專利名稱：：廢舊硫化橡膠干態催化再生工藝的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種廢舊硫化橡膠再生方法，具體地說是提供一種利用干法使廢舊硫化橡膠進行催化再生工藝及為實施該工藝而設計的一種專用設備。橡膠具有廣泛的用途，隨著橡膠工業發展，特別是合成橡膠的生產不斷擴大，橡膠制品的消費量也不斷迅速增大。隨之產生的對大量廢舊橡膠的利用和處理越來越引起人們的關注。在已有技術中，可以用各種方法及設備對廢舊橡膠進行脫硫再生處理。在這些橡膠再生工業中，如何控制再生過程對環境的污染，降低能耗和提高效率是當前存在的幾個關鍵問題之一。與本發明廢舊橡膠再生工藝比較接近的是采用干法高速攪拌再生法，例如日本專利(特開昭52-77185號)所公開的一種廢舊硫化橡膠高速攪拌再生法。該方法對解決上述問題具有很大的優勢，但由于產品質量不穩定，仍存在對操作環境有一定污染，因此實際生產中運用尚有一定問題。本發明的目的是提供一種再生過程短、反應溫度低，再生橡膠品質好，且對操作環境沒有污染的一種干法催化再生工藝及為該廢橡膠再生工藝設計一套專用設備。通常廢舊硫化橡膠再生工藝是先把廢舊橡膠剪切或粉碎成膠粉，將膠粉與添加劑如天然樹脂、松焦油，或苯胺一起在開煉機中混煉使其混合成均勻而柔軟膠料，再對膠料進行加熱膠硫，然后對已加熱脫硫的膠料進行精煉得到再生后膠料，最后經混煉和硫化得到再生膠制品。上述脫硫過程也可直接在膠粉中加入一定量再生劑(包括軟化劑和活性劑)進行加熱脫硫，再經精煉，混煉和硫化得再生橡膠。本發明的再生工藝方法仍是以粉碎的膠粉為原料(30目左右)，經膠粉予處理，催化再生反應，冷卻排料完成脫硫再生過程然后對再生后膠料進行精煉、混煉和硫化工藝處理得到實用再生膠，其膠料精煉、混煉和硫化過程同目前采用的工藝相同。下面就本發明的再生工藝給予詳細說明。1、膠粉予處理工序。膠粉加入予處理器內攪拌加熱，予處理溫度為80～120℃，予處理過程中向予處理器內通入壓縮氣體(氮氣，二氧化碳或空氣)，予處理時間以不少于5分鐘，一般以5～15分鐘為宜。2、再生反應工序。膠粉加入予處理后直接送入再生反應器，加入植物油系，煤焦油系，石油系多組份軟化劑，軟化劑的品種和用量可參照公知技術，可加入5～20%(以膠料為100%以下同)。同時應加入催化劑，催化劑為混合稀土氯化物(催化劑是由稀土氧化物加鹽酸而制成)，催化劑的用量為0.1～2%。膠粉在再生反應器中以500～1000r.p.m.速度攪拌，逐步升溫，再生反應溫度控制在150～200℃，再生時間應不少于10分鐘，一般以10～30分為宜。3、冷卻工序。經再生反應處理的膠料送入冷卻器進行冷卻、冷卻過程在正壓下操作，伴隨攪拌(攪拌速度以50～100r.p.m為宜)通入煙道氣，燃燒尾氣、氮氣、二氧化碳等惰性氣體。膠粉冷卻到70℃以下排料，得再生后膠料。本發明的廢舊硫化橡膠干法催化再生主要工藝如上述，作為制造再生橡膠還應將上述冷卻后得到的膠料經精煉，混煉和硫化處理，但這些工藝同普通公知技術相同。本發明上述工藝另一特別是工序1～3是在一密閉系統中進行，特別工序2，3及工序2與工序3之間是在密閉性較好條件下進行，反應器和冷卻器內氣壓應為正壓下操作。本發明為完成上述廢橡膠催化再生工藝(1～3)，專門設計了一種適合這種工藝特點的一套設備。本發明的適用采用上述廢舊硫化橡膠催化再生的設備由予處理器，再生反應器和冷卻器三部分組成，其特征在于1、予處理器為帶有加熱和攪拌裝置的密封容器，同時備有氣吹口和排氣口;2、再生反應器為帶有加熱裝置的密封攪拌釜。攪拌速度應達到1000r.p.m以上，(在反應過程中攪拌速度為500～1000r.p.m);3、冷卻器為帶有夾套，可利用水循環進行冷卻，同時又帶攪拌器的密封容器，在其進料口加通氣管，根據需要通入惰性氣體。冷卻器工作時，攪拌速度為50～100r.p.m。這套設備的另一顯著特點是這3部分裝置為連接在一起的密封系統，即予處理器，再生反應器和冷卻器三個裝置為一連續密閉系統，原料處理過程及進、出料均在整個密閉系統內通過自控系統完成。因此，利用這套設備進行廢舊橡膠再生可有效地避免操作環境被污染，減少操作人員勞動強度，提高工效和再生橡膠的質量。下面通過實例對本發明的橡膠催化再生工藝及專用設備給予進一步說明。實例1、廢舊橡膠再生反應設備。圖1為專為本發明的廢舊橡膠工藝提供的設備示意圖。