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一種廢橡膠連續(xù)復(fù)原機(jī)及復(fù)原工藝的制作方法

文檔序號(hào):11097837閱讀:855來(lái)源:國(guó)知局
一種廢橡膠連續(xù)復(fù)原機(jī)及復(fù)原工藝的制造方法與工藝

本發(fā)明涉及廢橡膠再生技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種廢橡膠免化學(xué)試劑連續(xù)復(fù)原機(jī)及使用該設(shè)備制備再生膠的工藝方法。



背景技術(shù):

具有獨(dú)特性能的橡膠制品在社會(huì)中廣泛應(yīng)用,由于其分子量巨大難以自然降解,大量的橡膠制品堆積造成“黑色污染”和資源浪費(fèi)。我國(guó)是橡膠消費(fèi)大國(guó),但是受到氣候和地域的限制,國(guó)內(nèi)橡膠資源嚴(yán)重不足,因此實(shí)現(xiàn)廢舊橡膠的再生循環(huán)利用對(duì)解決“黑色污染”、填補(bǔ)橡膠資源匱乏具有重大意義。傳統(tǒng)的“高溫高壓動(dòng)態(tài)脫硫”再生工藝具有能耗高、安全隱患嚴(yán)重,再生效果差、加工過(guò)程不連續(xù)等缺點(diǎn),因而被逐漸取代。近年來(lái)興起的“以機(jī)代罐”技術(shù),使用螺桿擠出機(jī)使廢舊橡膠復(fù)原的生產(chǎn)工藝具有生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、綠色、環(huán)保、連續(xù)性強(qiáng)再生效果好等優(yōu)點(diǎn)。

中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)中,公布號(hào)為CN104129057A、名稱(chēng)為一種廢橡膠連續(xù)化再生的解聯(lián)塑化機(jī)及工藝方法的文獻(xiàn)中公開(kāi)了一種方案(具體內(nèi)容參見(jiàn)說(shuō)明書(shū)全文),包括壓料機(jī)構(gòu)、解聯(lián)機(jī)構(gòu)、成型機(jī)構(gòu)三部分,廢舊橡膠從壓料機(jī)構(gòu)加入后,經(jīng)過(guò)解聯(lián)機(jī)構(gòu)的解聯(lián)作用后,在成型機(jī)構(gòu)中壓片成型。整個(gè)設(shè)備的核心在于由螺桿元件和驅(qū)動(dòng)元件組成的解聯(lián)機(jī)構(gòu),螺桿元件包括轉(zhuǎn)子組、動(dòng)靜組、斜齒輪組。該文獻(xiàn)中的方案加強(qiáng)了機(jī)械解聯(lián)效果,提高了再生效果,但是整機(jī)設(shè)備安裝復(fù)雜,在機(jī)筒上設(shè)計(jì)有靜盤(pán)組,加大了設(shè)備的加工難度和制備成本,并且生產(chǎn)過(guò)程中添加了化學(xué)試劑,容易造成再生產(chǎn)品的污染。

此外,中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)中,公布號(hào)為CN102977404B、名稱(chēng)為一種雙階雙螺桿擠出機(jī)連續(xù)制備再生膠的方法的文獻(xiàn)中公開(kāi)了一種方案(具體內(nèi)容參見(jiàn)說(shuō)明書(shū)全文),將經(jīng)過(guò)預(yù)處理的廢膠粉先加入異向雙螺桿擠出機(jī),擠出后進(jìn)入同向雙螺桿擠出機(jī)再次進(jìn)行剪切擠壓,制備的再生膠性能較好,但整個(gè)操作過(guò)程復(fù)雜,生產(chǎn)線(xiàn)長(zhǎng),重復(fù)進(jìn)行升溫、降溫操作造成能源浪費(fèi)。

超臨界流體技術(shù)是近30年發(fā)展起來(lái)的化工新技術(shù),具有優(yōu)異的溶解能力、傳質(zhì)能力、低粘度、高擴(kuò)散性等優(yōu)點(diǎn),在一定條件下可以將廢舊橡膠迅速溶脹,為廢舊橡膠復(fù)原提供了可能。

