CN117209839A - 一种废旧轮胎超声波裂解生产再生胶的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一废旧轮胎超声波裂解生产再生胶的方法，通过超声波辅助废旧轮胎粉与白油、油酸充分混合，静置，混合料静置8‑12小时陈化促渗；再经螺杆挤出机的激冷、高温裂解、机械剪切的方法，打开废旧橡胶的C—S键和S—S键交联网络，破坏掉橡胶分子的三维网状结构，使橡胶恢复到可以重新加工利用的状态，进而实现废旧橡胶的循环利用。再生胶脱硫率高，再生胶性能显著提高。
Description
技术领域
本发明涉及废旧轮胎再生利用技术领域，具体是一种废旧轮胎超声波裂解生产再生胶的方法。
背景技术
随着我国汽车的普及，废旧轮胎大量增加；目前废旧轮胎的再利用主要包含以下5 种途径：燃烧产能、热裂解、轮胎翻新、生产胶粉和再生胶。其中，生产再生胶是当前最为科学、合理的途径，也是在国内应用最为广泛的一条途径。它将废旧橡胶破碎成胶粉，再利用化学助剂或采用一定的物理或生物的手段，破坏掉橡胶分子的三维网状结构，使橡胶恢复到可以重新加工利用的状态，进而实现废旧橡胶的循环利用。目前废旧轮胎生产再生胶采用双螺杆挤出机工艺，在双螺杆挤出机筒设置超声波装置，橡胶料在挤出机筒停留时，超声波作用于交联键或者极性基团部位，瞬间产生热量，破坏交联网络，使废橡胶再生，超声波起到裂解硫化胶的C—S 键和 S—S 键的作用，但这种工艺，需要采取超声波功率较大，超声波振幅高，而且裂解脱硫不彻底，再生胶性能不太理想。
发明创造内容
本发明的目的是提供一种废旧轮胎超声波裂解生产再生胶的方法，对现有的超声波工艺进行改进，将超声波使用前移，工艺简单，能耗较小，断裂硫化胶的C—S 键和 S—S键作用显著提高，再生胶性能有明显提高。
本发明是通过以下技术方案实现的。
废旧轮胎超声波裂解生产再生胶的方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）、用滚刀式粉碎机粗碎废旧轮胎，再用磨盘式粉碎机细碎至30-40目；
（2）、将上述粉碎后废旧轮胎粉送入高速搅拌桶中，按废旧轮胎粉质量百分比添加白油5-8%、1-2%油酸，1800-2500转/分高速搅拌，同时进行超声波振荡，超声波功率为1-2KW，超声波振幅为 5-8μm；高速混合30-45分钟；
（3）、静置，混合料静置8-12小时陈化促渗；
（4）、混合料经螺旋输送设备进入喂料仓，强制压入螺杆挤出机，挤出机筒入口到出口温度分六段，每段温度分别为180-200℃、220-240℃、230-250℃、30-60℃、220-240℃、200-220℃，螺杆挤出机30-60℃温度段采用循环水冷却实现；
（5）、挤出机出料后进入混炼机混练；
（6）、在捏炼机上捏炼成片，当胶料捏炼能包辊筒不落盘，胶片表面无大网孔，则在热胶时立即精炼出片。
所述的废旧轮胎超声波裂解生产再生胶的方法，其特征在于：按废旧轮胎粉质量百分比添加白油5-6%、1%油酸进入高速搅拌桶。
所述的废旧轮胎超声波裂解生产再生胶的方法，其特征在于：所述的超声波振幅为 5-6μm。
所述的废旧轮胎超声波裂解生产再生胶的方法，其特征在于：所述的混合料静置11-12小时陈化促渗.
