一种硫化橡胶再生方法、系统与流程

1.本发明属于废旧硫化橡胶再生技术领域，特别涉及一种硫化橡胶再生方法和系统。


背景技术：

2.以橡胶制品生产中已硫化的废料为原料加工成的、有一定可塑性和粘性、能重新使用的橡胶，简称再生胶。再生胶能部分地代替生胶用于橡胶制品，以节约生胶及炭黑也有利于改善加工性能及橡胶制品的某些性能。再生过程是废胶在增塑剂、氧、热和机械的综合作用下使硫化橡胶的部分分子链和交联点断裂的过程。
3.专利文献cn201810804452.3公开了一种废旧轮胎橡胶处理系统以及工艺，该专利文献公开的技术方案包括了混合高搅、加温送料、循环加温、脱硫塑化、冷却出料以及精炼等工艺步骤以及与各步骤对应的处理系统，工艺和设备复杂，投入成本高，能源消耗大，橡胶再生的效率低下。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明公开了一种硫化橡胶再生方法和系统，以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题。
5.为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：本发明一方面提供了一种硫化橡胶再生方法，所述方法包括如下的步骤：将硫化橡胶粉、软化剂和活化剂按照预设比例通过搅拌摩擦升温到预设温度，获得软化后的橡胶粉；冷却搅拌所述软化后的橡胶粉；利用机械剪切力对冷却搅拌后的橡胶粉进一步解交联，从而实现所述硫化橡胶粉的活化再生。
6.可选地，所述方法还包括：将所述活化再生后的橡胶粉进行精炼处理。
7.可选地，所述搅拌摩擦升温的转速为100-1200转/分，所述预设温度为120-300摄氏度。
8.可选地，所述冷却搅拌所述软化后的橡胶粉包括：将所述软化后的橡胶粉搅拌冷却，冷却后橡胶粉的温度为：常温-200摄氏度。
9.可选地，所述利用机械剪切力对冷却搅拌后的橡胶粉进一步解交联包括：通过刀具的机械剪切力切断冷却搅拌后的橡胶粉中的硫化交联键，保持橡胶主链完整。
10.可选地，将所述活化再生后的橡胶粉进行精炼处理之前还包括：将所述活化再生后的橡胶粉降温到30-50摄氏度。
11.本发明另一方面提供了一种橡胶再生系统，所述系统包括搅拌升温机，用于将橡胶粉、软化剂和活化剂按照预设比例通过搅拌摩擦升温，获得软化后的橡胶粉；冷却搅拌机，用于冷却搅拌所述软化后的橡胶粉；解交联主机，用于利用机械剪切力对冷却搅拌后的橡胶粉进一步解交联；所述搅拌升温机出口与所述冷却搅拌机入口连接，所述冷却搅拌机出口与所述解交联主机入口连接。
12.可选地，所述解交联主机包括外壳以及设置在所述外壳内的旋转主轴，所述旋转
主轴由动力源驱动，所述旋转主轴上设置有若干个圆盘刀，所述外壳上设置有与所述圆盘刀交叉布置的定刀。
13.可选地，所述系统还包括降温输送机和精炼机，所述降温输送机和所述精炼机设置在解交联主机之后，所述降温输送机用于在所述解交联主机后降低所述橡胶粉温度，所述精炼机用于将降温后的橡胶粉精炼成片。
14.可选地，所述降温输送机上设置有废气出口，所述废气出口上连接有废气处理系统。
15.本发明的优点及有益效果是：
16.本发明的上述技术方案通过搅拌摩擦升温的方式达到橡胶软化以及橡胶化学解交联需要的温度，改变传统的采用电热设备等直接加热的方式。相比传统生产线，一方面，不再需要电热设备，降低了投产的设备成本；另一方面，采用摩擦升温的方式能耗远低于传统电热设备的能耗，降低设备使用成本。
附图说明
17.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
18.图1为本发明的一个实施例橡胶再生方法流程示意图；
19.图2为本发明的一个实施例橡胶再生系统的结构示意图。
