一种硫化丁基橡胶多段脱硫再生复原的方法

摘要

本发明公开了一种硫化丁基橡胶多段脱硫再生复原的方法，依次包括一至七段脱硫，本发明改变了传统的脱硫技术中的一次高温脱硫，而采用七段脱硫，得到的丁基再生橡胶比传统工艺加工的丁基再生橡胶拉伸强度高1.5Mpa；扯断伸长率高30～50％；门尼值低3～5。基本上可以达到或超过投料前的指标是真正意义上的复原丁基橡胶，从而达到高质化橡胶循环利用的目的。

说明书

技术领域

本发明涉及一种硫化丁基橡胶的脱硫再生方法。

背景技术

目前硫化丁基橡胶的再生技术无论物理再生或化学再生基本都是采 取一段脱硫其脱硫程度达不到50％，其再生后的各项理化性能指标只能达 到投料指标的80％。

发明内容

本发明提供一种便于实施、成品性能好的硫化丁基橡胶再生复原方 法，可实现高质化橡胶的循环利用。

一种硫化丁基橡胶多段脱硫再生复原的方法，依次包括一至七段脱 硫，所述的一至七段脱硫的过程如下：

一段脱硫：

将原料升温至170～185℃，在此温度下进行1.5～4分钟(优选2分钟) 的脱硫；其中升温过程一般在4～8分钟，优选6分钟。

一段脱硫可以利用现有的捏炼机进行，在带有双螺杆的捏炼机中，双 螺杆对物料剪切会产生的热能并提高压力，使原料升温，其中升温过程中 物料压力逐渐上升，最高可至6.5倍大气压。原料升温至170～185℃后， 压力随之降低，可处于常压状态。

二段脱硫：

向完成一段脱硫的物料中加入水，水的重量为完成一段脱硫的物料的 重量的0.5～1.5％，优选0.8％，提高物料压力使物料升温至220～230℃，最 终压力可达6.5倍大气压。这一过程时间一般在20～40秒左右(优选30 秒)，可在所述的捏炼机中完成。

利用的水(优选天然水)可起到的水合、催化、活化、软化作用，橡 胶分子在机械力及中高温的作用下，运动加剧，分子运动变得异常活跃， 与橡胶烃结合的硫键吸收能量脱离碳原子的束缚，变成带负电的离子，同 时使剩余的碳原子带正电，由于水分子中氧原子具有孤对电子极易与具有 空轨道的碳正离子集合，这样就形成了水分子与大分子橡胶烃分子集合的 不稳定中间体，这个不稳定中间体释放一个带正电的氢离子，这个氢离子 与之前产生的带负电硫离子结合生成硫化氢分离出来，使大部分交联键断 裂。这一过程产生HS及SO₂废气由环保装置收集处理。

三段脱硫：

完成二段脱硫的物料和空气接触，发生热氧脱硫反应，物料在反应热 作用下升温至240～250℃，热氧脱硫反应在常压下进行。

三段脱硫的时间一般在20～40秒左右(优选30秒)。 在前两段脱硫过程中，如果使用捏炼机，此阶段则是完成二段脱硫的物料 出仓(排出捏炼机)后与空气接触，发生热氧脱硫反应。此阶段处理硫化 丁基胶制品中1-2％的天然橡胶颗粒。

四段脱硫：

将完成三段脱硫的物料在2～5分钟(优选2分钟)内降温至120℃。

四段脱硫可以在开炼机中进行，可利用自动化过程中实现，出仓捏炼 机翻斗触碰输送带开关启动，物料被自动送至可强制冷却的钻孔滚筒开炼 机迅速降温冷却，在开炼机速降温过程中的中高温状态下脱硫复原。因为 是自动化控制就使每次的加工动作一致，从而使加工质量指标稳定均一。

在开炼机降温至中低温脱硫，热能促使分子运动加剧，导致分子链的 断裂，每降10℃热裂解速度降低1倍，至80℃时不稳定的游离基趋于稳 定，该阶段要在短时间完成目的是进一步使未断裂的交联键断裂，并要尽 量减少-C-C-的破坏。

五段脱硫：

将完成四段脱硫的物料由120℃自然冷却至常温，在常温(20～25℃)、 常压状态下的静置3～6小时(优选4小时)。

静置是为了完成活化，这一过程能够使前段累积的剪切能和化学能充 分发挥作用不仅能使结合键进一步断开，而且分子长链基本不断裂不降 解，从而提高了脱硫复原程度。

六段脱硫：

将完成五段脱硫的物料升温至在90～110℃(优选100℃)，进行精炼。

六段脱硫的时间为10～15分钟，其中升温时间8～12分钟，升温至 90～110℃后继续精炼2～3分钟。

本阶段可以利用精炼机，常温状态下的物料在机械研磨的作用升温， 也使残留的橡胶分子与炭黑粒子表面的缔合颗粒分开。

七段脱硫：

将完成六段脱硫的物料在130～140℃条件下进行过滤、押出，而后常 温放置活化36～60小时(优选48小时)，得到成品。

七段脱硫可以利用押出机进行过滤、押出，过滤、押出一般可在4～7 分钟内完成，六段脱硫中精炼机输出的物料由自动输送带送至押出机在3 个大气压下集中进行四体合一复原加工。这一过程的主要技术点在于在开 炼(四段脱硫)后仍然残留的未能脱硫解聚还原的硫化胶粒经精炼机低温 炼胶大部分变成了残留的精细硫化胶粉，而这部分未复原的丁基胶在押出 机内的中温中压条件下再次强化再生复原。

