[发明专利]一种热溶解聚废旧轮胎为胶粉的方法

说明书

技术领域

本发明属于废旧轮胎综合利用技术领域，具体地说涉及一种采用热溶解聚 技术来解聚废旧轮胎为胶粉的方法和工艺。

背景技术

我国目前的轮胎报废量居全球首位，每年产生的废旧轮胎超过1000万吨， 但回收利用率仅为60％，低于发达国家90％左右的利用率。2013年产生废旧轮 胎为3亿多条，重量达1500万吨，折合天然橡胶资源约530万吨，相当于我国 6.5年的天然橡胶产量。废旧轮胎是需要占用大量环境空间的废物，并且难以压 缩、收集和消除，而且不具有生物降解性。其成分也包括一些危险元素，如铅、 铬、镉和其他重金属，对人类健康和环境造成威胁。

废旧轮胎再利用大体有整体利用、再生利用和热利用3种方式。整体利用 是对废轮胎进行整体的利用，如进行旧轮胎翻新加工使之恢复原有用途或废旧 轮胎建成绿色消音墙；再生利用是将废轮胎制成再生胶或胶粉，来生产硫化橡胶 粉或再生橡胶，废旧轮胎生产再生胶过程中会产生挥发性有机污染物。20世纪 80年代末期，欧美主要工业国家均已停止通用型再生胶的生产，进入硫化橡胶 粉直接利用阶段。热利用分高温分解和直接燃烧两类。热能利用就是用废轮胎 代替燃料使用，废轮胎焚烧回收能量可能产生二噁英、呋喃、多环芳烃以及重 金属等污染物。

废轮胎热解是利用外部加热打开化学链,使有机物分解成燃料气、富含芳香 烃的油以及炭黑等有价值的化学产品。废旧轮胎通过高温热解可产生约45％的 燃料油、35％的炭黑、10％的钢丝，还有约10％的不冷凝可燃气。Murena(Journal ofHazardousMaterials，1996，50(1):79-98)使用四氢萘作为供氢剂，对废旧轮胎 进行了加氢热解的研究，发现固体残留物的质量由43％降到了34％，热解油收 率由44％提高到了50％-60％。但热解技术复杂、成本高，易造成二次污染，且 回收物质质量欠佳又不稳定。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的是要提供一种采用热溶解聚技术来 解聚废旧轮胎为胶粉的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

(1)选择能高效破坏废旧轮胎结构的离子液体和供氢溶剂，将废旧轮胎、 供氢溶剂和离子液体加入到反应釜，其中离子液体、供氢溶剂与废旧轮胎的质 量之比为1～5:1～20:1；

(2)将离子液体、供氢溶剂与废旧轮胎所形成的混合物加热、温度控制在 室温～400℃，反应0.5～4小时，反应结束后自然冷却到室温；

(3)将所得的反应产物用四氢呋喃洗出，通过过滤可得四氢呋喃可溶物、 四氢呋喃、离子液体与四氢萘的混合液和残渣，混合液可通过旋蒸回收溶剂得 到混合物；

(4)最后往混合物中加入水沉淀并过滤可得胶粉和离子液体与四氢萘的混 合溶液，离子液体与四氢萘的混合溶液可重复使用。

所述离子液体是对废旧轮胎具有较好破坏能力的1-丁基-3-甲基咪唑三氟 甲磺酸盐。所述供氢溶剂为四氢萘。

作为一种优化，所述步骤(1)中：离子液体、供氢溶剂与废旧轮胎的质量 之比为5:20:1；所述步骤(2)中：离子液体、供氢溶剂与废旧轮胎所形 成的混合物加热至250℃下反应2h。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

1、采用低温热溶解聚技术是一种在低温中能通过废旧轮胎与解聚溶剂之间 的相互作用以及轮胎中各物质之间的相互作用来解聚废旧轮胎的各组分之间的 结构。本发明利用供氢溶剂和离子液体对废旧轮胎进行高效热溶解聚，不仅可 以对废旧轮胎进行热溶解聚，同时可以催化轮胎的热溶解聚为胶粉和炭黑，达 到对废旧轮胎的高附加值利用。

2、本发明热溶解聚温度低(室温～400℃)，工艺稳定，易于控制且工艺操 作简单。

3、本发明离子液体和供氢溶剂可循环使用可有效提高过程的经济性。

具体实施方式

以下结合具体实施例详述本发明，但本发明不局限于下述实施例。

实施例1