專利名稱：廢舊硫化丁基橡膠脫硫再生制備方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工技術(shù)領(lǐng)域中一種廢舊硫化丁基膠脫硫再生制備方法及其設(shè)備。
背景技術(shù)：
丁基橡膠(IIR)是異丁烯與異戊二稀共聚而制成的一種合成橡膠，它具有氣密性
好、透氣率低、耐熱性、耐老化性能、耐酸、耐堿和耐極性溶劑等特點(diǎn)，廣泛用于制造輪胎、膠 囊、醫(yī)藥用瓶塞等。隨著丁基橡膠產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，也產(chǎn)生大量的廢舊硫化丁基橡膠，對其 回收利用制備丁基再生橡膠就顯得十分重要。在公知技術(shù)中，現(xiàn)有的廢舊硫化丁基橡膠的 脫硫再生制備方法主要有化學(xué)再生法、物理再生法、生物再生法，尤其是物理再生法居多， 它是利用外加能量，使交聯(lián)橡膠的三維網(wǎng)絡(luò)破碎，把廢丁基橡膠由網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)變成線型結(jié)構(gòu)， 形成具有流動性的再生膠。如現(xiàn)有的將廢舊硫化丁基橡膠經(jīng)過粉碎、篩選、磁選后，先經(jīng)過 微波爐進(jìn)行微波脫硫，脫硫后再經(jīng)塑化、降溫、過濾后得到脫硫丁基再生橡膠。其制備方法 繁復(fù)，生產(chǎn)過程中由于微波高能輻射使膠粉內(nèi)部積累能量過高，會造成膠粉碳化，影響產(chǎn)品 質(zhì)量，且微波耗能大，易產(chǎn)生輻射，成本高，適應(yīng)范圍窄、連續(xù)生產(chǎn)困難，加之現(xiàn)有的塑化機(jī) 械壓力低、溫度低、轉(zhuǎn)速低、密封性能又較差，因而不適應(yīng)丁基再生橡膠的脫硫再生。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，解決現(xiàn)有的廢舊硫化丁基橡膠的脫硫再生制備方法生 產(chǎn)工藝設(shè)備構(gòu)成繁復(fù)，會造成膠粉碳化，影響產(chǎn)品質(zhì)量的問題。本發(fā)明的目的是提供一種制 備方法及其設(shè)備簡單，生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)合理，不需添加任何脫硫劑、再生劑，脫硫均勻，使得再 生產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，且能連續(xù)生產(chǎn)丁基再生橡膠的新制備方法及其設(shè)備。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 —種廢舊硫化丁基橡膠脫硫再生制備方法及其設(shè)備，它采用的設(shè)備是兩臺串聯(lián)對 接的螺桿擠出聯(lián)機(jī)，即前螺桿擠出機(jī)的擠出機(jī)頭對接后螺桿擠出機(jī)的進(jìn)料口所組成；其制 備方法是將廢舊硫化丁基橡膠加入前螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行順向、逆向多段螺旋混合擠壓推 進(jìn)，機(jī)內(nèi)及物料溫度達(dá)到180° 210° 、壓力為2.0 3.0Mpa后，物料由機(jī)頭擠出直接 進(jìn)入后螺桿擠出機(jī)中二次進(jìn)行順向、逆向多段螺旋混合擠壓塑化，機(jī)構(gòu)內(nèi)及物料溫度達(dá)到 220° 250° 、壓力達(dá)3. 3 5.0Mpa后出料，制成為脫硫丁基再生橡膠。
