一种回收利用废旧轮胎制备轮胎橡胶材料的方法技术

本发明专利技术公开了一种回收利用废旧轮胎制备轮胎橡胶材料的方法，以废旧轮胎为原料，先挤压破碎形成胶块和除胶块外的废料，再将除胶块外的废料中的钢丝去除，进行高温裂解，回收高温裂解产生的炭黑和尾气，将高温裂解尾气在催化剂的作用下加热形成碳纳米管团簇物，再与胶块粉碎形成的胶粉、高温裂解产生的炭黑混合，经过高温鞣制形成轮胎橡胶材料。通过本发明专利技术的方法制得的轮胎橡胶材料具有优良的性能，可以作为制备二次轮胎的原料，达到减轻废旧轮胎回收过程中的污染、减少资源浪费、降低成本的目的。的。

【技术实现步骤摘要】
一种回收利用废旧轮胎制备轮胎橡胶材料的方法


[0001]本专利技术涉及轮胎橡胶材料
，尤其涉及一种回收利用废旧轮胎制备轮胎橡胶材料的方法。

技术介绍

[0002]现代社会的交通运输业高度发达，汽车已经成为人们出行必备的交通工具。目前我国汽车保有量2.81亿辆、全球汽车保有量14.46亿辆，与之相关的轮胎产业一并高度发达，仅我国中策集团年产轮胎5500万套，相应的轮胎使用寿命10年10万公里，每年需要更换的废旧轮胎数量庞大。
[0003]在美国，废旧轮胎回收再利用成为一项政府支持的产业，由于废旧轮胎回收技术的落后，美国政府直接给予补贴，将废旧轮胎回收基地转移到其他国家，将回收过程造成的污染转移出去。在日本，废旧轮胎的回收技术同样落后、回收价值不高，更换后的废旧轮胎堆积如山，相关废旧轮胎直接免费输送给他国。全球废旧轮胎数量及其庞大，同时随着汽车产业的快速发展，相关废旧轮胎数量逐年增加，废旧轮胎回收再利用已经成为一项迫在眉睫的任务。
[0004]目前，废旧轮胎回收技术比较落后，除了回收胶粉和钢丝之外，基本都是采用高温裂解或者直接焚烧的方式进行，资源回收程度不高，且污染严重。而且，回收胶粉的性能远远不能满足制备轮胎的原料的要求，因此不能直接作为制备轮胎的原料，需要加入大量填料、抗静电剂等助剂，这也大大提高了回收胶粉资源再利用的成本。为了减轻废旧轮胎回收过程中的污染，减少资源浪费，并且降低成本，本专利技术提出了一种回收利用废旧轮胎制备轮胎橡胶材料的方法。

