废橡胶绿色脱硫工艺方法技术

本发明专利技术涉及废橡胶的回收利用领域，特指一种废橡胶绿色脱硫工艺方法，用于废橡胶脱硫制备再生胶。将废橡胶颗粒经加料区加入双螺杆橡胶脱硫反应装置中，经压缩剪切区的高温、高压和剪切能共同作用，使橡胶的交联健发生断裂，然后排气净化，再经过双螺杆橡胶脱硫反应装置混炼区的混炼，生成性能稳定的新型再生胶。本发明专利技术的优点在于整个工艺过程是连续、密闭、胶粉流动状态下的剪切脱硫工艺，所以不会对环境造成二次污染。另外在双螺杆橡胶脱硫反应装置的加料段采用强制连续输送方式，在此区域内进一步对胶粉颗粒进行粉碎细化，提高脱硫效率，为一种新颖的废橡胶绿色脱硫工艺。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及废橡胶的回收利用领域，特指一种，用 于废橡胶脱硫制备再生胶。
技术介绍
我国是世界橡胶消费第一大国，2007年消费橡胶585万吨，预计2008年达 到600万吨，而且一半以上需要进口。近几年，我国汽车工业的高速发展，2006 年生产汽车740万辆，2007年汽车产量达到890万辆，汽车轮胎生产和消耗占 我国橡胶消费总量的一半以上，因而产生的废旧轮胎越来越多。由于橡胶是高分 子材料，在自然条件下很难自然降解和消化，在土壤中IOO年也不腐烂，同时释 放出多环芳烃、苯和苯酚等有毒有害物质，污染地下水源，这种黑色污染性固体 废弃物已经对人类环境造成不良影响。 一方面我国每年需要大量进口橡胶消费， 另一方面每年产生的大量废旧汽车轮胎和其他废旧橡胶得不到妥善的处理而污染环境。因此，对废旧橡胶制品进行绿色回收和利用，是一项节约资源、变废为 宝、保护环境的重大课题，也是世界各国政府保护环境、节约资源的基本国策。我国废橡胶的回收利用主要采用化学脱硫工艺技术生产再生胶，占回收废橡 胶的卯％以上，2007年我国生产再生胶195万吨，由于这种化学脱硫工艺是分 段间隙式，产生过程中会产生严重的二次污染，生产环境较差，而且生产的再生 胶质量只有新胶的50—60%，只能用于低档橡胶制品的生产。周建刚等在《再生资源和循环经济》2008, 1 (3)报道了常温塑化法生产丁基再生胶的方法，其常温塑化法再生工艺为(1)粗碎，将废丁基橡胶用机械方 法破碎成1 5mm规格胶块；(2)轧片，将破碎的废丁基橡胶胶块或胶粒用开 炼机轧成片状，然后再薄通，形成薄膜状，厚度为0.1 0.2mm; (3)脱硫，将薄 膜状废丁基橡胶与再生活化剂、软化剂进行混合、脱硫，用开炼机完成。再生活 化剂为N， N- 二甲酰二苯胺二硫化物、2, 2- 二硫化物(6-叔丁基对甲酚)等， 软化剂为松焦油、煤焦油等。丁基橡胶硫化胶脱硫无须高温加热， 一般在通常温 度条件下经开炼机轧炼完成；(4)出片，脱硫后，经轧炼出片即为再生胶。主要 设备有破胶机、搅拌机、开炼机及精炼机等。连永祥等在《沈阳化工学院学报》2000， 14 (3)报道了废胎面胶的De-link 再生工艺研究，方法是废橡胶经粉碎后得到10~40目胶粉，然后在常温、常压下把胶粉加入到可提供一定机械剪切作用的橡胶混炼设备(开炼机、密炼机、捏炼 机)中，最好是加入到精炼机或细碎机中，机械剪切lmin，使辊筒表面升温,然后 加入De-link再生剂，进行剪切混炼，使交联键断裂，10 12min，即可成为再生胶 料，这样得到的再生胶料通常是绉片状，不易包辊，且强度较低，门尼粘度较高。 庄学修在《橡胶工业》2001年第48巻报道一种新型再生胶的生产工艺，方 法是通过使少量专用化学处理剂和胶粉一起混炼薄通而制成具有塑，且与生胶有 良好相容性的新型再生胶。生产中所用的化学处理剂用量少且不需高温，对环境 无污染。徐惠彬等在《中国资源综合利用》2003， 9，报道了再生胶生产脱硫新工艺， 远红外直热式节能型脱硫新工艺。新工艺及装备的特点是远红外直热式节能型脱 硫罐，使用的远红外光波加热快，温度高，而且罐内是一个孔，底部无死角，脱 硫充分，炼胶容易，再生胶质量当然好，强力均能达ll一13kg/cm2之间。张卫昌、章于川在《特种橡胶制品》2008年2月第2巻第1期综述了废橡 胶再生12法方法一油法、水油法、高温高压动态脱硫再生法，油法是在废旧橡胶胶粉 中加入再生剂,并在1.5MPaX4 5h条件下脱硫，随后进行粉碎，捏炼，精炼，滤 胶，出片等制成成品。