再生胶生产工艺

 

再生胶生产方法很多，归纳为五大类。现将各种方法的脱硫工艺过程简要介绍如下。

 

 

    1．油法

 

    将胶粉与再生剂混合均匀，放入铁盘中，送进卧式脱硫罐内，用直接蒸汽加热。蒸汽压力为7MPa(5~7kgf／cm²），脱硫时间为10小时左右。此法工艺设备简单。

 

    2．过热蒸汽法

 

将胶粉与再生剂混合均匀，放入带有电热器的脱硫罐中，通直接蒸汽，用电热器将温度提高到220~250℃，使胶粉中的纤维得到破坏，蒸汽压力为0．4MPa(4kgf／2)。

 

    3．高压法

 

    将胶粉与再生剂混合均匀，放进密闭的高压容器内，通入 4．9~69MPa(50-70kgf／cm2直接蒸汽进行脱硫再生。此法设备要求高，投资较大。

 

    4．酸法     首先用稀硫酸浸泡胶粉，破坏其中的纤维物质，然后用碱将酸中和进行清洗，再通入直 接蒸汽进行脱硫再生。此法需要耐腐蚀设备，耗用酸碱量大，工艺及设备复杂，成本高，产品易老化。

 

    (二)蒸煮法

 

    1．水油法

 

    此法脱硫设备为一立式带搅拌的脱硫罐，在夹套中通入0．9~0．98MPa(9~l0kgf／cm²)的蒸汽。罐中注入温水（80℃）作为传热介质。脱硫时将已用机械除去纤维的胶粉和再生剂加入罐中，搅拌时间约3小时。此法虽然设备较多，但机械化程度高，产品质量优良且稳定。

 

    2．中性法

 

    中性法与水油法基本相似，区别在于中性法不提前除去纤维，而在脱硫过程中加入氯化锌溶液以除去纤维。效果不如水油法好。

 

    3．碱法

 

    用氢氧化钠（5～10%浓度）来破坏胶粉中的纤维，然后用酸中和并清洗，再以直接蒸汽加热进行脱硫再生。此法设备易腐蚀，产品质量低劣，方法落后。

 

 

    1．密炼机法

 

    所采用的密炼机为超强度结构，转子表面镀硬铬或堆焊耐磨合金。转速为60～80r/min，上顶栓压力为1.24MPa(12.6kgf/cm²)，操作温度控制在230～280℃，时间7～15分钟。此法生产周期短，效率高。

 

    2．螺杆压出法

 

    主机为螺杆压出机（与橡胶压出机相似），螺杆直径有6、8、12in三种。机壳内有夹套，用蒸汽或油控制温度（200℃左右）。操作时将胶粉与再生剂提前混合均匀送入该机，胶料在螺杆的剪切挤压作用下，经过3～6分钟即可从出料口排出。此法为连续性生产，周期短，效率高，产品质量优良，但由于螺杆与内套磨损较大，对设备的材质要求较高。

 

    3．快速脱硫法

 

    主机为一特殊结构的搅拌机（与塑化机相似），罐内有一挡料装置。搅拌速度可调节，由直流电机带动。转速分为两挡，低速控制在720 r/min，高速为1440 r/min，搅拌10分钟后，隔绝空气逐渐冷却，冷却是在冷却器中进行的。此法生产周期短，搅拌速度快，工艺不易控制，产品质量不够稳定，比较适宜废合成橡胶再生。

 

    4．旋转动态法

 

    将胶粉与再生剂混合均匀后，放入带有一对空心螺杆的设备中，利用油浴加热，温度控制在240～260℃，进行连续性脱硫，胶料经过15分钟即可达到脱硫再生目的。

 

 

    1．溶解法

 

    将胶粉和软化剂放入一个电加热的搅拌罐中，加入40～50%的软化剂（以胶粉为100%），一般采用重油或残渣油等。温度控制在200～220℃，搅拌2～3小时。反应后的产物为半液体状的粘稠物。产品可直接用于橡胶制品，代替部分软化剂，也可应用于建筑行业作防水、防腐材料。

 

    2．接枝法

 

    在胶硫过程中，加入一些特殊性性能的单体（如苯乙烯、丙烯酸酯等），在200～230℃的高温作用下，使单体与胶料反应，再经机械处理后，得到具有该单体聚合物性能的再生胶（如耐磨、耐油等）。此法反应过程较难控制。

 

    3．分散法

 

    在开炼机上加入胶粉和乳化剂、软化剂、活化剂等，进行拌合压炼，然后缓缓加入稀碱溶液，使胶粉成为糊状，再加水稀释，从炼胶机上刮下，加入1％浓度的乙酸，使其凝固，最后经干燥压片，即为成品。此法设备简单，工艺操作不易控制，为间歇式生产。

 

