專利名稱:一種廢橡膠的脫硫方法
技術領域:
本發明屬于再生膠生產技術領域,具體涉及一種采用化學藥品使廢橡膠脫硫的方法。
隨著社會發達程度的提高,橡膠消耗量的增大,廢橡膠的產生量雖然越多,但廢橡膠經過再生后可轉變為用途很廣、使用價值較高的材料。傳統的再生膠生產工藝流程為廢橡膠→切膠→洗滌→粗破碎→細破碎→過篩→分離纖維與金屬雜物→脫硫→清洗→壓水→干燥→捏煉→濾膠→回煉→精煉→出片成品。而其中的脫硫工序則是再生膠生產過程中的一個主要環節,是影響再生膠產品質量的關鍵。
采用化學藥品對廢橡膠進行脫硫,在我國常用的有油法、水油法等。油法和水油法雖然其使用的脫硫劑的毒性相對較小,但其脫硫的溫度高,油法為160~170℃,水油法為180~190℃,而且在這樣高的溫度下,加熱時間還分別長達10小時左右和2~4小時(《橡膠工業手冊》第一冊,化學工業出版社,1989,P1052~1053),很顯然,高溫長時間必將導致硫化膠降解過度,對橡膠分子鏈損害較大。
七十年代,日本和瑞典相繼申請了常溫脫硫法的專利(CA8445783h和CA9348281q),其脫硫劑采用的是苯肼-氯化亞鐵。該法的優點是可在常溫下脫硫,缺點是苯肼毒性較大、價格高,而且脫硫程度不均勻,效果較差。
本發明的目的是克服已有技術存在的問題,擬提供一種脫硫溫度低、脫硫效果好且操作簡便,所使用的脫硫劑組份基本無毒或低毒的廢橡膠脫硫方法。
本發明的目的是通過這樣一種技術方案達到的將質量份配比為單環芳烴100,有機酸0.1~50,金屬氯化物0~30,無機酸0~10混合均勻所組成的脫硫劑,按廢橡膠與脫硫劑的質量比例為100∶10~1500,加入廢橡膠中,并攪拌混合均勻,在10~150℃下反應0.1~200小時即可有效、均勻地使廢橡膠脫硫。
脫硫劑也可按配比直接加入廢橡膠中再一起攪拌脫硫。
其中脫硫劑使用的單環芳烴可為苯或甲苯或二甲苯,或者它們中任兩種或三種的混合物,包括未經分餾粗制的粗苯或輕油。
脫硫劑中所使用的有機酸可為甲酸或乙酸或磺酸或苯甲酸或氯乙酸或它們中的任兩種或兩種以上的混合物,其最適宜的用量范圍為1~30份。
脫硫劑中所使用的金屬氯化物可為氯化鋅或氯化鐵或氯化鋁或它們中任兩種或三種的混合物,其最適宜的用量范圍為0~5份。
脫硫劑使用的無機酸為硫酸或氯化氫,其最適宜的用量范圍為0~5份。
在上述的技術方案中,如果綜合考慮反應速度和脫硫效果,其廢橡膠與脫硫劑最適宜的配比按質量份為100∶300~1000;最適宜的脫硫溫度為40~100℃;最適宜的脫硫時間為2~12小時。在具體選擇工藝控制參數時,一般選擇原則是脫硫溫度高則脫硫時間短,脫硫溫度低則脫硫時間偏長。
供脫硫用的廢橡膠可按已有的廢橡膠粉碎技術加工成膠粉才進行脫硫,也可使用廢膠片或橡膠廠內報廢的半成品膠料直接進行脫硫。脫硫后的廢橡膠按傳統再生膠生產流程進行機械加工處理,體系中未反應的單環芳烴和乙酸或甲酸可用眾所周知的蒸餾冷凝技術進行回收,重復使用。
本發明與已有技術相比,具有以下優點1.由于本發明所提供的脫硫方法基本上是在常溫下進行或稍高的溫度短時間內完成,可以減少對橡膠分子鏈的破壞,保證再生膠產品質量。
2.本發明所選用的脫硫劑的必要組份單環芳烴毒性較低,有機酸基本無毒,加之反應溫度較低,因此可減少對環境的污染。
3.由于選用的單環芳烴是橡膠的優良溶劑,能迅速充分溶脹橡膠,反應物擴散分布均勻,不僅可以保證廢橡膠顆粒內部和外表的脫硫程度一致,而且溶脹產生的應力作用也有利于促進交聯鍵的斷裂,所以,本發明的脫硫方法可以使用較粗的膠粉或廢膠片。
