[發(fā)明專利]超臨界CO2輔助制備再生橡膠方法及裝置

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210046549.5
• 申請(qǐng)日: 2012-02-28
• 公開（公告）號(hào): CN102604153A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高長云;辛振祥;趙冬梅;陳秀霞;譚欽艷;冷秀江
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 青島科技大學(xué);中膠橡膠資源再生有限公司
• 主分類號(hào): C08J11/16
• 分類號(hào): C08J11/16;C08L17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及橡膠循環(huán)應(yīng)用領(lǐng)域，廢舊橡膠粉再生加工利用的一種高效、環(huán)保、安全再生方法及其實(shí)現(xiàn)裝置。

背景技術(shù)

目前廢舊橡膠制品尤其是汽車輪胎的不斷增加，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的威脅，隨著環(huán)境污染的日益加劇、能源的匱乏和公眾對(duì)環(huán)境及可持續(xù)發(fā)展的不斷關(guān)注，世界各國都在積極尋找橡膠原料來源及其代用材料。因此，廢舊橡膠制品尤其是廢舊輪胎的回收利用，已經(jīng)成為橡膠工業(yè)中非常重要的課題之一，而橡膠再生逐步成為廢舊橡膠制品回收的重要途徑。

廢舊橡膠的再生是指利用物理或化學(xué)方法使橡膠交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)還原為線型狀態(tài)，即硫-硫(S-S)鍵被重新打開，而盡可能不破壞碳-碳(C-C)鍵，使橡膠具有可重新加工性，并保持或恢復(fù)橡膠的原始物性。經(jīng)過多年的發(fā)展橡膠的再生方法大體上可以分為三類：物理再生方法、化學(xué)再生方法、生物再生方法，以及這些方法的組合。物理再生方法是利用外加能量，如力、熱-力、冷-力、微波、超聲波、射線等的物理再生方法；化學(xué)再生方法是利用化學(xué)助劑，如有機(jī)二硫化物、硫純等的再生方法；利用噬硫細(xì)菌的作用將橡膠粒子表面的硫鍵斷裂的生物再生方法。物理再生方法存在能耗大、效率低、再利用效果差等缺點(diǎn)；化學(xué)再生方法存在環(huán)境污染嚴(yán)重、容易產(chǎn)生有毒氣體，操作危險(xiǎn)。生物再生的方法也只是處于研究階段，并未實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的生產(chǎn)。

JP2000095895公開了一種利用親核試劑對(duì)硫化膠進(jìn)行再生的方法，該發(fā)明將硫化橡膠在超臨界CO₂中與親核試劑混合后加熱，使其再生。但該方法存在橡膠再生不完全，溫度高、能耗大、得到的再生膠分子量小，再利用性能差等缺點(diǎn)。

CN101503525B公開了一種通過向高壓釜中加入干冰的方法來實(shí)現(xiàn)超臨界條件，在此條件下進(jìn)行輔助滲透和脫硫，具有低能耗、低成本等優(yōu)點(diǎn)。此發(fā)明只是利用了超臨界CO₂輔助滲透和擴(kuò)散，而剪切作用是在高壓釜外進(jìn)行的，而非超臨界CO₂條件下施加剪切。

CAN142：412727公開了一種超臨界二氧化碳條件下，用去交聯(lián)試劑二苯基二硫化物(DD)浸入異戊橡膠中使橡膠再生的方法。該方法也是僅利用了超臨界CO₂的溶漲、滲透和擴(kuò)散。反應(yīng)過程中也未施加剪切作用，速度慢，再生廢舊橡膠的解聚不完全。

發(fā)明內(nèi)容

一種超臨界CO₂輔助制備再生膠的方法，將超臨界CO₂充入填充有膠粉的腔室，利用所述超臨界CO₂的滲透、溶脹及快速釋壓條件下的膨脹作用，以及所述腔室內(nèi)的剪切嚙合元件的擠壓、剪切及摩擦作用，實(shí)現(xiàn)再生脫硫劑和其它助劑在膠粉內(nèi)部的快速滲透，使得硫化網(wǎng)絡(luò)被脫硫解聚，實(shí)現(xiàn)廢舊膠粉的再生，制備得到再生橡膠。

所述剪切嚙合元件是螺桿、轉(zhuǎn)子、嚙合塊中的一種或它們的組合。

未加軟化劑、脫硫劑的膠粉在所述腔室中加入脫硫劑和其它助劑、或使用預(yù)混了脫硫劑和其它助劑的膠粉。

所述膠粉是未加脫硫劑和其它助劑的膠粉，脫硫劑存在于腔室中。

所述脫硫劑是有機(jī)二硫化物類脫硫劑。

還要對(duì)所述腔室進(jìn)行加熱。

使用壓力傳感器對(duì)所述腔室進(jìn)行壓力檢測。

使用快速釋壓閥對(duì)所述腔室快速釋壓，使得硫化橡膠膨脹。

所述快速釋壓閥釋放壓力的速率是可調(diào)節(jié)的。

所述剪切嚙合元件是同向或異向旋轉(zhuǎn)的。

所述剪切嚙合元件可進(jìn)行組合和更換。

所述剪切嚙合元件的轉(zhuǎn)動(dòng)速度可調(diào)節(jié)。

先充入超臨界CO₂，保壓一定時(shí)間后，使用剪切嚙合元件進(jìn)行擠壓、剪切及摩擦。

在充入超臨界CO₂時(shí)使用剪切嚙合元件進(jìn)行擠壓、剪切及摩擦。

可對(duì)所述腔室內(nèi)的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。

可調(diào)節(jié)擠壓、剪切、嚙合、膨脹作用過程中的參數(shù)及重復(fù)操作次數(shù)。

一種實(shí)現(xiàn)上述方法的裝置，所述裝置包括可承受壓力的所述腔室、在所述腔室內(nèi)的所述剪切嚙合元件、和超臨界流體輸送裝置，在充入超臨界CO₂后對(duì)所述腔室密閉，使用所述剪切嚙合元件進(jìn)行擠壓、剪切及摩擦操作。

所述剪切嚙合元件是同向或異向旋轉(zhuǎn)的。

所述剪切嚙合元件是具有多種結(jié)構(gòu)形式的剪切元件塊。

所述剪切嚙合元件是螺桿、轉(zhuǎn)子、嚙合塊中的一種或它們的組合。

還包括對(duì)所述腔室進(jìn)行加熱的加熱元件。

還包括測定溫度的熱電偶。