在中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)中,公布號(hào)為CN204454972U、名稱(chēng)為一種廢舊膠粉的脫硫再生設(shè)備的文獻(xiàn)中公開(kāi)了一種方案(具體內(nèi)容參見(jiàn)說(shuō)明書(shū)全文),廢舊膠料在微波的作用下發(fā)生脫硫反應(yīng),接著進(jìn)入第一擠出機(jī),與第一擠出機(jī)相連的是超臨界流體輸送裝置,在超臨界流體促進(jìn)再生試劑均勻的分散到廢舊膠粉中,將膠料進(jìn)一步再生;第二擠出機(jī)用于將再生的膠料定型。整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中膠料受到長(zhǎng)達(dá)十分鐘的脫硫作用,極易導(dǎo)致主鏈斷裂;而且生產(chǎn)線(xiàn)包括一臺(tái)電磁加熱裝置、兩臺(tái)擠出機(jī)、一臺(tái)超臨界流體輸送裝置,設(shè)備種類(lèi)繁多,生產(chǎn)線(xiàn)冗長(zhǎng)、一次性投資巨大。

在中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)中,公布號(hào)為CN202357411U、名稱(chēng)為一種超臨界流體輔助加工成套設(shè)備的文獻(xiàn)中公開(kāi)了一種加工熱塑性樹(shù)脂的輔助設(shè)備,該套設(shè)備主要用于超臨界流體取代增塑劑,降低熱塑性樹(shù)脂的加工難度。其應(yīng)用范圍窄,不能為廢橡膠復(fù)原提供足夠的剪切力。

綜上所述,現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)工藝不能滿(mǎn)足廢橡膠再生的要求,因此,迫切需要一種新的生產(chǎn)設(shè)備和工藝來(lái)替代現(xiàn)有的設(shè)備和工藝。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

為解決上述技術(shù)問(wèn)題,本發(fā)明提供了一種廢橡膠連續(xù)復(fù)原機(jī)及復(fù)原工藝,以達(dá)到復(fù)原過(guò)程中無(wú)任何化學(xué)試劑添加,生產(chǎn)能耗低,廢舊橡膠復(fù)原質(zhì)量好,設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作工序少,產(chǎn)業(yè)投資低的目的。

為達(dá)到上述目的,本發(fā)明的技術(shù)方案如下:

一種廢橡膠連續(xù)復(fù)原機(jī),包括復(fù)原機(jī)主機(jī)、超臨界流體制備與注入裝置,以及溫控系統(tǒng),所述復(fù)原機(jī)主機(jī)包括機(jī)架、位于機(jī)架上的機(jī)筒、電機(jī)和傳動(dòng)系統(tǒng),所述機(jī)筒內(nèi)設(shè)置有與傳動(dòng)系統(tǒng)相連的復(fù)原機(jī)雙螺桿,所述機(jī)筒上設(shè)置喂料機(jī)構(gòu),所述復(fù)原機(jī)雙螺桿包括壓料區(qū)、軟化區(qū)、超臨界流體注入?yún)^(qū)、復(fù)原區(qū)和擠出區(qū)五個(gè)功能區(qū);所述壓料區(qū)包括單頭變導(dǎo)程螺紋元件一;所述軟化區(qū)包括嚙合塊一、嚙合塊二以及位于嚙合塊一和嚙合塊二之間的單頭螺紋輸送元件;所述超臨界流體注入?yún)^(qū)包括降壓元件,所述降壓元件為單頭螺紋元件;所述復(fù)原區(qū)包括按膠料運(yùn)動(dòng)方向依次連接的單頭變導(dǎo)程螺紋元件二、嚙合塊三、雙頭反向螺紋元件一、雙頭螺紋輸送元件一、嚙合塊四、雙頭反向螺紋元件二、雙頭螺紋輸送元件二、大導(dǎo)程螺紋元件和雙頭螺紋輸送元件三;所述擠出區(qū)包括均化元件和雙頭變導(dǎo)程螺紋元件,所述均化元件為螺棱上開(kāi)有槽口的雙頭螺紋元件。

上述方案中,所述單頭變導(dǎo)程螺紋元件一和單頭變導(dǎo)程螺紋元件二的導(dǎo)程沿著膠料的運(yùn)動(dòng)方向逐漸變?。凰鰡晤^變導(dǎo)程螺紋元件一的最大導(dǎo)程尺寸與螺棱外徑相同,最小導(dǎo)程的尺寸為最大導(dǎo)程尺寸的三分之二;所述單頭變導(dǎo)程螺紋元件二的最大導(dǎo)程不超過(guò)螺棱外徑,最小導(dǎo)程不低于螺棱外徑的三分之二。

