一種利用紫外線(xiàn)低溫快速解聚廢膠粉的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及一種廢橡膠解聚再生的新方法，主體為一種利用高能紫外線(xiàn)照射低溫快速解聚廢膠粉的新方法，屬于廢舊橡膠循環(huán)再利用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
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[0002]據(jù)統(tǒng)計(jì)，2014年全國(guó)輪胎產(chǎn)量超過(guò)3億條，重量約1000萬(wàn)噸。體量巨大的廢舊橡膠不僅對(duì)環(huán)境保護(hù)造成了巨大壓力，更是一種對(duì)資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。作為橡膠工業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)中十分重要的一部分，加強(qiáng)廢舊橡膠的綜合利用，對(duì)于節(jié)約化石資源，控制環(huán)境污染，增加經(jīng)濟(jì)收益都有著重要作用。
[0003]廢舊橡膠再生工作重點(diǎn)關(guān)注如何快速、有效的打破橡膠的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，恢復(fù)可加工的線(xiàn)性分子狀態(tài)，分別從物理、化學(xué)、生物層面發(fā)展出了多種再生工藝。目前我國(guó)主要采用高溫高壓動(dòng)態(tài)脫硫罐法制備再生膠，工藝流程是同時(shí)將廢膠粉、助劑和水加入反應(yīng)罐中，保持2.2MPa、220°C的工作條件3個(gè)小時(shí)，開(kāi)罐取出脫硫膠粉，經(jīng)過(guò)精煉后得到再生膠。此法因所生產(chǎn)的再生膠力學(xué)性能優(yōu)異而得到廣泛應(yīng)用。但此法存在缺陷，主要體現(xiàn)在脫硫工藝溫度高、脫硫時(shí)間長(zhǎng)、廢氣廢水污染嚴(yán)重。
[0004]螺桿常壓高溫連續(xù)脫硫(CN 201670818U:—種再生膠常壓高溫連續(xù)脫硫機(jī))是將膠粉及在升級(jí)混合均勻后，進(jìn)入螺旋輸送裝置，實(shí)現(xiàn)橡膠的脫硫再生過(guò)程，反應(yīng)過(guò)程溫度接近320攝氏度，過(guò)程時(shí)常15-20min。此種方法脫硫時(shí)間和控制上有了較大改善，但反應(yīng)溫度較高、能耗高、產(chǎn)量低。
[0005]紫外線(xiàn)作為太陽(yáng)光譜中占比較少的一種電磁輻射，有研究表明其對(duì)瀝青以及橡膠有著較為明顯的老化作用。從橡膠交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中的鍵能來(lái)看，C-C鍵(370KJ/mo I)高于C-S鍵(310KJ/mol)和 S-S 鍵(270KJ/mol)。波長(zhǎng)處于 200nm—400nm 的紫外線(xiàn)能力約為 3.0-4.3eV(300-405KJ/mol)。在選擇合適波長(zhǎng)的紫外線(xiàn)(300KJ/mol-350KJ/mol)作用下，可以通過(guò)外加能量的方式引起橡膠交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的有效解聚，實(shí)現(xiàn)在低溫、快速、環(huán)保的解聚廢橡膠。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0006]本發(fā)明所要達(dá)到的技術(shù)目標(biāo)是通過(guò)實(shí)現(xiàn)加速?gòu)U橡膠交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的解聚，提供一種低溫、快速、環(huán)保的廢膠粉解聚方法。
[0007]本發(fā)明是通過(guò)以下方法實(shí)現(xiàn)的:一種利用紫外線(xiàn)低溫快速解聚廢膠粉的方法，其特征是將直徑為0.05-2mm的廢膠粉厚度均勻平鋪在高能紫外線(xiàn)發(fā)生器中，保持膠料距離紫外線(xiàn)距離在15-25cm之間，控制環(huán)境溫度在50-100°C，在穩(wěn)定紫外線(xiàn)照射下，照射30-200S后取出，即可得到解聚程度為20%-80%,溶膠分子量在6000-50000之間的最終產(chǎn)品。
[0008]所用高能紫外線(xiàn)發(fā)生器能夠穩(wěn)定發(fā)出波長(zhǎng)在280-310nm之間的高能紫外線(xiàn)。
[0009]上述方法中所用膠粉在高能紫外線(xiàn)發(fā)生器中的平鋪層厚度在0.1-2.00_。
[0010]上述方法中所用廢橡膠膠粉為廢天然橡膠膠粉、廢丁基橡膠膠粉、廢乙丙橡膠膠粉中的一種。
[0011]本發(fā)明使用高能紫外線(xiàn)發(fā)生器作為廢橡膠膠粉解聚的主要設(shè)備，其原理是通過(guò)高能紫外發(fā)生器發(fā)射波長(zhǎng)為280-310nm的高能紫外線(xiàn)，通過(guò)物理方式對(duì)廢橡膠膠粉施加定向能量，有選擇性斷裂的C-S鍵和S-S鍵作用，達(dá)到解聚廢橡膠膠粉的目的。
[0012]本發(fā)明所述的方法優(yōu)點(diǎn):
[0013]1、解聚過(guò)程溫度低。本發(fā)明所述的解聚過(guò)程溫度為50-100°C，在此低溫條件下可有效的保護(hù)橡膠分子主鏈，解聚后溶膠分子量在6000-50000之間。