上述廢舊硫化丁基橡膠脫硫再生設(shè)備，所述螺桿擠出聯(lián)機(jī)是兩臺雙螺桿擠出聯(lián) 機(jī)，前雙螺桿擠出機(jī)的螺桿直徑^后雙螺桿擠出機(jī)的螺桿直徑，螺桿直徑為50 100mm，兩 雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長徑比L/D = 30，壓縮比為3。 上述廢舊硫化丁基橡膠脫硫再生制備設(shè)備，所述螺桿擠出聯(lián)機(jī)或是采用前雙螺桿 擠出機(jī)連接后三螺桿擠出機(jī)，前雙螺桿擠出機(jī)構(gòu)擠出機(jī)頭對接三螺桿擠出機(jī)構(gòu)進(jìn)料口。
上述廢舊硫化丁基橡膠脫硫再生設(shè)備，所述螺桿擠出聯(lián)機(jī)或是采用兩個三螺桿擠 出機(jī)對接組成的雙螺桿擠出聯(lián)機(jī)。 上述廢舊硫化丁基橡膠脫硫再生設(shè)備，所述三螺桿擠出機(jī)構(gòu)是三螺桿呈倒"品"嚙連排列或是三螺桿并排的三螺桿擠出機(jī)。 上述廢舊硫化丁基橡膠脫硫再生設(shè)備，它或是采用1臺捏煉機(jī)串聯(lián)后接1-2臺雙
螺桿或三螺桿擠出機(jī)所組成的聯(lián)機(jī)，捏煉機(jī)輸料機(jī)構(gòu)的出料口連接螺桿擠出機(jī)的進(jìn)料口 ；
其制備方法是將廢舊硫化丁基橡膠加入捏煉機(jī)中進(jìn)行捏煉后，物料由輸料機(jī)構(gòu)直接進(jìn)入
螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行順向、逆向多段螺旋混合擠壓塑化，最后螺桿擠出機(jī)內(nèi)及物料溫度達(dá)到
220° 250° 、壓力達(dá)3. 5 5.0Mpa后出料，制成為脫硫丁基再生橡膠。 上述廢舊硫化丁基橡膠脫硫再生設(shè)備，所述捏煉機(jī)優(yōu)選加壓加溫型高速密封式捏
煉機(jī)，捏煉機(jī)動力電機(jī)的動力輸出軸裝連傳動帶連接減速機(jī)，減速機(jī)的輸出軸連接速比齒
輪，速比齒輪的輸出動力軸連接捏煉機(jī)的捏煉主動輥。 本發(fā)明使用時，在加工前先對待再生加工的廢舊硫化丁基橡膠粉進(jìn)行隨機(jī)抽樣檢 測，根據(jù)檢測數(shù)據(jù)，設(shè)定加工溫度、壓力、機(jī)械轉(zhuǎn)速等技術(shù)指標(biāo)。啟動螺桿擠出聯(lián)機(jī)，將待再 生加工的廢舊硫化丁基橡膠粉由供料機(jī)構(gòu)加入到前螺桿擠出機(jī)內(nèi)通過順向、逆向多段螺 旋擠壓混合，使機(jī)內(nèi)及物料溫度達(dá)到180° 210° 、壓力為2.0 3.0Mpa后，由機(jī)頭擠 出料直接進(jìn)入后螺桿擠出機(jī)中二次進(jìn)行順向、逆向螺旋混合擠壓塑化，機(jī)內(nèi)及物料溫度達(dá) 到220° 250° 、壓力達(dá)3.3 5.0Mpa時，由后螺桿擠出機(jī)出料；或是先有捏煉機(jī)進(jìn)行捏 煉后再入螺桿擠出機(jī)進(jìn)行順向、逆向螺旋混合擠壓塑化，在機(jī)內(nèi)及物料溫度達(dá)到220° 250° 、壓力達(dá)3. 5 5. OMpa時，由螺桿擠出機(jī)出料，即制成為脫硫丁基再生橡膠。