20.图中：1为进料输送机，2为搅拌升温机，3为冷却搅拌机，4为动力源，5为解交联主机，6为降温输送机。
具体实施方式
21.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.为了克服现有技术中存在的加热等橡胶再生设备投入高、能源消耗大等问题，本发明提出了一种全新的橡胶再生工艺和设备，无需传统电热设备即可以达到橡胶化学解交联所需的温度，简化了设备和工艺，能够显著降低设备成本和使用成本。以下结合附图，详细说明本发明各实施例提供的技术方案。
23.实施例1
24.根据图1示出的硫化橡胶再生方法流程示意图，该实施例具体公开了一种硫化橡胶再生工艺，具体包括如下的步骤：
25.s110，将硫化橡胶粉、软化剂和活化剂按照预设比例通过搅拌摩擦升温到预设温度，获得软化后的橡胶粉。即将粉碎后的橡胶粉、软化剂和活化剂投入到搅拌升温装置中，进行搅拌，从而实现加热并混合均匀，其中各物质的比例可以根据不同需要预先设定，搅拌升温的温度也可以根据橡胶再生的实际用途进行设置，通过该步骤，使得橡胶粉迅速升温到脱硫所需温度，软化剂和活化剂迅速渗入橡胶粉颗粒中，将橡胶粉软化，实现初步的化学
脱硫解交联。
26.本实施例采用搅拌摩擦升温的方式，改变了传统的采用电热设备等直接加热的方式，仅通过搅拌摩擦升温的方式达到橡胶软化以及橡胶化学解交联需要的温度，相比传统生产线，一方面，不再需要电热设备，仅需要对传统起到混合均匀作用的搅拌装置的控制方式和搅拌方式改进，降低了投产的设备成本，单条生产线可以降低数十万的设备成本；另一方面，采用摩擦升温的方式能耗远低于传统电热设备的能耗，降低设备使用成本；在一方面，由于整个生产流程缩短，生产效率也得到极大提高。
27.上述步骤中，搅拌升温的时间和转速可不作具体限定，根据原料的产品或者脱硫要求，达到相应的预设温度即可。
28.其中软化剂包括煤焦油、松焦油、石油系软化剂、裂化渣油等中的一种或几种，活化剂包括芳香族硫醇及其锌盐、芳香族二硫化物、噻唑类有机物、二苯基二硫化物类有机物、硫酚类有机物等中的任一种或几种。
29.s120，冷却搅拌软化后的橡胶粉，从而避免部分橡胶粉成团导致内部温度上升，从而避免橡胶粉整体温度和反应不均匀而降低产品品质。具体地，可以采用将步骤s110混合升温后的橡胶粉混合物利用重力或挤压力输送到冷却搅拌装置中进行冷却搅拌和保温或降温处理，该冷却搅拌可以在一定的时间内保持升温后的橡胶粉混合物继续均匀混合，及时打散可能形成团，从而避免局部温度升高，保持橡胶粉整体温度均匀且伴随温度下降，具体的搅拌时间和搅拌流程可以根据需要设置，冷却后橡胶粉的温度为一般为常温至200摄氏度。
30.s130，利用机械剪切力对冷却搅拌后的橡胶粉进一步解交联，从而实现橡胶粉的活化再生。具体地，可以采用解交联主机的解交联搅拌，利用解交联主机内的刀具之间的剪切力将软化后的橡胶粉进一步机械解交联，进一步使硫化交联键断裂，实现活化再生。
31.上述方案公开的工艺方法，避免了加热设备的使用，节省了投产成本；而且降低能源消耗，降低了使用成本；并且简化了工艺步骤，提高了橡胶再生的效率20-30％。
32.在本发明的橡胶再生方法还包括将活化再生后的橡胶粉进行精炼处理，将活化再生后的橡胶粉精炼成型，然后打包入库。
33.在具体再生实施中，搅拌摩擦升温时的转速为100-1200转/分，预设温度为120-300摄氏度，搅拌升温的时间从6分钟到40分钟不等。
34.优选的，搅拌摩擦升温的转速为400-1200转/分，能够实现更快速的升温。预设温度优选为180-260摄氏度，获得较好的脱硫和软化效果。
35.优选地，整个过程在密闭条件下进行，包括在密闭环境或装置进行搅拌摩擦升热，类似地，在冷却搅拌时，优选在密闭环境下将软化后的橡胶粉搅拌冷却。采用密闭条件，一方面可以避免橡胶高温产生的臭气扩散，导致环境污染；另一方面，密闭条件，可以通过高温产生水蒸气，从而对整个脱硫过程形成保护。
