本发明专利技术公开了一种超临界CO2辅助废旧橡胶臭氧断硫再生工艺，将废旧轮胎经自动化联动破碎线破碎分离得到的20‑50目的胶粉送入同向全啮合双螺杆挤出机中进行混炼塑化和预热，并在双螺杆挤出机后半段通入超临界CO2，使得预热塑化胶粉受到超临界CO2的强渗透和溶胀作用，然后在螺旋输送过程中，采用臭氧发生装置发出臭氧作用于溶胀的塑化胶粉，溶胀的塑化胶粉受到臭氧化作用选择性的破坏了其交联网络结构，实现了其选择性断硫再生，接着经螺杆挤出机完全断硫并挤出成型，最后经后处理得到绿色环保粒状再生橡胶包装入库。本发明专利技术整个再生过程无需添加任何化学助剂，得到产品绿色环保且性能优越。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及废旧橡胶再生工艺领域，具体是一种超临界CO2辅助废旧橡胶臭氧断硫再生工艺。
技术介绍
我国作为废旧轮胎的产生大国，大量的废旧轮胎的堆积不易降解对周围的环境造成了严重的危害。为了解决这一危害，生产再生橡胶成为了我国处理废旧轮胎的主要方式，其原理为通过物理或化学方法破坏其中的三维网络结构，恢复其加工性能的过程，目前再生方法很多如机械法、热降解法、超声波法、化学法、微波法、生物法等，但这些方法在破坏其交联网络结构的同时还一定程度造成了大分子主链的断裂。鉴于臭氧能在聚合物表面产生快速均匀的反应，且设备简单、成本低廉，因此臭氧化处理在聚合物及其衍生物的表面改性中应用十分广泛。不饱和聚异戊二烯橡胶和丁腈橡胶在臭氧作用下易降解。采用臭氧对硫化胶粉进行表面氧化和功能化，在短时间、轻微臭氧化作用后，处理后的胶粉仅表明呈酸性和亲水性，然而研究检测结构表明臭氧对硫化胶粉进行长时间氧化可选择性破坏其交联网络结构且几乎不产生低分子量物质，处理后胶粉可热压片，但该方法缺点还未能实现连续化生产。超临界CO2流体集气体、液体优点于一身，具备优异的扩散能力、溶解性、导热能力，同时具有无毒、阻燃、化学惰性、临界点温和、廉价易得等优势。为了能够在无污染的情况下得到高性能的复原再生橡胶产品，以同向全啮合双螺杆挤出机、超临界CO2、臭氧化及螺杆挤出机组合，充分发挥四者优势，形成一种新型绿色、连续断硫再生技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，结合同向全啮合双螺杆挤出机的混炼塑化和自清洁作用、超临界CO2的强渗透和溶胀作用、臭氧的表面氧化选择性断硫作用及螺杆挤出机的强剪切和挤压作用四者协同作用，提供一种超临界CO2辅助废旧橡胶臭氧断硫再生工艺。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种超临界CO2辅助废旧橡胶臭氧断硫再生工艺，其特征在于：包括以下步骤：(1)、将废旧轮胎经自动化联动破碎线破碎分离，得到的20-50目的胶粉，再将20-50目的胶粉通过螺旋给料装置螺旋输送入同向全啮合双螺杆挤出机中进行混炼塑化和预热，得到预热的塑化胶粉，并在同向全啮合双螺杆挤出机后半段通入超临界CO2，使得预热的塑化胶粉受到超临界CO2的强渗透和溶胀作用；(2)、螺旋输送步骤(1)中得到的经超临界CO2强渗透和溶胀的塑化胶粉，螺旋输送过程中，无需任何化学助剂，仅采用臭氧发生装置发出臭氧作用于溶胀的塑化胶粉，溶胀的塑化胶粉受到臭氧化作用选择性的破坏了塑化胶粉自身交联网络结构，未产生低分子量物质，实现了其选择性断硫再生，并得到再生橡胶；(3)、将步骤(2)中得到的断硫再生的橡胶经排料阀送入螺杆挤出机中，经过螺杆输送到螺杆挤出机机头进行完全断硫并挤出成型，最后经后处理得到绿色环保粒状再生橡胶产品并包装入库。