所述的废旧轮胎超声波裂解生产再生胶的方法，其特征在于：挤出机筒入口到出口温度分六段，每段温度分别为180-190℃、220-230℃、230-240℃、30-40℃、220-230℃、200-210℃。
所述的废旧轮胎超声波裂解生产再生胶的方法，其特征在于：挤出机筒入口到出口温度分六段，每段温度分别为180℃、220℃、230℃、30-40℃、220℃、200℃。
本发明通过在废旧轮胎粉与软化剂白油混合阶段，辅助超声波振荡，申请人经过实验，打开废旧橡胶硫键效果较好，由于添加的软化剂可以使橡胶粉快速膨胀，缩短脱硫再生时间，同时软化助剂对胶粉有非常好的黏性，能够增加再生胶的拉伸强度、扯断伸长率和门尼黏度。由于高速搅拌下，白油软化剂的高速混合促渗、橡胶粉快速膨胀，使得超声波能更加深入到橡胶分子内部，作用于橡胶的 C—S 键和 S—S 键交联网状结构，更好的达到了破坏断裂效果。
混合料强制压入螺杆挤出机经过高温、激冷、高温工艺，通过快速冷却、加热，使得橡胶的 C—S 键和 S—S 键交联网状结构松解破坏，在挤出机双螺杆挤压与高剪切作用下，成功实现橡胶的 C—S 键和 S—S 键断裂，实现脱硫。
本发明生产得到的再生胶，经过检测：本发明生产的再生胶性能如下：伸长率达到400%以上（国标≥330），强度达到12.0MPa以上（国标≥8），门尼值：50-55（国标≤85），密度在1.19左右（国标≤1.26）。
附图说明
附图1为本发明再生胶物理性能表。
具体实施方式
废旧轮胎超声波裂解生产再生胶的方法，包括以下步骤：
（1）、用滚刀式粉碎机粗碎废旧轮胎，再用磨盘式粉碎机细碎至30-40目；
（2）、将上述粉碎后废旧轮胎粉100公斤送入高速搅拌桶中，按废旧轮胎粉质量百分比添加白油5公斤、1公斤油酸，2200-2500转/分高速搅拌，同时进行超声波振荡，超声波功率为1-2KW，超声波振幅为 5-8μm；高速混合30-45分钟；超声波一方面起到对白油、油酸的促渗作用，另一方面，使得废旧橡胶的C—S 键和 S—S 键交联网络充分受到超声波的振荡作用力，松解断裂。
（3）、静置，混合料静置10-12小时陈化促渗；使得白油、油酸充分渗透入废橡胶粉的分子结构内，使得废橡胶粉充分快速膨胀，C—S 键和 S—S 键交联网络松解，缩短脱硫再生时间。
（4）、混合料经螺旋输送设备进入喂料仓，强制压入螺杆挤出机，挤出机筒入口到出口温度分六段，每段温度分别为180-190℃、220-230℃、230-240℃、30-40℃、220-230℃、200-210℃，螺杆挤出机30-40温度段采用循环水冷却实现；通过水冷工段使得废旧橡胶的C—S 键和 S—S 键交联网络激冷断裂，通过在挤出机机筒外壁加装冷却水循环进行冷却，在高温裂解、双螺杆强大的机械剪切的作用下，已经松解的废旧橡胶的C—S 键和 S—S 键交联网络完全打开，橡胶分子的三维网状结构完全破坏，实现脱硫，使橡胶恢复到可以重新加工利用的状态，进而实现废旧橡胶的循环利用。
（5）、挤出机出料后进入混炼机混练；
（6）、在捏炼机上捏炼成片，当胶料捏炼能包辊筒不落盘，胶片表面无大网孔，则在热胶时立即精炼出片。
经过检测：本发明生产的再生胶性能如下：伸长率达到400%以上（国标≥330），强度达到12.0MPa以上（国标≥8），门尼值：50-55（国标≤85），密度在1.19左右（国标≤1.26）。
通过再生胶性能可见，本发明生产工艺，通过优化技术路线，结合超声波与白油、油酸提前松解废旧橡胶的C—S 键和 S—S 键交联网络，进而通过高温裂解、激冷断裂、强力剪切的机械作用，实现脱硫效果好，明显提高了再生胶的性，提高了再生胶的伸长率与强度，与其它的工艺相比，能耗降低，效果提高。
Claims (6)
1.废旧轮胎超声波裂解生产再生胶的方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）、用滚刀式粉碎机粗碎废旧轮胎，再用磨盘式粉碎机细碎至30-40目；
（2）、将上述粉碎后废旧轮胎粉送入高速搅拌桶中，按废旧轮胎粉质量百分比添加白油5-8%、1-2%油酸，1800-2500转/分高速搅拌，同时进行超声波振荡，超声波功率为1-2KW，超声波振幅为 5-8μm；高速混合30-45分钟；
（3）、静置，混合料静置8-12小时陈化促渗；
（4）、混合料经螺旋输送设备进入喂料仓，强制压入螺杆挤出机，挤出机筒入口到出口温度分六段，每段温度分别为180-200℃、220-240℃、230-250℃、30-60℃、220-240℃、200-220℃，螺杆挤出机30-60℃温度段采用循环水冷却实现；
（5）、挤出机出料后进入混炼机混练；
（6）、在捏炼机上捏炼成片，当胶料捏炼能包辊筒不落盘，胶片表面无大网孔，则在热胶时立即精炼出片。
2.根据权利要求1所述的废旧轮胎超声波裂解生产再生胶的方法，其特征在于：按废旧轮胎粉质量百分比添加白油5-6%、1%油酸进入高速搅拌桶。
3.根据权利要求1所述的废旧轮胎超声波裂解生产再生胶的方法，其特征在于：所述的超声波振幅为 5-6μm。
4.根据权利要求1所述的废旧轮胎超声波裂解生产再生胶的方法，其特征在于：所述的混合料静置11-12小时陈化促渗。
5.根据权利要求1所述的废旧轮胎超声波裂解生产再生胶的方法，其特征在于：挤出机筒入口到出口温度分六段，每段温度分别为180-190℃、220-230℃、230-240℃、30-40℃、220-230℃、200-210℃。
6.根据权利要求5所述的废旧轮胎超声波裂解生产再生胶的方法，其特征在于：挤出机筒入口到出口温度分六段，每段温度分别为180℃、220℃、230℃、30-40℃、220℃、200℃。
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