專利名稱：廢舊硫化丁基橡膠脫硫再生制備方法及其設備的制作方法
技術領域：
本發明屬于化工技術領域中一種廢舊硫化丁基膠脫硫再生制備方法及其設備。
背景技術：
丁基橡膠(IIR)是異丁烯與異戊二稀共聚而制成的一種合成橡膠，它具有氣密性
好、透氣率低、耐熱性、耐老化性能、耐酸、耐堿和耐極性溶劑等特點，廣泛用于制造輪胎、膠 囊、醫藥用瓶塞等。隨著丁基橡膠產品的廣泛應用，也產生大量的廢舊硫化丁基橡膠，對其 回收利用制備丁基再生橡膠就顯得十分重要。在公知技術中，現有的廢舊硫化丁基橡膠的 脫硫再生制備方法主要有化學再生法、物理再生法、生物再生法，尤其是物理再生法居多， 它是利用外加能量，使交聯橡膠的三維網絡破碎，把廢丁基橡膠由網狀結構變成線型結構， 形成具有流動性的再生膠。如現有的將廢舊硫化丁基橡膠經過粉碎、篩選、磁選后，先經過 微波爐進行微波脫硫，脫硫后再經塑化、降溫、過濾后得到脫硫丁基再生橡膠。其制備方法 繁復，生產過程中由于微波高能輻射使膠粉內部積累能量過高，會造成膠粉碳化，影響產品 質量，且微波耗能大，易產生輻射，成本高，適應范圍窄、連續生產困難，加之現有的塑化機 械壓力低、溫度低、轉速低、密封性能又較差，因而不適應丁基再生橡膠的脫硫再生。
發明內容
為了克服現有技術之不足，解決現有的廢舊硫化丁基橡膠的脫硫再生制備方法生 產工藝設備構成繁復，會造成膠粉碳化，影響產品質量的問題。本發明的目的是提供一種制 備方法及其設備簡單，生產工藝設計合理，不需添加任何脫硫劑、再生劑，脫硫均勻，使得再 生產品質量穩定，且能連續生產丁基再生橡膠的新制備方法及其設備。
本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是 —種廢舊硫化丁基橡膠脫硫再生制備方法及其設備，它采用的設備是兩臺串聯對 接的螺桿擠出聯機，即前螺桿擠出機的擠出機頭對接后螺桿擠出機的進料口所組成；其制 備方法是將廢舊硫化丁基橡膠加入前螺桿擠出機中進行順向、逆向多段螺旋混合擠壓推 進，機內及物料溫度達到180° 210° 、壓力為2.0 3.0Mpa后，物料由機頭擠出直接 進入后螺桿擠出機中二次進行順向、逆向多段螺旋混合擠壓塑化，機構內及物料溫度達到 220° 250° 、壓力達3. 3 5.0Mpa后出料，制成為脫硫丁基再生橡膠。
上述廢舊硫化丁基橡膠脫硫再生設備，所述螺桿擠出聯機是兩臺雙螺桿擠出聯 機，前雙螺桿擠出機的螺桿直徑^后雙螺桿擠出機的螺桿直徑，螺桿直徑為50 100mm，兩 雙螺桿擠出機的螺桿長徑比L/D = 30，壓縮比為3。 上述廢舊硫化丁基橡膠脫硫再生制備設備，所述螺桿擠出聯機或是采用前雙螺桿 擠出機連接后三螺桿擠出機，前雙螺桿擠出機構擠出機頭對接三螺桿擠出機構進料口。
上述廢舊硫化丁基橡膠脫硫再生設備，所述螺桿擠出聯機或是采用兩個三螺桿擠 出機對接組成的雙螺桿擠出聯機。 上述廢舊硫化丁基橡膠脫硫再生設備，所述三螺桿擠出機構是三螺桿呈倒"品"嚙連排列或是三螺桿并排的三螺桿擠出機。 上述廢舊硫化丁基橡膠脫硫再生設備，它或是采用1臺捏煉機串聯后接1-2臺雙
螺桿或三螺桿擠出機所組成的聯機，捏煉機輸料機構的出料口連接螺桿擠出機的進料口 ；
其制備方法是將廢舊硫化丁基橡膠加入捏煉機中進行捏煉后，物料由輸料機構直接進入
螺桿擠出機中進行順向、逆向多段螺旋混合擠壓塑化，最后螺桿擠出機內及物料溫度達到
220° 250° 、壓力達3. 5 5.0Mpa后出料，制成為脫硫丁基再生橡膠。 上述廢舊硫化丁基橡膠脫硫再生設備，所述捏煉機優選加壓加溫型高速密封式捏
煉機，捏煉機動力電機的動力輸出軸裝連傳動帶連接減速機，減速機的輸出軸連接速比齒
