再生胶生产技术与装备

再生胶生产技术与装备

1.再生胶的种类及再生胶制品的应用:

按照行业来分，废橡胶可分为废旧轮胎胶和废旧非轮胎制品胶；而再生胶种类，则主要有胎面胶再生胶、丁基/氯化丁基再生胶、三元乙丙再生胶、特种再生胶等。

再生橡胶可以替代天然橡胶和合成橡胶用于诸多橡胶制品中。一般情况下，在配方中添加30 份再生橡胶可代替10 份左右的天然橡胶或合成橡胶。不同用途、不同技术要求的产品使用的再生橡胶量不同。再生胶的应用范围随着橡胶工业和其他工业的发展而逐渐扩大，目前已在轮胎、胶管、输送带、自行车胎、胶鞋、胶板等方面大量应用。

除此之外，在建筑材料方面也有应用，如油毡、防水卷材、防水涂料、密封胶腻等。在市政工程方面可做地下管道的防护层、电缆防护层、防水、防腐材料、铺路面的防龟裂材料及沥青改性剂等。

2.废橡胶再生:

橡胶再生是借助物理的、化学的外力，破坏三维交联网络，选择性的断开S-S交联键，而尽可能少的破坏C-C主链，使废橡胶由高弹态的、热固性的转变成热塑性的、可再加工的再生橡胶的过程。

2.1废橡胶再生方法：

按照废橡胶再生的方式不同，可以把废橡胶再生分为物理再生和化学再生。其中有代表性的再生方法有：微波再生、超声波再生、辐射再生、力-化学再生，机械剪切再生、双螺杆连续挤出再生、高温高压动态脱硫、高温常压连续挤出再生等方法。

（1）微波、超声波、辐射再生法：利用的是电磁波和高能射线的能量，作用于交联键或者极性基团部位，瞬间产生热量，破坏交联网络，使废橡胶再生。这三种方法均需要高能电磁发生器，同时，只对某些橡胶能起有效作用。在现有的技术水平下，难以实现工业化。（2）力-化学再生法：力-化学的再生的程序是先把再生剂（活化剂）和废胶粉均匀混合，然后把混合料在开炼机或者密炼机中反复剪切，出片，形成再生胶。其原理就是借助机械力的作用，打开废胶粉的交联网络，同时使得再生剂形成活性自由基，再生剂自由基与形成的大分子链自由基结合形成再生胶。在这个过程中用到的再生剂称为R.V再生剂，一般在双辊开炼机上即可完成再生。据河北瑞威科技有限公司称，他们用该方法能在常温下使得废橡胶脱硫再生。

（3）机械剪切再生：机械剪切再生法属于纯物理再生过程。利用机械力，选择性的破坏交联键，而尽可能保护主链，使得废橡胶再生。该再生法不适用于胎面胶再生，而对丁基橡胶、氯化丁基橡胶、三元乙丙橡胶具有良好的再生效果。由于这三种橡胶交联密度小，在软化剂溶胀的作用下，稍加剪切即可再生。该再生过程无需添加再生活化剂，其用到的典型设备就是密炼机、捏炼机。南通回力橡塑有限公司等厂家已利用该方法成功工业化生产丁基、氯化丁基再生胶。

（4）双螺杆连续挤出再生法：该过程是一个物理-化学再生过程。其再生程序是首先按配比使得废胶粉、软化剂、活化剂等助剂混合均匀，然后利用螺杆输送，在熔融区高温强剪切的作用下，再生剂和废胶粉作用，形成再生胶。这项技术在日本有比较成熟的应用。国内最近有企业利用该方法生产脱硫胶粉。

（5）高温高压动态脱硫：这项技术国内起始于上世纪90年代，成功的取代油法、水油法得到广泛应用。是目前国内再生胶应用最成熟的技术。其过程是按一定比例混合胶粉、软化剂、活化剂、填料，然后送入高温高压脱硫罐，注入水（水蒸气），升温至170~220℃，压力在1.5~2.2MPa之间保压2.5小时，然后泄压取出脱硫胶粉，人工运输到精炼机，反复精炼出片

