專利名稱：廢橡膠連續(xù)還原再生新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢橡膠連續(xù)還原再生新工藝。
背景技術(shù)：
橡膠，在近代工業(yè)發(fā)展歷史上長期作為經(jīng)濟(jì)軍事的生產(chǎn)戰(zhàn)略物資，是與煤炭、鋼鐵、石油并列的第四大工業(yè)原料，而且是可再生的原料，在國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中的重要性不言而喻。我國已成為世界橡膠加工基地，從2002年始我國連續(xù)7年成為世界消費第一大國，而我國橡膠資源65%以上需要從國外進(jìn)口，充分合理利用橡膠再生資源已成為迫切需要解決的現(xiàn)實問題。目前，國家已將廢舊橡膠資源的循環(huán)利用作為發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要部分。國內(nèi)廢舊橡膠循環(huán)利用主要以舊輪胎翻新、生產(chǎn)再生橡膠、生產(chǎn)硫化橡膠粉和熱裂解等形式，目前橡膠再生過程為動態(tài)脫硫工藝，即把廢橡膠、水、活化劑和軟化油(煤焦油等)放入帶有攪拌裝置的高壓容器中，溫度升高到210-250°C，保壓70-150分鐘，排料，然后捏煉、精煉。但是在整個過程中需要罐體加熱，耗能大，在排料過程中會同時排出混有煤焦油和橡膠有機(jī)低分子等廢氣，對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種沒有環(huán)境污染、可連續(xù)生產(chǎn)、能耗較低且安全可靠的廢橡膠連續(xù)還原再生新工藝。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案 一種廢橡膠連續(xù)還原再生新工藝，包括如下步驟
(1)高速塑化
將30-60目廢膠粉、橡膠再生劑和軟化油投入到橡膠高速塑化反應(yīng)機(jī)組中進(jìn)行塑化， 原料混合均勻后冷卻；所述橡膠高速塑化反應(yīng)機(jī)組包括攪拌罐和冷卻罐，將所述廢膠粉、橡膠再生劑和軟化油送入攪拌罐中，加熱攪拌，轉(zhuǎn)速每分鐘1000-2000轉(zhuǎn)，當(dāng)溫度升至90°C時停止加熱繼續(xù)攪拌，5min后將攪拌罐里的料放入冷卻罐，冷卻罐的攪拌速度是10-50轉(zhuǎn)/分鐘，冷卻至30°C放料；
(2)機(jī)械研磨
步驟(1)中冷卻后的廢膠粉送入力化學(xué)反應(yīng)器中研磨成條粒狀膠；
(3)螺桿還原
將步驟(2)中得到的條粒狀膠在螺桿還原機(jī)組中進(jìn)行還原再生；所述螺桿還原機(jī)組包括雙螺桿擠出機(jī)和單螺桿擠出機(jī)，所述條粒狀膠送入雙螺桿擠出機(jī)中，出料再送入單螺桿擠出機(jī)擠出；
(4)螺桿捏煉
將步驟(3)單螺桿擠出機(jī)的出料再送入另一組螺桿還原機(jī)組中進(jìn)行補(bǔ)充捏煉；
(5)精煉將步驟(4)中得到的產(chǎn)品送至開煉機(jī)或精煉機(jī)中進(jìn)行精煉，擠壓出片得到再生橡膠成
P
ΡΠ O步驟(1)中所述的廢膠粉、橡膠再生劑與軟化劑的重量比為100 :1-10 :5_30。所述橡膠再生劑為RV橡膠再生劑、PTC-R橡膠再生還原劑、二烯丙基二硫化物或
胺基化合物。所述二烯丙基二硫化物為二烯丙基二硫醚、二烯丙基雙酚A或烯丙基磺酸鈉，所述胺基化合物為油酸酰胺、對甲基苯胺或?qū)妆蕉?。所述的雙螺桿擠出機(jī)的機(jī)腔中含7-10個加熱和冷卻反應(yīng)區(qū)間，各區(qū)溫度均低于 100°C，所述單螺桿擠出機(jī)的機(jī)腔中含4-6個加熱和冷卻反應(yīng)區(qū)間，各區(qū)溫度均低于100°C。步驟(5)中所述的開煉機(jī)或精煉機(jī)的輥溫為40-70°C，輥距為0. Imm,出片時將輥距調(diào)至0. 5mm。本發(fā)明采用上述技術(shù)方案取得的有益效果是
