CN113462018B - 一种废橡胶的再生方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种废橡胶的再生方法及装置,属于橡胶再生技术领域。本发明利用超临界二氧化碳流体实现再生助剂向橡胶交联网络的高效扩散渗透,在溶胀剂溶胀和超临界流体的双重作用下,混合胶粉充分溶胀,胶粉中的促进剂、活化剂充分发挥解聚作用,从而提升了再生效率和再生物理机械性能。本发明对溶胀胶粉进行密炼,在密炼作用下,溶胀胶粉进行强机械剪切解联与分散混合,增加了机械力场作用的均化程度、再生助剂的充分作用以及剪切总量的积累,大幅提升了废橡胶的解联程度和可加工性能,所得再生橡胶具有高拉伸强度。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶再生技术领域,特别涉及一种废橡胶的再生方法及装置。
背景技术
目前我国每年有上千万吨的废橡胶得不到充分利用,造成了橡胶资源严重浪费。开展废橡胶资源回收利用是使废橡胶无害化,变废为宝、保护环境、节约资源的重要途径。在众多的废橡胶再利用方式中,生产再生胶是最具高值化的一种利用方式,即通过物理、化学或者生物等方法打破橡胶的三维交联网络结构,恢复其具有可加工塑性的线性分子结构的过程。
为了实现废橡胶高值化再生利用,国内开发了各种废橡胶再生设备及再生方法,如中国专利CN106380623A公开了一种超临界二氧化碳辅助废橡胶臭氧断硫再生工艺,以同向全啮合双螺杆挤出机为混炼设备,在挤出机中辅以超临界二氧化碳注入系统,借助于超临界二氧化碳流体的渗透性、扩散能力等,对废橡胶进行溶胀,在臭氧的作用下破坏橡胶的交联网络得到再生胶。但是,此法所得再生胶粉的解联程度低,所得再生胶力学性能较差。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种废橡胶的再生方法及装置。本发明提供的再生方法能够实现废橡胶的再生,所得再生橡胶具有良好的力学性能。
为了实现上述发明的目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种废橡胶的再生方法,包括以下步骤:
(1)将废橡胶胶粉与促进剂、溶胀剂和活化剂搅拌混合,得到混合胶粉;所述溶胀剂为马樱丹提取植物精油;
(2)使用超临界二氧化碳流体对所述混合胶粉进行溶胀处理,得到溶胀胶粉;
(3)对所述溶胀胶粉进行密炼,得到再生橡胶。
优选的,所述步骤(1)中的促进剂为2-硫醇基苯并噻唑、二硫化二苯并噻唑、四甲基二硫化秋兰姆、二乙基二硫代氨基甲酸锌和六次甲基四胺中的一种或几种,活化剂为多烷基苯酚二硫化物。
优选的,所述步骤(1)废橡胶胶粉与促进剂、溶胀剂和活化剂的质量比为100:(0.5~3):(5~6):(2~3)。
优选的,所述步骤(1)中搅拌混合的温度为60~80℃,时间为30~60min,搅拌速率为40~60r/min。
优选的,所述步骤(2)中溶胀处理时超临界二氧化碳流体的密度为0.466~0.6g/cm3;所述溶胀处理的温度为60~120℃,压力为8~14MPa,时间为30~60min。
优选的,所述密炼的填充系数为0.7~1.05,转速为50~80r/min;所述密炼的温度为60~90℃,时间为10~30min。
本发明提供了一种废橡胶再生装置,包括超临界反应装置1,所述超临界反应装置1设有第一胶粉进料口1-1、第一胶粉出料口1-2、二氧化碳入口1-3、二氧化碳出口1-4;所述超临界反应装置1内部设有搅拌轴1-5;
入口与所述超临界反应装置1的第一胶粉出料口1-2连通的输送装置2;
密炼机3,所述密炼机3设有第二胶粉进料口3-1和第二胶粉出料口3-2,所述第二胶粉进料口3-1与所述输送装置2的出口连通;所述密炼机3内设有密炼室3-3,所述密炼室3-3内设有剪切装置3-4;
