一种轮胎橡胶的定向脱硫再生方法技术

本发明专利技术公开了一种轮胎橡胶的定向脱硫再生方法，在低温无氧环境条件下，以溶胀溶剂作为介质、硫醇类硫化物为脱硫剂对废旧轮胎橡胶进行脱硫再生处理，所述溶胀溶剂为超临界二氧化碳、超临界乙醇或能够很好溶解橡胶的有机溶剂。硫醇类硫化物为脱硫剂，通过有效的氧化还原反应对硫化橡胶中的S‑S键具有高效的选择性；通过溶胀溶剂促进脱硫剂更好的渗透到橡胶内部，保证轮胎橡胶内外解交联程度保持一致，保证在低温、隔氧的环境中短时间内实现轮胎橡胶的脱硫再生，在有效保护橡胶主链(C‑C)的前提下，最大程度地提高了轮胎橡胶的解交联程度，获得主链完整性高、高解交联度及高分子量的线性再生胶。

【技术实现步骤摘要】
一种轮胎橡胶的定向脱硫再生方法
本专利技术涉及轮胎橡胶再生
，特别涉及一种轮胎橡胶的定向脱硫再生方法。
技术介绍
汽车轮胎的橡胶组成主要是天然橡胶(NR)、顺丁橡胶(BR)、丁苯橡胶(SBR)等线性长链分子，经过硫磺硫化形成交联的三维网状结构，这种结构赋予橡胶以高弹性，使材料获得更好的强度、耐热性和耐溶剂性。正是由于这种结构，硫化橡胶具有很好的热稳定性和化学稳定性，难以降解。目前，再生胶生产中最关键的技术就是解交联工艺(脱硫工艺)，解交联(脱硫)既是将废旧橡胶中经交联反应形成的网状结构弹性体通过机械力、热氧、化学等方法使其交联键解聚，复原成线性大分子结构，具有塑性的可重新加工利用的再生橡胶。在解交联的过程中，交联键有一定的键能，因此，靠热氧使交联键断开，也需要一定的热能才能使其解聚，这也就是需要一定的温度和时间。C-C(脂肪族)键能约在334KJ/mol，C-S键能约在276KJ/mol，S-S键能约在317KJ/mol，键能相差并不大，在较高的温度下橡胶主链也会产生断键解聚，对S-S键、C-S键和C-C键的断裂不具备选择性，因此会导致主链断裂，处理后的再生胶分子量降低，性能不佳，利用领域有限，而且对环境污染严重。在解交联(脱硫)过程中，只能使温度保持在既能使交联键断裂又能保证橡胶主链不断裂之间(橡胶主键C-C的键能大于交联键的键能)，但在这种“低温”条件下，反应时间相应增长，且解交联程度有效，难以实现对轮胎橡胶的高效选择性脱硫再生。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种轮胎橡胶的定向脱硫再生方法，选择性催化断裂废旧橡胶中的S-S键，在低温条件下，实现对硫化轮胎橡胶的有效脱硫再生，提高对轮胎橡胶的解交联程度。本专利技术采用以下技术方案得以实现：一种轮胎橡胶的定向脱硫再生方法，在低温无氧环境条件下，以溶胀溶剂作为介质、硫醇类硫化物为脱硫剂对废旧轮胎橡胶进行脱硫再生处理，其中，所述溶胀溶剂为超临界二氧化碳、超临界乙醇或能够很好溶解橡胶的有机溶剂。进一步地，所述硫醇类硫化物为二硫代苏糖醇、二苯二硫醚、正己烷硫醇、异丙硫或二苯甲酰氨基二硫化物中的一种或几种。进一步地，在低温条件下，将所述脱硫剂与预处理后的轮胎橡胶进行机械剪切混合，剪切条件：转速1000-2000转/min，温度80-120℃，搅拌10-30min后停止加热继续搅拌，之后以20-80转/min的搅拌条件，冷却至至30℃放料。进一步地，使用超临界临界二氧化碳或乙醇为介质时，脱硫再生的反应条件为：反应温度140-200℃，反应压力8-18Mpa，反应时间1-6h，脱硫剂用量8-15％。更进一步地，使用超临界临界二氧化碳为介质时，脱硫再生的反应条件为：反应温度120-140℃，反应压力14-18Mpa，反应时间3-6h。更进一步地，使用超临界临界乙醇为介质时，脱硫再生的反应条件为：反应温度140-180℃，反应压力8-14Mpa，反应时间1-3h。进一步地，使用有机溶剂为介质时，脱硫再生的反应条件为：反应温度100-120℃，反应时间4-16h，脱硫剂用量8-15％。更进一步地，所述有机溶剂为正庚烷、环己烷、甲苯、二甲苯、石油醚、正丁醇、四氢呋喃或三氯甲烷中的一种或几种任意比的混合物。在本专利技术的一技术方案中，所述轮胎橡胶的定向脱硫再生方法，具体步骤如下：(1)将轮胎橡胶清洗干燥、磁选后，粉碎成不大于1cm×1cm的小块，将轮胎橡胶与脱硫剂混合，于80-120℃条件下剪切混合10-30min，得到混合料；(2)之后将混合料置于超临界二氧化碳/乙醇反应釜中，持续充入惰性气体排出反应釜内空气，之后关闭泄压阀，注入二氧化碳或乙醇，调节反应釜内压力在8-18Mpa，使二氧化碳气体或乙醇转化为超临界状态，并同时升温，温度不超过200℃；(3)保证反应釜内无氧环境，使得轮胎橡胶的S-S键、C-S键发生断裂，保护橡胶C-C主链的前提下，充分反应后泄压并降温，得到高解交联度的线性大分子再生橡胶。在本专利技术的另一技术方案中，所述轮胎橡胶的定向脱硫再生方法，具体步骤如下：(1)将轮胎橡胶清洗干燥、磁选后，粉碎成不大于1cm×1cm的小块，将轮胎橡胶与脱硫剂混合，于80-120℃条件下剪切混合10-30min，得到混合料；(2)之后将混合料置于反应釜中，加入橡胶质量2-5倍的有机溶剂，持续充入惰性气体排出反应釜内空气，保证反应釜内无氧环境，同时升温至100-120℃，溶胀反应30-80min；(3)保证反应釜内无氧环境，脱硫反应4-16h，使得轮胎橡胶的S-S键、C-S键发生断裂；(4)通过过滤、真空热烘去除产物中有机溶剂，得到高解交联度的线性大分子再生橡胶。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：1、以硫醇类硫化物为脱硫剂，其在较低温度下具有良好的选择性还原活性，通过有效的氧化还原反应对硫化橡胶中的S-S键具有高效的选择性，在有效保护橡胶主链(C-C)的前提下，提高对轮胎橡胶的选择性解交联程度。2、在超临界状态下的二氧化碳或乙醇、有机溶剂为介质，对轮胎橡胶进行充分溶胀，促进脱硫剂更好的渗透到橡胶内部，实现对轮胎橡胶内外的同步解交联，使轮胎橡胶颗粒内外解交联程度保持一致，保证在低温短时间内实现轮胎橡胶的脱硫再生。3、在本专利技术方法中解交联过程在低温、隔绝氧气的环境中进行，避免氧气在硫化橡胶解交联过程中参与反应，使解交联后的橡胶再次发生交联，导致了再生胶分子量下降的问题发生，最大程度地提高了轮胎橡胶的解交联程度，获得主链完整性高、高解交联度及高分子量的线性再生胶。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。下面详细描述本专利的实施例，下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。实施例1一种轮胎橡胶的定向脱硫再生方法，具体步骤如下：(1)将轮胎橡胶清洗干燥、磁选后，粉碎成不大于1cm×1cm的小块，将轮胎橡胶与8％的脱硫剂-二硫代苏糖醇混合，于温度80-120℃、转速1000-2000转/min的条件下剪切混合10-30min，之后后停止加热继续搅拌，以20-80转/min的搅拌条件，冷却至30℃放料得到混合料；(2)之后将混合料置于超临界二氧化碳反应釜中，持续充入惰性气体排出反应釜内空气，之后关闭泄压阀，注入二氧化碳，调节反应釜内压力在15Mpa，使二氧化碳气体转化为超临界状态，并同时升温至120℃；(3)保证反应釜内无氧环境，使得轮胎橡胶的S-S键、C-S键发生断裂，充分反应5h后泄压并降温，得到高解交联度的线性大分子再生橡胶。实施例2一种轮胎橡胶的定向脱硫再生方法，具体步骤如下：(1)将轮胎橡胶清洗干燥、磁选后，粉碎成不大于1cm×1cm的小块，将轮胎橡胶与8％的脱硫剂-二硫代苏糖醇混合，于温度80-120℃、转速1000-2000转/min的条本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轮胎橡胶的定向脱硫再生方法，其特征在于，在低温无氧环境条件下，以溶胀溶剂作为介质、硫醇类硫化物为脱硫剂对废旧轮胎橡胶进行脱硫再生处理，其中，所述溶胀溶剂为超临界二氧化碳、超临界乙醇或能够很好溶解橡胶的有机溶剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种轮胎橡胶的定向脱硫再生方法，其特征在于，在低温无氧环境条件下，以溶胀溶剂作为介质、硫醇类硫化物为脱硫剂对废旧轮胎橡胶进行脱硫再生处理，其中，所述溶胀溶剂为超临界二氧化碳、超临界乙醇或能够很好溶解橡胶的有机溶剂。