(1)本發(fā)明利用力化學(xué)反應(yīng)器和螺桿還原機(jī)組的機(jī)械剪切使膠粉內(nèi)摩擦生熱，減少了熱能消耗；
(2)本發(fā)明工藝在生產(chǎn)過程中無廢水、無廢渣、無廢氣污染，對環(huán)境友好；
(3)本發(fā)明工藝將塑化和脫硫還原過程連續(xù)化，大大提高了生產(chǎn)效率；
(4)本發(fā)明工藝適用于天然橡膠、天然橡膠與合成膠的并用膠、三元乙丙橡膠、丁基及鹵化丁基橡膠、丁腈橡膠等硫化橡膠以及上述橡膠混煉膠的自硫膠，應(yīng)用范圍廣。
具體實施例方式實施例1
(1)高速塑化將100份40目adidas鞋膠粉、2份RV橡膠再生劑和5份軟化油依次倒入攪拌罐里加熱攪拌，轉(zhuǎn)速每分鐘1000-2000轉(zhuǎn)，當(dāng)溫度升至90°C時停止加熱繼續(xù)攪拌， 5min后將攪拌罐里的料放入冷卻罐，冷卻罐的攪拌速度是10-50轉(zhuǎn)/分鐘，冷卻至30°C放料；
(2)機(jī)械研磨將混合料通過力化學(xué)反應(yīng)器(臥式磨盤型力化學(xué)反應(yīng)器)剪切、碾壓成條粒狀。(3)螺桿還原把從力化學(xué)反應(yīng)器中出來的料倒入螺桿還原機(jī)組中的雙螺桿擠出機(jī)(Φ 65，轉(zhuǎn)速為100-475轉(zhuǎn))，橡膠再生劑在機(jī)械剪切作用下均勻包裹在廢膠粉顆粒表面， 經(jīng)過浸潤作用滲入膠粉顆粒中，降低S-S交聯(lián)鍵鍵能，而不破壞S-C鍵和C-C鍵，將橡膠分子還原成一維線性分子結(jié)構(gòu)并恢復(fù)橡膠性能。雙螺桿擠出機(jī)的出料直接進(jìn)單螺桿擠出機(jī) (Φ 100，轉(zhuǎn)速為10-200轉(zhuǎn))進(jìn)行冷卻后出料。其中雙螺桿擠出機(jī)的主機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)為350轉(zhuǎn) /分鐘，加料速度設(shè)為30轉(zhuǎn)/分鐘，十個區(qū)的設(shè)定溫度分別為80°C—85°C—85°C—85°C— 85°C—80°C—80°C—70°C—70°C—35°C;單螺桿擠出機(jī)的主機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)為40轉(zhuǎn)/分鐘，六個區(qū)的設(shè)定溫度分別為 300C-300C-300C-30°C—25°C—20 V。(4)螺桿捏煉單螺桿擠出機(jī)的出料再經(jīng)過一組螺桿還原機(jī)組進(jìn)行補(bǔ)充捏煉，使交聯(lián)鍵更好的斷裂。(5)精煉經(jīng)過兩組螺桿還原機(jī)組剪切后的出料送入開煉機(jī)(XJK-400 )中，開煉機(jī)的輥溫控制在40-70°C，輥距調(diào)至0. Imm,出片時將輥距調(diào)至0. 5mm，最后得到再生膠。再生
4橡膠經(jīng)過重新硫化后的物理性能拉伸強(qiáng)度為11. 06MPa，拉斷伸長率為305. 4%。實施例2
(1)高速塑化將100份60目輪胎胎面膠粉、3份PTC-R橡膠再生還原劑和5份軟化油依次倒入攪拌罐里加熱攪拌，轉(zhuǎn)速每分鐘1000-2000轉(zhuǎn)，當(dāng)溫度升至90°C時停止加熱繼續(xù)攪拌，5min后將攪拌罐里的料放入冷卻罐，冷卻罐的攪拌速度是10-50轉(zhuǎn)/分鐘，冷卻到 30°C時出料。(2)機(jī)械研磨將步驟(1)的出料通過臥式磨盤型力化學(xué)反應(yīng)器碾壓成條粒狀。(3)螺桿還原把力化學(xué)反應(yīng)器中的出料倒入雙螺桿擠出機(jī)中，橡膠再生劑機(jī)械在剪切作用下均勻包裹在廢膠粉顆粒表面，經(jīng)過浸潤作用滲入膠粉顆粒中，降低S-S交聯(lián)鍵鍵能，而不破壞S-C鍵和C-C鍵，還原成一維線性分子結(jié)構(gòu)并恢復(fù)橡膠性能。