4.本發明所提供的方法十分簡便易行,只需攪拌均勻即可,對脫硫設備也沒什么要求。
下面給出實施例,以對本發明作進一步說明。
實施例一1.制備脫硫劑將甲苯100份,乙酸20份,氯化鋅5份,在常溫下攪拌均勻即可。
2.脫硫反應將廢橡膠按與脫硫劑的配比100∶500,浸于脫硫劑中,充分攪拌,并在45℃下反應10小時,即可有效地脫硫。
本實施例脫硫前廢橡膠的交聯鍵密度為6.85×10-5mol/g,脫硫后的交聯鍵密度為0.64×10-5mol/g,降低了90.7%。
實施例二1.制備脫硫劑將甲苯100份,乙酸15份,氯化鐵5份,在常溫下攪拌均勻備用。
2.脫硫反應將廢橡膠按與脫硫劑的配比100∶500,浸于脫硫劑中,充分攪拌,在45℃下反應10小時。
本實施例脫硫前廢橡膠的交聯鍵密度為6.85×10-5mol/g,脫硫后的交聯鍵密度為0.77×10-5mol/g,降低了88.8%。
實施例三1.制備脫硫劑 將苯100份,乙酸20份,氯化鋁2份,在常溫下攪拌均勻備用。
2.脫硫反應將廢橡膠按與脫硫劑的配比100∶800,浸于脫硫劑中,充分攪拌,在50℃下反應10小時。
本實施例脫硫前廢橡膠的交聯鍵密度為6.85×10-5mol/g,脫硫后的交聯鍵密度為0.79×10-5mol/g,降低了88.5%。
實施例四1.制備脫硫劑 將苯100份,乙酸20份,氯化鐵2份,在常溫下攪拌均勻備用。
2.脫硫反應將廢橡膠按與脫硫劑的配比100∶800,浸于脫硫劑中,充分攪拌,在50℃下反應10小時。
本實施例脫硫前廢橡膠的交聯鍵密度為6.85×10-5mol/g,脫硫后的交聯鍵密度為0.60×10-5mol/g,降低了91.2%。
實施例五1.制備脫硫劑 將苯50份,甲苯50份,苯甲酸8份,氯化鋅2份,在常溫下攪拌均勻備用。
2.脫硫反應 將廢橡膠按與脫硫劑的配比100∶1000,浸于脫硫劑中,充分攪拌,在50℃下反應10小時。
本實施例脫硫前廢橡膠的交聯鍵密度為6.85×10-5mol/g,脫硫后的交聯鍵密度為0.63×10-5mol/g,降低了90.8%。
實施例六1.制備脫硫劑 將甲苯100份,氯乙酸10份,氯化鋅2份,在常溫下攪拌均勻備用。
2.脫硫反應 將廢橡膠按與脫硫劑的配比100∶600,浸于脫硫劑中,充分攪拌,在50℃下反應10小時。
本實施例脫硫前廢橡膠的交聯鍵密度為6.85×10-5mol/g,脫硫后的交聯鍵密度為0.94×10-5mol/g,降低了86.3%。
實施例七1.制備脫硫劑將苯50份,甲苯50份,苯甲酸12份,氯化鋅2份,在常溫下攪拌均勻備用。
2.脫硫反應將廢橡膠按與脫硫劑的配比100∶1000,浸于脫硫劑中,充分攪拌,在80℃下反應4小時。
本實施例脫硫前廢橡膠的交聯鍵密度為6.85×10-5mol/g,脫硫后的交聯鍵密度為0.88×10-5mol/g,降低了87.2%。
實施例八1.制備脫硫劑 將甲苯100份,乙酸10份,甲酸5份,氯化鋅2份,在常溫下攪拌均勻備用。
2.脫硫反應 將廢橡膠按與脫硫劑的配比100∶1000,浸于脫硫劑中,充分攪拌,在80℃下反應4小時。
本實施例脫硫前廢橡膠的交聯鍵密度為6.85×10-5mol/g,脫硫后的交聯鍵密度為0.86×10-5mol/g,降低了87.4%。