圖中予處理器1，再生反應器2的冷卻器3均為由不銹鋼制帶攪拌器10的三個容器，其中再生反應器2的攪拌器為高速攪拌器，攪拌速度可達1600r.p.m，工作過程控制速度為500～1000r.p.m。三個容器之間加密封連結通道使之成為一密閉系統，原料進出靠鏍旋推進器11實現。予處理器1和再生反應器2外安裝有加熱器，設備運轉過程中予處理器1控制溫度為150～200℃。原料由進料口5送入，通過氣孔A可鼓入氣體，加速原料預熱和干燥，然后氣體由排氣口B放出。再生反應所用添加軟化劑和催化劑由添加劑料口7送入，再生反應后膠料由鏍旋推進器11送入冷卻器3。冷卻器3外帶有水夾套8，由正口通入冷水對冷卻器3內膠料進行冷卻，經熱交換后熱水由F口排出并經降溫后再進行循環使用。冷卻器3的通氣孔C吹入惰性氣體，使冷卻過程冷卻器內為正壓，氣體由D孔排出，膠料冷卻至70℃以下后由排料口9排出完成再生反應過程。實例2、廢舊輪胎胎面膠的再生。利用實例1設備進行廢橡膠再生反應其條件為1、予處理溫度為100℃，時間為10分鐘，通入壓縮空氣;2、再生反應溫度為176℃，時間17分鐘，攪拌速度500r.p.m，原料為30目胎面膠粉按膠料量為100%加入軟化劑(石油樹脂，古馬隆，松焦油和脫爾油混合物)17%，混合稀土氯化物(氯化鈰，氯化釹為主)催化劑0.3%進行催化再生反應。反應后于冷卻器中通入氮氣冷卻到60℃，排料。所得膠料再按常規工藝進行精煉，混煉和硫化得再生膠，其物理性能如表1，具體混煉和硫化條件為再生膠料100%(重量);氧化鋅2.5%;促進劑DM(二硫化二苯丙四唑)0.9%;硫黃1.5%;硫化溫度142℃×15′。實例3、廢舊輪胎外胎全胎膠的再生。原料為外胎全胎30目膠粉，再生反應過程及條件同實例2，其中不同的是予處理時間為15分，再生反應溫度為160℃，反應時間10分，攪拌速度1000r.p.m。硫化條件為142×9′，混煉配方相實例2，其再生膠物理性能同列在表1。表1再生膠物理性能</tables>實例4、廢舊硫化天然乳膠的再生。再生反應過程及條件同實例2，其中不同的是原料為廢舊硫化天然乳膠膠粉，予處理時間5分，其再生反應添加軟化劑和催化劑按膠粉重為100%，軟化劑8%，催化劑1%，防粘劑(CaCO3)30%。再生反應溫度180℃，攪拌速度800r.p.m，時間15分鐘，混煉配方為再生膠料重為100%，促進劑DM(二硫化二苯丙四唑)0.4%，促進劑TT(二硫化四甲基秋蘭母)0.05%，氧化鋅1.8%，硬脂酸0.5%，硫黃3%，硫化條件138℃×8′。重復實驗8次，其所得再生膠物理性能如表2。表2再生膠物理性能</tables>權利要求1.一種廢舊橡膠干法催化再生工藝，包括以粉碎膠粉為原料，加入軟化劑和催化劑進行再生脫硫反應及對再生后膠料進行精煉工藝，其特征在于膠料需進行予處理，予處理條件為處理溫度80～120℃，處理中通入壓縮氣體，氮氣、二氮化碳或空氣；再生反應中加入混合稀土氯化物為催化劑，其催化劑用量以膠料重為100%時催化劑加入0.1～2%；冷卻工序是在正壓下操作，伴隨攪拌通入煙道氣，燃燒尾氣，二氧化碳等惰性氣體。2.按照權利要求1所述的催化再生工藝，其特征在于予處理，催化再生及冷卻工序是在一密閉系統中進行。3.按照權利要求1所述的催化再生工藝，其特征在于催化再生反應是在攪拌中進行，攪拌速度為500～1000r.p.，m。4.一種專用于實施按權利要求1所述廢舊橡膠干法催化再生工藝設備，包括予處理器，再生反應器和冷卻器三個主要部分，其特征在于這三個容器為連接在一起的密封系統，即予處理器，再生反應器和冷卻器三個裝置為一連續密閉系統。5.按照權利要求4所述的設備，其特征在于冷卻器外帶有水冷夾套。全文摘要一種廢舊硫化橡膠干法催化再生工藝由膠粉預處理，再生反應和冷卻三個主要工序。該預處理工序中通入壓縮氣體，利用稀土氯化物為催化劑。另外，本發明為該再生工藝專門提供一套密閉反應系統由預處理器，再生反應器和冷卻器三個主要部分組成。利用這套設備進行上述廢橡膠再生，其反應時間短，反應溫度低，所得再生膠品質好，并且生產過程對操作環境無污染，能較大幅度減少勞動強度，提高工效。文檔編號C08J11/10GK1067904SQ91106149公開日1993年1月13日申請日期1991年6月20日優先權日1991年6月20日發明者裘宗濤,鐘曼英申請人:中國科學院大連化學物理研究所