一种废橡胶再生工艺及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种废橡胶再生工艺及其制备方法，本发明专利技术中使用的组分及含量为按重量份数计，废橡胶100份，植物油2‑3份，植物酯2‑3份，解联剂3‑4份，特效活化剂2‑3份和促进剂4‑6份，重量分数为0.1‑0.2的木质素，并通过控制植物油与植物脂以及植物油与木质素的质量比，使制备的再生胶具有优异的物理机械性能和加工性能，本发明专利技术还提供了一种废橡胶再生的制备方法，该方法采用低温串联式连续剪切混炼加精炼的串联式组合装备再生废橡胶，代替传统高温高压下的反应釜，采用机械解联与化学解聚相结合的再生工艺技术，选择性断裂键能较弱的交联键，避免橡胶分子主链断裂，实现了废橡胶在低温条件下强力环保高效再生。

【技术实现步骤摘要】
一种废橡胶再生工艺及其制备方法
本专利技术涉及橡胶
，特别涉及一种废橡胶再生工艺及其制备方法。
技术介绍
我国是橡胶资源的消费大国，同时又是橡胶资源十分匮乏的国家。中国橡胶资源消费量约为世界橡胶消费量的24％，而我国自产的橡胶资源不到10％，再生胶的生产可以弥补橡胶资源的不足，实现橡胶资源高值化循环利用。当前再生胶产业面临的最大难题是高能耗低产出，二次污染严重。近年来虽不断进行再生技术革新，但始终未能摆脱高耗低能，产生废气废液有害物质造成环境的生产现状。如中国专利200610015149.2公开了一种橡胶再生利用的生产方法，将废旧轮胎用机械粉碎机粉碎至50目以下，然后分离轮胎中的化纤及钢丝段落，再将粉碎橡胶颗粒放入不锈钢筒内，与油脂分解剂搅拌动态脱硫，加压至20-25公斤，加热至250℃，放置5小时，筒内废气由酸碱中和后排放至大气。又如中国专利200610015149.2公开了一种硅硫化橡胶再生胶的制造方法，工艺流程为废旧硫化橡胶经除杂、水洗、干燥、切块、粉碎、再生工序、精炼工序、过滤得到再生橡胶，其中再生工序温度为400-500℃，但其工艺较复杂，采用高温再生工艺增加了生产能耗，同时产生的废气废液难以处理。专利CN200810141379.2公开了一种废旧橡胶再生工艺，该方法是按以下步骤进行的：(1)胶粉制取：废旧橡胶经除杂、破碎、粉碎、磁选工序制得胶粉成品，(2)混炼：将胶粉成品及占胶粉重量2-5％的废旧橡胶再生剂投入到密炼机的料斗内，在500-1000转/分的转速下混炼；(3)脱硫再生：待胶粉温度升至80-120℃后，密炼6-8分钟使胶粉脱硫再生；(4)精炼：将粉脱硫再生后的胶粉直接送入开炼机进行挤压，然后再送入螺杆滤胶挤出机，通过滤胶挤出机机头的多孔板上的滤网后再进行精炼得到橡胶板。本专利技术方法具有高效、节能、无污染等优点，但其对密炼机转速等工艺要求性较高，且再生质量有待提升。在橡胶再生生产过程中需要对废橡胶进行粉碎处理，针对现有再生工艺，粉碎粒度越小，越有利于生产，再生工艺进行的越彻底，但是废橡胶粉碎越彻底消耗的能量越高，越不利于环境保护，如中国专利申请2014100399882中公开的一种环保型丁基再生胶的生产方法，在生产过程中将废旧丁基粉碎至细度在0.4mm以下。中国专利申请201510714323.1涉及低温脱硫制备再生胶