由于本發(fā)明設(shè)計(jì)采用了上述技術(shù)方案，采取物理方法，通過螺桿擠出機(jī)或是先經(jīng) 捏煉機(jī)進(jìn)行捏煉，再經(jīng)螺桿擠出機(jī)械摩擦、擠壓、剪切，并在設(shè)定高壓高溫下塑化，從而打斷 廢舊硫化丁基橡膠的交聯(lián)鍵，使得廢舊硫化丁基橡膠快速、連續(xù)、均化的脫硫解聚再生。它 有效地解決了現(xiàn)有的廢舊硫化丁基橡膠的脫硫再生制備方法生產(chǎn)工藝繁復(fù)，會造成膠粉碳 化，影響產(chǎn)品質(zhì)量的問題。經(jīng)過數(shù)百次工業(yè)化試驗(yàn)試用結(jié)果表明，它與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有 制備方法及其設(shè)備簡單，生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)合理，投資少，脫硫均勻，克服了碳化現(xiàn)象的產(chǎn)生，再 生產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，耗能低，適應(yīng)范圍廣，能連續(xù)生產(chǎn)，不需添加任何脫硫劑、再生劑，無輻射、 廢液、廢汽的污染等優(yōu)點(diǎn)，所生產(chǎn)的丁基再生橡膠產(chǎn)品保留了較高的性能指標(biāo)，具有良好的 氣密性，耐天候性好，耐酸堿和耐極性溶劑性強(qiáng)，電性能好，減震性好，價格低廉等特點(diǎn)。本 發(fā)明適用于廢舊硫化丁基橡膠輪胎、膠囊、氣密耐熱管帶、防水建材、藥用瓶塞等脫硫制備 丁基再生橡膠。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
圖1是本發(fā)明螺桿擠出聯(lián)機(jī)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)簡圖。 圖2是圖1中三螺桿擠出機(jī)中三螺桿實(shí)施例的放大剖面圖。 圖3是本發(fā)明三螺桿擠出機(jī)中三螺桿另一實(shí)施例的放大剖面圖。 圖4是本發(fā)明三螺桿擠出機(jī)并排三螺桿實(shí)施例的放大剖面圖。 圖5是本發(fā)明捏煉機(jī)后接螺桿擠出機(jī)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)簡圖。 圖6是本發(fā)明捏煉機(jī)后連2臺串聯(lián)螺桿擠出聯(lián)機(jī)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)簡圖。
附圖中各標(biāo)號為1捏煉機(jī)；2速比齒輪；3捏煉機(jī)的動力電機(jī)；4傳動帶；5減速
機(jī)；6螺桿擠出機(jī)出料口 ；7螺桿擠出機(jī)擠出機(jī)頭；8雙螺桿；9螺桿擠出機(jī)機(jī)體；10推進(jìn)機(jī)
4構(gòu)；11螺桿擠出機(jī)的電動機(jī)；12捏煉機(jī)料斗；13捏煉機(jī)輸料機(jī)構(gòu)；14螺桿擠出機(jī)料斗；15 捏煉主動輥。
具體實(shí)施例方式
如附圖1-圖5所示，本發(fā)明的具體實(shí)施例如下
實(shí)施例1 選用兩臺雙螺桿擠出機(jī)，前雙螺桿擠出機(jī)為螺桿直徑60mm，螺桿長徑比L/D = 30 ， 壓縮比為3，轉(zhuǎn)速為100 400轉(zhuǎn)/分的雙螺桿擠出機(jī)，后雙螺桿擠出機(jī)為螺桿直徑50mm， 螺桿長徑比為L/D = 30，壓縮比為3，轉(zhuǎn)速為100 400轉(zhuǎn)/分的雙螺桿擠出機(jī)，前雙螺桿 擠出機(jī)的擠出機(jī)頭對接后雙螺桿擠出機(jī)的進(jìn)料口，兩雙螺桿擠出機(jī)相串聯(lián)對接成雙螺桿擠 出聯(lián)機(jī)(參見附圖1)。 待再生加工的廢舊硫化丁基橡膠片或圈段(廢舊丁基橡膠的汽車內(nèi)胎)隨機(jī)抽樣 檢測指標(biāo)為:門尼粘度ML[(l+4) IO(TC ]67. 25 ;拉伸強(qiáng)度10. OlMpa ;斷裂伸長率500. 05%。