所述密炼机3外设有驱动装置3-5,所述驱动装置3-5与所述剪切装置3-4固连;
所述密炼机3的第二胶粉进料口3-1处设有喂料装置3-6;
所述密炼机3设有温控装置3-7和控压装置3-8。
优选的,所述第一胶粉出料口1-2与输送装置2连通的管路间设有密封阀4。
优选的,所述搅拌轴1-5与搅拌电机1-6固连。
优选的,所述控压装置3-8包括位于所述密炼室3-3上方的上顶栓3-8-1和位于所述密炼室3-3下方的下顶栓3-8-2。
本发明提供了一种废橡胶的再生方法,包括以下步骤:(1)将废橡胶胶粉与促进剂、溶胀剂和活化剂搅拌混合,得到混合胶粉;所述溶胀剂为马樱丹提取植物精油;(2)使用超临界二氧化碳流体对所述混合胶粉进行溶胀处理,得到溶胀胶粉;(3)对所述溶胀胶粉进行密炼,得到再生橡胶。本发明使用马樱丹提取植物精油作为溶胀剂,其有效成分包括α-松油烯、γ-松油烯、异松油烯,对硫化橡胶具有高效溶胀作用,使橡胶更易浸润传质,可以削弱橡胶分子间作用力,使交联网络松弛,促进了机械剪切下交联键的断链解联再生;同时,本发明利用超临界二氧化碳流体实现再生助剂向橡胶交联网络的高效扩散渗透,在溶胀剂溶胀和超临界流体的双重作用下,混合胶粉充分溶胀,胶粉中的促进剂、活化剂充分发挥解聚作用,从而提升了再生效率和再生物理机械性能。本发明对溶胀胶粉进行密炼,在密炼作用下,溶胀胶粉进行强机械剪切解联与分散混合,增加了机械力场作用的均化程度、再生助剂的充分作用以及剪切总量的积累,大幅提升了废橡胶的解联程度和可加工性能,所得再生橡胶具有高拉伸强度。实施例结果表明,本发明方法所得再生橡胶数均分子量为24364,硬度为64,拉伸强度为16.17MPa,断裂伸长率为416.68%,门尼粘度71,交联密度为3.16×10-4mol/cm3。
本发明提供了一种废橡胶再生装置,包括超临界反应装置1、输送装置2和密炼机3。本发明提供的再生装置结构简单,不需要高压装置,且超临界条件、作用时间可调,便于充分发挥超临界流体对废橡胶的渗透和溶胀作用,有利于废橡胶再生效能的提升。
附图说明
图1为本发明废橡胶再生装置的结构示意图;
图2为超临界反应装置的结构示意图;
图3为密封阀的结构示意图;
图1~3中,1为超临界反应装置,1-1为第一胶粉进料口,1-2为第一胶粉出料口,1-3为二氧化碳入口,1-4为二氧化碳出口,1-5为搅拌轴;2为输送装置,2-1为输送电机;3为密炼机,3-1为第二胶粉进料口,3-3为二胶粉出料口,3-3为密炼室,3-4为剪切装置,3-5为驱动装置,3-6为喂料装置,3-7为温控装置,3-8为控压装置,3-8-1为上顶栓,3-8-2为下顶栓;4为密封阀,4-1为密封阀进料口,4-2为密封阀出料,4-3为把手,4-4为阀球;5为机架。
具体实施方式
本发明提供了一种废橡胶的再生方法,包括以下步骤:
(1)将废橡胶胶粉与促进剂、溶胀剂和活化剂搅拌混合,得到混合胶粉;所述溶胀剂为马樱丹提取植物精油;
(2)使用超临界二氧化碳流体对所述混合胶粉进行溶胀处理,得到溶胀胶粉;
(3)对所述溶胀胶粉进行密炼,得到再生橡胶。
本发明将废橡胶胶粉与促进剂、溶胀剂和活化剂搅拌混合,得到混合胶粉。本发明对所述废橡胶的种类没有特殊的要求,本领域熟知的废橡胶均能使用本发明提供的方法进行再生,作为本发明的具体实施例,所述废橡胶胶粉为丁苯橡胶、天然橡胶、异戊橡胶和顺丁橡胶中的一种或几种。在本发明中,所述废橡胶胶粉的粒径优选≥10目,更优选为20~30目。
在本发明中,所述溶胀剂为马樱丹提取植物精油,所述马樱丹提取植物精油的邮箱成分包括α-松油烯(C10H16)、γ-松油烯(C10H16)和异松油烯(C10H16)中的一种或几种。本发明使用马樱丹提取植物精油作为溶胀剂,无毒环保,对硫化橡胶具有高效溶胀作用,使橡胶更易浸润传质,可以削弱橡胶分子间作用力,使交联网络松弛,促进了机械剪切高选择性交联键断链解联再生。进一步的,马樱丹提取植物精油能够在较低温度(60~80℃)下实现对废橡胶的溶胀。