    4．低温塑化法

 

    将胶粉与有机胺类或低分子聚酰胺，环烷酸金属盐类，脂肪族酸类和软化剂、活化剂等混合均匀，放置在80~100℃温度下塑化一定时间，即可通过氧化-还原反应达到再生目的。此法节省能量，设备简单，但产品可塑性低。

 

 

    1、高温法

   

    高温连续脱硫法将胶粉与再生剂按要求混合均匀，然后送入一个卧式多层的螺杆输送器中，该输送器有夹套和远红外线加热装置，胶料在输送过程中受到远红外线的均匀加热，达到再生目的。此法为连续性生产，周期较短，质量较好，设备不复杂，是正在探索的一种新方法。

 

    2、微波法

 

    将极性废硫化胶粉碎至9．5mm大小的胶粒，加入一定量的分散剂，输送到用玻璃或陶瓷制做的管道中，使胶粒按一定速度前进，接受微波发生器发出的能量。调节微波发生器的能量，致使胶粉分子中的C—S、S--S键断链，达到再生目的。

 

 

    再生胶的生产方法虽多，但投入工业化生产的仍以机械法和蒸汽法(水油法，油法)为最多，物理法是正在发展中的方法。目前我国工业化生产的方法主要是水油法和油法，快速脱硫法也有小批量生产，其它方法象高温连续脱硫法、低温塑化法、微波法正处在研究试生产阶段。下面以水油法，油法为例介绍再生胶的生产工艺过程。水油法和油法生产工艺过程基本相同，其区别在于脱硫工段。它们生产过程都分为粉碎、脱硫、精炼三个工段。每个工段又分为若干个工序。粉碎工段分为：原料的分类加工、切胶、水洗、粗碎、细碎、风选、过筛。水油法脱硫工段分为：脱硫、清洗、挤水、干燥(油法没有后三个工序，另有拌油工序)。精炼工段分为；捏炼、滤胶、回炼、精炼、出片。

 

 

    1．原料的分类加工

 

    将进厂的废旧橡胶按照外胎类、胶鞋类、杂胶类(包括胶管、胶带、内胎、皮鞋底等)进行分类，除去非橡胶杂质后，分别堆放.

 

    2．切胶

 

    经过分类加工的废旧橡胶，必须把大小厚薄不一的胶料进行切割，以便于水洗和粉碎，保证设备安全运行。具体要求是：外胎类宽在10cm，厚在3cm以下的，切割长度不久于25cm;厚在3cm以上的，切割长度不大于15cm。水胎、胶管、胶带等长条胶料厚度在2cm以下的，切割长度不大于30cm。胶鞋类和零星杂品胶可不切割。其它特殊胶料视具体情况确定切割的尺寸大小。切割时用剪切机，操作要注意安全，防止发生事故。

 

    3．水洗

 

    由于轮胎和胶鞋等废旧橡胶在使用过程中长期接触地面，夹带许多泥沙和杂质，如不清除，在粉碎过程中将造成尘土飞扬，污染环境，影响操作人员身体健康。而且，这些泥沙、杂质若带入胶粉中，将使再生胶产品质量下降。因此在粉碎前应尽量除去这些泥沙杂质，做到文明生产和提高产品质量。水洗时将切割好的废旧橡胶定量定时的投入到锥形圆筒转鼓洗涤机中，投料要均匀，水量要充足，洗后的胶料要达到基本上无泥沙杂质，并保持清洁，晾干后，堆放在车间内备用。

 

    4．粗碎

 

    粗碎是在粉碎机（也称破胶机）中进行的。粉碎机有三种规格，一是两个辊筒都有沟槽，称双沟辊粉碎机；二是两个辊筒没有沟槽（即光棍），称双光辊粉碎机；三是一个辊筒有沟槽，另一个辊筒无沟槽，称沟光辊粉碎机。其中双光辊粉碎机用作细碎，其它两种则用于粗碎。粗碎的目的是将大块的废旧橡胶破成较小的胶块，为下一步细碎打基础。操作时，将洗净的废旧橡胶经输送带投入到粗碎机中，供料要适量，补料要定时。辊筒外有一滚网筛，使合格的胶块漏下，不合格的胶块由滚网筛带回辊筒上重新进行破料。一般破胶的辊距控制在2 m m左右，粗碎后的胶粒直径约在6 ～ 8 m m。从滚网筛落下的合格胶粒经输送器送往下道工序进行细碎。

 

    5．细碎

 

    粗碎合格的胶粒，由输送器经过风选机和磁选装置除去大部分纤维的金属杂质，再送到光辊粉碎机中时行细碎。光辊粉碎机的辊距控制在1 m m左右，粉碎后的胶粒粒径应小于1m m 。细碎后的胶粉应再经风选和磁选除去纤维杂质。一般1台粗碎机可同时向2 ～ 3台细碎机供料，操作人员应巡视检查，控制胶粉流量，以取得最佳的粉碎效果。