，尤其是一种废旧轮胎低温脱硫制备再生胶的方法，通过将废旧轮胎经过乙醇处理后，再加入吐温80，采用微波辐射处理，使得废旧轮胎中的S-S键和S-C键的键能得到了降低，并且使得轮胎胶块中的胶体分子以及S-S键、S-C键的活化能降低，再结合澄清石灰水加入后的高速搅拌以及地沟油加入后的低温处理，使得废旧轮胎中的含硫成分的分子活化能大幅度的降低，提高了后续脱硫的效率，在结合粉碎、磁选、研磨步骤的处理，再结合超声催化处理，以及氧化锌、乙酸的加入，使得对废旧轮胎中的脱除率较高，并且在脱硫过程中的能耗较低，使得再生胶的拉伸强度和拉断伸长率大幅度提高，但该方法工艺较为复杂，采用微波辐射处理成本较高，一般实验条件很难实现。中国专利申请201210331672.1公开一种连续低温高剪切制备再生胶的方法，属废旧橡胶循环再利用领域。所述制备方法是利用两台或多台串联的螺杆挤出机，将经预处理的废胶粉，在多台挤出机连续的低温高剪切作用下，破碎废橡胶的三维交联网络，得到制备的再生胶。所用设备为两台或多台串联的螺杆挤出机，其工艺流程简单、脱硫温度低，具有节能、环保、连续、产品质量稳定性高的优点，但必须用高速搅拌机进行均匀混合搅拌，并且对设备要求较高。中国专利申请201410180718.3涉及一种废橡胶低温连续再生装置及工艺方法，包括依顺序连接的密炼机、双螺杆挤出机和开炼机，密炼机的出料口与双螺杆挤出机的入料口相连、双螺杆挤出机的出料口处装有输送胶料的输送带、输送带末端设有开炼机；工艺步骤包括(1)粉碎解联：将废橡胶粉加入到密炼机中，转子转速控制在30-40转/分钟，密炼1.5-2分钟，加入再生剂及助剂，转子转速控制在40-50转/分钟，混炼1.5-2分钟；(2)解联捏合：胶粉输送至双螺杆挤出机，螺杆转速控制在30-50转/分钟强化剪切联解；(3)输送；(4)精炼；本专利技术的有益效果是生产工序简易、生产效率高、再生胶力学性能较高且整个过程低温无污染。但未公开利用齿轮泵进行过滤，从而增加胶料均匀性和塑化解联效果的技术方案，也未公开含有多种活性官能团，从而促进再生过程中橡胶大分子链之间以及橡胶分子链与硫键的解交联的再生解联剂配方。为了解决上述问题，提供一种更加高效、节能、环保，并且进一步提高废橡胶再生性能的再生工艺方法十分必要。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术旨在提供一种节能降耗、高效环保，提高废橡胶再生物理性能和加工性能的工艺方法，并能提高再生胶的使用性能，拓宽再生胶应用领域。本专利技术提供了一种废橡胶再生工艺，有以下重量份的组分组成：废橡胶100份，植物油2-3份，植物酯2-3份，解联剂3-4份，特效活化剂2-3份和促进剂4-6份。上述废橡胶再生工艺，所述串联式组合装备包括：串联式密炼机上游为剪切型转子，下游为啮合型转子，两种转子的转速都采用1：1的速比，所述下侧密炼室容积为上侧密炼室容积的1.5倍；同向双螺杆挤出机采用组合式螺杆元件，长径比为16:1，组合式螺杆元件包括输送螺纹元件、剪切螺纹元件、啮合螺纹元件、反向输送增压元件等，各种螺纹元件可根据加工废橡胶种类、性能的不同而排列不同的顺序，所述滤胶机采用速比为1：1的双人字齿形的齿轮相互啮合来剪切、增压泵送胶料，并通过齿轮泵内的滤网过滤胶料内的杂质，进一步增强废橡胶的解联塑化效果，所述废橡胶为废胎面橡胶或废轮胎橡胶，所述上述组分还包括按重量份计0.1-0.2份的木质素。优选地，一种废橡胶再生工艺，有以下重量份的组分组成：废橡胶100份，植物油2.2-3份，植物酯2.2-3份，解联剂3.2-4份，特效活化剂2.3-3份，促进剂4.5-6份和木质素0.13-0.2份。更优选地，一种废橡胶再生工艺，有以下重量份的组分组成：废橡胶100份，植物油2.5-3份，植物酯2.5-3份，解联剂3.5-4份，特效活化剂2.5-3份，促进剂4.5-6份和木质素0.15-0.2份。