上述方案中,所述嚙合塊一和嚙合塊二是由7個(gè)8mm厚的二頭嚙合塊按照30°的錯(cuò)列角拼接組成,所述嚙合塊三和嚙合塊四是由六個(gè)8mm厚的二頭嚙合塊按照30°的錯(cuò)列角拼接組成。

上述方案中,所述超臨界流體注入?yún)^(qū)的單頭螺紋元件的導(dǎo)程與螺棱外徑的尺寸相同。

上述方案中,所述擠出區(qū)的雙頭變導(dǎo)程螺紋元件的最大導(dǎo)程為螺棱外徑的四分之三,最小導(dǎo)程比最大導(dǎo)程少10mm。

進(jìn)一步的方案中,所述槽口的開(kāi)口方向與所在螺棱垂直,且槽口在膠料流動(dòng)方向上的體積逐漸減小。

進(jìn)一步的技術(shù)方案中,所述復(fù)原機(jī)雙螺桿為同向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿,雙螺桿同向旋轉(zhuǎn)剪切速率更大。

一種廢橡膠連續(xù)復(fù)原機(jī)的復(fù)原工藝,包括如下工藝過(guò)程:

(1)進(jìn)入復(fù)原機(jī)主機(jī)的廢舊膠料在復(fù)原機(jī)雙螺桿的摩擦拖曳作用下向前輸送,由于壓料區(qū)的導(dǎo)程逐漸變小,膠料變密實(shí),為膠料的運(yùn)動(dòng)提供足夠的背壓向前輸送;

(2)進(jìn)入軟化區(qū)的膠料首先經(jīng)過(guò)嚙合塊一的剪切拉伸作用,實(shí)現(xiàn)初步軟化后經(jīng)過(guò)單頭螺紋輸送元件的輸送進(jìn)入嚙合塊二中,實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步軟化;

(3)軟化后的膠料在超臨界流體注入?yún)^(qū)內(nèi)部的降壓元件提供的大空間內(nèi)與超臨界流體接觸,充分溶脹;

(4)進(jìn)入復(fù)原區(qū)內(nèi),溶脹的膠料在嚙合塊三中受到剪切撕裂和拉伸作用,經(jīng)過(guò)雙頭反向螺紋輸送元件一的作用下,膠料的停留時(shí)間得以延長(zhǎng),達(dá)到初步復(fù)原的效果;初步復(fù)原的膠料經(jīng)過(guò)雙頭螺紋輸送元件一,再次進(jìn)入嚙合塊四和雙頭反向螺紋元件二中進(jìn)行補(bǔ)充剪切撕裂和拉伸,雙頭螺紋輸送元件二將補(bǔ)充復(fù)原的膠料輸送到大導(dǎo)程螺紋元件中,進(jìn)行最終的復(fù)原反應(yīng),完全復(fù)原的膠料經(jīng)雙頭螺紋輸送元件三進(jìn)入擠出區(qū);

(5)在擠出區(qū)的均化元件中,經(jīng)槽口形成的不規(guī)則流動(dòng)充分混合后,經(jīng)過(guò)雙頭螺紋元件從復(fù)原機(jī)主機(jī)中擠出,完成整個(gè)復(fù)原反應(yīng)。

上述方案中,超臨界流體與廢橡膠的質(zhì)量比為0.005~0.02,復(fù)原機(jī)雙螺桿的轉(zhuǎn)速為40~80r/min,復(fù)原機(jī)雙螺桿壓料區(qū)的溫度控制在50~80℃,軟化區(qū)的溫度控制在90~110℃,超臨界流體注入?yún)^(qū)和復(fù)原區(qū)的溫度控制在120~150℃,擠出區(qū)的溫度在60℃~80℃。