36.机械解交联可以通过现有的解交联主机完成，通过多个刀具之间的机械剪切力切断橡胶粉中的硫化交联键，保持橡胶主链完整。
37.在机械解交联之后，橡胶粉进行精炼处理之前还包括：将活化再生后的橡胶粉降温到30-50摄氏度。降温可以与输送的过程同步进行，通过带有冷却套的螺旋输送机实现。
38.实施例2
39.参见图2，示出了能够实现图1工艺步骤的硫化橡胶再生设备示意图。该硫化橡胶再生设备具体包括进料输送机1、搅拌升温机2、冷却搅拌机3、动力源4、解交联主机5以及降温输送机6。
40.根据图2所示，进料输送机1倾斜设置，优选为螺旋输送机或者气动输送，它能够接受粉碎后的硫化橡胶粉颗粒，然后将硫化橡胶粉颗粒和包括活化剂和软化剂在内的脱硫辅助剂输送到搅拌升温机2内，搅拌升温机2可以竖直放置，有利于降低搅拌设备的能耗，搅拌升温机2内设置有机壳和设置在机壳内搅拌轴，橡胶粉进入搅拌升温机2后不断受到挤压和摩擦升温，通过一段时间后达到预设温度后通过重力和挤压力被排出到冷却搅拌机3中。
41.根据需要，搅拌摩擦升温时的转速为100-1200转/分，预设温度为120-300摄氏度，搅拌升温的时间从6分钟到40分钟不等。优选的，搅拌摩擦升温的转速为400-1200转/分，预设温度为180-260摄氏度，获得较好的脱硫和软化效果。
42.冷却搅拌机3可以使软化后的橡胶粉继续均匀混合并实现保温或者降温，及时打散橡胶粉内部可能形成的团，从而避免部分橡胶粉成团而导致局部温度升高，避免橡胶粉整体温度和反应不均匀而降低产品品质。冷却后橡胶粉的温度为常温-200摄氏度，冷却搅拌机3同时还可起到输送橡胶粉混合物到解交联主机5的作用，当然，也可以设计专用的输送机实现输送的目的。
43.解交联主机5由通过电机匹配相应的动力源4驱动，该动力源优选为电机和减速器组合，解交联主机5包括外壳以及设置在外壳内的旋转主轴，旋转主轴由动力源驱动旋转，旋转主轴上设置有若干个圆盘刀，外壳上设置有与圆盘刀交叉布置的定刀，利用上述定刀和圆盘刀之间产生的剪切力，从而使硫化交联键断裂同时保证橡胶主链不断，实现橡胶粉的活化再生。
44.优选地，旋转主轴的前端靠近进料口位置设置有送料盘，实现对橡胶粉的挤压输送。该实施例中通过送料盘以及圆盘刀的旋转摩擦，橡胶粉的温度得到了再提升，有利于提高解交联效果。
45.橡胶粉经解交联主机5处理后进入降温输送机6，通过降温输送机6将温度降低至50摄氏度以下，如30-50摄氏度，从而便于实现精炼处理。降温输送机6可倾斜布置，机内设置有螺旋输送机构，壳体外设置有冷却套，降温输送机6的长度和冷却套的温度可以根据需要进行设置。
46.降温输送机6靠近解交联主机5的一端设置有进料口，另一端设置有出料口，出料口下侧设置有精炼机，降温输送机6下部设置有伸缩缸，通过伸缩缸实现倾斜设置。
47.优选地，整个系统在密闭设置，实现密闭摩擦升热，密闭冷却等，从而避免橡胶高温产生的臭气扩散，导致环境污染；另外也可以通过高温产生水蒸气，从而对整个脱硫过程形成保护。降温输送机6的上部靠近出料口的位置设置有废气出口，废气出口通过管道连接有废气处理系统，该废气处理系统包括冷凝器和油水分离器，用于实现将废气冷凝和油水分离处理。
48.综上，上述技术方案不需要设置加热设备，仅依靠混合搅拌摩擦升温就可以达到橡胶软化以及橡胶化学解交联需要的温度，避免了加热设备的投入成本和相应的能源消耗，简化了橡胶再生工艺，提高了橡胶再生效率，获得了显著的预料不到的技术效果。
49.以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明
的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围内。