进一步优选地，一种废橡胶再生工艺，有以下重量份的组分组成：废橡胶100份，植物油2.8-3份，植物酯2.8-3份，解联剂3.8-4份，特效活化剂2.8-3份，促进剂5-6份和木质素0.18-0.2份。在一个具体实施方案中，一种废橡胶再生工艺及其制备方法，由以下重量份的各组分组成：废橡胶100份，植物油2.5份，植物酯2.5份，解联剂3.5份，特效活化剂2.5份、促进剂5份和木质素0.15份。在另一个具体实施方案中，一种废橡胶再生工艺及其制备方法，由以下重量份的各组分组成：废橡胶100份，植物油2份，植物酯2份，解联剂3份，特效活化剂2份，促进剂6份和木质素0.1份。在一个优选实施方案中，一种废橡胶再生工艺及其制备方法，由以下重量份的各组分组成：废橡胶100份，植物油2.5份，植物酯2.5份，解联剂3.5份，特效活化剂2份，促进剂5份和木质素0.1份。上述植物油可选自橘皮油、柠檬皮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种废橡胶再生工艺，其特征在于：所述再生工艺在串联式组合装备中实现，包括以下重量份的组分：废橡胶100份，植物油2‑3份，植物酯2‑3份，解联剂3‑4份，特效活化剂2‑3份和促进剂4‑6份。

【技术特征摘要】
1.一种废橡胶再生工艺，其特征在于：所述再生工艺在串联式组合装备中实现，包括以下重量份的组分：废橡胶100份，植物油2-3份，植物酯2-3份，解联剂3-4份，特效活化剂2-3份和促进剂4-6份。2.根据权利要求1所述的再生工艺，其特征在于：所述串联式组合装备包括：串联式密炼机上游为剪切型转子，下游为啮合型转子，两种转子的转速都采用1：1的速比，所述下侧密炼室容积为上侧密炼室容积的1.5倍；同向双螺杆挤出机采用组合式螺杆元件，长径比为16:1，组合式螺杆元件包括输送螺纹元件、剪切螺纹元件、啮合螺纹元件、反向输送增压元件，各种螺纹元件能根据加工废橡胶种类、性能的不同而排列不同的顺序，所述滤胶机采用速比为1：1的双人字齿形的齿轮相互啮合来剪切、增压泵送胶料，所述废橡胶为废胎面橡胶或废轮胎橡胶，所述上述组分还包括按重量份计0.1-0.2份的木质素。3.根据权利要求1或2所述的再生工艺，其特征在于：包括以下重量份的组分：废橡胶100份，植物油2.2-3份，植物酯2.2-3份，解联剂3.2-4份，特效活化剂2.3-3份，促进剂4.5-6份和木质素0.13-0.2份。4.根据权利要求3所述的再生工艺，其特征在于：包括以下重量份的组分：废橡胶100份，植物油2.5份，植物酯2.5份，解联剂3.5份，特效活化剂2.5份、促进剂5份和木质素0.15份。5.根据权利要求4所述的再生工艺，其特征在于：上述植物油为橘皮油、柠檬皮油、橙子皮油和柚子皮油的一种或几种的混合物；上述植物酯为柠檬酸三丁酯、柠檬酸三辛酯、乙酰柠檬酸三丁酯和乙酰柠檬酸三辛酯中的一种或几种；上述解联剂为二硫代氨基甲酸锌盐、疏基苯并噻唑、四乙烯五胺中的一种或几种的混合物；上述特效活化剂为特效活化剂580；上述促进剂为六次甲基四胺。6.根据权利要求5所述的再生工艺，其特征在于：上述植物油和植物酯的重量比为1:1；植物油与木质素的质量比为10-30:1。7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭磊，张鲁琦，王晓睿，汪传生，翟天剑，王波，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37