再生膠及塑化膠粉-

1、廢舊輪胎生產(chǎn)再生膠生產(chǎn)再生膠是對(duì)廢舊輪胎綜合回收利用的重要途徑之一,再生膠可以代替部分生膠生產(chǎn)各種橡膠制品。在我國目前廢舊橡膠制品回收利用的方式主要是用于生產(chǎn)再生膠,2005年其產(chǎn)量達(dá)到135萬噸,居世界第一位。1 硫化橡膠的再生機(jī)理橡膠是線狀直鏈高分子聚合物塑性體,其分子量為10萬100萬,它通過硫黃等物質(zhì)在一定條件下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),形成網(wǎng)狀三維結(jié)構(gòu)形態(tài)的無規(guī)則高分子彈性體。因此,要想用再生的方法使硫化橡膠再回到線性、具有塑性結(jié)構(gòu)的高分子材料,首先必須想辦法切斷已經(jīng)形成的牢固的以硫鍵為主的交聯(lián)網(wǎng)點(diǎn),即再生膠生產(chǎn)過程中所必須進(jìn)行的“脫硫”工藝。然而從脫硫的的具體歷程來看,硫黃并沒有從橡膠中脫掉,

2、實(shí)際上仍然如數(shù)殘留于橡膠中。確切地說,脫硫只不過是硫鍵交聯(lián)網(wǎng)點(diǎn)的斷裂。而所稱的脫硫則是一個(gè)極其復(fù)雜的變化過程。具體要從橡膠再硫化之后在交聯(lián)網(wǎng)點(diǎn)上形成的一硫化物、二硫化物以及多硫化物三種硫鍵形態(tài)來進(jìn)行分級(jí)處理,而橡膠再生的目的就是把硫化橡膠通過物理和化學(xué)手段,將橡膠中的多硫化物轉(zhuǎn)化為二硫化物,二硫化物再轉(zhuǎn)化為一硫化物,然后在將一硫化物切斷,促其成為具有塑性的再生橡膠。硫化橡膠的脫硫程度,主要是由化學(xué)和物理兩個(gè)方面的因素確定的。在化學(xué)反應(yīng)方面,可以通過高溫、高壓來促使交聯(lián)網(wǎng)點(diǎn)發(fā)生變化,并通過添加化學(xué)再生劑進(jìn)一步加快交聯(lián)網(wǎng)點(diǎn)斷裂的速度。在物理機(jī)械方面,主要是通過高擠壓、高剪切造成交聯(lián)網(wǎng)點(diǎn)切斷。而添加

3、油料則可加速橡膠膨潤、脫硫塑化的過程。因此,對(duì)橡膠再生而言,粉碎設(shè)備的選型,膠粉粒徑的選擇,脫硫器具及再生溫度、壓力、時(shí)間的選取,以及油料、再生劑種類和數(shù)量的選擇,物料的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)等,都是使硫化橡膠達(dá)到最佳脫硫條件的關(guān)鍵所在。2 廢舊輪胎生產(chǎn)脫硫再生膠工藝工藝介紹1 原料的分類加工將進(jìn)廠的廢舊輪胎按不同胎類進(jìn)行分類,除去廢橡膠的雜質(zhì)后,分類堆放; 2 切膠經(jīng)過分類后待加工的廢舊輪胎,必須按大小厚薄不一的膠料進(jìn)行切割,便于水洗和粉碎,并且可以保證設(shè)備安全。一般要求是:外胎類寬度在10cm ,厚度在3cm 以下,切膠長度不大于25cm ,厚度在3cm 以上的,切膠長度不大于15cm 。廢舊輪胎 分