在本发明中,所述促进剂优选为2-硫醇基苯并噻唑、二硫化二苯并噻唑、四甲基二硫化秋兰姆、二乙基二硫代氨基甲酸锌和六次甲基四胺中的一种或几种,更优选为六次甲基四胺,活化剂优选为多烷基苯酚二硫化物。本发明对所述促进剂和活化剂的来源没有特殊的要求,使用本领域常规市售的上述成分即可。作为本发明的一个具体实施例,所述多烷基苯酚二硫化物的型号为活化剂420、活化剂480或活化剂520。
在本发明中,所述废橡胶胶粉与促进剂、溶胀剂和活化剂的质量比优选为100:(0.5~3):(5~6):(2~3),更优选为100:(1~2):(5.2~5.8):2.5。
在本发明中,所述搅拌混合的温度优选为60~80℃,更优选为60~70℃;时间优选为30~60min,更优选为40~50min;搅拌速率优选为40~60r/min,更优选为40~50r/min。
得到所述混合胶粉后,本发明使用超临界二氧化碳流体对所述混合胶粉进行溶胀处理,得到溶胀胶粉。本发明优选使用超临界反应装置1进行所述溶胀处理,在进行溶胀处理前,本发明优选先向超临界反应装置1内融入气态二氧化碳,置换空气。在本发明中,溶胀处理时超临界二氧化碳流体的密度优选为0.466~0.6g/cm3,更优选为0.5~0.6g/cm3;所述溶胀处理的温度优选为60~120℃,更优选为70~80℃,压力优选为8~14MPa,更优选为8~10MPa,时间优选为30~60min,更优选为40~50min。
得到所述溶胀胶粉后,本发明对所述溶胀胶粉进行密炼,得到再生橡胶。在本发明中,所述密炼的转速优选为50~80r/min,更优选为50~60r/min;所述密炼的温度优选为60~90℃,更优选为70~80℃,时间优选为10~30min,更优选为20min。
本发明提供了一种废橡胶再生装置,包括超临界反应装置1,所述超临界反应装置1设有第一胶粉进料口1-1、第一胶粉出料口1-2、二氧化碳入口1-3、二氧化碳出口1-4;所述超临界反应装置1内部设有搅拌轴1-5;
入口与所述超临界反应装置1第一胶粉出料口1-2连通的输送装置2;
密炼机3,所述密炼机3设有第二胶粉进料口3-1和第二胶粉出料口3-2,所述第二胶粉进料口3-1与所述输送装置2的出口连通;所述密炼机3内设有密炼室3-3,所述密炼室3-3内设有剪切装置3-4;
所述密炼机3外设有驱动装置3-5,所述驱动装置3-5与所述剪切装置3-4固连;
所述密炼机3的第二胶粉进料口3-1处设有喂料装置3-6;
所述密炼机3设有温控装置3-7和控压装置3-8。
本发明提供的废橡胶再生装置包括超临界反应装置1。在本发明中,所述超临界反应装置1的形状优选为筒型。在本发明中,所述超临界反应装置1设有第一胶粉进料口1-1、第一胶粉出料口1-2、二氧化碳入口1-3、二氧化碳出口1-4。在本发明中,所述第一胶粉进料口1-1优选位于超临界反应装置1的顶部,第一胶粉出料口1-2优选位于超临界反应装置1的底部;所述二氧化碳入口1-3和二氧化碳出口1-4优选位于超临界反应装置1的底部。在本发明中,所述二氧化碳入口1-3与二氧化碳气瓶相连,所述二氧化碳入口1-3处优选设有过滤网;所述二氧化碳出口1-4与废气处理装置相连,所述二氧化碳出口1-4处优选设有过滤网。
在本发明中,所述超临界反应装置1内部设有搅拌轴1-5,通过所述搅拌轴1-5实现对废旧胶粉的搅拌。在本发明中,所述搅拌轴1-5优选与搅拌电机1-6固连。本发明通过所述搅拌电机1-6,实现搅拌轴1-5的运转。
本发明提供的废橡胶再生装置包括入口与所述超临界反应装置1第一胶粉出料口1-2连通的输送装置2。本发明对所述输送装置2没有特殊的要求,使用本领域技术人员熟知的输送装置2即可。在本发明中,所述输送装置2包括输送电机2-1。本发明通过所述输送装置2,将废旧胶粉输送至密炼机3。
