CN111925558A - 废旧橡胶常温再生方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种废旧橡胶常温再生方法，该方法包括获取废旧轮胎破碎而成胶粉，将胶粉进行精炼形成网状的产品A，将产品A中加入还原剂进行搅拌，形成产品B，将产品B精炼形成产品C，以及将产品C中加入引发剂进行捏练，形成产品D，并将产品D精炼得到再生胶成品。本发明所述的废旧橡胶常温再生方法，可在常温下进行废旧橡胶的再生，且其无废水、废气产生，生产效率高，且节能环保。
Description
技术领域
本发明涉及废橡胶再生技术领域，特别涉及一种废旧橡胶常温再生方法。
背景技术
在我国每年有大量的废旧橡胶制品被当废品和垃圾处理，不仅污染环境，而且也会造成大量的资源浪费。近些年，将废旧橡胶制品回收再生，实现废旧橡胶制品的循环利用，已成为众多企业的研发方向，通过废旧橡胶的再生循环，既可解决环境污染问题，又能够实现资源利用率最大化，因而其也得到了国家的大力提倡。
现有的废旧橡胶做成再生胶，其再生方法有水油法、油法、高温动态脱硫法、螺杆挤出脱硫发、微波脱硫法以及远红外线脱硫法等。上述这些方法均可实现废旧橡胶的再生利用，但其都需要在一定的温度、压力下进行，且有些方法的工艺时间较长，甚至一些方法还会产生废水、废气，从而二次污染环境。
因此，有必要研究一种新型的废旧橡胶再生工艺。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种废旧橡胶常温再生方法，以能够实现废旧橡胶的再生利用，且能够克服现有再生方法的至少一点不足。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种废旧橡胶常温再生方法，该方法包括：
a.获取废旧轮胎破碎而成的20-40目的胶粉；
b.将所述胶粉进行精炼形成网状的产品A；
c.将产品A中加入还原剂进行搅拌，形成产品B；
d.将产品B精炼2-4遍形成产品C；
e.将产品C中加入引发剂进行捏练，形成产品D；
f.将产品D精炼3-5遍得到再生胶成品；
其中，所述还原剂按质量份数计包括以下组分：
氢氧化钠：1-3份；
碘：1-3份；
氯化亚铁：5-15份；
羧酸：1-3份；
环烷酸锌：1-3份；
妥尔油：4-6份；
硅烷偶联剂：0.4-0.6份
所述引发剂按质量份数计包括以下组分：
硫醇基苯并噻唑：0.5-1.5份；
硬脂酸：1-3份；
歧化松香：1-3份；
乙醇胺：1-3份。
进一步的，所述胶粉为26目。
进一步的，所述胶粉为精炼1遍形成网状的产品A。
进一步的，产品A中加入还原剂后在500-600转每分钟搅拌速度下搅拌4分钟形成产品B。
进一步的，产品B为精炼3遍形成产品C。
进一步的，产品C中加入引发剂后捏练7-9分钟形成产品D。
进一步的，产品C中加入引发剂后捏练8分钟形成产品D。
进一步的，产品D为精炼4遍得到再生胶成品。
进一步的，所述方法中精炼采用的精炼机的辊筒的直径为510mm，长度为800mm，且辊筒的速比为1：1.35。
进一步的，所述还原剂按质量份数计包括以下组分：
氢氧化钠：2份；
碘：2份；
氯化亚铁：10份；
羧酸：2份；
环烷酸锌：2份；
妥尔油：5份；
硅烷偶联剂：0.5份
所述引发剂按质量份数计包括以下组分：
硫醇基苯并噻唑：1份；
硬脂酸：2份；
歧化松香：2份；
乙醇胺：2份。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
本发明的废旧橡胶常温再生方法，以废旧轮胎破碎而成的胶粉为原料，通过精炼机精炼、搅拌器搅拌，以及捏炼机捏练这些常温加工方式，便能够实现废旧橡胶的常温再生，以减小能耗，并且所采用的精炼、搅拌及捏练工艺的再生过程中无废水、废气产生，生产效率高，因而能够提供一种新型的节能环保的废旧橡胶再生工艺。
橡胶在硫化后已经在交联网点形成三种硫键形态，也即一硫化物、二硫化物和多硫化物，本发明中利用还原剂，可通过物理和化学手段将橡胶中的多硫化物转为二硫化物，二硫化物再进一步转为一硫化物，且再将一硫化物硫键切断，由此在机械力和引发剂的综合作用下发生反应，从而使废旧硫化胶的可塑性得到一定的恢复，达到还原目的。