得到再生胶。再生过程中用到的主要设备就是高温高压脱硫罐和数台精炼机。其再生原理就是利用软化剂的溶胀、渗透性，使得再生剂进入到橡胶粒中，在高温的作用下发生化学脱硫再生，其中的水蒸气能起到隔绝空气，防止热氧老化的作用。这种方法是目前国内技术最成熟、应用最广泛的再生方法。

（6）高温常压连续挤出再生：这种方法是最近研制出的再生方法。与高温动态脱硫的脱硫原理相同。其步骤是在螺旋的输送下，把事先混合的粒料输送到反应区，在高温的作用下，发生脱硫再生，同时在螺旋的推进作用下进入冷却区冷却，出料。其用到的设备是几根异向S型排列的螺旋推进器。这种再生方法因不采用高压，故安全性更好，有取代高温动态脱硫的迹象。

2.2橡胶再生助剂:

由于单靠热和机械力的作用生产的再生胶性能较差，为生产高品质的再生胶，需要加入软化剂、活化剂、增粘剂、抗氧剂等助剂。

2.2.1软化剂:

软化剂中主要有两种组分，低沸点和高沸点的油状物。低沸点的油状物能使橡胶溶胀，增加渗透扩散能力；同时增大分子间的距离，降低了结构化可能。高沸点物在脱硫后保留于再生胶中，起增加胶料粘性和塑性的作用。软化剂主要有以下几种：

（1）煤焦油：煤焦油是焦化厂炼焦副产品，深棕色粘稠液体，主要成分是稠环芳烃。用煤焦油做软化剂，再生胶具有较高的物理机械性能。但是其污染性大，不可用于浅色橡胶制品，在高温下易产生致癌物质，目前已明令禁止使用。

（2）松焦油：松焦油是松树根及树干干馏后的产物，为深棕色或黑色粘稠液体，无刺激性气味，微污染，主要由树脂酸等组成。用松焦油制作再生胶，具有良好的工艺性能和物理机械性能，应用范围广于煤焦油，但价格比煤焦油稍高。

（3）妥尔油：妥尔油是造纸工业的副产物，从木材、造纸浆液中提纯、净化而成的深棕色粘稠液体。其主要成分是树脂酸和脂肪酸，在贮藏中易分层析出松香。高质量的妥尔油比松焦油好，加工时不粘辊，污染程度低。目前，工业界生产再生胶的软化剂很多都使用妥尔油。（4）芳烃油：由石油炼制所得重质油馏分，以特定的溶剂抽提精制，除去溶剂后进一步减压蒸馏，芳烃碳原子数含量为60～85％，最低40％。使用芳烃油作为软化剂的再生胶加工性能较好，可用外胎、鞋、杂胶类。但有低污染，不宜在浅色制品中使用。

（5）液体古马隆：黄色或棕黑色粘稠液体，有少量污染性，由重质苯或酚油经缩合蒸馏制得。恩氏粘度300～600S，PH值6～8，软化性能增粘性很好，主要用在含合成胶比例较大的轮胎再生胶(丁基胶除外)。

（6）煤沥青：煤沥青是煤焦油提炼后的残渣经加工处理而制成的，为黑色有光泽的固体或半固体物质，有臭味，污染性大。但因其运输方便，价格低廉，目前在再生胶产业中也有很多的应用。

除上述提到的软化剂外，重油、双戊烯、双萜烯，石油沥青、环烷油等也有少量使用。其中，重油、石油，沥青、石蜡烃油、环烷油是石油工业炼油过程中的副产物，为深色粘稠液体或固体，其主要成分为杂环化合物和脂肪烃等。在选用软化剂时，应考虑如下事项：

（1）含有不饱和双键数量多，活性高的软化剂(例：双戊烯、妥尔油)可提高伸长率。

（2）含有环状结构分子量较大的(例：固体煤焦油)可提高扯断力。

（3）含有极性基因较多软化剂(例：二丁脂、古马隆、高碳脂肪醇)，利于共溶性，适用于极性废橡胶的再生。

（4）含有多环芳烃等成分的软化剂会涉及再生胶生产过程的工业卫生与环境影响问题，特别是对欧盟等西方国家的制品出口会受到限制。

2.2.2活化剂（再生剂）: