[發明專利]一種輪胎橡膠的定向脫硫再生方法

在審

• 申請號: 202010576016.2
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111647198A
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 高玉斌
• 申請（專利權）人: 北京克林泰爾環保科技有限公司
• 主分類號: C08J11/28
• 分類號: C08J11/28;C08L19/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 樂俊

本發明公開了一種輪胎橡膠的定向脫硫再生方法，在低溫無氧環境條件下，以溶脹溶劑作為介質、硫醇類硫化物為脫硫劑對廢舊輪胎橡膠進行脫硫再生處理，所述溶脹溶劑為超臨界二氧化碳、超臨界乙醇或能夠很好溶解橡膠的有機溶劑。硫醇類硫化物為脫硫劑，通過有效的氧化還原反應對硫化橡膠中的S?S鍵具有高效的選擇性；通過溶脹溶劑促進脫硫劑更好的滲透到橡膠內部，保證輪胎橡膠內外解交聯程度保持一致，保證在低溫、隔氧的環境中短時間內實現輪胎橡膠的脫硫再生，在有效保護橡膠主鏈(C?C)的前提下，最大程度地提高了輪胎橡膠的解交聯程度，獲得主鏈完整性高、高解交聯度及高分子量的線性再生膠。

技術領域

本發明涉及輪胎橡膠再生技術領域，特別涉及一種輪胎橡膠的定向脫硫再生方法。

背景技術

汽車輪胎的橡膠組成主要是天然橡膠(NR)、順丁橡膠(BR)、丁苯橡膠(SBR)等線性長鏈分子，經過硫磺硫化形成交聯的三維網狀結構，這種結構賦予橡膠以高彈性，使材料獲得更好的強度、耐熱性和耐溶劑性。正是由于這種結構，硫化橡膠具有很好的熱穩定性和化學穩定性，難以降解。

目前，再生膠生產中最關鍵的技術就是解交聯工藝(脫硫工藝)，解交聯(脫硫)既是將廢舊橡膠中經交聯反應形成的網狀結構彈性體通過機械力、熱氧、化學等方法使其交聯鍵解聚，復原成線性大分子結構，具有塑性的可重新加工利用的再生橡膠。

在解交聯的過程中，交聯鍵有一定的鍵能，因此，靠熱氧使交聯鍵斷開，也需要一定的熱能才能使其解聚，這也就是需要一定的溫度和時間。C-C(脂肪族)鍵能約在334KJ/mol，C-S鍵能約在276KJ/mol，S-S鍵能約在317KJ/mol，鍵能相差并不大，在較高的溫度下橡膠主鏈也會產生斷鍵解聚，對S-S鍵、C-S鍵和C-C鍵的斷裂不具備選擇性，因此會導致主鏈斷裂，處理后的再生膠分子量降低，性能不佳，利用領域有限，而且對環境污染嚴重。

在解交聯(脫硫)過程中，只能使溫度保持在既能使交聯鍵斷裂又能保證橡膠主鏈不斷裂之間(橡膠主鍵C-C的鍵能大于交聯鍵的鍵能)，但在這種“低溫”條件下，反應時間相應增長，且解交聯程度有效，難以實現對輪胎橡膠的高效選擇性脫硫再生。

發明內容

本發明的目的在于提供一種輪胎橡膠的定向脫硫再生方法，選擇性催化斷裂廢舊橡膠中的S-S鍵，在低溫條件下，實現對硫化輪胎橡膠的有效脫硫再生，提高對輪胎橡膠的解交聯程度。

本發明采用以下技術方案得以實現：

一種輪胎橡膠的定向脫硫再生方法，在低溫無氧環境條件下，以溶脹溶劑作為介質、硫醇類硫化物為脫硫劑對廢舊輪胎橡膠進行脫硫再生處理，其中，所述溶脹溶劑為超臨界二氧化碳、超臨界乙醇或能夠很好溶解橡膠的有機溶劑。

進一步地，所述硫醇類硫化物為二硫代蘇糖醇、二苯二硫醚、正己烷硫醇、異丙硫或二苯甲酰氨基二硫化物中的一種或幾種。

進一步地，在低溫條件下，將所述脫硫劑與預處理后的輪胎橡膠進行機械剪切混合，剪切條件：轉速1000-2000轉/min，溫度80-120℃，攪拌10-30min后停止加熱繼續攪拌，之后以20-80轉/min的攪拌條件，冷卻至至30℃放料。

進一步地，使用超臨界臨界二氧化碳或乙醇為介質時，脫硫再生的反應條件為：反應溫度140-200℃，反應壓力8-18Mpa，反應時間1-6h，脫硫劑用量8-15％。

更進一步地，使用超臨界臨界二氧化碳為介質時，脫硫再生的反應條件為：反應溫度120-140℃，反應壓力14-18Mpa，反應時間3-6h。

更進一步地，使用超臨界臨界乙醇為介質時，脫硫再生的反應條件為：反應溫度140-180℃，反應壓力8-14Mpa，反應時間1-3h。

進一步地，使用有機溶劑為介質時，脫硫再生的反應條件為：反應溫度100-120℃，反應時間4-16h，脫硫劑用量8-15％。