所述的一种超临界CO2辅助废旧橡胶臭氧断硫再生工艺，其特征在于：步骤(1)中，螺旋给料装置给料速度控制在10-30g/min；同向全啮合双螺杆挤出机转速控制在50-100r/min之间，工作温度控制在70℃左右，工作时间控制在2-5min之间；超临界CO2的注入速度控制在5-10g/min。所述的一种超临界CO2辅助废旧橡胶臭氧断硫再生工艺，其特征在于：步骤(2)中，臭氧发生装置通入的臭氧浓度10-15mg/L，流量为5-8L/min，温度控制在120℃左右。所述的一种超临界CO2辅助废旧橡胶臭氧断硫再生工艺，其特征在于：步骤(3)中，螺杆挤出机中螺杆转速控制在30r/min左右，挤出压力控制在5-7MPa之间，采用打蜡密封，制备得到的粒状再生橡胶产品质量为15-25g/个，密度1-1.18g/cm3。与已有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：本专利技术优点为：1、同向全啮合双螺杆挤出机具有更加优异的混炼塑化作用及良好的自清洁作用，超临界CO2优异的溶胀、传质和渗透性能，在超临界状态下溶胀废旧橡胶粉，加速增大橡胶的交联网络，起到传统意义上的软化剂的作用，同时该段上的加热装置也对胶粉起到预热作用。2、臭氧发生装置产生的臭氧对塑化胶粉的臭氧化作用可选择性破坏其交联网络结构，几乎不会使得胶粉降解而产生低分子量物质，在无需任何化学助剂的情况下，实现废旧橡胶粉选择性绿色断硫再生。3、螺杆挤出机挤出造粒或成型一方面确保未完全断硫再生的组分充分断硫再生，另一方面使其均匀混合后挤出得到绿色环保粒状再生橡胶成品，与传统高能耗、高污染炼胶机相比避免了无组织污染物难以控制的缺陷，节能环保。4、得到的颗粒状再生橡胶产品解决了传统块状再生橡胶堆放不易散热导致自燃、门尼粘度易回弹、产品力学性能下降等缺点。具体实施方式一种超临界CO2辅助废旧橡胶臭氧断硫再生新工艺，包括以下步骤：(1)、将废旧轮胎经自动化联动破碎线破碎分离得到的20-50目的胶粉，再将20-50目的胶粉通过给料装置螺旋输送入同向全啮合双螺杆挤出机中进行混炼塑化和预热，并在双螺杆挤出机后半段通入超临界CO2，使得预热塑化胶粉受到超临界CO2的强渗透和溶胀作用；(2)、螺旋输送步骤(1)中得到的溶胀的塑化胶粉，螺旋输送过程中，无需任何化学助剂且采用臭氧发生装置发出臭氧作用于溶胀的塑化胶粉，溶胀的塑化胶粉受到臭氧化作用选择性的破坏了其交联网络结构，未产生低分子量物质，实现了其断硫再生；(3)、将步骤(2)中螺旋输送并断硫再生的橡胶经排料阀送入螺杆挤出机中，经过螺杆输送到螺杆挤出机机头进行完全断硫并挤出成型，最后经后处理得到绿色环保粒状再生橡胶包装入库。步骤(1)中，给料装置给料速度控制在10-30g/min，双螺杆挤出机转速控制在50-100r/min之间，温度控制在70℃左右，工作时间控制在2-5min之间，超临界CO2的注入速度控制在5-10g/min。步骤(2)中，臭氧发生装置通入的臭氧浓度10-15mg/L，流量为5-8L/min，温度控制在120℃左右。步骤(3)中，螺杆挤出机中螺杆转速控制在30r/min左右，挤出压力控制在5-7MPa之间，采用打蜡密封，制备得到的粒状复原再生橡胶产品质量为15-25g/个，密度1-1.18g/cm3。