[发明专利]一种连续低温高剪切制备再生胶的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种废旧橡胶脱硫再生的新方法，尤其涉及一种利用多台串联螺杆挤出机连续低温高剪切制备再生胶的新方法及工艺，属于废旧橡胶循环再利用领域。

背景技术

随着汽车工业的快速发展，我国以轮胎为主的橡胶消费持续高增长，与此同时，废旧橡胶的产生量也与日俱增，据统计，2009年我国废旧轮胎产生量2.33亿条，重量约达860万吨。废旧橡胶的综合利用是橡胶工业循环经济的核心，对于节约石化资源，保护环境，缓解我国橡胶资源对外依存度高的现状具有巨大的经济和社会效益。

对于废橡胶的再利用主要有轮胎翻新、生产胶粉、生产再生胶、热裂解、热能利用。其中，我国主要以生产再生胶为主，再生胶作为继天然橡胶、合成橡胶后的第三橡胶资源，高品质再生胶的生产有利于解决我国橡胶资源匮乏等问题。作为再生工艺，主要分为：物理再生、化学再生和生物再生。

目前，废橡胶的脱硫再生方法大都需要在高温条件下进行，高温再生不仅能耗高、易于产生废气、安全性低，而且高温脱硫过程中使橡胶主链大量的断裂，降低了再生胶的性能，极大得限制了其应用的范围。

我国主要采用高温高压动态脱硫罐法，其工艺流程是将废胶粉，脱硫助剂和水先后加入脱硫罐中，工作压力2.2MPa，工作温度220℃，脱硫时间2小时左右，泄压取料得脱硫胶粉，然后经精炼机得到再生胶，利用此种方法得到的再生胶呈现出较优异的力学性能。但脱硫过程中泄压取料和精炼过程都有严重的烟气污染，而且生产过程不连续。为了解决高温动态脱硫法在脱硫胶粒从罐中泄出时严重的烟气污染，最近，人们又将罐改为连续管道，用双螺旋推进的方式实施连续脱硫反应和降温。但由于这种方法最高温度可达300℃，使胶粒表面的热氧降解严重，因此得到的再生胶质量受到较大的影响。

双螺杆挤出法脱硫再生废橡胶是利用螺杆挤出机的剪切挤压作用，于短时间内使废旧胶粉脱硫再生的一种方法。日本的Matsushita等（US6,77,453 B1.Aug.17,2004：Method of reclaiming crosslinked rubber and Molded article of reclaimed rubber.）采用双螺杆挤出机再生废橡胶，并在螺杆内引入某种除气载体带走分解产物，达到连续生产、净化排气的作用，其脱硫温度在100℃~520℃。可以看出，因为较高的脱硫温度依然产生了废气、废水。我国的张立群等（CN 101508795A.Aug.19,2009.一种采用双螺杆挤出机脱硫再生硫化橡胶的方法）提出采用物理化学联动和双螺杆联动相结合的方法，利用双螺杆挤出机附以适当的脱硫再生剂使废旧硫化橡胶快速再生，以取代传统高温高压动态脱硫罐。首次引入双阶螺杆脱硫的概念，将经过预处理的胶粉加入第一台双螺杆挤出机中加热加压，温度在200~230℃，压力在2~3Mpa，然后侧向对接入第二台挤出机继续加温加压，使温度达到250~300℃，压力达3~5Mpa。虽然此方法能够实现工艺的连续、环保，但是由于过高的脱硫温度可能导致主链的过分降解，不利于保证力学性能。