通過(guò)上述技術(shù)方案,本發(fā)明提供的廢橡膠連續(xù)復(fù)原機(jī)及復(fù)原工藝?yán)脧?fù)原機(jī)提供的可控拉伸剪切協(xié)同作用,在超臨界環(huán)境下選擇性打斷廢舊橡膠中的C-S、S-S交聯(lián)鍵,實(shí)現(xiàn)廢舊橡膠的復(fù)原。本方案的優(yōu)勢(shì)在于復(fù)原過(guò)程中無(wú)任何化學(xué)試劑添加,生產(chǎn)能耗低,廢舊橡膠復(fù)原質(zhì)量好,設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,操作工序少,產(chǎn)業(yè)投資低。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例所公開(kāi)的一種廢橡膠連續(xù)復(fù)原機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2為本發(fā)明實(shí)施例所公開(kāi)的復(fù)原機(jī)主機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖3為本發(fā)明實(shí)施例所公開(kāi)的復(fù)原機(jī)雙螺桿的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖4為本發(fā)明實(shí)施例所公開(kāi)的軟化區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖5為本發(fā)明實(shí)施例所公開(kāi)的復(fù)原區(qū)的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖6為本發(fā)明實(shí)施例所公開(kāi)的均化元件在圓周方向上的展開(kāi)示意圖。

圖中,Ⅰ、壓料區(qū);Ⅱ、軟化區(qū);Ⅲ、超臨界流體注入?yún)^(qū);Ⅳ、復(fù)原區(qū);Ⅴ、擠出區(qū);1、復(fù)原機(jī)主機(jī);2、超臨界流體制備與注入裝置;3、溫控系統(tǒng);4、機(jī)架;5、機(jī)筒;6、電機(jī);7、傳動(dòng)系統(tǒng);8、復(fù)原機(jī)雙螺桿;9、喂料機(jī)構(gòu);10、單頭變導(dǎo)程螺紋元件一;11、嚙合塊一;12、嚙合塊二;13、單頭螺紋輸送元件;14、降壓元件;15、單頭變導(dǎo)程螺紋元件二;16、嚙合塊三;17、雙頭反向螺紋元件一;18、雙頭螺紋輸送元件一;19、嚙合塊四;20、雙頭反向螺紋元件二;21、雙頭螺紋輸送元件二;22、大導(dǎo)程螺紋元件;23、雙頭螺紋輸送元件三;24、均化元件;25、雙頭變導(dǎo)程螺紋元件;26、槽口。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

本發(fā)明提供了一種廢橡膠連續(xù)復(fù)原機(jī)及復(fù)原工藝,具體實(shí)施例如下:

如圖1所示,一種廢橡膠連續(xù)復(fù)原機(jī),包括復(fù)原機(jī)主機(jī)1、超臨界流體制備與注入裝置2,以及溫控系統(tǒng)3。如圖2所示,復(fù)原機(jī)主機(jī)1包括機(jī)架4、位于機(jī)架4上的機(jī)筒5、電機(jī)6和傳動(dòng)系統(tǒng)7,機(jī)筒5內(nèi)設(shè)置有與傳動(dòng)系統(tǒng)7相連的同向旋轉(zhuǎn)的復(fù)原機(jī)雙螺桿8,機(jī)筒5上設(shè)置喂料機(jī)構(gòu)9;機(jī)筒5與復(fù)原機(jī)雙螺桿8共同組成擠壓系統(tǒng),完成對(duì)膠料的固體輸送、軟化、復(fù)原和擠出。

如圖3所示,復(fù)原機(jī)雙螺桿8包括實(shí)現(xiàn)連續(xù)喂料的壓料區(qū)、將膠料軟化并建壓的軟化區(qū)、為超臨界流體與廢舊橡膠充分接觸提供足夠空間的超臨界流體注入?yún)^(qū)、在超臨界環(huán)境下在復(fù)原機(jī)雙螺桿的剪切拉伸協(xié)同作用下充分復(fù)原的復(fù)原區(qū)、復(fù)原膠均勻穩(wěn)定擠出的擠出區(qū)五個(gè)功能區(qū)。

壓料區(qū)Ⅰ包括一對(duì)單頭變導(dǎo)程螺紋元件一10,單頭變導(dǎo)程螺紋元件一10的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在螺槽深度不變的條件下,螺紋段導(dǎo)程逐漸變小,從而減小螺槽體積。單頭變導(dǎo)程螺紋元件一10的最大導(dǎo)程尺寸與螺棱外徑相同,最小導(dǎo)程的尺寸為最大導(dǎo)程尺寸的三分之二。進(jìn)入復(fù)原機(jī)主機(jī)1的廢舊膠料在復(fù)原機(jī)雙螺桿8的摩擦拖曳作用下向前輸送,并由于螺槽體積的變小不斷的密實(shí),這為膠料的運(yùn)動(dòng)提供足夠的背壓;相互配合的兩個(gè)螺桿部分嚙合,理論上無(wú)法做到縱向開(kāi)放、橫向封閉,但通過(guò)調(diào)整螺棱結(jié)構(gòu),減少膠料在橫向上的運(yùn)動(dòng)能力,保證了復(fù)原機(jī)雙螺桿對(duì)膠料有良好的輸送能力。

