專利名稱：采用微波脫硫法的再生膠制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種再生膠的制備，尤其是涉及一種采用微波脫硫法制備再生膠的方法。
背景技術(shù)：
廢舊橡膠主要來源于廢輪胎、廢膠鞋和廢膠帶等橡膠制品，其次來源于橡膠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的邊角料和廢品，它屬于工業(yè)固體廢物中的一大類，作為可資源化高分子材料的循環(huán)再生利用，已引起世界各國的關(guān)注。我國每年廢舊輪胎的生成量為220萬噸，再加上制鞋和其他橡膠制品企業(yè)的邊角料和橡膠廢品，廢橡膠總量達300萬噸以上，且以每年約25％的速率增加。這些廢橡膠長期露天堆放，占用大量土地，污染環(huán)境，易引發(fā)火災(zāi)。另一方面，生產(chǎn)輪胎和橡膠制品的主要原料約70％來源于石油加工的產(chǎn)品，橡膠原料的價格和石油價格同步上漲，明顯降低了制鞋和其他橡膠制品企業(yè)的生產(chǎn)利潤。廢橡膠有多種利用途徑，但從再生資源及循環(huán)經(jīng)濟的角度考慮，生產(chǎn)再生膠最為合理，廢橡膠幾乎100％可利用。廢舊橡膠經(jīng)脫硫生產(chǎn)再生膠的方法主要有化學(xué)和物理方法兩類，我國目前生產(chǎn)再生膠的方法以化學(xué)法中的高溫高壓動態(tài)脫硫為主，該法不僅能耗大，生產(chǎn)時間長，生產(chǎn)效率低，而且存在二次污染。
微波脫硫法是近幾年來國際上采用橡膠循環(huán)利用的新方法，美國已有工業(yè)化生產(chǎn)。該方法是一種非機械、非化學(xué)的一步再生方法，它利用微波能量切斷硫化廢橡膠的C-S鍵和S-S鍵，只需用6～8mm的膠粒，時間短，能耗少，無污染，產(chǎn)品品質(zhì)好，可100％代替新橡膠。微波脫硫法是生產(chǎn)高品質(zhì)和低成本再生膠的最佳方法之一，具有很好的工業(yè)化前景。
梅州市梅江嘉應(yīng)橡塑廠在公開號為CN1103350的發(fā)明專利申請中提供一種廢舊橡膠脫硫再生的方法，尤其是利用微波和紅外線熱源，以適當(dāng)?shù)呐浜?、間隔重復(fù)處理廢舊硫化膠粉，生產(chǎn)再生膠的方法。由于間隔設(shè)置微波、紅外保溫區(qū)，可調(diào)節(jié)各輻射區(qū)的微波能量，使不同類型的膠粉，在不同的區(qū)域內(nèi)得到足夠的能量，達到斷鍵的目的。膠粉采用微波輻射與紅外線保溫間隔處理，并經(jīng)翻動攪拌，避免了微波一次高能輻射蓄積的熱量、膠粉部分過熱、發(fā)粘、冒煙、甚至炭化，生產(chǎn)的再生膠符合國家標準GB/T13460-92。
現(xiàn)代自動車株式會社在公開號為CN1733443的發(fā)明專利申請中提供一種用微波連續(xù)地處理廢橡膠粉表面的裝置和方法，其通過微波裝置連續(xù)地處理廢橡膠粉表面，從而使其能連續(xù)且更有效地處理廢橡膠粉的表面。因此，回收橡膠材料具有良好的表面粗糙度和可加工性能，且所述橡膠制品的物理和化學(xué)性能都得到了改善。
梅州市梅江嘉應(yīng)橡塑廠在公開號為CN2175680的實用新型專利中提供一種廢舊橡膠脫硫裝置，由機體、進料輸送機、出料輸送機、微波加熱器和紅外線管組成，輸送帶置于機體內(nèi)，輸送帶前端為進料輸送機，另一端是出料輸送機，紅外線管在輸送帶的上方。由于利用微波和紅外線熱源，間隔重復(fù)處理廢舊膠粉，生產(chǎn)再生膠，因而無廢水污染，且能直接穿透膠粉內(nèi)部，使低導(dǎo)性的膠粉能快速均勻加熱，具有結(jié)構(gòu)簡單，便于操作的特點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種可實現(xiàn)橡膠循環(huán)利用工業(yè)化生產(chǎn)的采用微波脫硫法的再生膠制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是采用微波脫硫法及機械脫硫法，將廢輪胎及廢橡膠制品以膠粉或膠粒的形式進行脫硫后，100％代替新橡膠，作為制鞋或橡膠制品的原料。