4、類切膠 水洗分選、磁選 分選、磁選 干燥 細(xì)碎 過篩 粗碎 分選 活化劑 脫硫 捏煉 慮膠 回?zé)?精煉 出片 檢驗(yàn) 入庫對(duì)于長條膠料厚度在2cm以下的,切膠長度不大于30cm;3 水洗由于輪胎等廢舊橡膠制品在使用過程中長期與地面接觸,夾帶許多的泥土和雜質(zhì),如果不清除,在粉碎過程中將會(huì)造成灰塵較大,污染環(huán)境,危害操作人員健康,而且這些泥土雜質(zhì)類的東西帶在膠粉中,將使得生產(chǎn)的再生膠產(chǎn)品質(zhì)量下降。所以在廢舊輪胎粉碎前應(yīng)盡量除去這些泥土和雜質(zhì),從而做到文明生產(chǎn)和提高產(chǎn)品質(zhì)量。水洗時(shí)將切割好的廢舊輪胎定量的投入到錐形圓筒轉(zhuǎn)鼓洗滌機(jī)中,投料要均勻,水量要充足,洗后的廢舊膠料要達(dá)到表面基本上無泥土雜質(zhì),并保

5、持清潔,晾干后堆放于車間備用;4 粗碎粗碎是在粉碎機(jī)(破碎機(jī)中進(jìn)行的,粉碎機(jī)的規(guī)格一般有三種,一是雙溝輥粉碎機(jī),即兩個(gè)輥筒都有溝槽;二是雙光輥粉碎機(jī),即兩個(gè)輥筒都沒有溝槽;三是溝光輥粉碎機(jī),即一個(gè)輥筒有溝槽而另一個(gè)輥筒沒有溝槽。一般雙光輥粉碎機(jī)用于橡膠細(xì)碎處理,而其余兩種粉碎機(jī)用于粗碎處理,粗碎的目的是將大塊的廢舊輪胎破碎成較小的膠塊,為下一步的細(xì)碎工作打基礎(chǔ),輥筒外有一網(wǎng)篩,使粗碎合格的膠塊漏下,不合格的膠塊由輥網(wǎng)篩循環(huán)再次進(jìn)行破碎。一般破膠的輥距控制在2mm左右,破碎后的膠粒直徑約在68mm;5 細(xì)碎粗碎合格的膠粒,經(jīng)輸送器經(jīng)過風(fēng)選機(jī)和磁選機(jī)裝臵除去纖維和鋼絲,再送到光輥粉碎機(jī)進(jìn)行細(xì)碎。光

6、輥粉碎機(jī)的輥距控制在1mm左右,粉碎后的膠粒粒徑應(yīng)小于1mm。細(xì)碎的膠分再經(jīng)過風(fēng)選機(jī)和磁選機(jī)出去纖維和鋼絲;6 風(fēng)選細(xì)碎合格的膠粉,有輸送器送入旋風(fēng)分離器進(jìn)行分離,把纖維從膠粉中進(jìn)一步分出,然后由風(fēng)機(jī)把膠粉送到膠粉倉準(zhǔn)備進(jìn)行過篩;7 過篩8 分選將合格的膠粉按生產(chǎn)再生膠質(zhì)量要求不同進(jìn)行分級(jí)分類,如按膠粉原料不同、粒徑大小等進(jìn)行分類;9 活化劑活化劑是在脫硫過程中,能加速脫硫過程的物質(zhì),使用活化劑可以大幅度縮短脫硫時(shí)間,改善再生膠工藝性能,減少軟化劑用量,提高再生膠產(chǎn)品質(zhì)量?；罨瘎┰诟邷叵庐a(chǎn)生的自由基與橡膠分子的自由基相結(jié)合,阻止橡膠分子斷鏈后的再聚合?；罨瘎┓N類較多,有硫酚類、硫酚鋅鹽類、芳香

7、二硫化物類等。我國大多用芳香二硫化物類活化劑。如活化劑463,化學(xué)名稱是2,2_二硫代雙(4,4_二叔丁基_3_甲基苯酚。10 軟化劑在脫硫過程中使用軟化劑的主要作用是滲透膨脹作用,其成分一般較為復(fù)雜,其中低沸點(diǎn)物在脫硫過程中能滲透到橡膠分子中,由于受熱而膨脹,使得橡膠分子鏈之間的作用力減弱,有助于斷鏈。同時(shí)增大分子間的距離,降低已被脫硫的橡膠分子再次結(jié)構(gòu)化的可能。11 脫硫脫硫是生產(chǎn)再生膠過程中一個(gè)重要環(huán)節(jié),是影響再生膠產(chǎn)品質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵工序。脫硫不是把硫黃從橡膠分子中脫出來,而是通過加熱、氧化和再生劑等化學(xué)的和物理的加工處理作用,使硫化橡膠中的CSC交聯(lián)鍵斷裂,破壞其分子的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),使其發(fā)