如圖4所示,軟化區(qū)Ⅱ包括嚙合塊一11、嚙合塊二12以及位于嚙合塊一11和嚙合塊二12之間的單頭螺紋輸送元件13,嚙合塊一11和嚙合塊二12是由7個(gè)8mm厚的二頭嚙合塊按照30°的錯(cuò)列角拼接組成。硫化后的橡膠硬度大,難以變形,軟化所需要的熱量由機(jī)筒的熱傳遞和膠料受到剪切作用產(chǎn)生的塑性耗散提供的,嚙合塊的厚度和個(gè)數(shù)的增加,有利于提高對(duì)膠料的剪切作用,提高軟化效率。嚙合塊本身是一種耗壓元件,將嚙合塊與單頭螺紋輸送元件配合使用,在發(fā)揮了嚙合塊的剪切作用優(yōu)勢(shì)的前提下,在膠料流動(dòng)過(guò)程中建立壓力,保證了復(fù)原機(jī)雙螺桿對(duì)膠料的良好輸送能力。膠料在流經(jīng)嚙合塊之間的間隙時(shí),受到嚙合塊螺棱之間的剪切作用,由于粘性耗散產(chǎn)生的熱量加速了膠料的軟化,單頭螺紋輸送元件的導(dǎo)程與單頭變導(dǎo)程螺紋元件一的最小導(dǎo)程一致,保證了雙螺桿的輸送能力,避免了局部剪切過(guò)大,導(dǎo)致分子鏈降解嚴(yán)重。

超臨界流體注入?yún)^(qū)Ⅲ包括降壓元件14,降壓元件14為單頭螺紋元件,單頭螺紋元件的導(dǎo)程與螺棱外徑的尺寸相同。相比于其他螺紋元件,通過(guò)加大導(dǎo)程,使它具有更大的螺槽體積,保證前面壓實(shí)的膠料中蜷縮的分子鏈有足夠的空間實(shí)現(xiàn)伸張,實(shí)現(xiàn)膠料松散,松散的膠料與超臨界流體接觸面積變大,有利于提高超臨界流體在膠料中的擴(kuò)散能力,保證廢橡膠的溶脹效果。

如圖5所示,復(fù)原區(qū)Ⅳ包括按膠料運(yùn)動(dòng)方向依次連接的單頭變導(dǎo)程螺紋元件二15、嚙合塊三16、雙頭反向螺紋元件一17、雙頭螺紋輸送元件一18、嚙合塊四19、雙頭反向螺紋元件二20、雙頭螺紋輸送元件二21、大導(dǎo)程螺紋元件22和雙頭螺紋輸送元件三23。單頭變導(dǎo)程螺紋元件二15的導(dǎo)程沿著膠料的運(yùn)動(dòng)方向逐漸變小,單頭變導(dǎo)程螺紋元件二15的最大導(dǎo)程不超過(guò)螺棱外徑,最小導(dǎo)程不低于螺棱外徑的三分之二。嚙合塊三16和嚙合塊19四是由六個(gè)8mm厚的二頭嚙合塊組成,減少?lài)Ш蠅K的頭數(shù)是為了局部降低溶脹后的膠料受到的分散混合作用,避免膠料在局部受到過(guò)大的剪切力導(dǎo)致分子量的銳減。該區(qū)域的二頭嚙合塊的錯(cuò)列角為30°,具有良好的軸向輸送能力和剪切作用,嚙合塊與嚙合塊之間間隙為2mm,嚙合塊與機(jī)筒內(nèi)壁之間間隙為0.5mm,在嚙合塊之間的嚙合區(qū)域一個(gè)嚙合塊的盤(pán)頂與另一個(gè)嚙合塊的盤(pán)根構(gòu)成體積可以發(fā)生變化的封閉區(qū)域,在這些區(qū)域里膠料受到不斷變換的剪切撕裂和拉伸作用,實(shí)現(xiàn)廢舊膠料的初步復(fù)原。與嚙合塊直接相連的是反向螺紋元件,起到延長(zhǎng)膠料在復(fù)原機(jī)內(nèi)部停留時(shí)間的作用。嚙合塊四19與雙頭反向螺紋元件二20起到補(bǔ)充復(fù)原的作用;大導(dǎo)程螺紋元件22的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)受密煉機(jī)嚙合型轉(zhuǎn)子的啟發(fā),一個(gè)大導(dǎo)程螺紋元件的螺棱與另一個(gè)大導(dǎo)程螺紋元件的螺槽構(gòu)成變體積區(qū)域,在該區(qū)域內(nèi)膠料受到反復(fù)的擠壓與撕裂作用,使廢舊膠料完成最終的復(fù)原反應(yīng)。