然后從雙螺桿擠出機(jī)出來的料直接進(jìn)單螺桿擠出機(jī)進(jìn)行冷卻，最后從單螺桿擠出機(jī)出料。其中雙螺桿擠出機(jī)的主機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)為450轉(zhuǎn)/分鐘，加料速度設(shè)為50轉(zhuǎn)/分鐘，八個區(qū)的設(shè)定溫度分別為450C-450C-500C-50°C—50°C—50°C—50°C—35°C，單螺桿擠出機(jī)的主機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)為 45轉(zhuǎn)/分鐘，五個區(qū)的設(shè)定溫度分別為:35°C—30°C—25°C—25°C—20°C。(4)螺桿捏煉單螺桿擠出機(jī)的出料再經(jīng)過一組螺桿還原機(jī)組進(jìn)行補(bǔ)充捏煉，使交聯(lián)鍵更好的斷裂。(5)精煉經(jīng)過兩組螺桿還原機(jī)組剪切后的出料送入精煉機(jī)(SKJ-450/510ZG)中， 開煉機(jī)的輥溫控制在40-50°C，輥距調(diào)至為0. Imm,出片時將輥距調(diào)至0. 5mm，最后得到再生膠。本工藝所生產(chǎn)的再生橡膠經(jīng)過重新硫化后的物理性能拉伸強(qiáng)度為12.53MPa，拉斷伸長率為350. 16%ο實施例3
(1)高速塑化將100份60目輪胎全胎膠粉、2份二烯丙基二硫醚和5份軟化油依次倒入攪拌罐里加熱攪拌，轉(zhuǎn)速每分鐘1000-2000轉(zhuǎn)，當(dāng)溫度升至90°C時停止加熱繼續(xù)攪拌， 5min后將攪拌罐里的料放入冷卻罐，冷卻罐的攪拌速度是10-50轉(zhuǎn)/分鐘，冷卻到30°C時出料。(2)機(jī)械研磨將步驟(1)的出料通過臥式磨盤型力化學(xué)反應(yīng)器碾壓成條粒狀。(3)螺桿還原把力化學(xué)反應(yīng)器中的出料倒入雙螺桿擠出機(jī)中，橡膠再生劑機(jī)械在剪切作用下均勻包裹在廢膠粉顆粒表面，經(jīng)過浸潤作用滲入膠粉顆粒中，降低S-S交聯(lián)鍵鍵能，而不破壞S-C鍵和C-C鍵，還原成一維線性分子結(jié)構(gòu)并恢復(fù)橡膠性能。然后從雙螺桿擠出機(jī)出來的料直接進(jìn)單螺桿擠出機(jī)進(jìn)行冷卻，最后從單螺桿擠出機(jī)出料。其中雙螺桿擠出機(jī)的主機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)為400轉(zhuǎn)/分鐘，加料速度設(shè)為50轉(zhuǎn)/分鐘，七個區(qū)的設(shè)定溫度分別為50°C—50°C — 45°C — 45°C—40°C—40°C—:35°C。單螺桿擠出機(jī)的主機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)為；35轉(zhuǎn) /分鐘，四個區(qū)的設(shè)定溫度分別為30°C—25°C—25°C—20°C。(4)螺桿捏煉單螺桿擠出機(jī)的出料再經(jīng)過一組螺桿還原機(jī)組進(jìn)行補(bǔ)充捏煉，使交聯(lián)鍵更好的斷裂。(5)精煉經(jīng)過兩組螺桿還原機(jī)組剪切后的出料送入開煉機(jī)(XJK-400 )中，開煉機(jī)的輥溫控制在40-50°C，輥距調(diào)至為0. Imm,出片時將輥距調(diào)至0. 5mm，最后得到再生膠。本工藝所生產(chǎn)的再生橡膠經(jīng)過重新硫化后的物理性能拉伸強(qiáng)度為12. 16 MPa，拉斷伸長率為 360.52 %。
權(quán)利要求