本發(fā)明包括以下步驟1)將廢舊橡膠料粉碎得廢舊橡膠粉，過5～200目篩；2)將廢舊橡膠粉用電磁方法去鐵屑和雜質(zhì)；3)將去鐵屑和雜質(zhì)后的廢舊橡膠粉裝入微波脫硫罐，加入橡膠軟化劑，按質(zhì)量比，廢舊橡膠粉∶橡膠軟化劑＝100∶(0～15)；4)微波加熱脫硫，加熱溫度140～300℃；5)脫硫完成后，冷卻至150℃以下，輥煉，出片。
廢舊橡膠料包括廢輪胎、廢膠鞋和廢膠帶等橡膠制品，以及橡膠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的邊角料和廢品等。廢舊橡膠的種類包括天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠、丁基橡膠、氯丁橡膠和丁腈橡膠等。所采用的微波的微波頻率為915～2450MHz，最好為945MHz，微波強度為0.1～1.0KW·h/Kg，微波脫硫時間為5～40min，微波加熱溫度最好為160～180℃。橡膠軟化劑選用松焦油、妥爾油、松節(jié)油、松香、雙萜烯、煤焦油、重油等中的至少一種。
本發(fā)明所采用的微波脫硫設(shè)備可采用一般的微波脫硫裝置，包括微波脫硫罐、微波發(fā)生器、微波傳輸管道、攪拌裝置、微波與溫度控制系統(tǒng)等，例如采用廣州科威微波能公司出品的915MHz-20kW型微波脫硫裝置等。
由于脫硫所產(chǎn)生的熱量較大，微波脫硫時極易出現(xiàn)熱散逸效應(yīng)，即介質(zhì)吸收微波的能力隨介質(zhì)的溫度開高而增大。膠粒的粒徑越大，越易引起內(nèi)部溫度開高導(dǎo)致燃燒。極易因氧化引起自燃。解決的方法有①脫硫完成后在隔絕空氣的條件下靜置降溫后出料。②噴水降溫后，再精煉，下片。噴水時間長短以達到終止氧化的溫度為止。
與現(xiàn)有的再生膠制備方法相比，本發(fā)明由于運用微波脫硫法進行廢舊橡膠的循環(huán)利用，采用低頻脫硫，不僅不加熱，只需在室溫下進行，而且不加紅外保溫區(qū)，不必隔絕氧氣，產(chǎn)物不自燃，避免了色澤變黑，不影響再生膠對顏色的要求，無明顯氣味，有利于環(huán)保。將廢輪胎及廢橡膠制品以膠粉或膠粒的形式進行脫硫后，100％代替新橡膠，作為制鞋或橡膠制品的原料，實現(xiàn)橡膠循環(huán)利用的工業(yè)化生產(chǎn)。其工藝簡單，設(shè)備成本低，回收膠質(zhì)量高，產(chǎn)量高，因此具有很高的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益，應(yīng)用前景廣闊，潛力巨大。由此可見，利用微波脫硫法對廢舊橡膠等尤其是白炭黑填充的廢鞋底邊角料進行脫硫，解決了工業(yè)上其它辦法難以快速回收此類廢橡膠的難題。
具體實施例方式
實施例1鞋用膠邊角料屬于白炭黑填充體系，其白炭黑含量約占40％～60％。其微波的熱散逸效應(yīng)不明顯，脫硫均勻，但由于白炭黑的微波熱效應(yīng)不明顯，脫硫時間一般在5～40min。擬采用間歇式的微波脫硫工藝，溫度控制在140～300℃之間，溫度過低，微波的非致熱效應(yīng)不足以提供硫化交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的斷裂；而溫度過高，超過C-C鍵的斷裂活化能，橡膠主鏈破壞嚴重，要使C-S和S-S鍵斷裂，就要在適當(dāng)?shù)臏囟认?165～200℃)進行脫硫。
