[发明专利]一种用于生产脱硫橡胶的方法及用于其的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于生产脱硫橡胶的方法及用于其的装置。具体地，本发明涉及用于通过机械和化学过程生产脱硫橡胶的方法和装置。

背景技术

在一般的橡胶脱硫中，过程包括存在于硫化橡胶中的单硫、二硫和多硫交联(碳-硫或硫-硫键)的裂开。为了该有目的的过程而开发的技术通常采用包括化学、超声波、微波或生物脱硫的技术。

已知的是在化学脱硫中，该过程利用材料诸如有机溶剂、油和化学品，或有机化合物用于橡胶脱硫。另一方面，超声波脱硫和微波脱硫利用超声波和微波的热来使橡胶脱硫，并且生物脱硫是通过微生物攻击硫化橡胶的硫交联而以打断键来进行的。

存在揭露生产脱硫橡胶的方法的几个现有技术。美国专利号5,770,632公开了通过使用化学混合物再生弹性材料，或称为De-Link过程的方法，该化学混合物能够在控制的温度下引发质子交换。现有技术公开了在添加化学组合物之前通过搅拌剧烈混合橡胶粉末并且在辊磨机中加工来生产脱硫橡胶的方法。

Levgum公司拥有的欧洲专利号1 242 520B1公开了使固化的弹性体脱硫的改性剂和使用所述改性剂使橡胶脱硫的方法。如在现有技术中讨论的，固化的弹性体被带到加压的聚合物结构状态，然后用通过所要求的改性剂产生的有机阳离子处理。

SF Materials公司拥有的美国专利申请号11/636,611公开了不存在碱金属的情况下，通过将硫化橡胶与反应混合物中的松节油液体接触使橡胶脱硫的方法。该反应混合物还包含与松节油液体不混溶的溶剂或液体。在包括热能、微波能、超声波能、机械剪切力或其混合能的能量输入存在下，硫化橡胶与松节油接触。

BF Goodrich公司拥有的美国专利号4,161,464描述了通过某些鎓盐催化的相转移化学反应使橡胶脱硫的方法，这些鎓盐允许氢氧离子运输到硫化橡胶颗粒中以选择性地切割多硫化物交联以产生可再循环的脱硫橡胶。该脱硫过程包括以下步骤：在鎓盐已经被溶解于其中的有机溶剂中膨胀硫化橡胶颗粒，并且在其上使膨胀的硫化颗粒与碱的水溶液接触从而为相转移反应提供充足的氢氧离子。

美国专利号6,387,966 B1描述了通过以下方式使废橡胶脱硫的方法：将改性组合物添加到废橡胶颗粒并且随后通过辊磨机压碎废橡胶颗粒从而生成改性的压碎的颗粒。橡胶颗粒的改性包括打断至少70％的硫-硫键和不超过10％到15％的碳-碳键。

美国专利号7,189,762 B2公开了使交联的橡胶改性的方法。使交联的橡胶改性的方法是在以超临界流体状态的二氧化碳存在下通过使用机械拉伸和剪切力进行的。

PCT专利申请号PCT/CA2011/000285涉及使硫化的碎橡胶再生的方法，其包括以下步骤：将碎橡胶和润滑剂在室温下混合，将该混合物转移到具有包括叶片的转轴的热动力混合器以提高该混合物的温度直到达到脱硫温度，降低混合物的温度，并且回收再生的橡胶。在现有技术中，再生硫化的碎橡胶的方法利用较高范围的脱硫温度，因此这需要增加的能量消耗。

如在现有技术的文献中所公开的传统的橡胶脱硫技术对于生产原胶的可行替代品大多是不切实际的，由于可扩展性的限制以致不能大批量生产。传统回收技术遇到的其他难题是密集的能源消耗、固化安全性差、在加工中材料可混用性差、获得不良的产品特性和性能以及表现出差的保存期限。

发明内容

因此，需要引入一种方法，用于以大生产规模来生产脱硫橡胶以提供纯净材料的可行替代品并且脱硫橡胶应该具有其作为原胶的替代品的特性。该方法应该通过高能效技术生产脱硫橡胶。

本发明的一个目的是提供用于生产要作为原胶的可行替代品的脱硫橡胶的方法。

本发明的另一个目的是提供用于通过建立高扩展性大批量生产脱硫橡胶的方法。

本发明的进一步的目的是提供用于在控制的温度范围下使用高能效技术生产脱硫橡胶的方法。

本发明的目的仍是提供用于通过机械冲击力和化学组合物的结合使用生产脱硫橡胶的方法。

本发明的目的还是提供用于通过橡胶废料的回收生产脱硫橡胶的方法。

本发明的目的也是提供用于通过机械旋转设备产生冲击力生产脱硫橡胶的装置。

本发明的进一步的另一个目的是获得具有对相似于原胶的材料特性的良好的保持度的脱硫橡胶。

本发明的另一个目的仍是获得在橡胶硬化上是稳定的以致具有长期的保存期限的脱硫橡胶。