CN117209840A - 一种掺加炭黑增强的废旧轮胎生产再生胶的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种掺加炭黑增强的废旧轮胎生产再生胶的方法，将废旧轮胎粉与炭黑N660高速混合，再加入软化剂改性前处理，然后通过双螺杆挤出机强制剪切出料，中间高置激冷工段，结合高温裂解、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。本申请通过添加炭黑N660，发挥炭黑N660对橡胶的化学结合和物理吸附作用，显著提高再生胶料的伸出率、强度与门尼黏度。本申请的生产工艺有效地减少能耗，极大地减少了废气产生，无废水排放，极大提高了自动化程度和改善了生产环境。
Description
技术领域
本发明涉及废旧轮胎再生利用技术领域，具体是一种掺加炭黑增强的废旧轮胎生产再生胶的方法。
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。目前废旧轮胎多数采取高温高压的办法来选择性断裂硫化胶的C—S 键和 S—S 键，有些工艺采用超声波、电磁波和高能射线的能量，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，这些工艺能耗较大而且多数不能连续生产，效率较低。
发明创造内容
本发明的目的是提供一种掺加炭黑增强的废旧轮胎生产再生胶的方法，生产工艺简单，能耗较小，断裂硫化胶的C—S 键和 S—S 键，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。
本发明申请将废旧轮胎粉与炭黑N660在低温高速混合，通过高速搅拌废轮胎料与炭黑Ｎ６６０相互摩擦产生热量，同时Ｎ６６０ 粒径较大，摩擦动能较大，有助于硫化橡胶中C—S 键和 S—S 键的断裂。
本申请软化剂向混合料喷洒，在搅拌速度1800-2500转/分的高速搅拌下，促进软化剂向废橡胶粉渗透，同时搅拌时保持温度80℃-90℃，出料时快速冷却至室温，这些措施均有利于废橡胶粉的膨松、交联键的松解，能显著减少脱硫时间。
本申请废轮胎橡胶料在双螺杆中经过双螺杆挤压与剪切，通过高温度、以及高温后的激冷、高温度、高挤压力、高剪切力工艺设计，使橡胶分子链中的 C—S 键和 S—S 键断裂时间缩短，混合料在双螺杆挤出机的停留时间为15-20分钟即可较好的脱硫效果。本申请工艺通过破坏橡胶的交联网状结构，以恢复橡胶的的可塑性，达到再生的目的。
本申请的双螺杆挤出机中间段冷却工艺采用在机筒外设置水冷却夹套方式实现。
本发明优点：
本发明通过添加适当辅料，结合高温裂解、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。本申请通过添加炭黑N660，发挥炭黑N660对橡胶的化学结合和物理吸附作用，显著提高再生胶料的门尼黏度。本申请的生产工艺有效地减少能耗，极大地减少了废气产生，无废水排放，极大提高了自动化程度和改善了生产环境。
附图说明
图1为本发明检测报告图。
具体实施方式
一种掺加炭黑增强的废旧轮胎生产再生胶的方法，包括以下步骤：
1、将废旧轮胎剥去钢丝，得到废橡胶料，经过粗破碎机破碎，然后送入粉碎机，得到20-40目粉料；然后经过除铁处理；
2、将废旧轮胎粉100公斤与3公斤炭黑N660加于高速搅拌桶内，搅拌速度1500-1800转/分，筒内混合料温度50℃-60℃下，预处理 30min -60min出料；炭黑N660添加量为废旧轮胎粉质量的3-4%；通过高速搅拌，废旧轮胎粉与炭黑N660摩擦生热，有利于炭黑N660均匀分散吸附于废橡胶粉颗料上，松解废橡胶分子链中的 C—S 键和 S—S 键，降低橡胶分子链网络吸力。
3、将混合料送入搅拌筒高速搅拌，向混合料喷洒3公斤的白油，搅拌速度1800-2500转/分，搅拌筒温度80℃-90℃下，搅拌时间1-2小时出料，快速冷却至室温；静置过夜；白油通过高速搅拌加热促渗，以及出料的快速冷却，进一步松解废橡胶分子链中的 C—S键和 S—S 键，降低橡胶分子链网络吸力。
4、将混合料加入料斗强制压入双螺杆挤出机，所述的挤出机机筒依次分4个加热段和1个冷却段，各段温度在 180℃-190℃、220℃-230℃、60℃-70℃、220℃-230℃、190℃-200℃。混合料在双螺杆挤出机的停留时间为15-20分钟，在双螺杆的挤压与剪切下出料；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。
经过检测：本发明生产的再生胶性能如下：伸长率达到420%以上（国标≥330），强度达到12.5MPa以上（国标≥8），门尼值：50-55（国标≤85），密度在1.19左右（国标≤1.26）
通过上再生胶性能可见，本发明生产工艺，通过优化技术路线，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、强力剪切的机械作用，实现脱硫效果好，同时，添加的炭黑N660，明显改善了再生胶的性，炭黑N660与橡胶分子形成网络结构，提高了再生胶的伸长率与强度。
Claims (7)
1.一种掺加炭黑增强的废旧轮胎生产再生胶的方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）、将废旧轮胎剥去钢丝，经过粗破碎与细粉碎，得到20-40目粉料；
（2）、将废旧轮胎粉与炭黑N660加于搅拌机内，50℃-60℃下，搅拌速度1500-1800转/分，预处理 30min -60min出料；炭黑N660添加量为废旧轮胎粉质量的3-4%；
（3）、将混合料送入搅拌筒高速搅拌，向混合料喷洒3-5%质量比的软化剂，搅拌速度1800-2500转/分，搅拌筒温度80℃-90℃下，搅拌时间1-2小时出料，快速冷却至室温；静置过夜；
（4）、将混合料加入料斗强制压入双螺杆挤出机，挤出机机筒依次分4个加热段和1个冷却段，各段温度在 180℃-200℃、220℃-240℃、60℃-80℃、220℃-240℃、180℃-200℃，混合料在双螺杆挤出机的停留时间为15-20分钟，在双螺杆的挤压与剪切下出料；
（5）、将上述得到的混合料加入到开炼机中，加入适量氧化锌、硬脂酸进行预混合，将开炼机的温度设为40-55℃，得到预混料，然后，将预混料加入到密炼机中进行反复剪切，密炼时间为15-30min，密炼温度为230～240℃，最后出片得到再生胶料。
2.根据权利要求1所述的掺加炭黑增强的废旧轮胎生产再生胶的方法，其特征在于：所述的炭黑N660添加量为废旧轮胎粉质量的3.5%。
3.根据权利要求1所述的掺加炭黑增强的废旧轮胎生产再生胶的方法，其特征在于：所述的步骤（2）中添加除味剂。
4.根据权利要求1所述的掺加炭黑增强的废旧轮胎生产再生胶的方法，其特征在于：软化剂为白油、松焦油、妥尔油或柠檬酸三丁酯。
5.根据权利要求1所述的掺加炭黑增强的废旧轮胎生产再生胶的方法，其特征在于：氧化锌、硬脂酸的添加量分别为混合料质量的1-2%。
6.根据权利要求1所述的掺加炭黑增强的废旧轮胎生产再生胶的方法，其特征在于：所述的挤出机机筒依次分4个加热段和1个冷却段，各段温度在 180℃-190℃、220℃-230℃、60℃-70℃、220℃-230℃、190℃-200℃。
7.根据权利要求4所述的掺加炭黑增强的废旧轮胎生产再生胶的方法，其特征在于：所这的软化剂为白油。
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