CN117921891A - 一种废胶粉梯度再生共混制备的橡塑颗粒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种废胶粉梯度再生共混制备的橡塑颗粒及其制备方法，该方法包括：对废胶粉进行预热处理，将预热后的废胶粉送入脱硫挤出机中挤出，得到脱硫橡胶；将所述脱硫橡胶转入混炼机与废胶粉、成型剂连续混合反应；将混合反应后的混合物进行造粒挤出，得到所述橡塑颗粒。本发明将废橡胶进行不同梯度脱硫再生后，得到了脱硫程度分布较宽的橡胶组合物，适当温度下加入的成形剂使得混合物容易挤出造粒，最终产物成为一种与通用橡胶、道路沥青、防水卷材等相容性佳，材料力学性能好，使用过程能耗低，运输不粘连的高性能橡塑颗粒。
Description
技术领域
本发明涉及化学材料领域，尤其涉及一种废胶粉梯度再生共混制备的橡塑颗粒及其制备方法。
背景技术
经过多年的发展，中国橡胶制品行业已经成为包括轮胎、力车胎、胶管胶带、橡胶杂件、胶鞋、乳胶等在内的大行业。截止到2020年，中国橡胶工业已经发展成一个产值超2万亿元的产业链群，橡胶产品也广泛分布在汽车、矿山行业及生活用品中。废橡胶也成为包括废轮胎、各种报废、替换橡胶产品的一个大的组合。做好橡胶循环利用，已经不仅仅是废轮胎的事情，而是一个涵盖所有橡胶制品的橡胶循环利用行业。
包括废轮胎在内的废橡胶，由于其产品及材料成分不同，处置方式也应不同。卡客车轮胎由于含胶量较高，主要成分是天然橡胶，所以长期以来，一直是生产胶粉和再生橡胶的主要原料。但是很多时候废橡胶并不作为主体材料使用，更多的是掺用降低成本甚至当作填充物，如胶粉沥青就是比较典型的一种应用，CN201510073977《一种可稳定存储的复合废胶粉粒子及其制备方法》，先对低目数的胶粉进行深度脱硫降解，制备高脱硫度再生胶，然后再利用按照一定比例掺加高目数胶粉和高脱硫度再生胶及少量的交联剂，制备复合废胶粉粒子，利用脱硫后再加入硫化剂进行硫化交联制备颗粒，来满足下游沥青中的应用。
目前塑料行业的原料使用颗粒的形式早司空见惯，这种形式有助于便于运输和储存、降低成本、方便再加工和保护环境等多种好处。而橡胶由于其粘弹性的特点，很难做成颗粒的形式，特别是经过脱硫再生产物更加少见。所以本申请提出来一种将废胶粉梯度再生制备橡塑颗粒的方法，方便下游进行掺用。
发明内容
本发明提供了一种废胶粉梯度再生共混制备的橡塑颗粒及其制备方法，以解决或者至少缓解现有技术中存在的至少一个问题。
本发明提供了一种废胶粉梯度再生共混制备橡塑颗粒的方法，该方法包括：
对废胶粉进行预热处理，将预热后的废胶粉送入脱硫挤出机中挤出，得到脱硫橡胶；
将所述脱硫橡胶转入混炼机与废胶粉、成型剂连续混合反应；
将混合反应后的混合物进行造粒挤出，得到所述橡塑颗粒。
作为本发明一种优选的实施方式，所述废胶粉由废轮胎粉碎并去除杂质后获得。
作为本发明一种优选的实施方式，所述废轮胎包括全钢载重轮胎、轿车轮胎、斜交载重轮胎及轻卡轮胎中的一种或多种。
作为本发明一种优选的实施方式，所述去除杂质包括采用物理方法去除钢丝帘线、纤维帘线、金属杂质及无机杂质。
作为本发明一种优选的实施方式，所述预热处理采用搅拌机、双螺旋、单螺旋和螺杆挤出机中的一种，预热后的废胶粉温度为100～150℃。
作为本发明一种优选的实施方式，所述脱硫挤出机为单螺杆、双螺杆或三螺杆挤出机；所述脱硫挤出机加热区段的温度控制为250～350℃；所述脱硫挤出机的螺杆长径比为36～48:1。
作为本发明一种优选的实施方式，所述将所述脱硫橡胶转入混炼机与废胶粉、成型剂连续混合反应，包括，以重量份计，所述脱硫橡胶：废胶粉：成型剂为100：(50～300)：(0.5～5)；反应温度为60～120℃。
作为本发明一种优选的实施方式，所述成型剂包括废聚乙烯、聚丙烯和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物SBS中的一种或多种。