本實施例采用鞋用邊角料，加入軟化劑松焦油，在915MHz的微波輻射下脫硫20min所得再生膠，在冷卻裝置下冷卻至室溫，得到的再生膠與天然橡膠配合的實驗結(jié)果如表1所示。
表1

實施例2將廢舊輪胎和廢膠鞋粉碎得廢舊橡膠粉，過5目篩，將廢舊橡膠粉用電磁方法去鐵屑和雜質(zhì)，將去鐵屑和雜質(zhì)后的廢舊橡膠粉裝入微波脫硫罐，加入橡膠軟化劑松節(jié)油，按質(zhì)量比，廢舊橡膠粉∶橡膠軟化劑松節(jié)油＝100∶5；微波加熱脫硫，加熱溫度220℃；脫硫完成后，冷卻至150℃以下，輥煉，出片。廢舊橡膠的種類包括天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠等。所采用的微波的微波頻率為1000MHz，微波強度為0.25KW·h/Kg，微波脫硫時間為20min。
實施例3將廢舊輪胎、廢膠鞋和橡膠輪胎生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的邊角料以及廢料粉碎得廢舊橡膠粉，過80目篩，將廢舊橡膠粉用電磁方法去鐵屑和雜質(zhì)，將去鐵屑和雜質(zhì)后的廢舊橡膠粉裝入微波脫硫罐，加入橡膠軟化劑妥爾油，按質(zhì)量比，廢舊橡膠粉∶橡膠軟化劑妥爾油＝100∶1；微波加熱脫硫，加熱溫度170℃；脫硫完成后，冷卻至150℃以下，輥煉，出片。廢舊橡膠的種類包括天然橡膠、順丁橡膠、氯丁橡膠和丁腈橡膠等。所采用的微波的微波頻率為945MHz，微波強度為0.1KW·h/Kg，微波脫硫時間為25min。
實施例4將廢舊輪胎、廢膠帶和橡膠鞋生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的邊角料以及廢料粉碎得廢舊橡膠粉，過100目篩，將廢舊橡膠粉用電磁方法去鐵屑和雜質(zhì)，將去鐵屑和雜質(zhì)后的廢舊橡膠粉裝入微波脫硫罐，加入橡膠軟化劑松香和雙萜烯，按質(zhì)量比，廢舊橡膠粉∶橡膠軟化劑松香和雙萜烯＝100∶10；微波加熱脫硫，加熱溫度140℃；脫硫完成后，在隔絕空氣的條件下靜置降溫冷卻至140℃以下，輥煉，出片。廢舊橡膠的種類包括天然橡膠、丁苯橡膠、丁基橡膠和丁腈橡膠等。所采用的微波的微波頻率為915MHz，微波強度為1.0KW·h/Kg，微波脫硫時間為40min。
實施例5將廢舊輪胎、廢膠鞋和橡膠輪胎生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的邊角料以及廢料粉碎得廢舊橡膠粉，過200目篩，將廢舊橡膠粉用電磁方法去鐵屑和雜質(zhì)，將去鐵屑和雜質(zhì)后的廢舊橡膠粉裝入微波脫硫罐，加入橡膠軟化劑煤焦油和重油，按質(zhì)量比，廢舊橡膠粉∶橡膠軟化劑煤焦油和重油＝100∶8；微波加熱脫硫，加熱溫度300℃；脫硫完成后，噴水冷卻至150℃以下，輥煉，出片。廢舊橡膠的種類包括天然橡膠、丁基橡膠和丁腈橡膠等。所采用的微波的微波頻率為1500MHz，微波強度為0.5KW·h/kg，微波脫硫時間為30min。
實施例6將廢舊輪胎、廢膠鞋和橡膠輪胎生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的邊角料以及廢料粉碎得廢舊橡膠粉，過150目篩，將廢舊橡膠粉用電磁方法去鐵屑和雜質(zhì)，將去鐵屑和雜質(zhì)后的廢舊橡膠粉裝入微波脫硫罐，微波加熱脫硫，加熱溫度250℃；脫硫完成后，冷卻至150℃以下，輥煉，出片。廢舊橡膠的種類包括丁基橡膠和丁腈橡膠等。所采用的微波的微波頻率為2450MHz，微波強度為0.65KW·h/Kg，微波脫硫時間為35min。