8、生降解,導(dǎo)致硫化橡膠從彈性狀態(tài)變成塑性狀態(tài),以利于后期加工處理。脫硫的關(guān)鍵是脫硫配方,脫硫配方是關(guān)系到再生膠脫硫效果好壞和后期加工難易程度的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。對(duì)于制定脫硫配方,要根據(jù)膠粉的種類、脫硫的工藝條件、后期機(jī)械加工條件的綜合因素,選擇適宜的軟化劑、活化劑品種以及用量。脫硫配方由膠粉、軟化劑和活化劑組成。硫化橡膠脫硫再生方法歸納起來有以下幾種:1 直接蒸餾法,如靜態(tài)、動(dòng)態(tài)油法;2 蒸煮法,如水油法、堿法、中性法(即在再生過程中加入氯化鋅溶解纖維的方法;3 機(jī)械法,如快速攪拌法、開煉機(jī)或密煉機(jī)法、螺桿擠出法等;4 化學(xué)法,用化學(xué)溶劑使膠料浸潤、膨脹。在高溫下制成液體或半液體再生膠。5 物理法,

9、微波處理法、超聲波法等。動(dòng)態(tài)脫硫法1 簡介隨著橡膠工業(yè)的發(fā)展,橡膠制品的產(chǎn)量增加,一般橡膠制品中都會(huì)摻用一定比例的合成橡膠,這就使得廢舊橡膠制品原料發(fā)生變化,所以在我們收購的廢舊輪胎所生產(chǎn)的膠粉產(chǎn)品中必定含有一定比例的合成橡膠,以這些膠粉為原料生產(chǎn)再生膠,在膠粉脫硫工藝方面需要做出最適宜的生產(chǎn)工藝選擇。結(jié)合本公司的膠粉產(chǎn)品性質(zhì)以及本公司具體情況,選擇動(dòng)態(tài)脫硫工藝較為適用。2 動(dòng)態(tài)脫硫法特點(diǎn)與傳統(tǒng)的水油法和油法脫硫工藝比較,傳統(tǒng)的水油法和油法脫硫工藝條件不適用合成橡膠的脫硫再生,而高溫高壓動(dòng)態(tài)脫硫的工藝條件它取水油法和油法工藝之長,棄二者之短,又與這兩種方法相似,其實(shí)質(zhì)就是對(duì)這兩種方法從根本上做

10、了改進(jìn),該工藝高溫可達(dá)220攝氏度,即適合天然橡膠的再生,也滿足合成橡膠的再生要求,制得的再生膠質(zhì)量較好,而且這種脫硫方法是在高溫高壓下進(jìn)行,脫硫時(shí)間也大大縮短,同時(shí)與水油法和油法比較,對(duì)膠粉的粒度要求也放寬,由原來的28目或26目降為20目。其總體優(yōu)點(diǎn)為:一是基本無污染,杜絕了污水源的產(chǎn)生;二是能源消耗低,與水油法和油法比較,每噸再生膠節(jié)約電150200度,節(jié)約水4045t,節(jié)約汽0.5t左右;三是生產(chǎn)效率提高,脫硫時(shí)間從原來的6h縮短為2.53h。3 主要設(shè)備該工藝的主要設(shè)備是動(dòng)態(tài)脫硫罐,其特點(diǎn)是:脫硫溫度高,可達(dá)220攝氏度;在整個(gè)脫硫過程中物料始終處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。動(dòng)態(tài)脫硫罐呈橫臥狀,罐內(nèi)

