[发明专利]废旧橡胶再生方法

说明书

本发明关于硫化橡胶的再生方法，特别是用废旧硫化橡胶制品和橡胶生产的边角料制取精细胶粉的方法及设备。

世界每年废弃大量硫化橡胶制品，其中半数以上是橡胶轮胎。此外，橡胶产品的生产过程中也会废弃大量的边角料。硫化橡胶具有不易溶化、老化或分解的优越性能，但也导致了它的废弃物难以降解及回收利用的难度。尽管发达国家对橡胶再生利用技术已进行了大量的研究，但迄今为止，废旧橡胶得到再生利用的比率是很小的。

废旧橡胶的再利用通常是以胶粉的形式添加到橡胶原料中制取新的橡胶橡胶制品，或加入其它产品例如建筑材料中，以改善其性能。橡胶原料中的胶粉添加量的多少主要取决于构成胶粉的橡胶粒子的大小和形状，粒径越大的胶粉对添加后的橡胶制品的质量影响越大，因而胶粉添加量与粒径的细化程度有关，例如粒径为200至400μm的胶粉加入量可相当于橡胶原料总量的10％，而不会影响橡胶制成品的质量，更细化的胶粉则添加量可进一步提高。此外胶粉颗粒表面形状不规则也是提高胶粉添加量的因素。

制取精细胶粉有采用液氮在极低温下研磨橡胶的方法，使橡胶在极低温度下失去弹性，易于磨碎，但此法能源消耗大，设备庞大，投资费用高，经济上不合算。

本发明人早前曾公开过一种利用有机溶剂使橡胶溶胀后研磨制取胶粉的技术，橡胶溶胀后弹性降低，易于磨碎。由于当时该制备系统尚未完备，此后发明人又做了多项改进，使这一技术的效率及性能有了极大的提高。

本发明的目的是提供一种由废旧橡胶制取精细胶粉的方法及设备，通过该方法的优化工艺及设备可生产适于再生利用的特别是可加入新的橡胶生产中再利用的精细胶粉。

本发明的方法包括废旧橡胶粗切成颗粒，入溶胀剂中浸渍溶胀中浸渍溶胀，溶胀颗粒入磨碎机研磨成细粉，加热除溶液胀剂得细胶粉，其中所说的溶胀剂可以是苯类、酮类和酯类有机溶剂，具体为苯、环己酮、环己烷、甲苯、二基酮、汽油、二甲基酮、醋酸乙酯、乙酸戊酯中的一种或一种以上的混合物，其中以苯类、环己酮、环己烷为佳。溶胀剂应能使橡胶颗粒膨胀，又不致腐蚀橡胶或与橡胶发生化学反应。单一溶胀剂或混合溶胀剂的种类视再生利用的橡胶品种而定，所选择的溶胀剂应与橡胶极性相同。

粗切橡胶颗粒在溶胀剂中浸渍的时间应使颗粒体积膨胀一倍为宜，视粗切颗粒的大小而异，一般至少需要浸渍5分钟；溶胀剂的用量应能满足橡胶颗粒充分膨胀，并且浸渍完毕后基本无残留，因此溶胀剂的用量与橡胶颗粒重量比应控制在2.5-3.5∶1。

膨胀的橡胶颗粒送入专用的高速磨碎机中磨成精细胶粉，在磨碎过程中向磨碎机护套内通入冷却水使机内物料降温。为了进一步提高研磨效果，本发明在溶胀橡胶颗粒中加入高熔点结晶盐作为助剂，如碳酸锌结晶盐或食盐晶体，助剂用量应≤胶粉量的5％(指不含溶胀剂的干胶粉重量)，这种晶体的加入可增加对橡胶的研磨强度，但助剂量过大经济上不合算。由于磨碎机高速运转时，磨机内物料温度升高，因此助剂应选择高熔点的结晶盐，保证它在磨机工作温度下不会熔化；另外晶体的选择还应考虑从精细胶粉中分离的问题，应选择易于分离或不需要分离的晶体，例如碳酸锌本身就是橡胶工业应用广泛的一种活性剂，用它作为胶粉研磨中的肋剂，可存在于精细胶粉中并一同添加到新的橡胶生产中相容而不必分离；食盐晶体作为肋剂可采用较简便的水洗法分离除去。根据对胶粉的细度要求，可采用多个磨碎机连续多次研磨，使胶粉分级磨细。

以上磨碎后的精细胶粉在80-90℃下加温除干燥至溶胀剂完全除去，随后通过振动筛或旋风分离器分离出较大粒径的胶粉返回浸清器再处理，其余作为成品精细胶粉，包装待用或直接送入橡胶生产系统，添加入橡胶原料中生产出新的橡胶制品。

胶粉通过管路依次按以上浸渍、磨碎、干燥及筛分各工序连续输送，其中浸渍、磨碎及干燥工序中挥发的溶液胀剂通过管路负压抽吸入溶剂回收装置并冷凝回收，其间形成密闭系统，防止有机溶剂泄漏造成不安全的因素。系统的负压由真空泵实现，压力应是≤730mmHg。