本发明硫化丁基橡胶多段脱硫再生复原的方法，改变了传统的脱硫技 术中的一次高温脱硫，而采用七段脱硫，得到的丁基再生橡胶比传统工艺 加工的丁基再生橡胶拉伸强度高1.5Mpa；扯断伸长率高30～50％；门尼值 低3～5。基本上可以达到或超过投料前的指标是真正意义上的复原丁基 橡胶，从而达到高质化橡胶循环利用的目的。

具体实施方式

实施例1

本实施例硫化丁基橡胶多段脱硫再生复原的方法包括一至七段脱硫：

一段脱硫：

将原料置入带有双螺杆的捏炼机中，双螺杆对物料剪切会产生的热能 并提高压力，使原料升温，6分钟升温至185℃，在185℃时维持2分钟进 行脱硫。

二段脱硫：

向捏炼机中加入水，水的重量为完成一段脱硫的物料的重量的0.8％， 提高物料压力使物料在30秒内升温至220℃，使大部分交联键断裂。

三段脱硫：

完成二段脱硫的物料排出捏炼机与空气接触，发生热氧脱硫反应，物 料在反应热作用下升温至250℃，热氧脱硫反应维持30秒。

四段脱硫：

将完成三段脱硫的物料自动送至可强制冷却的钻孔滚筒开炼机迅速 降温冷却，在2分钟内降温至120℃，进一步使未断裂的交联键断裂，并 要尽量减少-C-C-的破坏。

五段脱硫：

将完成四段脱硫的物料排出开炼机，在常温、常压状态下的静置4小 时。

六段脱硫：

将完成五段脱硫的物料输送至精炼机，升温至100℃，进行精炼，其 中升温时间10分钟，升温至100℃后继续精炼2分钟。

七段脱硫：

将完成六段脱硫的物料由精炼机传送至押出机，在135℃条件下进行 过滤、押出，而后常温放置活化48小时，得到成品。

将得到的成品与现有技术加工的丁基再生橡胶进行性能检测和对比：

上表可见本发明得到的丁基再生橡胶比照按现有技术加工的丁基再 生橡胶性能明显提高。

实施例2

本实施例硫化丁基橡胶多段脱硫再生复原的方法包括一至七段脱硫：

一段脱硫：

将原料置入带有双螺杆的捏炼机中，双螺杆对物料剪切会产生的热能 并提高压力，使原料升温，5分钟升温至180℃，升温过程中物料压力逐 渐上升，最高可至6.5倍大气压，至180℃后维持2分钟进行脱硫。

二段脱硫：

向捏炼机中加入水，水的重量为完成一段脱硫的物料的重量的0.6％， 提高物料压力(最高可至6.5倍大气压)，使物料在30秒内升温至225℃， 使大部分交联键断裂。

三段脱硫：

完成二段脱硫的物料排出捏炼机与空气接触，发生热氧脱硫反应，物 料在反应热作用下升温至245℃，热氧脱硫反应维持40秒。

四段脱硫：

将完成三段脱硫的物料自动送至可强制冷却的钻孔滚筒开炼机迅速 降温冷却，在2分钟内降温至120℃，进一步使未断裂的交联键断裂，并 要尽量减少-C-C-的破坏。

五段脱硫：

将完成四段脱硫的物料排出开炼机，在常温、常压状态下的静置4小 时。

六段脱硫：

将完成五段脱硫的物料输送至精炼机，升温至100℃，进行精炼，其 中升温时间10分钟，升温至100℃后继续精炼3分钟。

七段脱硫：

将完成六段脱硫的物料由精炼机传送至押出机，在130℃条件下进行 过滤、押出，而后常温放置活化60小时，得到成品。

将得到的成品与现有技术加工的丁基再生橡胶进行性能检测和对比：

上表可见本发明得到的丁基再生橡胶比照按现有技术加工的丁基再 生橡胶性能明显提高。

实施例3

本实施例硫化丁基橡胶多段脱硫再生复原的方法包括一至七段脱硫：

一段脱硫：

将原料置入带有双螺杆的捏炼机中，双螺杆对物料剪切会产生的热能 并提高压力，使原料升温，6分钟升温至170℃，在170℃时维持3分钟进 行脱硫。

二段脱硫：

向捏炼机中加入水，水的重量为完成一段脱硫的物料的重量的1.0％， 提高物料压力使物料在40秒内升温至230℃，使大部分交联键断裂。

三段脱硫：

完成二段脱硫的物料排出捏炼机与空气接触，发生热氧脱硫反应，物 料在反应热作用下升温至240℃，热氧脱硫反应维持35秒。

四段脱硫：

将完成三段脱硫的物料自动送至可强制冷却的钻孔滚筒开炼机迅速 降温冷却，在3分钟内降温至120℃，进一步使未断裂的交联键断裂，并 要尽量减少-C-C-的破坏。

五段脱硫：

将完成四段脱硫的物料排出开炼机，在常温、常压状态下的静置5小 时。

六段脱硫：

将完成五段脱硫的物料输送至精炼机，升温至110℃，进行精炼，其 中升温时间8分钟，升温至100℃后继续精炼3分钟。

七段脱硫：

将完成六段脱硫的物料由精炼机传送至押出机，在132℃条件下进行 过滤、押出，而后常温放置活化50小时，得到成品。

将得到的成品与现有技术加工的丁基再生橡胶进行性能检测和对比：

上表可见本发明得到的丁基再生橡胶比照按现有技术加工的丁基再 生橡胶性能明显提高。