2.根据权利要求1所述的一种轮胎橡胶的定向脱硫再生方法，其特征在于，所述硫醇类硫化物为二硫代苏糖醇、二苯二硫醚、正己烷硫醇、异丙硫或二苯甲酰氨基二硫化物中的一种或几种。


3.根据权利要求2所述的一种轮胎橡胶的定向脱硫再生方法，其特征在于，在低温条件下，将所述脱硫剂与预处理后的轮胎橡胶进行机械剪切混合，剪切条件：转速1000-2000转/min，温度80-120℃，搅拌10-30min后停止加热继续搅拌，之后以20-80转/min的搅拌条件，冷却至30℃放料。


4.根据权利要求3所述的一种轮胎橡胶的定向脱硫再生方法，其特征在于，使用超临界临界二氧化碳或乙醇为介质时，脱硫再生的反应条件为：反应温度140-200℃，反应压力8-18Mpa，反应时间1-6h，脱硫剂用量8-15％。


5.根据权利要求4所述的一种轮胎橡胶的定向脱硫再生方法，其特征在于，使用超临界临界二氧化碳为介质时，脱硫再生的反应条件为：反应温度120-140℃，反应压力14-18Mpa，反应时间3-6h。


6.根据权利要求4所述的一种轮胎橡胶的定向脱硫再生方法，其特征在于，使用超临界临界乙醇为介质时，脱硫再生的反应条件为：反应温度140-180℃，反应压力8-14Mpa，反应时间1-3h。


7.根据权利要求3所述的一种轮胎橡胶的定向脱硫再生方法，其特征在于，使用有机溶剂为介质时，脱硫再生的反应条件为：反应温度100-120℃...

【专利技术属性】
技术研发人员：高玉斌，
申请(专利权)人：北京克林泰尔环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11