水油法利用胶粉在高温高压条件下可迅速溶胀，而且溶胀 程度较低压条件下大得多的性质。水油法与油法的主要区别在于脱硫阶段的不 同。高温高压动态脱硫法是国内20世纪80年代末90年代初出现的一种再生新 工艺，它取水油法和油法之长而弃之短。高温高压动态脱硫法是在高温高压和再 生剂作用下完成脱硫过程，此法脱硫温度高，且在脱硫过程中，物料始终处于运 动状态。上述方法的特点是切断硫键交联网点，引起橡胶主链键的氧化和部分 热裂解；二次污染较严重，生产效率低，能耗较大，目前我国基本上是采用的此类方法生产再生胶。方法二微生物脱硫法，日本和德国已有专利报道。这种方法是将废橡胶粉 碎到一定粒度后，将其放入含有噬硫细菌的溶液中,使其在空气中进行生化反应。 在噬硫细菌的作用下，橡胶粒子表面的硫键断裂,呈现再生胶性能,此种方法再生 费用很低，而且反应迅速，但采用此法，胶粉表层厚度约有几个微米脱硫，此时 硫黄从表层游离出来或者经反应生成硫酸，胶粒内部仍为交联橡胶状态。分解出的硫黄可以回收再利用。橡胶中的氧化锌和其他金属氧化物与硫黄一样，也可以从橡胶中分离出来，废旧橡胶中其他添加剂如炭黑、硬脂酸等仍留在再生胶中。据称,这种脱硫再生方法的费用很低,不使用化学药品,且迅速反应。此项技术距工业化生产还有一段距离。方法三力化学再生法，日本横滨橡胶公司与丰田中央研究所合作开发成功一种新的废橡胶再生技术。这种被称为"剪断流动场反应控制技术"的废胶再生方法，其特点是不使用化学药剂，只耗用电能和水即可进行废旧橡胶再生处理,通过给予废旧橡胶热能、压力、剪断力，使硫化胶的硫键(交联点)发生断裂，而成为性能稳定的新型再生胶。而传统的再生胶制造过程是通过化学药剂和热能使网状橡胶分子链发生断裂,此时橡胶的物理性能有很大降低。综上所述，目前废橡胶脱硫工艺大多采用化学脱硫工艺，主要不足为工艺 分段间隙式，生产过程开放式，脱硫过程较长，而且产生过程中会产生严重的二 次污染，生产环境较差，生产的再生胶性能不高；其他橡胶脱硫工艺尚没有工业 化实施。日本横滨橡胶公司与丰田中央研究所合作开发的力化学再生法没有具体 说明其工艺路线、装备以及脱硫气的处理，目前国外尚没有工业化生产的报道。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种在双螺杆橡胶脱硫反应装置中废橡胶绿色脱硫的工 艺技术和方法。实现所述目的的技术方案是将废橡胶颗粒经加料区加入双螺杆橡胶脱硫反应装置中，经压縮剪切区的高 温、高压和剪切能共同作用，使橡胶的交联健发生断裂，然后排气净化，再经过 双螺杆橡胶脱硫反应装置混炼区的混炼，生成性能稳定的新型再生胶。本专利技术适用的废橡胶原料为废轮胎橡胶、丁基橡胶、丁苯橡胶、三元乙丙 橡胶、乙丙橡胶、及其它们的混合胶。本专利技术的橡胶脱硫工艺过程是-(1) 废橡胶破碎把废橡胶破碎成一定的粒度，粒径为lmm—30目，对于不同类型的废橡胶， 需要的橡胶粒度有所区别，对于易脱硫的橡胶种类，其废橡胶粒径可以大些，反 之则废橡胶粒径就要小些。(2) 预处理对橡胶颗粒进行杂质处理，尤其是小金属和纤维杂质的处理，确保双螺杆橡 胶脱硫反应装置的正常运行。(3) 强制连续加料输送本专利技术的橡胶脱硫工艺为连续、密闭、胶粉流动状态下的剪切脱硫工艺，在 双螺杆橡胶脱硫反应装置的加料段采用多头螺杆强制、定量连续输送方式，加料区的压力由低到高，在0 2MPa下连续输送橡胶小颗粒，这样可在此区域内进 一步对胶粉颗粒进行粉碎细化，提高脱硫效率。(4) 剪切脱硫具有热能的橡胶颗粒在高压流动场区域内进行强力剪切，使硫化橡胶交联键 中能量较低的单硫健、多硫健发生断裂，达到脱硫目的，而对键能较高的C-本文档来自技高网...

【技术保护点】
废橡胶绿色脱硫工艺方法，其特征是将１ｍｍ－３０目的废橡胶颗粒加入双螺杆橡胶脱硫反应装置中进行剪切脱硫，然后把腐蚀和污染的气体及时从双螺杆橡胶脱硫反应装置中排出，并进行净化处理后再排放；剪切脱硫后的橡胶则再经过双螺杆橡胶脱硫反应装置的混炼，生成再生胶。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陶国良，张凯钧，陶宇，
申请(专利权)人：江苏工业学院，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]