制備方法將廢舊硫化丁基橡膠片加入前雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行順向、逆向多段 螺旋混合擠壓推進(jìn)，在機(jī)內(nèi)及物料溫度達(dá)到200° 、壓力為2. 3Mpa后，物料由擠出機(jī)頭擠 出進(jìn)入到后雙螺桿擠出機(jī)中二次進(jìn)行順向、逆向螺旋混合擠壓塑化，機(jī)內(nèi)及物料溫度達(dá)到 230° 、壓力達(dá)3.5Mpa后出料，即制成為脫硫丁基再生橡膠。取樣檢測指標(biāo)為門尼粘度 ML[(l+4) IO(TC ]53. 85 ;拉伸強(qiáng)度9. 61Mpa ;斷裂伸長率486. 2%。
實(shí)施例2 選用的前螺桿擠出機(jī)為螺桿直徑60mm，螺桿長徑比L/D = 30，壓縮比為3，轉(zhuǎn)速為 100 400轉(zhuǎn)/分的雙螺桿擠出機(jī)，后螺桿擠出機(jī)為螺桿直徑50mm，螺桿長徑比為L/D = 30， 壓縮比為3，轉(zhuǎn)速為100 400轉(zhuǎn)/分的雙螺桿擠出機(jī)，前雙螺桿擠出機(jī)串聯(lián)對接成雙螺桿 擠出機(jī)。 待再生加工的廢舊硫化丁基橡膠(廢舊丁基橡膠的膠囊)隨機(jī)抽樣檢測指標(biāo)為 門尼粘度ML[(l+4) IO(TC ]56. 2 ;拉伸強(qiáng)度9. 7Mpa ;斷裂伸長率500. 4%。
制備方法將廢舊硫化丁基橡膠加入前雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行順向、逆向多段 螺旋混合擠壓推進(jìn)，在機(jī)構(gòu)內(nèi)及物料溫度達(dá)到210° 、壓力為3.0Mpa后，物料由擠出機(jī) 頭擠出進(jìn)入后螺桿擠出機(jī)二次進(jìn)行順向、逆向螺旋混合擠壓塑化，機(jī)內(nèi)及物料溫度達(dá)到 250° 、壓力達(dá)5.0Mpa后出料，即制成為脫硫丁基再生橡膠。取樣檢測指標(biāo)為門尼粘度 ML[(1+4)100。C ]49.8 ;拉伸強(qiáng)度9. 46Mpa ;斷裂伸長率485.3%。
實(shí)施例3 參見附圖1，本發(fā)明選用的前雙螺桿擠出機(jī)為螺桿直徑60mm，螺桿長徑比L/D = 30，壓縮比為3，轉(zhuǎn)速為100 400轉(zhuǎn)/分的雙螺桿擠出機(jī)構(gòu)，后為三螺桿呈倒"品"字型相 嚙合連接的變頻調(diào)速式三螺桿擠出機(jī)，螺桿直徑60mm，兩擠出機(jī)相串聯(lián)對接成螺桿擠出聯(lián) 機(jī)。 待再生加工的廢舊硫化丁基橡膠片(廢舊丁基橡膠內(nèi)胎)隨機(jī)抽樣檢測指標(biāo)為 門尼粘度ML[(l+4) IO(TC ]66. 75 ;拉伸強(qiáng)度9. 85Mpa ;斷裂伸長率489. 4%。
制備方法將廢舊硫化丁基橡膠片加入前雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行順向、逆向多段 螺旋混合擠壓推進(jìn)，在機(jī)構(gòu)內(nèi)及物料溫度達(dá)到200° 、壓力為2. 3Mpa后，物料由機(jī)頭擠出進(jìn)入后三螺桿擠出機(jī)中二次進(jìn)行順向、逆向螺旋混合擠壓塑化，機(jī)內(nèi)及物料溫度達(dá)到 230° 、壓力達(dá)3.5Mpa后出料，即制成為脫硫丁基再生橡膠。取樣檢測指標(biāo)為門尼粘度 ML[(l+4) IO(TC ]55. 05 ;拉伸強(qiáng)度9. 51Mpa ;斷裂伸長率486. 2%。