實施例7將廢舊輪胎、廢膠鞋和橡膠輪胎生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的邊角料以及廢料粉碎得廢舊橡膠粉，過100目篩，將廢舊橡膠粉用電磁方法去鐵屑和雜質(zhì)，將去鐵屑和雜質(zhì)后的廢舊橡膠粉裝入微波脫硫罐，加入橡膠軟化劑松焦油和重油，按質(zhì)量比，廢舊橡膠粉∶橡膠軟化劑松焦油和重油＝100∶6；微波加熱脫硫，加熱溫度200℃；脫硫完成后，噴水冷卻至150℃以下，輥煉，出片。廢舊橡膠的種類包括天然橡膠、順丁橡膠和丁腈橡膠等。所采用的微波的微波頻率為945MHz，微波強度為0.45KW·h/kg，微波脫硫時間為28min。
權(quán)利要求
1.采用微波脫硫法的再生膠制備方法，其特征在于其包括以下步驟1)將廢舊橡膠料粉碎得廢舊橡膠粉，過5～200目篩；2)將廢舊橡膠粉用電磁方法去鐵屑和雜質(zhì)；3)將去鐵屑和雜質(zhì)后的廢舊橡膠粉裝入微波脫硫罐，加入橡膠軟化劑，按質(zhì)量比，廢舊橡膠粉∶橡膠軟化劑＝100∶0～15；4)微波加熱脫硫，加熱溫度140～300℃；5)脫硫完成后，冷卻至150℃以下，輥煉，出片。
2.如權(quán)利要求1所述的采用微波脫硫法的再生膠制備方法，其特征在于廢舊橡膠料包括廢輪胎、廢膠鞋和廢膠帶橡膠制品，以及橡膠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的邊角料和廢品。
3.如權(quán)利要求1或2所述的采用微波脫硫法的再生膠制備方法，其特征在于廢舊橡膠的種類包括天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠、丁基橡膠、氯丁橡膠和丁腈橡膠。
4.如權(quán)利要求1所述的采用微波脫硫法的再生膠制備方法，其特征在于所述的微波的微波頻率為915～2450MHz。
5.如權(quán)利要求4所述的采用微波脫硫法的再生膠制備方法，其特征在于所述的微波的微波頻率為945MHz。
6.如權(quán)利要求1或4或5所述的采用微波脫硫法的再生膠制備方法，其特征在于所述的微波強度為0.1～1.0KW·h/Kg。
7.如權(quán)利要求1或4或5所述的采用微波脫硫法的再生膠制備方法，其特征在于所述的微波脫硫時間為5～40min。
8.如權(quán)利要求1所述的采用微波脫硫法的再生膠制備方法，其特征在于所述的加熱溫度為160～180℃。
9.如權(quán)利要求1所述的采用微波脫硫法的再生膠制備方法，其特征在于所述的橡膠軟化劑選自松焦油、妥爾油、松節(jié)油、松香、雙萜烯、煤焦油、重油中的至少一種。
10.如權(quán)利要求1所述的采用微波脫硫法的再生膠制備方法，其特征在于所述的冷卻選自在隔絕空氣的條件下靜置降溫或噴水降溫。
全文摘要
采用微波脫硫法的再生膠制備方法，涉及一種再生膠的制備，尤其是涉及一種采用微波脫硫法制備再生膠的方法。提供一種可實現(xiàn)橡膠循環(huán)利用工業(yè)化生產(chǎn)的采用微波脫硫法的再生膠制備方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是采用微波脫硫法及機械脫硫法，將廢輪胎及廢橡膠制品以膠粉或膠粒的形式進行脫硫后，100％代替新橡膠，作為制鞋或橡膠制品的原料。制備時，將廢舊橡膠料粉碎得廢舊橡膠粉，過5～200目篩；將廢舊橡膠粉用電磁方法去鐵屑和雜質(zhì)；將去鐵屑和雜質(zhì)后的廢舊橡膠粉裝入微波脫硫罐，加入橡膠軟化劑，按質(zhì)量比，廢舊橡膠粉∶橡膠軟化劑＝100∶0～15；微波加熱脫硫，加熱溫度140～300℃；脫硫完成后，冷卻至150℃以下，輥煉出片。
文檔編號C08L17/00GK101045799SQ20071000884
公開日2007年10月3日 申請日期2007年4月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月17日
發(fā)明者丁思博, 鄒友思, 褚佳巖 申請人:福建省晉江市陳埭江頭茂泰橡塑廠, 廈門大學(xué)