一种用于橡胶再生的环保再生剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种用于橡胶再生的环保再生剂及其制备方法，再生剂由活化剂、催化剂和软化剂均匀混合而成，三者质量比为0.5‑5:0.05‑0.3:100。将软化剂边搅拌边加热到70～130℃，搅拌3～5min；再加入活化剂，在80～120℃搅拌5～10min；然后加入催化剂，在90～130℃下搅拌8～15min；物料快速冷却至室温后，得到橡胶环保再生剂。可以通过调整配方，获得不同粘度的再生剂，无需改造现有设备即可使用。活化剂

An environmentally friendly regenerant for rubber regeneration and its preparation method

The invention provides an environmentally friendly regenerant for rubber regeneration and a preparation method thereof. The regenerant is uniformly mixed with an activator, a catalyst and a softener with a mass ratio of 0.5 to 5:0.05 to 0.3:100. The softener was heated to 70-130 C and stirred for 3-5 minutes while stirring, then activator was added to stir for 5-10 minutes at 80-120 C, then catalyst was added to stir for 8-15 minutes at 90-130 C, and the material was rapidly cooled to room temperature to obtain rubber environmental friendly regenerant. Recycling agents with different viscosities can be obtained by adjusting the formulation, and can be used without revamping existing equipment. Activator