實(shí)施例4 選用的第一臺雙螺桿擠出機(jī)為螺桿直徑60mm，螺桿長徑比L/D = 30，壓縮比為3， 轉(zhuǎn)速為100 400轉(zhuǎn)/分的雙螺桿擠出機(jī)，第二臺為三螺桿并排型相嚙合連接的55-75KW 變頻調(diào)速式三螺桿擠出機(jī)，螺桿直徑50mm，兩臺螺桿擠出機(jī)相串聯(lián)對接安裝。
待再生加工的廢舊硫化丁基橡膠片或圈段(廢舊丁基橡膠的汽車內(nèi)胎)隨機(jī)抽樣 檢測指標(biāo)為門尼粘度ML[(1+4)100。C ]66. 75 ;拉伸強(qiáng)度9. 85Mpa ;斷裂伸長率489.4%。
制備方法將廢舊硫化丁基橡膠片加入第一臺雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行順向、逆向多 段螺旋混合擠壓推進(jìn)，在機(jī)內(nèi)及物料溫度達(dá)到200° 、壓力為2. 3Mpa后，物料由機(jī)頭擠出 進(jìn)入第二臺三螺桿擠出機(jī)中二次進(jìn)行順向、逆向螺旋混合擠壓塑化，機(jī)內(nèi)及物料溫度達(dá)到 230° 、壓力達(dá)3.5Mpa后出料，即制成為脫硫丁基再生橡膠。取樣檢測指標(biāo)為門尼粘度 ML[(1+4) IO(TC ]55. 05 ;拉伸強(qiáng)度9. 51Mpa ;斷裂伸長率486. 2%。
實(shí)施例5 采用1臺捏煉機(jī)1串聯(lián)后接1臺雙螺桿擠出機(jī)9，捏煉機(jī)1是加壓加溫型高速密封 式捏煉機(jī)，它由X (S) N-75/30-II型捏煉機(jī)動力電機(jī)3的動力輸出軸裝連傳動帶4連接減速 機(jī)5，減速機(jī)5的輸出軸連接速比齒輪2，速比齒輪2的輸出動力軸連接捏煉機(jī)本機(jī)的捏煉 主動輥15，捏煉機(jī)1輸料機(jī)構(gòu)13的出料口連接雙螺桿擠出機(jī)9的進(jìn)料口 (參見附圖5)。
待再生加工的廢舊硫化丁基橡膠片(廢舊丁基橡膠內(nèi)胎)隨機(jī)抽樣檢測指標(biāo)為 門尼粘度ML[(l+4) IO(TC ]66. 74 ;拉伸強(qiáng)度9. 851Mpa ;斷裂伸長率489. 5%。
制備方法將廢舊硫化丁基橡膠片加入捏煉機(jī)進(jìn)行捏煉后，物料由捏煉輸料機(jī)構(gòu) 出料口進(jìn)入后雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)一步進(jìn)行順向、逆向螺旋混合擠壓塑化，機(jī)內(nèi)及物料溫度達(dá) 到235° 、壓力達(dá)3. 5Mpa后出料，即制成為脫硫丁基再生橡膠。取樣檢測指標(biāo)為門尼粘度 ML[(l+4) IO(TC ]55. 06 ;拉伸強(qiáng)度9. 53Mpa ;斷裂伸長率486. 7%。
權(quán)利要求
一種廢舊硫化丁基橡膠脫硫再生制備方法及其設(shè)備，其特征在于，它采用的設(shè)備是兩臺串聯(lián)對接的螺桿擠出聯(lián)機(jī)，即前螺桿擠出機(jī)的擠出機(jī)頭對接后螺桿擠出機(jī)的進(jìn)料口所組成；其制備方法是將廢舊硫化丁基橡膠加入前螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行順向、逆向多段螺旋混合擠壓推進(jìn)，機(jī)內(nèi)及物料溫度達(dá)到180°～210°、壓力為2.0～3.0Mpa后，物料由機(jī)頭擠出直接進(jìn)入后螺桿擠出機(jī)中二次進(jìn)行順向、逆向多段螺旋混合擠壓塑化，機(jī)構(gòu)內(nèi)及物料溫度達(dá)到220°～250°、壓力達(dá)3.3～5.0Mpa后出料，制成為脫硫丁基再生橡膠。