輪，速比齒輪的輸出動力軸連接捏煉機的捏煉主動輥。 本發明使用時，在加工前先對待再生加工的廢舊硫化丁基橡膠粉進行隨機抽樣檢 測，根據檢測數據，設定加工溫度、壓力、機械轉速等技術指標。啟動螺桿擠出聯機，將待再 生加工的廢舊硫化丁基橡膠粉由供料機構加入到前螺桿擠出機內通過順向、逆向多段螺 旋擠壓混合，使機內及物料溫度達到180° 210° 、壓力為2.0 3.0Mpa后，由機頭擠 出料直接進入后螺桿擠出機中二次進行順向、逆向螺旋混合擠壓塑化，機內及物料溫度達 到220° 250° 、壓力達3.3 5.0Mpa時，由后螺桿擠出機出料；或是先有捏煉機進行捏 煉后再入螺桿擠出機進行順向、逆向螺旋混合擠壓塑化，在機內及物料溫度達到220° 250° 、壓力達3. 5 5. OMpa時，由螺桿擠出機出料，即制成為脫硫丁基再生橡膠。
由于本發明設計采用了上述技術方案，采取物理方法，通過螺桿擠出機或是先經 捏煉機進行捏煉，再經螺桿擠出機械摩擦、擠壓、剪切，并在設定高壓高溫下塑化，從而打斷 廢舊硫化丁基橡膠的交聯鍵，使得廢舊硫化丁基橡膠快速、連續、均化的脫硫解聚再生。它 有效地解決了現有的廢舊硫化丁基橡膠的脫硫再生制備方法生產工藝繁復，會造成膠粉碳 化，影響產品質量的問題。經過數百次工業化試驗試用結果表明，它與現有技術相比，具有 制備方法及其設備簡單，生產工藝設計合理，投資少，脫硫均勻，克服了碳化現象的產生，再 生產品質量穩定，耗能低，適應范圍廣，能連續生產，不需添加任何脫硫劑、再生劑，無輻射、 廢液、廢汽的污染等優點，所生產的丁基再生橡膠產品保留了較高的性能指標，具有良好的 氣密性，耐天候性好，耐酸堿和耐極性溶劑性強，電性能好，減震性好，價格低廉等特點。本 發明適用于廢舊硫化丁基橡膠輪胎、膠囊、氣密耐熱管帶、防水建材、藥用瓶塞等脫硫制備 丁基再生橡膠。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細描述。
圖1是本發明螺桿擠出聯機實施例的結構簡圖。 圖2是圖1中三螺桿擠出機中三螺桿實施例的放大剖面圖。 圖3是本發明三螺桿擠出機中三螺桿另一實施例的放大剖面圖。 圖4是本發明三螺桿擠出機并排三螺桿實施例的放大剖面圖。 圖5是本發明捏煉機后接螺桿擠出機實施例的結構簡圖。 圖6是本發明捏煉機后連2臺串聯螺桿擠出聯機實施例的結構簡圖。
附圖中各標號為1捏煉機；2速比齒輪；3捏煉機的動力電機；4傳動帶；5減速
機；6螺桿擠出機出料口 ；7螺桿擠出機擠出機頭；8雙螺桿；9螺桿擠出機機體；10推進機
4構；11螺桿擠出機的電動機；12捏煉機料斗；13捏煉機輸料機構；14螺桿擠出機料斗；15 捏煉主動輥。
具體實施例方式
如附圖1-圖5所示，本發明的具體實施例如下
實施例1 選用兩臺雙螺桿擠出機，前雙螺桿擠出機為螺桿直徑60mm，螺桿長徑比L/D = 30 ， 壓縮比為3，轉速為100 400轉/分的雙螺桿擠出機，后雙螺桿擠出機為螺桿直徑50mm， 螺桿長徑比為L/D = 30，壓縮比為3，轉速為100 400轉/分的雙螺桿擠出機，前雙螺桿 擠出機的擠出機頭對接后雙螺桿擠出機的進料口，兩雙螺桿擠出機相串聯對接成雙螺桿擠 出聯機(參見附圖1)。 待再生加工的廢舊硫化丁基橡膠片或圈段(廢舊丁基橡膠的汽車內胎)隨機抽樣 檢測指標為:門尼粘度ML[(l+4) IO(TC ]67. 25 ;拉伸強度10. OlMpa ;斷裂伸長率500. 05%。
制備方法將廢舊硫化丁基橡膠片加入前雙螺桿擠出機中進行順向、逆向多段 螺旋混合擠壓推進，在機內及物料溫度達到200° 、壓力為2. 3Mpa后，物料由擠出機頭擠 出進入到后雙螺桿擠出機中二次進行順向、逆向螺旋混合擠壓塑化，機內及物料溫度達到 230° 、壓力達3.5Mpa后出料，即制成為脫硫丁基再生橡膠。取樣檢測指標為門尼粘度 ML[(l+4) IO(TC ]53. 85 ;拉伸強度9. 61Mpa ;斷裂伸長率486. 2%。