【技术实现步骤摘要】
一种用于橡胶再生的环保再生剂及其制备方法
：本专利技术涉及一种用于橡胶再生的环保再生剂及其制备方法。属于废旧橡胶循环再利用领域。
技术介绍
：我国是世界上最大的橡胶消耗国，2014年废旧轮胎产生量1135万吨(3.15亿条)，并且以年均5％～6％的速度增长。如果不及时处理这些废旧轮胎，环境将遭到严重污染。目前再生橡胶的制备及应用成为我国废旧橡胶循环利用的主要方向，2016年我国再生胶产量达到460万吨。废旧橡胶的再生是指切断以S-S和C-S为主的交联网点，使其网状结构再回到具有塑性的准线性分子结构。通过化学键的键能差选择性的打断S-S键，在国内得到了广泛的应用，形成了以“高温高压动态脱硫”为主的脱硫再生工艺。一般将再生剂和水一起加入脱硫罐中，工作压力2.2MPa左右，工作温度220℃左右，脱硫时间2～3小时，泄压排料得到脱硫胶粉。高温高压存在严重的安全隐患，间歇操作生产率低；为了保证产量采用较大的罐体，搅拌转速慢，脱硫胶料不均匀，质量不稳定、波动大。同时，制备的脱硫胶粉需要经过精炼机多次剪切，才能有效改善加工性能，能耗居高不下；制备的再生胶存在门尼粘度反弹快的问题没有得到彻底解决，也一直困扰着再生胶生产企业。目前，国家已经明确彻底淘汰动态脱硫罐，采用绿色助剂替代煤焦油等有毒有害助剂。螺杆挤出机、螺旋塑化机等常压再生设备得到推广使用，实现了废胶粉的连续脱硫，脱硫配方和条件都发生了很大变化，但是开发适用于新工艺的活化剂、软化剂或催化剂等再生剂并未得到重视，一般仍沿用动态脱硫罐所使用的各种配方，越来越无法满足实际生产的需要。再生剂一般包括活化剂和软化剂两部分。在热或机械能作用下，活化剂能够攻击断裂S-S键、S-C键，同时又能封端硫化橡胶裂解产生的自由基结合，阻止断裂的橡胶分子链再次结合，起到了催化脱硫的目的。目前主要有酚类、硫醇、二硫化物和有机胺类，常用的活化剂主要是烷基苯酚硫化物，具有一定的毒性，并且大多是以生产橡胶助剂时的副产物为原料，成分复杂，导致产品不稳定，常温下多为深褐色粘稠液体，具有较浓的刺激性气味，不符合环保要求。由于现有再生剂再生效果差，效率低，在一定程度上限制了新设备的应用。连续高温常压脱硫机(CN103665428B)将混有再生剂的废橡胶通过脱硫机内的螺旋输送装置，实现废橡胶的连续、密闭脱硫再生。虽然在15～20min的反应时间内达到了连续脱硫的目的，但是脱硫温度最高达300℃，导致制备的中再生胶力学性能交较差。而CN103087349A(一种单螺杆热化学、强力剪切复合脱硫设备及其脱硫方法)通过在单螺杆机筒上添加销钉，调整螺纹元件，使得单螺杆出了保持热化学反应功能外，对脱硫的物料进行高剪切作用，强化热化学反应的脱硫效果。但是虽然能够加速脱硫，高剪切难以保证选择性断裂S-S键，容易破坏高分子主链引起力学性能的下降。目前行业内迫切需要一种环保高效的再生剂，实现废胶粉的连续脱硫再生，制备具有门尼粘度稳定，优异性能的再生胶产品。
技术实现思路
为了解决现有的再生剂效果较差、不环保的问题，本专利技术在分析再生剂的实际作用的基础上，明确了活化剂工作原理与再生胶门尼粘度反弹的关系，提供了一种用于橡胶再生的环保再生剂及其制备方法，再生剂包括均匀混合的再生活化剂、催化剂和软化剂，活化剂为结构通式是：的纯净物或混合物，R1为烃类化合物，R2为C1～C6的羟基或羧基，催化剂为金属盐类，活化剂、催化剂、软化剂的质量比为0.5-5:0.05-0.3:100。优选的催化剂是氯化铜、硬脂酸锌、氧化锌、甲基丙烯酸铜、硬脂酸钡、氢氧化镁中的一种或几种混合物。优选的软化剂是环保芳烃油、松焦油、妥尔油、环烷油、双戊烯、石蜡油、松香中的一种或几种的混合物。优选的再生剂制备工艺包含以下步骤：(1)将软化剂置于加热搅拌容器中，边搅拌边加热到70～160℃，搅拌3～5min；(2)再按比例加入活化剂，在80～120℃搅拌5～10min；(3)然后按比例加入催化剂，在60～130℃下搅拌8～15min；(4)停止加热，在5～60min内将物料冷却至室温后，制得环保橡胶再生剂。通过研究发现，常用的多烷基苯酚二硫化物的分解产物能够攻击S-S键、C-S键，但形成的—S·或C·自由基被封端后，在高温条件下还会有其他副反应，导致已经断裂封端的S-S键重新结合，从而导致活化剂的效果差。也导致精炼后制备的再生胶门尼粘度会逐渐升高，影响下游加工使用。在此基础上通过大量的理论分析和实验，优选出具有良好效果的含N-S键的化合物，合理设计分子结构的在催化剂的作用下，有效降低了N-S键键能，对-C·和-S·进行封端后不会产生任何副反应，使得活化剂在相对较低的温度下也能具有较高的效率。提供的再生剂具有如下优点；1、再生剂与橡胶相容性好，活化效果好，大幅减少了脱硫时间或降低脱硫温度，降低了能耗，满足了目前常压快速脱硫的需要；2、活化剂具有的部分官能团能够加速脱硫胶粉的精炼，即与现有活化剂制备的相同门尼粘度的脱硫胶粉相比，在较少的剪切下就能得到相同门尼粘度的再生胶，大幅减少了生产成本；3、通过活化剂、催化剂和软化剂的合理搭配，可以制备常温下不同粘度的再生剂，能够满足不同生产场景的需要，无需改进原有的设备；4、再生剂制备过程中无溶剂添加，无废水废气排放，无毒无味，符合环保要求，价格低廉；5、制备的再生胶性能优异，门尼粘度基本不反弹。具体实施方式：实施例1将100质量份的环保芳烃油置于加热搅拌容器中，加热到130℃，搅拌5min；加入0.6质量份的在110℃搅拌10min；然后加入0.07质量份的氯化铜，在120℃下搅拌9min；停止加热，在10min内将物料快速冷却至室温后，得到固体橡胶环保再生剂。实施例2将100质量份的松焦油置于加热搅拌容器中，边搅拌边加热到80℃，搅拌4min；加入1质量份的在100℃搅拌7min；然后加入0.1质量份的硬脂酸钡，在90℃下搅拌10min；停止加热，在60min内物料冷却至室温后，得到固体橡胶环保再生剂。实施例3将100质量份的环烷油置于加热搅拌容器中，边搅拌边加热到90℃，搅拌3min；加入5质量份的在100℃搅拌11min；然后加入0.3质量份的氢氧化镁，在90℃下搅拌10min；停止加热，在30min内物料冷却至室温后，得到液体橡胶环保再生剂。为了和目前常用的配方4进行比较，使用相同胶粉，按照配方1#、2#、3#和4#，在相同工艺条件下，制备再生胶。脱硫配方力学性能和门尼粘度反弹对比本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于橡胶再生的环保再生剂，其特征在于：包括均匀混合的活化剂、催化剂和软化剂，活化剂为结构通式是：

【技术特征摘要】
1.一种用于橡胶再生的环保再生剂，其特征在于：包括均匀混合的活化剂、催化剂和软化剂，活化剂为结构通式是：其中R1为烃类化合物，R2为C1～C6的羟基或羧基，催化剂为金属盐类，活化剂、催化剂、软化剂的质量比为0.5-5:0.05-0.3:100。2.根据权利要求1的所述的再生剂，其特征在于，催化剂是氯化铜、硬脂酸锌、氧化锌、甲基丙烯酸铜、硬脂酸钡、氢氧化镁中的一种或几种混合物。3.根据权利要求1的所述的再生剂，其特征在于，软...

【专利技术属性】
技术研发人员：戈风行，史金炜，陆涛，陈成杰，张植俞，刘晓博，任冬云，王杰，
申请(专利权)人：南京绿金人橡塑高科有限公司，宿迁绿金人橡塑机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32