 

    6．风选

 

    细碎合格的胶粉，由输送器送入旋风分离器进行分离，把纤维杂质从胶粉 中 进 一 步 分出，然后由风机把胶粉送到小粉仓准备进行过筛。

 

    7．过筛

 

    筛的形式分多层筛和单层筛，两种筛一般由电机带动曲柄轴做往复运动，习惯称振动筛（单层筛包括圆形转动筛）。筛网要求：外胎类为26～32目，胶鞋类和杂胶类为24～28目。过筛时仍有部分纤维与胶粉分离，合格的胶粉从筛网漏下，不合格的胶粉单独收集再返回细碎机进行粉碎。合格胶粉细度要求：外胎类粒径为0.8～1 m m 。胶鞋类和杂胶类粒径为0.9～1.1 m m。筛选合格的胶粉由风机送入贮粉仓备用，清除出来的纤维和金属杂质分别集中贮存进行处理。如采用沟光辊粉碎机进行粉碎，可使粗、细粉碎合为一步生产（单机生产），不用 双 沟辊粉碎机，简化了生产程序，但粉碎质量不如前者，一般中小企业采用较多。

 

（二）脱硫工段

 

    脱硫是再生胶生产中的一个主要环节，它关系到再生胶产品质量的好坏。脱硫前应选择好脱硫工艺条件和配方（详见本章第二节），一般应先进行小型模似试验，待取得可靠数据

后方可投入生产。如前所述，水油法与油法的区别主要是脱硫工段不同，当然所采用的设备及工艺条件和配方也不相同，而粉碎和精炼工段则是基本相似的。现将有关过程简介如下。

 

    1．水油法脱硫

 

    （1）脱硫工序  

 

    水油法脱硫是在立式带搅拌的脱硫罐中进行的。首先将80℃的温水注入罐中，开动搅拌器（14 ～ 18r/min）。按照脱硫配方的实际用料，分别将软化剂、活化剂等投入，再将称量后的胶粉加入罐中（胶粉与水的比例为1：2）。罐由通入夹套的蒸汽进行加热，温度控制在180～190℃（或换算成蒸汽压）。升温时，可将蒸汽同时通入罐内和夹套   中，待温度(或蒸汽压)达到要求时，关闭通人罐内的直接蒸汽，由夹套蒸汽保温。保温时间的长短应由胶粉种类和配方的不同具体确定，一般为2~4小时。保温结束时，应先打开减压阀，将罐内汽压降至0．2~0．3MPa(2~3kgf／cm²)，再开动排料阀将胶科排至清洗罐内。这个过程，操作人员应注意随时观察罐内温度(或蒸汽压)变化，做好记录，严禁高压排料，以防发生事故。

 

    (2)清洗工序 

 

    脱硫后的胶料排入清洗罐中进行水洗。清洗罐为一立式无夹套的常压设备，规格大小与脱硫罐相同。胶料进罐后，放入温水(60~80℃)进行清洗，洗去多余的软化剂和少量纤维，然后打开罐底部的阀门，通入压缩空气，气压不超过0．3MPa(3kgf／cm²)，使水鼓泡，并搅拌5~10分钟。清洗后一些纤维等悬浮物漂浮在罐体上部，由溢水口排出罐外。废水经罐底的滤网口排入污水池，将这些废水处理达到排污标准后，再排入地下污水管道。清洗后的胶料经滤水从罐底排料口排出罐外。

 

    (3)挤水工序

 

    由清洗罐排出的胶料进入挤水机上部的搅拌罐，将胶团搅拌打碎，再经可调节的出料口进入立式螺杆推进器，由挤水机进行挤水(挤水机与榨油机相似)。胶料中的水分从挤水机排条缝隙中排出，胶料由出口被挤出。操作中注意胶料应适量投入，不能忽多忽少，以保证挤水效果。挤水后的胶料一般含水量应控制在15％左右。

 

    (4)干燥工序 

 

    干燥机有立式和卧式两种，一般采用卧式较多。其结构为带夹套的圆形管道，内有螺杆推进器。长短及摆布形式可根据厂房的具体情况而定。由夹套中的蒸汽加热来调节干燥温度，蒸汽压力控制在0．4MPa(4kgf／cm²)以上。干燥过程中蒸发出的水蒸汽由排气口排出，以保证干燥效率。干燥后的胶料含水量一般在7％左右(见表21-7)，合格胶料堆放在车间内，保持清洁备用。    

        

 

 

 

       

 

 

 

 

 

    2．油法脱硫

 

    (1)拌油工序 

 