在本发明中,所述第一胶粉出料口1-2与输送装置2连通的管路间设有密封阀4。在本发明中,所述密封阀4优选为球阀,所述密封阀4内部安装有中间通孔的球体,球体在管路方向两侧各有一个环状的弹性体来实现密封。在本发明中,所述密封阀4优选包括密封阀进料口4-1、密封阀出料口4-2、把手4-3和阀球4-4。
本发明提供的废橡胶再生装置包括密炼机3,所述密炼机3设有第二胶粉进料口3-1和第二胶粉出料口3-2,所述第二胶粉进料口3-1与所述输送装置2的出口连通;所述密炼机3内设有密炼室3-3,所述密炼室3-3内设有剪切装置3-4。本发明对所述第二胶粉进料口3-1和第二胶粉出料口3-2的设置位置没有特殊的要求,根据实际情况进行相应的设计即可。
在本发明中,所述剪切装置3-4内设有转子。
在本发明中,所述密炼机3外设有驱动装置3-5,所述驱动装置3-5与所述剪切装置3-4固连;在本发明中,所述驱动装置3-5优选为转子电机。
在本发明中,所述密炼机3的第二胶粉进料口3-1处设有喂料装置3-6。本发明对所述喂料装置3-6没有特殊的要求,使用本领域技术人员熟知的喂料装置3-6即可。
在本发明中,所述密炼机3设有温控装置3-7和控压装置3-8。本发明对所述温控装置3-7没有特殊的要求,使用本领域技术人员熟知的温控装置3-7即可。在本发明中,所述控压装置3-8优选为上顶栓3-8-1和下顶栓3-8-2;在本发明中,所述上顶栓3-8-1优选位于密炼室3-3的上方,所述下顶栓3-8-2优选位于密炼室3-3的下方。
在本发明中,所述剪切装置3-4、驱动装置3-5、喂料装置3-6、温控装置3-7和控压装置3-8均通过控制器控制。本发明对所述控制器没有特殊的要求,使用本领域技术人员熟知的控制器即可。
在本发明中,所述超临界反应装置1、输送装置2和密炼机3安装在机架5上。
在本发明中,废橡胶再生装置的结构示意图如图1所示,超临界反应装置的结构示意图如图2所示,密封阀的结构示意图如图3所示;图1~3中,1为超临界反应装置,1-1为第一胶粉进料口,1-2为第一胶粉出料口,1-3为二氧化碳入口,1-4为二氧化碳出口,1-5为搅拌轴;2为输送装置,2-1为输送电机;3为密炼机,3-1为第二胶粉进料口,3-3为二胶粉出料口,3-3为密炼室,3-4为剪切装置,3-5为驱动装置,3-6为喂料装置,3-7为温控装置,3-8为控压装置,3-8-1为上顶栓,3-8-2为下顶栓;4为密封阀,4-1为密封阀进料口,4-2为密封阀出料,4-3为把手,4-4为阀球;5为机架。
在本发明中,所述废橡胶再生装置的使用方法,优选包括以下步骤:
将混合有溶胀剂、促进剂、活化剂的混合胶粉放入超临界反应装置1中,通入气态二氧化碳,用二氧化碳气体置换超临界反应装置1内空气后,升高超临界反应装置1的温度和压力,开启搅拌轴1-5,进行溶胀处理,得到溶胀胶粉;
利用输送装置2将溶胀胶粉输送至密炼机3,开启剪切装置3-4进行密炼,得到再生橡胶。
在本发明中,所述溶胀处理的温度、压力、转速、时间以及密炼的转速、温度、时间与上文相同,在此不再赘述。
下面结合实施例对本发明提供的废橡胶的再生方法及装置进行详细的说明,但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
使用图1所示的装置进行废橡胶的再生,方法如下:
(1)将废橡胶胶粉(胶粉为废轮胎胎面胶胶粉,粒径为10目)与六次甲基四胺、马缨丹植物精油和活化剂420在70℃、50r/min的条件下搅拌混合40min,得到混合胶粉;废橡胶胶粉、六次甲基四胺、马缨丹植物精油和活化剂420的质量比为100:1.5:5:3。
(2)将混合胶粉置于超临界反应装置1中,关闭密封阀4,通入气态二氧化碳,气态二氧化碳的密度为0.4722g/cm3,将超临界反应装置1中的温度升至80℃,压力升至10MPa,气态二氧化碳转化为超临界流体,开启搅拌轴1-5,进行溶胀处理,时间为30min,得到溶胀胶粉。