11、設(shè)有攪拌裝臵。加熱體系可分為三種:一種采用高壓蒸汽加熱;第二種采用導(dǎo)熱油加熱;第三種采用電加熱。為節(jié)省能源和節(jié)約成本,建議采用電加熱式脫硫罐,現(xiàn)在國內(nèi)生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)脫硫罐設(shè)備質(zhì)量、性能等各方面都較高。全國大部分再生膠生產(chǎn)廠家都使用的是國內(nèi)生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)脫硫罐。這種脫硫罐由底架、罐體和控制臺(tái)、傳動(dòng)裝臵、密封裝臵和加熱器組成,設(shè)備的最關(guān)鍵部位是加熱器和密封裝臵。加熱器多采用遠(yuǎn)紅外加熱裝臵,由耐高溫、防腐蝕和不導(dǎo)電的新型材料制成,當(dāng)罐體上的遠(yuǎn)紅外加熱器通電后,罐體會(huì)很快升溫升壓,是罐體的膠粉在高溫高壓下發(fā)生硫鍵斷裂而達(dá)到脫硫的目的,在脫硫過程中,為防止罐內(nèi)結(jié)焦而影響脫硫質(zhì)量,在脫硫過程中需要通入蒸汽。這種電

12、加熱脫硫罐其主要優(yōu)點(diǎn)在于:(1安全可靠,由于遠(yuǎn)紅外加熱器采用的是耐高溫、防腐蝕和不導(dǎo)電的材料制成,所以在操作過程中比較安全可靠;(2操作簡單,這種脫硫罐只由一個(gè)罐體和一個(gè)控制臺(tái)組成,設(shè)備的溫控和電控都采用自動(dòng)裝臵。各種數(shù)據(jù)都可以再控制臺(tái)顯示。生產(chǎn)時(shí)只需輸入蒸汽即可工作;(3節(jié)能,與傳統(tǒng)工藝設(shè)備比較,該設(shè)備節(jié)電將在40%以上;(4脫硫質(zhì)量穩(wěn)定,這種脫硫設(shè)備罐體升溫快,溫度可以隨時(shí)控制在所需的數(shù)值范圍內(nèi)。從而可以保證脫硫的質(zhì)量問題。4 動(dòng)態(tài)脫硫配方及整體作業(yè)流程再生膠脫硫過程中配方根據(jù)廢舊橡膠原料特性、產(chǎn)品質(zhì)量要求高低以及經(jīng)濟(jì)成本的高低各方面綜合考慮而確定最適合的配方工藝,下面關(guān)于再生膠脫硫配方及

13、工藝:(1配方輪胎膠粉(2030目1000Kg,420活化劑3.5Kg,液體煤焦油80Kg,軟化水130Kg,松香8Kg.(2脫硫工藝按照配方首先將膠粉輸入混合機(jī)中,開動(dòng)攪拌機(jī),夾套通蒸汽升溫至80100攝氏度,再按下列順序投料,420活化劑5min 松香5min 熱煤焦油,攪拌0.5h后加入少量水,在攪拌2030min,然后排料進(jìn)入動(dòng)態(tài)脫硫罐中,最后加入水。(3脫硫工藝流程(4動(dòng)態(tài)脫硫操作注意事項(xiàng)需要特別注意的事項(xiàng)有: 加料過程中應(yīng)該邊加料邊攪拌,這樣既可以減少阻力,又可以使料混合均勻; 加料完畢后,及時(shí)加入蒸汽,以防止罐壁上膠粉燒焦; 操作過程中罐上儀表的數(shù)值與控制臺(tái)上的顯示數(shù)據(jù)必須一致;