本专利技术将废旧轮胎经自动化联动破碎线破碎分离得到的20-50目的胶粉送入同向全啮合双螺杆挤出机中进行混炼塑化和预热，并在双螺杆挤出机后半段通入超临界CO2，使得预热塑化胶粉受到超临界CO2的强渗透和溶胀作用，其中给料装置给料速度控制在10-30g/min，双螺杆挤出机转速控制在50-100r/min之间，温度控制在70℃左右，工作时间控制在2-5min之间，超临界CO2的注入速度控制在5-10g/min；然后在螺旋输送过程中，采用臭氧发生装置发出臭氧作用于溶胀的塑化胶粉，溶胀的塑化胶粉受到臭氧化作用选择性的破坏了其交联网络结构，实现了其断硫再生，其中臭氧发生装置通入的臭氧浓度10-15mg/L，流量为5-8L/min，温度控制在120℃左右；接着，经过螺杆输送到螺杆挤出机机头进行完全断硫并挤出成型，其中螺杆挤出机中螺杆转速在45r/min左右，挤出压力在4-8MPa之间；最后经打蜡密封等后处理得到质量为15-25g/个，密度1-1.18g/cm3绿色环保粒状再生橡胶包装入库。本专利技术制备的绿色环保粒状再生本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超临界CO2辅助废旧橡胶臭氧断硫再生工艺，其特征在于：包括以下步骤：（1）、将废旧轮胎经自动化联动破碎线破碎分离，得到的20‑50目的胶粉，再将20‑50目的胶粉通过螺旋给料装置螺旋输送入同向全啮合双螺杆挤出机中进行混炼塑化和预热，得到预热的塑化胶粉，并在同向全啮合双螺杆挤出机后半段通入超临界CO2，使得预热的塑化胶粉受到超临界CO2的强渗透和溶胀作用；（2）、螺旋输送步骤（1）中得到的经超临界CO2强渗透和溶胀的塑化胶粉，螺旋输送过程中，无需任何化学助剂，仅采用臭氧发生装置发出臭氧作用于溶胀的塑化胶粉，溶胀的塑化胶粉受到臭氧化作用选择性的破坏了塑化胶粉自身交联网络结构，未产生低分子量物质，实现了其选择性断硫再生，并得到再生橡胶；（3）、将步骤（2）中得到的断硫再生的橡胶经排料阀送入螺杆挤出机中，经过螺杆输送到螺杆挤出机机头进行完全断硫并挤出成型，最后经后处理得到绿色环保粒状再生橡胶产品并包装入库。
【技术特征摘要】
1.一种超临界CO2辅助废旧橡胶臭氧断硫再生工艺，其特征在于：包括以下步骤：（1）、将废旧轮胎经自动化联动破碎线破碎分离，得到的20-50目的胶粉，再将20-50目的胶粉通过螺旋给料装置螺旋输送入同向全啮合双螺杆挤出机中进行混炼塑化和预热，得到预热的塑化胶粉，并在同向全啮合双螺杆挤出机后半段通入超临界CO2，使得预热的塑化胶粉受到超临界CO2的强渗透和溶胀作用；（2）、螺旋输送步骤（1）中得到的经超临界CO2强渗透和溶胀的塑化胶粉，螺旋输送过程中，无需任何化学助剂，仅采用臭氧发生装置发出臭氧作用于溶胀的塑化胶粉，溶胀的塑化胶粉受到臭氧化作用选择性的破坏了塑化胶粉自身交联网络结构，未产生低分子量物质，实现了其选择性断硫再生，并得到再生橡胶；（3）、将步骤（2）中得到的断硫再生的橡胶经排料阀送入螺杆挤出机中，经过螺杆输送到螺杆挤出机机头进行完全断硫并挤出成型，最后经后处理得到绿色环保粒状再生橡...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐帆，蒋水金，黎广，张德舟，李婷，
申请(专利权)人：安徽世界村新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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