    按照脱硫配方将胶粉与再生剂放入拌合器中，开动机器使其拌合均匀。或者采用连续拌料，将再生剂预先按配比混合均匀，放在连续拌料机的上方，胶粉与再生剂按一定流量流入连续拌料机中拌合均匀。连续拌料机内有螺杆推进器，用蒸汽加热，温度控制在60~80℃。拌好的胶料堆积备用。

 

    (2)脱硫工序 

 

    将拌好再生剂的胶料装入铁盘中，铁盘的大小应视卧式脱硫罐的大小而定，然后将铁盘放到装有滑轮的铁架上，推入卧式脱硫罐中进行加热。罐底部装有滑轮导孰便于进出料。加热用直接蒸汽，并定时排放冷凝水，以保持罐内温度(或蒸汽压)正常。油法脱硫温度一般控制在158~170℃或0．5~0．7MPa(5~7kgf／cm²蒸汽压)，脱硫加热时间应视脱硫温度和配方而定，一般为10小时左右。脱硫后的胶料不需要水洗、挤水、干燥等工序，可直接放在清洁地方将胶团打碎冷却后备用。

 

(三)精炼工段

 

    水油法与油法一样包括捏炼、滤胶、回炼、精炼、出片五个工序。

 

    1．捏炼工序

 

    经过脱硫后的胶料具有较低的可塑性，为提高其塑性必须进行捏炼。捏炼有以下两种方法。

 

    (1)薄通连续捏炼 

 

    将开炼机2~3台排成机组，辊筒辊距定为1mm，辊温控制在70℃以下。捏炼时胶料通过第一台机器后，由刮刀从后辊刮下落在输送带上，送到第二台机器进行薄通，依次进行，可达到捏炼目的。此法连续生产，劳动强度低，生产效率高.

 

    (2)单机自动翻料捏炼

 

    在一台开炼机上装有自动翻料装置，辊距为1~2mm，辊温控制在70℃以下。胶料通过辊筒后落在翻料输送带上，由翻料装置将胶料重新返回炼胶机上进行多次反复捏炼。操作时间一般在10分钟左右。

 

    上述两种方法，捏炼后胶料可塑性达到0．25~0．35。

 

    2．滤胶工序

 

    滤胶的目的是为清除胶料中的杂质，尤其是金属杂质，以提高胶抖的纯度，保证质量。滤胶机与挤出机相似，内有螺杆，外有夹套，夹套中通入蒸汽，机头温度控制在80~100℃，机身温度为50~60℃。操作时将已捏炼的胶料，卷成小卷放入滤胶机的进料口(胶料温度要保持在50℃以上)，在滤胶机中胶料由螺杆推向机头部位，机头装有双层滤网，外层为8目。内层为24~30目，胶料通过机头时，杂质被滤网挡住，胶料成圆条状被挤出，然后用小车送到下道工序进行回炼。滤胶前应将机器充分预热，温度达到要求后关闭加热蒸汽，温度高时要通水进行冷却，保持机头温度在100℃左右，机身温度保持在60℃左右。滤胶温度高或滤胶时间长都容易使胶料焦烧，影响产品质量。对滤网要定时进行清理或更换，以保匠滤胶质量。

 

    3．回炼工序

    将滤胶后的胶条送到开炼机上进行压炼。辊距在1~1．5mm，辊温控制在70℃以下。通过计时间(或次数)，使胶料可塑性达到0．3~0．4，下片后经输送带送到精炼机上进行精炼。

    4．精炼工序

    精炼目的有二：一是精炼机速比大，利用剪切力使胶料的分子进一步断链；二是精炼机辊筒呈腰鼓形，在小辊距下能碾碎胶料中尚未脱硫好的硬颗粒，或将这种硬颗

粒排到辊筒两端清除。精炼机是再生胶专用设备，外形与开炼机一样，只是辊筒直径中间稍大，速比较 高。一般辊距控制在0．2~0．4mm，辊温在90℃以下，辊温过高或胶片过薄都易使胶料性能下降，尤其辊温对再生胶产品质量影响较大。为了得到质量均匀一致的胶片，应严格控制温 度，不得超过90℃并保持稳定。精炼时，胶料通过精炼机的次数一般为两次，可采取两台精炼机为一机组，各通过一次，或一台精炼机通过两次，应视设备条件具体确定。精炼后的胶 料，外观质量要达到平整细腻，无明显颗粒和杂质。可塑性要达到0．35以上(胶鞋类达到 0．40以上)。

 

    5．出片工序

    从精炼机上下来的薄胶片，应绕卷在一个标有厂名、品种、日期等标志的转轴上，通过 计次数或控制重量，由自动切割刀将胶片割开取下，即为再生胶成品，然后将大小一致，重量相近的成品，涂上隔离剂码放整齐存放，待化验合格后入库保存。水油法工艺流程见图 21-1。