實施例2 選用的前螺桿擠出機為螺桿直徑60mm，螺桿長徑比L/D = 30，壓縮比為3，轉速為 100 400轉/分的雙螺桿擠出機，后螺桿擠出機為螺桿直徑50mm，螺桿長徑比為L/D = 30， 壓縮比為3，轉速為100 400轉/分的雙螺桿擠出機，前雙螺桿擠出機串聯對接成雙螺桿 擠出機。 待再生加工的廢舊硫化丁基橡膠(廢舊丁基橡膠的膠囊)隨機抽樣檢測指標為 門尼粘度ML[(l+4) IO(TC ]56. 2 ;拉伸強度9. 7Mpa ;斷裂伸長率500. 4%。
制備方法將廢舊硫化丁基橡膠加入前雙螺桿擠出機中進行順向、逆向多段 螺旋混合擠壓推進，在機構內及物料溫度達到210° 、壓力為3.0Mpa后，物料由擠出機 頭擠出進入后螺桿擠出機二次進行順向、逆向螺旋混合擠壓塑化，機內及物料溫度達到 250° 、壓力達5.0Mpa后出料，即制成為脫硫丁基再生橡膠。取樣檢測指標為門尼粘度 ML[(1+4)100。C ]49.8 ;拉伸強度9. 46Mpa ;斷裂伸長率485.3%。
實施例3 參見附圖1，本發明選用的前雙螺桿擠出機為螺桿直徑60mm，螺桿長徑比L/D = 30，壓縮比為3，轉速為100 400轉/分的雙螺桿擠出機構，后為三螺桿呈倒"品"字型相 嚙合連接的變頻調速式三螺桿擠出機，螺桿直徑60mm，兩擠出機相串聯對接成螺桿擠出聯 機。 待再生加工的廢舊硫化丁基橡膠片(廢舊丁基橡膠內胎)隨機抽樣檢測指標為 門尼粘度ML[(l+4) IO(TC ]66. 75 ;拉伸強度9. 85Mpa ;斷裂伸長率489. 4%。
制備方法將廢舊硫化丁基橡膠片加入前雙螺桿擠出機中進行順向、逆向多段 螺旋混合擠壓推進，在機構內及物料溫度達到200° 、壓力為2. 3Mpa后，物料由機頭擠出進入后三螺桿擠出機中二次進行順向、逆向螺旋混合擠壓塑化，機內及物料溫度達到 230° 、壓力達3.5Mpa后出料，即制成為脫硫丁基再生橡膠。取樣檢測指標為門尼粘度 ML[(l+4) IO(TC ]55. 05 ;拉伸強度9. 51Mpa ;斷裂伸長率486. 2%。
實施例4 選用的第一臺雙螺桿擠出機為螺桿直徑60mm，螺桿長徑比L/D = 30，壓縮比為3， 轉速為100 400轉/分的雙螺桿擠出機，第二臺為三螺桿并排型相嚙合連接的55-75KW 變頻調速式三螺桿擠出機，螺桿直徑50mm，兩臺螺桿擠出機相串聯對接安裝。
待再生加工的廢舊硫化丁基橡膠片或圈段(廢舊丁基橡膠的汽車內胎)隨機抽樣 檢測指標為門尼粘度ML[(1+4)100。C ]66. 75 ;拉伸強度9. 85Mpa ;斷裂伸長率489.4%。
制備方法將廢舊硫化丁基橡膠片加入第一臺雙螺桿擠出機中進行順向、逆向多 段螺旋混合擠壓推進，在機內及物料溫度達到200° 、壓力為2. 3Mpa后，物料由機頭擠出 進入第二臺三螺桿擠出機中二次進行順向、逆向螺旋混合擠壓塑化，機內及物料溫度達到 230° 、壓力達3.5Mpa后出料，即制成為脫硫丁基再生橡膠。取樣檢測指標為門尼粘度 ML[(1+4) IO(TC ]55. 05 ;拉伸強度9. 51Mpa ;斷裂伸長率486. 2%。
實施例5 采用1臺捏煉機1串聯后接1臺雙螺桿擠出機9，捏煉機1是加壓加溫型高速密封 式捏煉機，它由X (S) N-75/30-II型捏煉機動力電機3的動力輸出軸裝連傳動帶4連接減速 機5，減速機5的輸出軸連接速比齒輪2，速比齒輪2的輸出動力軸連接捏煉機本機的捏煉 主動輥15，捏煉機1輸料機構13的出料口連接雙螺桿擠出機9的進料口 (參見附圖5)。