擠出區(qū)Ⅴ的功能在于將復(fù)原的膠料均勻連續(xù)的擠出,包括均化元件24和雙頭變導(dǎo)程螺紋元件25,均化元件24為螺棱上開(kāi)有槽口26的雙頭螺紋元件。參見(jiàn)圖6,槽口26的開(kāi)口方向與所在螺棱垂直,且槽口26在膠料流動(dòng)方向上的體積逐漸減小。槽口26的設(shè)計(jì)強(qiáng)化了膠料的回流效果,有利于將復(fù)原膠料混合均勻,并且體積逐漸減小的槽口26使復(fù)原膠料在流過(guò)的時(shí)候發(fā)生體積變換,起到補(bǔ)充復(fù)原的作用;而且膠料在流經(jīng)體積變化的槽口26時(shí)受到的拉伸作用有打斷少數(shù)尚未完全復(fù)原的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的作用。雙頭變導(dǎo)程螺紋元件25的最大導(dǎo)程為螺棱外徑的四分之三,最小導(dǎo)程比最大導(dǎo)程少10mm,導(dǎo)程變化有利于軸向壓力的建立,膠料穩(wěn)定擠出。

一種廢橡膠連續(xù)復(fù)原機(jī)的復(fù)原工藝,包括如下工藝過(guò)程:

將廢橡膠粉加入喂料機(jī)構(gòu),開(kāi)啟連續(xù)復(fù)原機(jī)主機(jī)1,膠料在自身重力及喂料機(jī)構(gòu)的作用下進(jìn)入機(jī)筒4,在復(fù)原機(jī)雙螺桿8的摩擦拖曳作用下向前輸送,當(dāng)有膠料被連續(xù)均勻擠出時(shí)開(kāi)啟超臨界流體制備及注入裝置2。超臨界流體與廢橡膠的質(zhì)量比為0.005~0.02,復(fù)原機(jī)雙螺桿8的轉(zhuǎn)速為40~80r/min,壓料區(qū)Ⅰ的溫度控制在50~80℃,軟化區(qū)Ⅱ的溫度控制在90~110℃左右,超臨界流體注入?yún)^(qū)Ⅲ和復(fù)原區(qū)Ⅳ的溫度控制在120~150℃左右,擠出區(qū)Ⅴ的溫度在60℃~80℃。

進(jìn)入復(fù)原機(jī)主機(jī)1的廢舊膠料按照如下過(guò)程完成整個(gè)復(fù)原工藝:

(1)進(jìn)入復(fù)原機(jī)主機(jī)1的廢舊膠料在復(fù)原機(jī)雙螺桿8的摩擦拖曳作用下向前輸送,由于壓料區(qū)Ⅰ的導(dǎo)程逐漸變小,膠料變密實(shí),為膠料的運(yùn)動(dòng)提供足夠的背壓向前輸送;

(2)進(jìn)入軟化區(qū)Ⅱ的膠料首先經(jīng)過(guò)嚙合塊一11的剪切拉伸作用,實(shí)現(xiàn)初步軟化后經(jīng)過(guò)單頭螺紋輸送元件13的輸送進(jìn)入嚙合塊二12中,實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步軟化;

(3)軟化后的膠料在超臨界流體注入?yún)^(qū)Ⅲ內(nèi)部的降壓元件14提供的大空間內(nèi)與超臨界流體接觸,充分溶脹;