1.一種廢橡膠連續(xù)還原再生新工藝，其特征在于其包括如下步驟(1)高速塑化將30-60目廢膠粉、橡膠再生劑和軟化油投入到橡膠高速塑化反應(yīng)機(jī)組中進(jìn)行塑化， 原料混合均勻后冷卻；所述橡膠高速塑化反應(yīng)機(jī)組包括攪拌罐和冷卻罐，將所述廢膠粉、橡膠再生劑和軟化油送入攪拌罐中，加熱攪拌，轉(zhuǎn)速每分鐘1000-2000轉(zhuǎn)，當(dāng)溫度升至90°C時停止加熱繼續(xù)攪拌，5min后將攪拌罐里的料放入冷卻罐，冷卻罐的攪拌速度是10-50轉(zhuǎn)/分鐘，冷卻至30°C放料；(2)機(jī)械研磨步驟(1)中冷卻后的廢膠粉送入力化學(xué)反應(yīng)器中研磨成條粒狀膠；(3)螺桿還原將步驟(2)中得到的條粒狀膠在螺桿還原機(jī)組中進(jìn)行還原再生；所述螺桿還原機(jī)組包括雙螺桿擠出機(jī)和單螺桿擠出機(jī)，所述條粒狀膠送入雙螺桿擠出機(jī)中，出料再送入單螺桿擠出機(jī)擠出；(4)螺桿捏煉將步驟(3)單螺桿擠出機(jī)的出料再送入另一組螺桿還原機(jī)組中進(jìn)行補(bǔ)充捏煉；(5)精煉將步驟(4)中得到的產(chǎn)品送至開煉機(jī)或精煉機(jī)中進(jìn)行精煉，擠壓出片得到再生橡膠成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢橡膠連續(xù)還原再生新工藝，其特征在于步驟(1)中所述的廢膠粉、橡膠再生劑與軟化劑的重量比為100 :1-10 :5-30。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的廢橡膠連續(xù)再生還原新工藝，其特征在于所述橡膠再生劑為RV橡膠再生劑、PTC-R橡膠再生還原劑、二烯丙基二硫化物或胺基化合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的廢橡膠連續(xù)還原再生新工藝，其特征在于所述二烯丙基二硫化物為二烯丙基二硫醚、二烯丙基雙酚A或烯丙基磺酸鈉，所述胺基化合物為油酸酰胺、對甲基苯胺或?qū)妆蕉贰?br> 5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢橡膠連續(xù)還原再生新工藝，其特征在于所述的雙螺桿擠出機(jī)的機(jī)腔中含7-10個加熱和冷卻反應(yīng)區(qū)間，各區(qū)溫度均低于100°C，所述單螺桿擠出機(jī)的機(jī)腔中含4-6個加熱和冷卻反應(yīng)區(qū)間，各區(qū)溫度均低于100°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢橡膠連續(xù)還原再生新工藝，其特征在于步驟(5)中所述的開煉機(jī)或精煉機(jī)的輥溫為40-70°C，輥距為0. Imm,出片時將輥距調(diào)至0. 5mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種廢橡膠連續(xù)還原再生的新工藝，該工藝是按以下步驟進(jìn)行的(1)高速塑化將廢膠粉及橡膠再生劑和軟化油投入到高速塑化反應(yīng)機(jī)組的攪拌罐中進(jìn)行混合；(2)機(jī)械化學(xué)反應(yīng)膠粉通過機(jī)械化學(xué)反應(yīng)器剪切、碾壓成條粒狀；(3)橡膠螺桿還原在高剪切的螺桿組合下短時間內(nèi)能切斷硫化橡膠的S-S交聯(lián)鍵而極少破壞C-C鍵，保持橡膠較高的物性；(4)螺桿捏煉進(jìn)行二次剪切和冷卻；(5)精煉開煉機(jī)擠壓出片得到再生膠。本工藝的優(yōu)點有不存在高溫高壓過程，對人身和設(shè)備的安全提供了技術(shù)基礎(chǔ)；工藝過程無廢氣廢水產(chǎn)生，有利于環(huán)境保護(hù)；該過程需要較少的供熱設(shè)備，節(jié)約能源；工藝生產(chǎn)過程短，并可以連續(xù)生產(chǎn)等。
文檔編號B29B17/00GK102501335SQ20111032869
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月26日
發(fā)明者張靜, 郝彥忠, 馬瑞剛 申請人:河北瑞威科技有限公司