14、 作業(yè)人員在作業(yè)過程中1020min 記錄一次數(shù)據(jù),生產(chǎn)過程中必做到不離崗; 脫硫后的膠粉應(yīng)該在冷卻以后再進(jìn)人下道工序使用。12 捏煉經(jīng)過脫硫后的膠料具有較低的可塑性,為提高其塑性必須進(jìn)行捏煉。捏煉有以下兩種方法;1 薄通連續(xù)捏煉,即將23臺(tái)開煉機(jī)排成機(jī)組,輥筒輥距定為1mm ,輥溫控制在70攝氏度以下。捏煉時(shí)膠料通過第一臺(tái)機(jī)器后,有刮刀從后輥刮下落于輸送帶上,送至第二臺(tái)機(jī)器進(jìn)行薄通,依次進(jìn)行,可以達(dá)到捏煉的目的。2 單機(jī)自動(dòng)翻料捏煉,在同一臺(tái)開煉機(jī)上裝上自動(dòng)翻料裝臵,輥距為12mm ,輥溫控制在70攝氏度以下。膠料通過輥筒后落在翻料輸送帶上,由翻料裝臵將膠料重新返回開煉機(jī)上進(jìn)行多次反復(fù)捏煉。

15、操作時(shí)間一般為10min 左右; 膠粉 混合機(jī) 再生劑 控制臺(tái) 動(dòng)態(tài)硫化罐(攪拌轉(zhuǎn)動(dòng) 水 蒸汽保溫 出料 冷卻 電加熱裝置13 濾膠濾膠的目的是為了清除膠料中的雜質(zhì),尤其是金屬雜質(zhì),以提高膠料的純度,保證膠料質(zhì)量。使用的設(shè)備為濾膠機(jī),濾膠機(jī)內(nèi)有螺桿,外有夾套,夾套中通入蒸汽,機(jī)頭溫度控制在80100攝氏度,機(jī)身溫度為5060攝氏度。操作時(shí)將已經(jīng)捏煉的膠料卷成小卷放入濾膠機(jī)的入料口,(膠料溫度要保證在50攝氏度以上,在濾膠機(jī)中膠料由螺桿推向機(jī)頭部位,機(jī)頭裝有雙層濾網(wǎng),外層為8目,內(nèi)層為2430目,膠料通過機(jī)頭時(shí),雜質(zhì)被濾網(wǎng)擋住,膠料成圓條狀被擠出,讓后進(jìn)下道工序進(jìn)行回?zé)?14 回?zé)拰V膠后的膠條

16、送到開煉機(jī)上進(jìn)行壓煉。輥距11.5mm,輥溫控制在70攝氏度以下回?zé)挃?shù)次,使得膠料可塑性達(dá)到0.30.4;15 精煉該工序使用的設(shè)備是精煉劑。精煉的目的有兩點(diǎn):一是精煉機(jī)轉(zhuǎn)速快,利用剪切力使膠料的分子進(jìn)一步斷裂;二是精煉機(jī)輥筒成腰鼓狀,在小輥距下能碾碎膠料中尚未完全脫硫的硬顆粒,或?qū)⑦@種顆粒排到輥筒兩端清除。精煉機(jī)是再生膠專用設(shè)備,外形與開煉機(jī)一樣,只是輥筒直徑中間稍大,轉(zhuǎn)速比較快。一般輥距控制在0.20.4mm,輥溫控制在90攝氏度以下,輥溫過高或者膠片過于薄都易使膠料性能下降,尤其輥溫對(duì)再生膠產(chǎn)品質(zhì)量影響較大。16 出片從精煉機(jī)上下來的薄膠片,應(yīng)該卷在一個(gè)標(biāo)有廠名、品種、日期等標(biāo)注的轉(zhuǎn)軸上

17、,通過計(jì)次數(shù)或控制重量,有自動(dòng)切割刀將膠片割開取下,即為再生膠成品。然后將大小一致,重量相近的成品,涂上隔離劑存放。等待檢驗(yàn)入庫。17 檢驗(yàn)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn):再生橡膠產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1346092所規(guī)定的內(nèi)容進(jìn)行檢驗(yàn)。再生膠生產(chǎn)設(shè)備清單(脫硫再生工段序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格型號(hào)產(chǎn)能1 動(dòng)態(tài)脫硫罐D(zhuǎn)TG-1400x3400A容積6m2 破膠機(jī)XKP-450A/B1000Kg/h3 精煉機(jī)XKJ-400A/B、XKJ-480A/B一次性投料5560Kg/h4 橡膠加壓式密閉混煉機(jī)X(SN- 200305 橡膠濾膠機(jī)X J L1506 開放式煉膠機(jī)X(SK550 一次性投料5060Kg/h (注:設(shè)備