(4)進(jìn)入復(fù)原區(qū)Ⅳ內(nèi),溶脹的膠料在嚙合塊三16中受到剪切撕裂和拉伸作用,經(jīng)過(guò)雙頭反向螺紋元件一17的作用下,膠料的停留時(shí)間得以延長(zhǎng),達(dá)到初步復(fù)原的效果;初步復(fù)原的膠料經(jīng)過(guò)雙頭螺紋輸送元件一18,再次進(jìn)入嚙合塊四19和雙頭反向螺紋元件二20中進(jìn)行補(bǔ)充剪切撕裂和拉伸,雙頭螺紋輸送元件二21將補(bǔ)充復(fù)原的膠料輸送到大導(dǎo)程螺紋元件22中,進(jìn)行最終的復(fù)原反應(yīng),完全復(fù)原的膠料經(jīng)雙頭螺紋輸送元件三23進(jìn)入擠出區(qū);

(5)在擠出區(qū)的均化元件24中,經(jīng)槽口26形成的不規(guī)則流動(dòng)充分混合后,經(jīng)過(guò)雙頭變導(dǎo)程螺紋元件25從復(fù)原機(jī)主機(jī)1中擠出,完成整個(gè)復(fù)原反應(yīng)。

膠料復(fù)原后被擠出精煉成型,最終停放入庫(kù)。

具體實(shí)施例一:

反應(yīng)條件:超臨界流體與廢橡膠的質(zhì)量比為1:100,復(fù)原機(jī)雙螺桿8的轉(zhuǎn)速為60r/min,壓料區(qū)Ⅰ的溫度控制在70℃,軟化區(qū)Ⅱ的溫度控制在100℃,超臨界流體注入?yún)^(qū)Ⅲ和復(fù)原區(qū)Ⅳ的溫度控制在135℃,擠出區(qū)Ⅴ的溫度為70℃。

經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定,復(fù)原膠的性能:灰分=7.0%,丙酮抽出物=17.0%,門(mén)尼粘度ML100℃(1+4min)=45;按照GB/T13460-2008再硫化配方硫化,得硫化膠力學(xué)性能如下:拉伸強(qiáng)度=15.3MPa,拉斷伸長(zhǎng)率=474.47%。

具體實(shí)施例二:

反應(yīng)條件:超臨界流體與廢橡膠的質(zhì)量比為2:100,復(fù)原機(jī)雙螺桿8的轉(zhuǎn)速為80r/min,壓料區(qū)Ⅰ的溫度控制在55℃,軟化區(qū)Ⅱ的溫度控制在90℃,超臨界流體注入?yún)^(qū)Ⅲ和復(fù)原區(qū)Ⅳ的溫度控制在125℃,擠出區(qū)Ⅴ的溫度為60℃。

經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定,復(fù)原膠的性能:灰分=6.5%,丙酮抽出物=16.2%,門(mén)尼粘度ML100℃(1+4min)=40;按照GB/T13460-2008再硫化配方硫化,得硫化膠力學(xué)性能如下:拉伸強(qiáng)度=14.9MPa,拉斷伸長(zhǎng)率=500.07%。

具體實(shí)施例三:

反應(yīng)條件:超臨界流體與廢橡膠的質(zhì)量比為1:100,復(fù)原機(jī)雙螺桿8的轉(zhuǎn)速為50r/min,壓料區(qū)Ⅰ的溫度控制在75℃,軟化區(qū)Ⅱ的溫度控制在110℃,超臨界流體注入?yún)^(qū)Ⅲ和復(fù)原區(qū)Ⅳ的溫度控制在145℃,擠出區(qū)Ⅴ的溫度為75℃。

經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定,復(fù)原膠的性能:灰分=7.2%,丙酮抽出物=17.4%,門(mén)尼粘度ML100℃(1+4min)=48;按照GB/T13460-2008再硫化配方硫化,得硫化膠力學(xué)性能如下:拉伸強(qiáng)度=15.7MPa,拉斷伸長(zhǎng)率=468.98%。

說(shuō)明:國(guó)家特級(jí)Al標(biāo)準(zhǔn):灰分≤10%,丙酮抽出物≤18%,門(mén)尼粘度ML100℃(1+4min)≤95,拉伸強(qiáng)度≥14.0Mpa,扯斷伸長(zhǎng)率≥420%。

對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明,使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的,本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下,在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此,本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例,而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。

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