作为本发明一种优选的实施方式，所述造粒的大小为0.5～3g。
作为本发明一种优选的实施方式，所述废胶粉的粒径为10～80目。
作为本发明一种优选的实施方式，通过脱硫挤出机配置的出气口排出脱硫解聚产生的废气。
作为本发明一种优选的实施方式，所述混炼机设置有排气口。
本发明提供了一种废胶粉梯度再生共混制备的橡塑颗粒，所述废胶粉梯度再生共混制备的橡塑颗粒由本发明提供的所述废胶粉梯度再生共混制备橡塑颗粒的方法制备而得。
与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效果：
通过研究分析传统废橡胶脱硫解聚再生制备再生胶的技术原理和其所选用的技术装备，从技术理论上明确了橡塑颗粒的关键点。从废胶粉导热性差出发，优选了废胶粉的粒径和不同阶段添加的比例，通过预热和脱硫内温度、剪切作用使得先加入的胶粉中度脱硫，配置的出气口排出脱硫解聚产生的废气，有效减少了胶料的气味，进入混炼机后，利用胶料的余热充分融化成形剂的同时，对后加入的胶料进行了浅度脱硫，在混炼机内三种不同温度和不同组分的物料混合、传热、反应同时进行，充分使用了能量。设置的排气口不仅能够排出胶料中的臭气，同时防止了造粒过程臭气“发泡”，避免了表面粗糙的问题，胶料气味也大幅降低，扩大了其应用范围。
本发明立足行业现状的同时，将废胶粉均匀传热、脱硫解聚、冷却和成型进行了合理的衔接串联，在不同阶段分别得到中度裂解和浅度脱硫两种产物并进行了充分混合，并选用了相容性较好的成形剂，不仅对脱硫产物可以进行定制，而且造粒后方便运输。橡塑颗粒可以用于改性沥青用于铺设道路；也可用作防水卷材，耐老化性能并无太大变化。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的示例性实施例。本发明提供了示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
实施例1
将废全钢载重轮胎粉碎并经过去掉杂质后得到80目的废橡胶粉，将100质量份的废胶粉在高速搅拌机内600转/min下搅拌10min后达到120℃，加入到长径比为48:1的单螺杆挤出机内，在350℃下反应3min后加入到温度为120℃的双螺杆挤出机内，通过喂料装置加入300质量份的废胶粉和0.5质量份的废聚乙烯，通过机头口模挤出造粒后，经过风冷后得到1g左右的高性能橡塑颗粒。
依据GB/T 13460-2016《再生橡胶》，获得的高性能橡塑颗粒ML(1+4)100℃为95。
实施例2
将废轿车轮胎粉碎并经过去掉杂质后得到10目的废橡胶粉，将100质量份的废胶粉在双螺旋输送机内筒壁温度为300℃下停留1.5min后达到150℃，加入到长径比为36:1的三螺杆挤出机内，在320℃下反应2min后加入到温度为60℃的双螺杆挤出机内，通过喂料装置加入100质量份的废胶粉和5质量份废聚丙烯，通过机头口模挤出造粒后，经水洗和风干得到1.5g左右的高性能橡塑颗粒。
依据GB/T 13460-2016《再生橡胶》，获得的高性能橡塑颗粒ML(1+4)100℃为85。
实施例3
将废斜交载重轮胎粉碎并经过去掉杂质后得到26目的废橡胶粉，将100质量份的废胶粉在双螺杆挤出机内机筒温度为160℃下停留2min后达到100℃，加入到长径比为40:1的双螺杆挤出机内，在250℃下反应4min后加入到温度为90℃的三螺杆挤出机内，通过喂料装置加入50质量份的废胶粉和2质量份的SBS，通过机头口模挤出造粒后，经水洗和风干得到2.5g左右的高性能橡塑颗粒。
依据GB/T 13460-2016《再生橡胶》，获得的高性能橡塑颗粒ML(1+4)100℃为77。