待再生加工的廢舊硫化丁基橡膠片(廢舊丁基橡膠內胎)隨機抽樣檢測指標為 門尼粘度ML[(l+4) IO(TC ]66. 74 ;拉伸強度9. 851Mpa ;斷裂伸長率489. 5%。
制備方法將廢舊硫化丁基橡膠片加入捏煉機進行捏煉后，物料由捏煉輸料機構 出料口進入后雙螺桿擠出機進一步進行順向、逆向螺旋混合擠壓塑化，機內及物料溫度達 到235° 、壓力達3. 5Mpa后出料，即制成為脫硫丁基再生橡膠。取樣檢測指標為門尼粘度 ML[(l+4) IO(TC ]55. 06 ;拉伸強度9. 53Mpa ;斷裂伸長率486. 7%。
權利要求
一種廢舊硫化丁基橡膠脫硫再生制備方法及其設備，其特征在于，它采用的設備是兩臺串聯對接的螺桿擠出聯機，即前螺桿擠出機的擠出機頭對接后螺桿擠出機的進料口所組成；其制備方法是將廢舊硫化丁基橡膠加入前螺桿擠出機中進行順向、逆向多段螺旋混合擠壓推進，機內及物料溫度達到180°～210°、壓力為2.0～3.0Mpa后，物料由機頭擠出直接進入后螺桿擠出機中二次進行順向、逆向多段螺旋混合擠壓塑化，機構內及物料溫度達到220°～250°、壓力達3.3～5.0Mpa后出料，制成為脫硫丁基再生橡膠。
2. 根據權利要求1所述的廢舊硫化丁基橡膠脫硫再生設備，其特征在于，螺桿擠出聯機是兩臺雙螺桿擠出聯機，前雙螺桿擠出機的螺桿直徑^后雙螺桿擠出機的螺桿直徑，螺桿直徑為50 100mm，兩雙螺桿擠出機的螺桿長徑比L/D = 30，壓縮比為3。
3.根據權利要求1所述的廢舊硫化丁基橡膠脫硫再生設備，其特征在于，螺桿擠出聯機是采用前雙螺桿擠出機連接后三螺桿擠出機，前雙螺桿擠出機構擠出機頭對接三螺桿擠出機構進料口。
4. 根據權利要求1所述的廢舊硫化丁基橡膠脫硫再生設備，其特征在于，螺桿擠出聯機是采用兩個三螺桿擠出機對接組成的雙螺桿擠出聯機，是三螺桿呈倒"品"嚙連排列的三螺桿擠出機。
5. —種廢舊硫化丁基橡膠脫硫再生制備方法及其設備，其特征在于，它是采用1臺捏煉機串聯后接1-2臺螺桿擠出機所組成的聯機，捏煉機輸料機構的出料口連接螺桿擠出機的進料口，捏煉機的動力電機(3)的動力輸出軸裝連傳動帶(4)連接減速機(5)，減速機(5)的輸出軸連接速比齒輪(2)，速比齒輪(2)的輸出動力軸連接捏煉機本機的捏煉主動輥(15);其制備方法是將廢舊硫化丁基橡膠加入捏煉機中進行捏煉后，物料由輸料機構直接進入螺桿擠出機中進行順向、逆向多段螺旋混合擠壓塑化，最后螺桿擠出機內及物料溫度達到220° 250° 、壓力達3. 5 5.0Mpa后出料，制成為脫硫丁基再生橡膠。
全文摘要
本發明提供了一種廢舊硫化丁基橡膠脫硫再生制備方法及其設備，屬于化工技術領域，旨在解決現有的廢舊硫化丁基橡膠的脫硫再生制備方法生產工藝設備繁復，會造成膠粉碳化，影響產品質量的問題。它采用兩臺相串聯對接的螺桿擠出機組成螺桿擠出聯機，制備方法是將廢舊硫化丁基橡膠粉加入第一臺螺桿擠出機中進行順向、逆向多段螺旋混合擠壓推進，機內及物料溫度達到180°～210°、壓力為2.0～3.0MPa后，物料由機頭擠出直接進入第二臺螺桿擠出機中二次進行順向、逆向多段螺旋混合擠壓塑化，機內及物料溫度達到220°～250°、壓力達3.3～5.0MPa后出料制成為脫硫丁基再生橡膠。其制備方法設備簡單，適用于脫硫制備丁基再生橡膠。
文檔編號B29C47/92GK101735476SQ200910245058
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月23日 優先權日2009年12月23日
發明者孫玉林, 梁若萍, 王國寶, 馬志國, 魏秀茹 申請人:滄州市元亨橡膠有限責任公司