影响硫化橡胶还原的主要因素有机械力以及还原剂等方面，机械力的作用可使硫化胶的网状结构破坏，本发明中精炼机辊筒的速比和辊筒的直径，直接关系到网状结构破坏程度，破坏点发生在-C-C-键或-C-S-键上，机械剪切力使键断开，且又能使橡胶分子在与炭黑粒子表面的缔合处分开。本发明的引发剂的作用是使橡胶裂解分解出的游离基与氧作用，生成氢过氧化物，而氢过氧化物本身能够加剧橡胶网状结构破坏，从而大大加快了还原速度。
本发明中引发剂和还原剂的作用，即是把橡胶交联网点与橡胶主链同时切断，使得主体橡胶性能的结构遭到严重破坏，且引发剂渗透到橡胶内部，产生分子相互扩散，其与橡胶的活泼基团反应，进而引起橡胶大分子中化学键和次价键的破坏，使橡胶的网状结构先发生变化，其产生溶胀致使橡胶的强力暂时降低，并当引发剂析出后，橡胶强力还能够恢复到原来状态，且本发明的引发剂也还能够起到增粘的作用。
本发明引发剂的作用便是为机械断链打下基础，由于还原剂作用于橡胶，实际是一个氧化-还原反应，本发明利用机械方法使橡胶结晶聚合物熔融，解除结晶结构，增加大分子间隙，使大分子由长变短，进而在引发剂、还原剂和机械力的共同作用下易生成游离基。游离基再和其它物质生成氢过氧化物类化合物，化合物促使橡胶主链和侧链断裂，并且停放后，引发剂中和还原剂再进一步加成反应，从而实现对橡胶的再生，实际也就是还原。
因此，本发明利用搅拌过程中还原剂的加入，以及捏练过程中引发剂的加入，两者结合再配合于多次精炼过程，即能够使得再生胶获得优异的品质，并可超出现有的再生橡胶标准。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本实施例涉及一种废旧橡胶常温再生方法，整体设计上，该方法包括有如下的加工步骤：
a.获取废旧轮胎破碎而成的20-40目的胶粉；
b.将所述胶粉进行精炼形成网状的产品A；
c.将产品A中加入还原剂进行搅拌，形成产品B；
d.将产品B精炼2-4遍形成产品C；
e.将产品C中加入引发剂进行捏练，形成产品D；
f.将产品D精炼3-5遍得到再生胶成品；
其中，所述还原剂按质量份数计包括以下组分：
氢氧化钠：1-3份；
碘：1-3份；
氯化亚铁：5-15份；
羧酸：1-3份；
环烷酸锌：1-3份；
妥尔油：4-6份；
硅烷偶联剂：0.4-0.6份
所述引发剂按质量份数计包括以下组分：
硫醇基苯并噻唑：0.5-1.5份；
硬脂酸：1-3份；
歧化松香：1-3份；
乙醇胺：1-3份。
具体来说，首先本实施例的各精炼过程均为在精炼机中进行，搅拌过程在搅拌器中进行，捏练过程则在捏炼机中进行。
对于精炼机，其即用以消除再生橡胶中所含硬胶粒的炼胶机，一般精炼机中前后辊筒表面光滑，略像腰鼓形，在精炼机运转时，能将胶料中所含硬胶粒从滚筒中心挤向两端，并聚集在胶片的连缘上，然后用切刀将胶边缘上的杂质除去便完成精炼过程。
此外，通过精炼机的精炼也可使得胶粒连接成片，其例如在本实施例的再生加工过程中，破碎后的胶粉便是进行精炼，而形成了网状的产品A。
本实施例中的精炼机采用普通橡塑精炼机便可，不过需要说明的是，该精炼机中的辊筒优选为采用直径510mm、长度800mm，且辊筒速比一般可为1：1.35。
对于搅拌器，本实施例采用带有搅拌扇叶的，可实现产品均匀搅拌的任意适宜搅拌设备即可。
对于捏炼机，本实施例采用普通的橡塑捏炼机即可。
本实施例中，对于废旧轮胎破碎而成的胶粉的获取，其可通过破碎废旧轮胎得到，或者也可直接购买市售产品，且针对于作为原料的胶粉，其例如可为20目、26目、30目、35目、40目，且其优选的例如可为26目。
对于作为原料的胶粉，其具体可为通过精炼机精炼1遍而形成网状的产品A。而本实施例在产品A中加入还原剂后，其一般可在500-600转每分钟的搅拌速度下搅拌4分钟，从而形成产品B。
此外，本实施例所形成的产品B例如可为精炼2至4遍以形成产品C，且优选的其例如具体可为精炼3遍而形成产品C。在产品C中加入引发剂后，其具体可通过捏炼机捏练以形成产品D，且该捏练时间具体例如可为7至9分钟，并优选的例如可为捏练8分钟而形成产品D。