(3)打开密封阀4,将溶胀胶粉输送至密炼机3,密炼机3中溶胀胶粉的填充系数为0.85,开启剪切装置3-4进行密炼,其中密炼的转速为50r/min,温度为80℃,时间为20min,得到再生橡胶。
实施例2
使用图1所示的装置进行废橡胶的再生,方法如下:
(1)将废橡胶胶粉(废胶粉为废轮胎全胎胶粉,粒径为20目)与六次甲基四胺、马缨丹植物精油和活化剂480在60℃、40r/min的条件下搅拌混合30min,得到混合胶粉;废橡胶胶粉、六次甲基四胺、马缨丹植物精油和活化剂420的质量比为100:2:6:2.5。
(2)将混合胶粉置于超临界反应装置1中,关闭密封阀4,通入气态二氧化碳,气态二氧化碳的密度为0.48g/cm3,将超临界反应装置1中的温度升至60℃,压力升至12MPa,气态二氧化碳转化为超临界流体,开启搅拌轴1-5,进行溶胀处理,时间为40min,得到溶胀胶粉。
(3)打开密封阀4,将溶胀胶粉输送至密炼机3,密炼机3中溶胀胶粉的填充系数为0.7,开启剪切装置3-4进行密炼,其中密炼的转速为60r/min,温度为60℃,时间为30min,得到再生橡胶。
实施例3
使用图1所示的装置进行废橡胶的再生,方法如下:
(1)将废橡胶胶粉(胶粉为天然橡胶硫化胶,粒径为10目)与六次甲基四胺、马缨丹植物精油和活化剂520在80℃、60r/min的条件下搅拌混合60min,得到混合胶粉;废橡胶胶粉、六次甲基四胺、马缨丹植物精油和活化剂420的质量比为100:3:5.5:2。
(2)将混合胶粉置于超临界反应装置1中,关闭密封阀4,通入气态二氧化碳,气态二氧化碳的密度为0.55g/cm3,将超临界反应装置1中的温度升至100℃,压力升至8MPa,气态二氧化碳转化为超临界流体,开启搅拌轴1-5,进行溶胀处理,时间为50min,得到溶胀胶粉。
(3)打开密封阀4,将溶胀胶粉输送至密炼机3,密炼机3中溶胀胶粉的填充系数为0.9,开启剪切装置3-4进行密炼,其中密炼的转速为70r/min,温度为90℃,时间为30min,得到再生橡胶。
实施例4
使用图1所示的装置进行废橡胶的再生,方法如下:
(1)将废橡胶胶粉(胶粉为废轮胎胎顶胶,粒径为10目)与六次甲基四胺、马缨丹植物精油和活化剂420在70℃、50r/min的条件下搅拌混合40min,得到混合胶粉;废橡胶胶粉、六次甲基四胺、马缨丹植物精油和活化剂420的质量比为100:0.5:5:3。
(2)将混合胶粉置于超临界反应装置1中,关闭密封阀4,通入气态二氧化碳,气态二氧化碳的密度为0.6g/cm3,将超临界反应装置1中的温度升至120℃,压力升至14MPa,气态二氧化碳转化为超临界流体,开启搅拌轴1-5,进行溶胀处理,时间为45min,得到溶胀胶粉。
(3)打开密封阀4,将溶胀胶粉输送至密炼机3,密炼机3中溶胀胶粉的填充系数为1,开启剪切装置3-4进行密炼,其中密炼的转速为70r/min,温度为70℃,时间为25min,得到再生橡胶。
对比例1
将实施例1中的马缨丹植物精油替换为现有的溶胀剂二苯二硫醚,其余操作不变,得到再生橡胶。
对比例2
高温法回收废橡胶:将实施例1中废轮胎胎面胶胶粉与高温法常规采用的再生助剂芳烃油、活化剂按100:10.5:0.5比例均匀混合,放入动态脱硫罐内,通过高温、高压作用实现脱硫再生,所述工作压力为2.0~2.5MPa,工作温度为220℃,时间为2.5h。
对比例3
对比例3与实施例1的区别在于,未进行超临界处理,其余操作均相同。
性能测试
对实施例1~4、对比例1~3所得再生橡胶的数据分子量、硬度、拉伸强度、断裂伸长率进行测试,所得结果如表1所示。
其中,数均分子量由TDA 302凝胶渗透色谱仪(美国Viscotek)测得。根据GB/T21863-2008测试,四氢呋喃做淋洗液,聚苯乙烯做标样。
硬度采用上海六菱仪器厂生产的LX-A型硬度计对胶料硬度进行测试,按照国标GB/T 531.1-2008测试,测试厚度6mm,温度为室温,多次测试取平均值。