技术实现思路

[0005]基于背景技术存在的技术问题，本专利技术提出了一种回收利用废旧轮胎制备轮胎橡胶材料的方法。
[0006]本专利技术提出的一种回收利用废旧轮胎制备轮胎橡胶材料的方法，包括以下步骤：
[0007]S1、将废旧轮胎破碎，分离得到胶块和除胶块以外的废料；
[0008]S2、将S1得到的胶块粉碎，得到胶粉；
[0009]S3、将S1得到的除胶块以外的废料中的钢丝除去，得到裂解原料；将所述裂解原料在惰性气体保护下进行高温裂解，将裂解产生的固体物质进行筛分，得到炭黑；将裂解产生的尾气送入反应装置中，在催化剂的作用下加热反应，得到碳纳米管团簇物；
[0010]S4、将S3得到的炭黑粉碎后，将得到的炭黑粉体与S2得到的胶粉、S3得到的碳纳米管团簇物按一定比例混合，进行高温鞣制，即得。
[0011]优选地，S1中，将废旧轮胎破碎的方法为机械挤压破碎。
[0012]优选地，S2中，胶粉的粒径为0.3
‑
2mm。
[0013]优选地，S3中，高温裂解的温度为800
‑
1350℃。
[0014]在本专利技术中，除胶块以外的废料包括粘附有胶粒的钢丝、纤维绳、纤维布。优选地，S3中，将S1得到的除胶块以外的废料中的钢丝除去的具体方法可以为：将粘附有胶粒的钢丝于190
‑
230℃下加热处理25
‑
35min，除去钢丝，收集熔融脱落的胶粒，将胶粒与纤维绳、纤维布混合得到裂解原料；其中，钢丝可以通过下述方法回收：将钢丝排入压合机械中，压成废金属块进行回收。
[0015]在本专利技术中，高温裂解过程中还会产生裂解油，可以将裂解油进行收集回收。
[0016]优选地，S3中，催化剂为纳米氧化铁与纳米氧化铜的混合物；其中，纳米氧化铁的质量占催化剂总质量的65
‑
80％，余量为纳米氧化铜。
[0017]优选地，S3中，催化剂的用量为裂解原料质量的3
‑
7.2％。
[0018]优选地，S3中，加热反应的温度为550
‑
730℃，反应时间为20
‑
40min。
[0019]在本专利技术中，裂解产生的尾气的主要成分包括甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、乙炔、戊烷、氮气、一氧化碳、二氧化碳等。将以上裂解尾气通入反应装置中，在催化剂作用下连续生成碳环晶核并沿晶生长，形成碳纳米管团簇体材料；随着反应的进行，部分碳环形成后并不能实现沿经生长，最终生长成为炭黑粒子。因此，S3得到的碳纳米管团簇物中包括碳纳米管团簇体材料和杂质，这些杂质包括炭黑粒子、催化剂金属氧化物和金属粒子。现有技术中需要对其进行后续酸洗、纯化、粒径筛分等工序，得到纯化后、粒径合适的碳纳米管应用。本专利技术直接将碳纳米管团簇物应用于轮胎橡胶材料的制备，既实现了对裂解尾气的资源化利用，显著提高了轮胎的使用寿命，又避免了后续的工艺步骤，降低了成本。
[0020]在本专利技术中，在将裂解尾气通入反应装置之前，需要通入惰性气体置换反应装置中的气体并充满反应装置。
[0021]在本专利技术中，裂解尾气在催化剂下加热的产物除碳纳米管团簇物以外，还包括氢气。其回收方法可以是：将氢气与反应装置中惰性气体的混合气体排出至气体收集装置中，在气体分离膜的作用下分离得到惰性气体和氢气。
[0022]优选地，S4中，炭黑粉体的粒度为3
‑
5μm。
[0023]优选地，S4中，炭黑粉体与S2得到的胶粉、S3得到的碳纳米管团簇物的质量比为(1
‑
2):100:(0.2
‑
1)。
[0024]优选地，S4中，高温鞣制的步骤为：在惰性气体保护下，于120
‑
150℃下加热搅拌30
‑
40min，然后轧制10
‑
20min，得到胶体。
[0025]一种以废旧轮胎作为原料制备的轮胎橡胶材料，由所述的制备方法制得。
[0026]本专利技术的有益效果如下：
[0027]本专利技术以废旧轮胎为原料，先挤压破碎形成胶块和除胶块外的废料，再将除胶块外的废料中的钢丝去除，进行高温裂解，回收高温裂解产生的炭黑和尾气，将高温裂解尾气在催化剂的作用下加热形成碳纳米管团簇物，再与胶块粉碎形成的胶粉、高温裂解产生的炭黑混合，经过高温鞣制形成轮胎橡胶材料。通过本专利技术的方法制得的轮胎橡胶材料具有优良的性能，可以作为制备二次轮胎的原料，达到减轻废旧轮胎回收过程中的污染、减少资源浪费、降低成本的目的。
具体实施方式
[0028]下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。
[0029]实施例1
[0030]一种回收利用废旧轮胎制备轮胎橡胶材料的方法，包括以下步骤：
[0031]S1、将废旧轮胎在辊压破碎机上进行辊压破碎，分离得到胶块和除胶块以外的废料，其中除胶块以外的废料包括粘附有胶粒的钢丝、纤维绳、纤维布；
[0032]S2、将S1得到的胶块粉碎，得到粒径为0.3
‑
2mm的胶粉；
[0033]S3、将S1得到的粘附有胶粒的钢丝于190℃下加热处理25min，除去钢丝，收集熔融脱落的胶粒，将胶粒与S1得到的纤维绳、纤维布混合得到裂解原料；将裂解原料在氮气保护下，于1000℃下进行高温裂解，将裂解产生的固体物质进行筛分，得到炭黑；将裂解产生的尾气送入充满氮气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种回收利用废旧轮胎制备轮胎橡胶材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将废旧轮胎破碎，分离得到胶块和除胶块以外的废料；S2、将S1得到的胶块粉碎，得到胶粉；S3、将S1得到的除胶块以外的废料中的钢丝除去，得到裂解原料；将所述裂解原料在惰性气体保护下进行高温裂解，将裂解产生的固体物质进行筛分，得到炭黑；将裂解产生的尾气送入反应装置中，在催化剂的作用下加热反应，得到碳纳米管团簇物；S4、将S3得到的炭黑粉碎后，将得到的炭黑粉体与S2得到的胶粉、S3得到的碳纳米管团簇物按一定比例混合，进行高温鞣制，即得。2.根据权利要求1所述的回收利用废旧轮胎制备轮胎橡胶材料的方法，其特征在于，S1中，将废旧轮胎破碎的方法为机械挤压破碎。3.根据权利要求1所述的回收利用废旧轮胎制备轮胎橡胶材料的方法，其特征在于，S3中，高温裂解的温度为800
‑
1350℃。4.根据权利要求1所述的回收利用废旧轮胎制备轮胎橡胶材料的方法，其特征在于，S3中，催化剂为纳米氧化铁与纳米氧化铜的混合物；其中，纳米氧化铁的质量占催化剂总质量的65
‑
80％，余量为纳米氧化铜。5.根据权利要求1所述的回收利用废旧轮胎制备轮胎橡胶材料的方法，其特征在于，S3中，催化剂的用量为裂解原料质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永康，张伟，鲍鹏，吴宗国，黄云辉，
申请(专利权)人：宜春国轩电池有限公司，
类型：发明
国别省市：