實施例九1.制備脫硫劑 將苯50份,甲苯50份,對甲苯磺酸5份,氯化鋅2份,在常溫下攪拌均勻備用。
2.脫硫反應 將廢橡膠按與脫硫劑的配比100∶600,浸于脫硫劑中,充分攪拌,在50℃下反應10小時。
本實施例脫硫前廢橡膠的交聯鍵密度為6.85×10-5mol/g,脫硫后的交聯鍵密度為1.08×10-5mol/g,降低了84.2%。
實施例十1.制備脫硫劑 將二甲苯100份,乙酸10份,硫酸1份,氯化鋅1份,氯化鐵0.5份,在常溫下攪拌均勻備用。
2.脫硫反應 將廢橡膠按與脫硫劑的配比100∶1000,浸于脫硫劑中,充分攪拌,在100℃下反應2小時。
本實施例脫硫前廢橡膠的交聯鍵密度為6.85×10-5mol/g,脫硫后的交聯鍵密度為0.90×10-5mol/g,降低了86.9%。
實施例十一1.制備脫硫劑 將苯50份,甲苯50份,乙酸20份,對甲苯磺酸5份,在常溫下攪拌均勻備用。
2.脫硫反應將廢橡膠按與脫硫劑的配比100∶1200,浸于脫硫劑中,充分攪拌,在24℃下反應144小時。
本實施例脫硫前廢橡膠的交聯鍵密度為6.85×10-5mol/g,脫硫后的交聯鍵密度為1.75×10-5mol/g,降低了74.5%。
實施例十二1.制備脫硫劑 將甲苯100份,乙酸15份,甲酸10份,在常溫下攪拌均勻備用。
2.脫硫反應 將廢橡膠按與脫硫劑的配比100∶1200,浸于脫硫劑中,充分攪拌,在24℃下反應168小時。
本實施例脫硫前廢橡膠的交聯鍵密度為6.85×10-5mol/g,脫硫后的交聯鍵密度為1.16×10-5mol/g,降低了83.1%。
權利要求
1.一種廢橡膠的脫硫方法,將脫硫劑按配比加入廢橡膠中,其特征在于1)脫硫劑的組成按質量份配比為單環芳烴100,有機酸0.1~50,金屬氯化物0~30,無機酸0~10;2)廢橡膠與脫硫劑的質量比例為100∶10~1500,并攪拌混合均勻,在10~150℃下反應0.1~200小時。
2.根據權利要求1所述的廢橡膠的脫硫方法,其特征在于脫硫劑中所使用的單環芳烴為苯或甲苯或二甲苯,或者它們中任兩種或三種的混合物,包括未經分餾精制的粗苯或輕油。
3.根據權利要求1所述的廢橡膠的脫硫方法,其特征在于脫硫劑中所使用的有機酸為甲酸或乙酸或磺酸或苯甲酸或氯乙酸或它們中的任兩種或兩種以上的混合物,其最適宜的用量范圍為1~30份。
4.根據權利要求1所述的廢橡膠的脫硫方法,其特征在于脫硫劑中所使用的金屬氯化物為氯化鋅或氯化鐵或氯化鋁或它們中任兩種或兩種以上的混合物,其最適宜的用量范圍為0~5份。
5.根據權利要求1所述的廢橡膠的脫硫方法,其特征在于無機酸為硫酸或氯化氫,其最適宜的用量范圍為0~5份。
6.根據權利要求1或2或3或4或5所述的廢橡膠的脫硫方法,其特征在于廢橡膠與脫硫劑最適宜的配比按質量份為100∶300~1000;最適宜的脫硫溫度為40~100℃;最適宜的脫硫時間為2~12小時。
全文摘要
本發明所公開的一種廢橡膠脫硫方法,是將由單環芳烴、有機酸、金屬氯化物與無機酸所組成的脫硫劑,按一定配比與廢橡膠混合均勻,在10~150℃下反應0.1~200小時,即可使廢橡膠有效脫硫。本發明具有操作簡便、脫硫反應溫度低、脫硫效果好且均勻、脫硫劑毒性低、對環境污染小等優點。
文檔編號C08J11/00GK1281000SQ9911501
公開日2001年1月24日 申請日期1999年7月15日 優先權日1999年7月15日
發明者黃家湛 申請人:四川大學