拉伸强度、断裂伸长率的测试方法为:UT-2060型拉力试验机根据国标GB/T 528-98进行检测,具体参数设置:拉伸速度500mm/min,测试温度为室温。记录拉伸强度、100%定伸应力、300%定伸应力以及断裂伸长率。
门尼粘度:采用中国台湾优肯科技股份有限公司生产的门尼粘度仪按照国标GB/T1232.1-2000对试样进行测试。具体测试条件:测试温度100℃,预热时间1min,测试时间4min。
交联密度:以甲苯作为测试溶剂,采用平衡溶胀法测定再生胶的交联密度,将厚度为1mm左右的再生胶放于磨口瓶中,注入约为再生胶体积100倍的甲苯溶液,然后将磨口瓶置于30℃的温水浴中膨润72h。采用以下Flory-Rehner公式计算交联密度,由于胎面胶中含有炭黑,因此橡胶相在溶胀硫化胶中的体积分数需要按Kraus公式进行修正,其中橡胶与溶剂的相互作用参数取0.43。
式中:Ve--交联密度;V--溶剂的摩尔体积;χ橡胶与溶剂的相互作用参数;Vr橡胶体积膨胀率的倒数;f--橡胶交联点的官能度。
表1实施例1~4及对比例1~3所得再生橡胶的性能测试
由表1可以看出,本发明方法所得再生橡胶的硬度低、交联密度低、数均分子量高、门尼粘度指标优于国家标准,说明其具有良好的解联程度和可加工性。再生橡胶的拉伸强度和断裂伸长率高,说明再生橡胶具有良好的机械物理性能。实施例1与对比例2性能测试数据对比可知,本方法所制备再生胶综合性能远优于传统高温法制备的再生胶。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种废橡胶的再生方法,包括以下步骤:
(1)将废橡胶胶粉与促进剂、溶胀剂和活化剂搅拌混合,得到混合胶粉;所述溶胀剂为马樱丹提取植物精油;
所述促进剂为2-硫醇基苯并噻唑、二硫化二苯并噻唑、四甲基二硫化秋兰姆、二乙基二硫代氨基甲酸锌和六次甲基四胺中的一种或几种,活化剂为多烷基苯酚二硫化物;
所述废橡胶胶粉与促进剂、溶胀剂和活化剂的质量比为100:(0.5~3):(5~6):(2~3);
(2)使用超临界二氧化碳流体对所述混合胶粉进行溶胀处理,得到溶胀胶粉;
(3)对所述溶胀胶粉进行密炼,得到再生橡胶。
2.根据权利要求1所述的再生方法,其特征在于,所述步骤(1)中搅拌混合的温度为60~80℃,时间为30~60min,搅拌速率为40~60r/min。
3.根据权利要求1所述的再生方法,其特征在于,所述步骤(2)中溶胀处理时超临界二氧化碳流体的密度为0.466~0.6g/cm3;所述溶胀处理的温度为60~120℃,压力为8~14MPa,时间为30~60min。
4.根据权利要求1所述的再生方法,其特征在于,所述密炼的填充系数为0.7~1.05,转速为50~80r/min;所述密炼的温度为60~90℃,时间为10~30min。
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Citations (4)
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CN102604153A (zh) * | 2012-02-28 | 2012-07-25 | 青岛科技大学 | 超临界co2辅助制备再生橡胶方法及装置 |
CN106349498A (zh) * | 2016-08-29 | 2017-01-25 | 中胶橡胶资源再生(青岛)有限公司 | 一种对废旧胶粒或胶粉进行无害化再利用的方法 |
CN106397829A (zh) * | 2016-10-09 | 2017-02-15 | 南通回力橡胶有限公司 | 一种基于超临界二氧化碳的废橡胶再生方法及装置 |
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