另外，本实施例中，产品D一般可通过精炼机并精炼3至5遍从而得到再生胶成品，且其优选的具体可为精炼4遍以得到再生胶成品。
本实施例的还原剂的组分构成中，氢氧化钠、碘、氯化亚铁以及环烷酸锌、妥尔油均采用市售产品便可，且其中，氢氧化钠的质量份数例如可为1份、2份或3份，碘的质量份数例如可为1份、2份或3份，氯化亚铁的质量份数例如可为5份、10份或15份，环烷酸锌的质量份数例如可为1份、2份或3份，妥尔油的质量份数则例如可为4份、5份或6份。硅烷偶联剂的质量份数则例如可为0.4份、0.5份或0.6份
此外，本实施例的羧酸具体采用甲酸，以可利用甲酸既有羧基的结构又有醛基的结构，而具有还原性的特点。所述甲酸均采用市售产品便可，且本实施例采用的羧酸的质量份数例如可为1份、2份或3份。
本实施例的引发剂的组分构成中，硫醇基苯并噻唑也即2-硫醇基苯并噻唑，其与硬脂酸、歧化松香和乙醇胺亦均采用市售产品便可，且其中，硫醇基苯并噻唑的质量份数例如可为0.5份、1份或1.5份，硬脂酸的质量份数例如可为1份、2份或3份，歧化松香的质量份数例如可为1份、2份或3份，乙醇胺的质量份数则例如可为1份、2份或3份。
此时，本实施例作为优选实施方式，还原剂按质量份数计优选可为包括以下的组分：
氢氧化钠：2份；
碘：2份；
氯化亚铁：10份；
羧酸：2份；
环烷酸锌：2份；
妥尔油：5份；
硅烷偶联剂：0.5份。
而引发剂按质量份数计则优选可包括以下的组分：
硫醇基苯并噻唑：1份；
硬脂酸：2份；
歧化松香：2份；
乙醇胺：2份。
本实施例的以上废旧橡胶再生方法，在废旧橡胶破碎成胶粉后，通过精炼机精炼、搅拌器搅拌，以及捏炼机捏练这些常温加工方式，便能够实现废旧橡胶的再生，且其中所采用的精炼、搅拌及捏练工艺的再生过程中无废水、废气产生，生产效率高、节能环保，可提供一种新型的废旧橡胶再生工艺。
而下面则以若干具体制备例，以及检测例进一步说明本实施例的废旧橡胶再生方法。
制备例1
本制备例中，首先获取20目的胶粉，然后胶粉先采用精炼机精炼一遍形成网状产品A，接着，将产品A加入搅拌器，同时放入还原剂，并在500转每分钟速率下搅拌4分钟得到产品B。然后，将产品B通过精炼机精炼3遍得到产品C，再将产品C放入捏炼机中，并加入引发剂，捏练8分钟后排料得到产品D。最后，将产品D通过精炼机精炼4遍，而得到再生胶成品。
其中，本制备例中还原剂的组分构成为：氢氧化钠：1份；碘：3份；氯化亚铁：10份；羧酸：2份；环烷酸锌：2份；妥尔油：10份；硅烷偶联剂：1份。引发剂的组分构成为：硫醇基苯并噻唑：2份；硬脂酸：2份；歧化松香：3份；乙醇胺：2份。
此外，本制备例中从精炼一遍形成产品A开始，至得到最终的再生胶成品，总耗时为40分钟，且通过计量本制备例得到再生胶185千克，生产过程中耗电约150度。
制备例2
本制备例中，首先获取26目的胶粉，然后胶粉先采用精炼机精炼一遍形成网状产品A，接着，将产品A加入搅拌器，同时放入还原剂，并在550转每分钟速率下搅拌4分钟得到产品B。然后，将产品B通过精炼机精炼3遍得到产品C，再将产品C放入捏炼机中，并加入引发剂，捏练8分钟后排料得到产品D。最后，将产品D通过精炼机精炼4遍，而得到再生胶成品。
其中，本制备例中还原剂的组分构成为：氢氧化钠：2份；碘：2份；氯化亚铁：10份；羧酸：2份；环烷酸锌：2份；妥尔油：5份。而引发剂的组分构成为：硫醇基苯并噻唑：1份；硬脂酸：2份；歧化松香：2份；乙醇胺：2份。
此外，本制备例中从精炼一遍形成产品A开始，至得到最终的再生胶成品，总耗时为32分钟，且通过计量本制备例得到再生胶185千克，生产过程中耗电约115度。
制备例3
本制备例中，首先获取40目的胶粉，然后胶粉先采用精炼机精炼一遍形成网状产品A，接着，将产品A加入搅拌器，同时放入还原剂，并在600转每分钟速率下搅拌3分钟得到产品B。然后，将产品B通过精炼机精炼3遍得到产品C，再将产品C放入捏炼机中，并加入引发剂，捏练5分钟后排料得到产品D。最后，将产品D通过精炼机精炼3遍，而得到再生胶成品。