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊硫化丁基橡膠脫硫再生設(shè)備，其特征在于，螺桿擠出聯(lián)機(jī)是兩臺雙螺桿擠出聯(lián)機(jī)，前雙螺桿擠出機(jī)的螺桿直徑^后雙螺桿擠出機(jī)的螺桿直徑，螺桿直徑為50 100mm，兩雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長徑比L/D = 30，壓縮比為3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊硫化丁基橡膠脫硫再生設(shè)備，其特征在于，螺桿擠出聯(lián)機(jī)是采用前雙螺桿擠出機(jī)連接后三螺桿擠出機(jī)，前雙螺桿擠出機(jī)構(gòu)擠出機(jī)頭對接三螺桿擠出機(jī)構(gòu)進(jìn)料口。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢舊硫化丁基橡膠脫硫再生設(shè)備，其特征在于，螺桿擠出聯(lián)機(jī)是采用兩個三螺桿擠出機(jī)對接組成的雙螺桿擠出聯(lián)機(jī)，是三螺桿呈倒"品"嚙連排列的三螺桿擠出機(jī)。
5. —種廢舊硫化丁基橡膠脫硫再生制備方法及其設(shè)備，其特征在于，它是采用1臺捏煉機(jī)串聯(lián)后接1-2臺螺桿擠出機(jī)所組成的聯(lián)機(jī)，捏煉機(jī)輸料機(jī)構(gòu)的出料口連接螺桿擠出機(jī)的進(jìn)料口，捏煉機(jī)的動力電機(jī)(3)的動力輸出軸裝連傳動帶(4)連接減速機(jī)(5)，減速機(jī)(5)的輸出軸連接速比齒輪(2)，速比齒輪(2)的輸出動力軸連接捏煉機(jī)本機(jī)的捏煉主動輥(15);其制備方法是將廢舊硫化丁基橡膠加入捏煉機(jī)中進(jìn)行捏煉后，物料由輸料機(jī)構(gòu)直接進(jìn)入螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行順向、逆向多段螺旋混合擠壓塑化，最后螺桿擠出機(jī)內(nèi)及物料溫度達(dá)到220° 250° 、壓力達(dá)3. 5 5.0Mpa后出料，制成為脫硫丁基再生橡膠。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種廢舊硫化丁基橡膠脫硫再生制備方法及其設(shè)備，屬于化工技術(shù)領(lǐng)域，旨在解決現(xiàn)有的廢舊硫化丁基橡膠的脫硫再生制備方法生產(chǎn)工藝設(shè)備繁復(fù)，會造成膠粉碳化，影響產(chǎn)品質(zhì)量的問題。它采用兩臺相串聯(lián)對接的螺桿擠出機(jī)組成螺桿擠出聯(lián)機(jī)，制備方法是將廢舊硫化丁基橡膠粉加入第一臺螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行順向、逆向多段螺旋混合擠壓推進(jìn)，機(jī)內(nèi)及物料溫度達(dá)到180°～210°、壓力為2.0～3.0MPa后，物料由機(jī)頭擠出直接進(jìn)入第二臺螺桿擠出機(jī)中二次進(jìn)行順向、逆向多段螺旋混合擠壓塑化，機(jī)內(nèi)及物料溫度達(dá)到220°～250°、壓力達(dá)3.3～5.0MPa后出料制成為脫硫丁基再生橡膠。其制備方法設(shè)備簡單，適用于脫硫制備丁基再生橡膠。
文檔編號B29C47/92GK101735476SQ200910245058
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者孫玉林, 梁若萍, 王國寶, 馬志國, 魏秀茹 申請人:滄州市元亨橡膠有限責(zé)任公司