[0014]2、解聚速度快。本發(fā)明所屬的解聚過(guò)程時(shí)間在30-200S內(nèi)，遠(yuǎn)小于行業(yè)中高溫高壓動(dòng)態(tài)脫硫罐及螺桿常壓高溫聯(lián)系脫硫的時(shí)間。
[0015]3、解聚程度高。通過(guò)本發(fā)明所述方法解聚的產(chǎn)物，解聚程度為20%_80%，溶膠分子量最高可達(dá)50000。
[0016]4、解聚過(guò)程環(huán)保。解聚過(guò)程中無(wú)無(wú)煙氣、廢水等污染物產(chǎn)生，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成損害。
[0017]通過(guò)采用高能紫外線(xiàn)照射解聚廢橡膠的整體方法流程簡(jiǎn)潔、快速、有效，具有廣泛的應(yīng)用及改造前景。下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。
【具體實(shí)施方式】
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[0018]實(shí)施例1:采用Imm粒徑的廢天然橡膠膠粉，將膠粉平鋪放置于高能紫外發(fā)生器中，平鋪厚度為2mm，調(diào)整膠粉與紫外發(fā)生裝置距離在20cm，設(shè)置紫外線(xiàn)照射波長(zhǎng)為280nm，控制照射環(huán)境溫度為100°C，持續(xù)照射70s后取出，得到解聚后膠粉。其解聚效果如下:所得膠粉溶膠含量為63.74 溶膠分子量為14222。
[0019]實(shí)施例2:采用0.05mm粒徑的廢天然橡膠膠粉，將膠粉平鋪放置于高能紫外發(fā)生器中，平鋪厚度為0.1mm，調(diào)整膠粉與紫外發(fā)生裝置距離在25cm，設(shè)置紫外線(xiàn)照射波長(zhǎng)為310nm，控制照射環(huán)境溫度為90°C，持續(xù)照射200s后取出，得到解聚后膠粉。其解聚效果如下:所得膠粉溶膠含量為76.26 %，溶膠分子量為6692，分子量分布為2.76。
[0020]實(shí)施例3:采用2_粒徑的廢丁基橡膠膠粉，將膠粉平鋪放置于高能紫外發(fā)生器中，平鋪厚度為4mm，調(diào)整膠粉與紫外發(fā)生裝置距離在15cm，設(shè)置紫外線(xiàn)照射波長(zhǎng)為300nm，控制照射環(huán)境溫度為50°C，持續(xù)照射120s后取出，得到解聚后膠粉。其解聚效果如下:所得膠粉溶膠含量為55.68% ,溶膠分子量為43845，分子量分布為2.65。
[0021]實(shí)施例4:采用0.05mm粒徑的廢乙丙橡膠膠粉，將膠粉平鋪放置于高能紫外發(fā)生器中，平鋪厚度為3_，調(diào)整膠粉與紫外發(fā)生裝置距離在25m，設(shè)置紫外線(xiàn)照射波長(zhǎng)為310nm，控制照射環(huán)境溫度為100°C，持續(xù)照射30s后取出，得到解聚后膠粉。其解聚效果如下:所得膠粉溶膠含量為21.78%，溶膠分子量為6420，分子量分布為4.12。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用紫外線(xiàn)低溫快速解聚廢膠粉的方法，其特征是將直徑為0.05-2mm的廢膠粉以0.1-4.0Omm的厚度均勻平鋪在紫外線(xiàn)發(fā)生器中，保持膠料距離紫外線(xiàn)距離在15-25cm之間，控制環(huán)境溫度在50-100°C，在紫外線(xiàn)照射下，照射30-200S后取出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所用紫外線(xiàn)發(fā)生器能夠發(fā)出波長(zhǎng)在280-310nm之間的紫外線(xiàn)。3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的方法，其特征是膠粉在高能紫外線(xiàn)發(fā)生器中的平鋪層厚度在0.1-2.0Omm04.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所用的廢橡膠膠粉為廢天然橡膠膠粉、廢丁基橡膠膠粉、廢乙丙橡膠膠粉中的一種。
【專(zhuān)利摘要】一種利用紫外線(xiàn)快速解聚廢膠粉的方法，屬于再生資源循環(huán)再生利用領(lǐng)域。所述方法是利用高能紫外發(fā)生器，采用物理射線(xiàn)照射的方法，在氧氣參與的環(huán)境下，將不同種類(lèi)的廢橡膠膠粉，經(jīng)過(guò)高能紫外線(xiàn)照射的處理，短時(shí)間內(nèi)破解橡膠三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)廢橡膠膠粉的綠色潔具再生。所用設(shè)備為高能紫外發(fā)生器，方法流程簡(jiǎn)單，具有解聚溫度低、解聚流程快速，回收方法節(jié)能環(huán)保，解聚程度可控，再生膠產(chǎn)品性能好的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類(lèi)】C08J11/10
【公開(kāi)號(hào)】CN105646932
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】張立群, 王堯, 史金煒, 丁林林, 任冬云
【申請(qǐng)人】北京化工大學(xué), 南京綠金人橡塑高科有限公司
【公開(kāi)日】2016年6月8日
【申請(qǐng)日】2016年4月10日