本发明将废橡胶进行不同梯度脱硫再生后，得到了脱硫程度分布较宽的橡胶组合物，适当温度下加入的成形剂使得混合物容易挤出造粒，最终产物成为一种与通用橡胶、道路沥青、防水卷材等相容性佳，材料力学性能好，使用过程能耗低，运输不粘连的高性能橡塑颗粒。
应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例或者对其的描述中。然而，并不应将该发明的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面发明的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
以上所述，仅为本发明的说明实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，做出的若干改进和补充也应视为本发明的保护范围；凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明精神和范围的情况下，利用以上所揭示的技术内容做出的些许更改、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所做的任何等同变化的更改、修饰与演变，均仍属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种废胶粉梯度再生共混制备橡塑颗粒的方法，其特征在于，该方法包括：
对废胶粉进行预热处理，将预热后的废胶粉送入脱硫挤出机中挤出，得到脱硫橡胶；
将所述脱硫橡胶转入混炼机与废胶粉、成型剂连续混合反应；
将混合反应后的混合物进行造粒挤出，得到所述橡塑颗粒。
2.根据权利要求1所述废胶粉梯度再生共混制备橡塑颗粒的方法，其特征在于，所述废胶粉由废轮胎粉碎并去除杂质后获得。
3.根据权利要求2所述废胶粉梯度再生共混制备橡塑颗粒的方法，其特征在于，所述废轮胎包括全钢载重轮胎、轿车轮胎、斜交载重轮胎及轻卡轮胎中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述废胶粉梯度再生共混制备橡塑颗粒的方法，其特征在于，所述去除杂质包括采用物理方法去除钢丝帘线、纤维帘线、金属杂质及无机杂质。
5.根据权利要求1所述废胶粉梯度再生共混制备橡塑颗粒的方法，其特征在于，所述预热处理采用搅拌机、双螺旋、单螺旋和螺杆挤出机中的一种，预热后的废胶粉温度为100～150℃。
6.根据权利要求1所述废胶粉梯度再生共混制备橡塑颗粒的方法，其特征在于，所述脱硫挤出机为单螺杆、双螺杆或三螺杆挤出机；所述脱硫挤出机加热区段的温度控制为250～350℃；所述脱硫挤出机的螺杆长径比为36～48:1。
7.根据权利要求1所述废胶粉梯度再生共混制备橡塑颗粒的方法，其特征在于，所述将所述脱硫橡胶转入混炼机与废胶粉、成型剂连续混合反应，包括，以重量份计，所述脱硫橡胶：废胶粉：成型剂为100：(50～300)：(0.5～5)；反应温度为60～120℃。
8.根据权利要求1所述废胶粉梯度再生共混制备橡塑颗粒的方法，其特征在于，所述成型剂包括废聚乙烯、聚丙烯和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物中的一种或多种。
9.根据权利要求1～8任一所述废胶粉梯度再生共混制备橡塑颗粒的方法，其特征在于，所述造粒的大小为0.5～3g，
和/或，
所述废胶粉的粒径为10～80目。
10.一种废胶粉梯度再生共混制备的橡塑颗粒，其特征在于，所述废胶粉梯度再生共混制备的橡塑颗粒由权利要求1～9任一所述废胶粉梯度再生共混制备橡塑颗粒的方法制备而得。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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