18、清單僅為參考,實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備需要考察決定3 再生膠的應(yīng)用3.1 再生膠的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):1 有良好的塑性,易與生膠和配合劑混合,節(jié)省工時(shí),降低動(dòng)力消耗;2 收縮性好,能使制品有平滑的表面和較為準(zhǔn)確的尺寸;3 流動(dòng)性好,易于制作成型;4 耐老化性能好,能夠改善橡膠制品的耐自然老化性能;5 耐熱、耐油以及耐酸堿性能較好;6 硫化速速快,耐焦燒性能好。缺點(diǎn):1 彈性差,再生膠是由彈性硫化膠經(jīng)加工處理后得到的塑性材料,本身具有塑性好,彈性差的特點(diǎn),再硫化后也不能恢復(fù)到原來的彈性水平。所以再制備一些彈性好的產(chǎn)品是，盡量少用或者不用再生膠而改用膠粉； 2 曲撓龜裂性差，再生膠本身的耐曲撓龜裂性差，這是由于廢

19、硫化膠再生后其 分子內(nèi)的結(jié)構(gòu)力減弱所導(dǎo)致； 3 耐撕裂性差，影響膠料撕裂性能的因素較多，如配合劑分散不均，制成的橡 膠制品不僅物理機(jī)械性能低，耐老化性差，而且耐撕裂性也弱。再生膠在脫硫 過程中，由于攪拌不均等因素導(dǎo)致的再生劑分散不均等原因，是會(huì)導(dǎo)致再生膠 的耐撕裂性能較弱。 3.2 再生膠的應(yīng)用 再生膠的應(yīng)用有單用和并用兩種形式，并用中有與天然橡膠或合成橡膠合 用的情況，具體的應(yīng)用有以下幾種： 1 天然橡膠+再生膠； 2 合成橡膠+再生膠； 3 天然橡膠+合成橡膠+再生膠； 4 再生膠單用。 隨著橡膠工業(yè)和其他工業(yè)的發(fā)展，再生膠目前已在輪胎、膠管、輸送帶、 自行車輪胎、膠板的方面大量應(yīng)用，除此

20、橡膠工業(yè)方面的應(yīng)用外，還在一些非 橡膠工業(yè)，如建筑材料方面的油氈、卷材、密封膠等領(lǐng)域的應(yīng)用也較為廣泛。 3.3 應(yīng)用再生膠需要注意事項(xiàng) 1 熟悉再生膠的優(yōu)缺點(diǎn)； 2 對(duì)于進(jìn)廠的再生膠一定要經(jīng)檢驗(yàn)后使用，掌握其使用性能，以便于在制定配 方時(shí)進(jìn)行參考； 3 再生膠的密度小，水分含量及所含的軟化劑量都對(duì)產(chǎn)品有一定的影響，應(yīng)用 時(shí)要考慮這些因素，尤其要適當(dāng)調(diào)整配方中軟化劑的用量； 4 再生膠的用量要根據(jù)所制產(chǎn)品的具體要求合理的選擇其用量，用量過多或過 少，都會(huì)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生一定的影響； 5 再生膠使用前一定要經(jīng)過塑煉合格后才能使用。 、 塑化橡膠粉 1 塑化膠粉簡介 塑化橡膠粉是繼天然橡膠、合成橡膠之后，新的低價(jià)優(yōu)質(zhì)橡膠原料，從根本 上改變了以往僅把硫化橡膠粉作為橡膠填充料使用的傳統(tǒng)方法，成為集天然橡 膠和合成橡膠的優(yōu)異特性，獲得新一代低價(jià)位的橡膠原料。 常溫機(jī)械粉碎法生產(chǎn)的精細(xì)硫化橡膠粉，保持了橡膠原有的物理、力學(xué)、 化學(xué)性能。經(jīng)塑性加工后的塑化橡膠粉。具有可塑性好、耐候性好、耐磨性強(qiáng)、 不易老化，以及與其它輔料相融性好等優(yōu)良特