.根据权利要求8所述的快速分散颗粒再生胶的制备方法，其特征在于：所述颗粒再生胶的粒径≤4mm，所述包装温度小于35℃。
10.根据权利要求8所述的快速分散颗粒再生胶的制备方法，其特征在于：所述隔离中用隔离液，所述隔离液为有机硅锌类水溶液，有机硅锌类与水的质量比为10：1。
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