其中，本制备例中还原剂的组分构成为：氢氧化钠：2份；碘：1份；氯化亚铁：10份；羧酸：2份；环烷酸锌：2份；妥尔油：5份。引发剂的组分构成为：硫醇基苯并噻唑：1份；硬脂酸：1份；歧化松香：1份；乙醇胺：2份。
此外，本制备例中从精炼一遍形成产品A开始，至得到最终的再生胶成品，总耗时为45分钟，且通过计量本制备例得到再生胶185千克，生产过程中耗电约145度。
检测例
通过对以上各制备例得到的再生胶成品的性能进行检测，经检测各制备例所得到的再生胶的检测结果如下表所示。
通过上述检测结果可以发现，经本实施例的再生方法所得到的再生胶，其性能甚至可超出再生胶标准，这表明本实施例的再生方法可很好的实现废旧橡胶的再生循环利用。
此外，通过对本实施例的废旧橡胶再生加工过程的观察，本实施例的加工过程中没有污水及废气产生，进而也能够避免造成二次污染问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种废旧橡胶常温再生方法，其特征在于，该方法包括：
a.获取废旧轮胎破碎而成的20-40目的胶粉；
b.将所述胶粉进行精炼形成网状的产品A；
c.将产品A中加入还原剂进行搅拌，形成产品B；
d.将产品B精炼2-4遍形成产品C；
e.将产品C中加入引发剂进行捏练，形成产品D；
f.将产品D精炼3-5遍得到再生胶成品；
其中，所述还原剂按质量份数计包括以下组分：
氢氧化钠：1-3份；
碘：1-3份；
氯化亚铁：5-15份；
羧酸：1-3份；
环烷酸锌：1-3份；
妥尔油：4-6份；
硅烷偶联剂：0.4-0.6份
所述引发剂按质量份数计包括以下组分：
硫醇基苯并噻唑：0.5-1.5份；
硬脂酸：1-3份；
歧化松香：1-3份；
乙醇胺：1-3份。
2.根据权利要求1所述的废旧橡胶常温再生方法，其特征在于：所述胶粉为26目。
3.根据权利要求1所述的废旧橡胶常温再生方法，其特征在于：所述胶粉为精炼1遍形成网状的产品A。
4.根据权利要求1所述的废旧橡胶常温再生方法，其特征在于：产品A中加入还原剂后在500-600转每分钟搅拌速度下搅拌4分钟形成产品B。
5.根据权利要求1所述的废旧橡胶常温再生方法，其特征在于：产品B为精炼3遍形成产品C。
6.根据权利要求1所述的废旧橡胶常温再生方法，其特征在于：产品C中加入引发剂后捏练7-9分钟形成产品D。
7.根据权利要求6所述的废旧橡胶常温再生方法，其特征在于：产品C中加入引发剂后捏练8分钟形成产品D。
8.根据权利要求1所述的废旧橡胶常温再生方法，其特征在于：产品D为精炼4遍得到再生胶成品。
9.根据权利要求1所述的废旧橡胶常温再生方法，其特征在于：所述方法中精炼采用的精炼机的辊筒的直径为510mm，长度为800mm，且辊筒的速比为1：1.35。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的废旧橡胶常温再生方法，其特征在于：
所述还原剂按质量份数计包括以下组分：
氢氧化钠：2份；
碘：2份；
氯化亚铁：10份；
羧酸：2份；
环烷酸锌：2份；
妥尔油：5份；
硅烷偶联剂：0.5份
所述引发剂按质量份数计包括以下组分：
硫醇基苯并噻唑：1份；
硬脂酸：2份；
歧化松香：2份；
乙醇胺：2份。
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| CN113150416A (zh) * | 2021-02-26 | 2021-07-23 | 三河市长城橡胶有限公司 | 一种废旧橡胶加工用剪切助剂及利用该助剂获得高分子生态橡胶的方法 |
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| CN107602965A (zh) * | 2017-09-21 | 2018-01-19 | 如皋市嘉好热熔胶有限公司 | 一种轮胎再生胶及其制备方法 |
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