[發明專利]一種采用雙螺桿擠出機脫硫再生硫化橡膠的方法

有效

• 申請號: 200910080211.X
• 申請日: 2009-03-16
• 公開（公告）號: CN101508795A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發明（設計）人: 張立群;葛佑勇;王士軍;戴國強;李曉林;劉力;伍社毛
• 申請（專利權）人: 江蘇強維橡塑科技有限公司;北京化工大學
• 主分類號: C08J11/10
• 分類號: C08J11/10;C08L21/00
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司
• 代理人: 霍京華

技術領域：

本發明涉及一種脫硫回收硫化橡膠的方法，尤其涉及一種采用雙螺桿擠出機脫硫再生硫化橡膠的方法，屬于橡膠循環再生領域。

背景技術：

我國是世界上最大的橡膠消耗國，廢舊橡膠的產生量也位居世界首位，這些廢舊橡膠大約70％具有可再生利用價值。

作為再生工藝，大體上可以分為3類：化學再生、物理再生和生物再生。化學再生是利用化學助劑，如有機二硫化物(DD)、硫醇、堿金屬等，在一定溫度下，借助機械力定向催化裂解橡膠交聯鍵，并使斷裂點穩定，達到再生目的。在公開的文獻中，(Masaaki?Kojima，Mastoshi?Tosaka，Yuko?Ikeda.Chemical?recycling?of?sulfur-curednatural?rubber?using?supercritical?carbondioxide[J].Green?Chemistry，2004(6)：84-89.)報道了硫化的、較短時間處理的天然橡膠，在超臨界CO₂流體中，DD作脫硫試劑，180℃、10Mpa的高壓反應釜中脫硫60min后逐漸轉變為可利用的再生膠。脫硫的橡膠比天然橡膠有稍高的玻璃化轉變溫度(Tg)，所得再生膠結構主要為聚1，4-異戊二烯。但該過程所用到的高壓設備多、危險性高、費用大，操作過程復雜、速度慢且不能連續生產。

物理再生是利用外加能量，如力、熱-力、冷-力、微波、超聲波、射線能等，使交聯橡膠的三維網絡破碎，形成具有流動性的再生膠。CN200610112039.8公開了一種利用微波脫硫后再用雙螺桿擠出機對脫硫橡膠進行塑化、降溫的橡膠再生方法。該方法將已硫化橡膠經過粉碎、篩選、磁選后先經過微波爐進行微波脫硫，脫硫后由微波爐出料口直接進入擠出機喂料口，通過擠出機進行塑化、降溫、過濾，最后得到脫硫再生膠。該方法生產過程中由于微波高能輻射使膠粉內部積累能量過高，膠粉碳化、微波耗能大、易產生輻射、成本高、適應范圍窄且連續生產困難。

生物再生是硫化膠的硫交聯鍵在微生物的作用下發生斷裂或者脫硫，使廢橡膠得以重新具有可加工性，在美國專利(US5677354、US5891926)中公開了利用生物技術反應來進行脫硫再生的方法。生物再生法雖然脫硫效果不錯，但是這種方法需要復雜的設備、大面積的場地和過長的操作時間。

因此，尋找一種方法，在有效脫硫解聚廢舊橡膠的同時實現生產過程簡單安全、低能耗、低成本、無污染已成為當務之急。

發明內容

本發明的目的是提供一種采用雙螺桿擠出機脫硫再生硫化橡膠的方法，采用物理化學聯動的方法再生廢舊硫化橡膠，通過雙螺桿擠出機附以適當的脫硫再生劑使廢舊硫化橡膠快速脫硫再生。本發明的方法可以替代傳統高溫、高壓脫硫罐的作用，在保障有效脫硫解聚廢舊橡膠的同時，實現工藝的安全、簡單、連續、節能、環保。

本發明一種采用雙螺桿擠出機脫硫再生硫化橡膠的方法，將廢舊硫化膠粉與再生劑經充分攪拌、混合均勻后，加入第一臺雙螺桿擠出機(直徑D＝60，長徑比L/D＝30，壓縮比＝3，轉速＝100～400轉/分)中加壓，通過順、逆多段加壓混合，使溫度達到200～230℃，壓力達到2～3Mpa后，通過機頭直接側向對接到第二臺雙螺桿擠出機(D＝50，L/D＝30，壓縮比＝3，轉速＝100～400轉/分)，進行二次加壓、加溫，達到250～300℃，壓力達到3～5Mpa，即得到所制備的脫硫再生橡膠。

所述的再生劑為下列物質的混合物：古馬隆、松焦油或松香或兩者的混合物、苯基硫醇與正丁氨的混合物或多烷基苯酚二硫化物與二烯丙基二硫的混合物、及水。再生劑的加入量以膠粉與古馬隆、松焦油或松香或兩者的混合物、苯基硫醇與正丁氨的混合物或多烷基苯酚二硫化物與二烯丙基二硫的混合物、及水的質量比為100∶1-3∶1-12∶1-12∶5-15為宜。其中苯基硫醇與正丁氨的混合物中苯基硫醇與正丁氨的質量比最好為1∶2-3；多烷基苯酚二硫化物與二烯丙基二硫的混合物中多烷基苯酚二硫化物與二烯丙基二硫的質量比最好為1∶0.5-5。

上述方法中廢舊硫化膠粉的粒徑最好為1～10mm，以達到較好的脫硫效果。

上述方法中廢舊硫化膠粉與再生劑最好在80～100℃條件下進行攪拌混合。

本發明的方法通過雙螺桿的擠壓作用來實現高溫高壓的脫硫環境，從而替代高溫高壓反應釜，使再生劑充分滲透至廢舊硫化膠粉中，從而打斷橡膠的交聯鍵，實現硫化橡膠快速、完全、勻化的脫硫再生。