CN105175774A - 废旧轮胎脱硫处理剂及脱硫工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废旧轮胎脱硫处理剂及脱硫工艺，所述处理剂包括松焦油、烷基苯酚二硫化物、石油树脂、二甲苯甲醛树脂、仲丁醇、乙烯-辛烯共聚物、硬脂酸锌、二苯二硫醚、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、二氧化硅、植酸钙、乙醇胺、碱性硫酸铝和硅藻土。脱硫工艺为先将轮胎粉碎，在所得轮胎颗粒中加入松焦油、烷基苯酚二硫化物、石油树脂、二甲苯甲醛树脂、仲丁醇和乙烯-辛烯共聚物，搅拌，通入CO2，静置，再将剩余组分加入，混合，加至密炼机中反应，最后将所得原料从密炼机中取出，置于液氮环境中冷却，即得。经本发明的脱硫剂处理剂处理后，废旧轮胎的脱硫程度约可达40%以上，力学性能优异。
Description
技术领域
本发明属于环保用品技术领域，具体涉及一种废旧轮胎脱硫处理剂及脱硫工艺。
背景技术
废旧橡胶尤其是广泛使用的废旧汽车轮胎，是一种可回收、而且经过加工处理后可以被再利用的资源。我国不仅是橡胶消耗的大国，同时也是橡胶资源相对匮乏的国家，然而再生橡胶正是对这些资源的很好补充，因此是橡胶工业必需的主要原材料之一。但是这些废旧橡胶制品，包括废旧轮胎均属于工业有害固体废弃物，而对于此类废弃物通常的处理办法例如填埋、焚烧等，对废旧轮胎来说均不适宜。由于废旧轮胎属于高分子材料，所以釆用填埋的方法往往需要上百年的时间才能达到不影响植物生长的程度。若采取焚烧的措施,由此产生的一氧化碳与烟雾，会严重地污染环境，并且还容易引发火灾。因此，开发废旧橡胶的资源化利用具有相当重大的经济和环境双重效益。
随着汽车工业的日益发展，日渐增长的废旧轮胎所形成的“黑色污染”正在逐步影响着人类的生活环境。据不完全统计，每年全世界大约有15亿条轮胎报废，而其中只有15%～20%能够得到重复利用。因此，许多国家都在想法设法地找寻解决废旧轮胎问题的途径。中国目前己经超过美国，成为了世界上最大的轮胎生产国，而另一方面每年报废的汽车轮胎也超过了5000万条。随着汽车制造业的发展，废旧轮胎的生成量也将急剧增加，为了防止废旧轮胎对环境所造成的污染，国家环保总局已经将废旧轮胎的回收利用列入议程之中。
尽管废旧橡胶的常规处理会带来诸多的环境问题，但是废旧橡胶尤其是废旧轮胎却具有一定的利用价值，合理地处理就可以为之提供客观的再生资源。虽然废旧橡胶含量仅占到了工业固体废弃物总量1%以下，但经过再生处理之后，却可以为相应的企业提供大约10%的产值。这是因为废旧橡胶，尤其是废旧轮胎自身拥有极高的利用价值，其中所含22%～24%的合成纤维，可以被加工成塑料制品，16%～18%的钢丝则可以充当优质钢的原料，而剩下的橡胶混合物则可以制备再生胶和以及各种不同目数的胶粉，从而被大量用在建材、涂料以及橡胶、塑料等领域。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种废旧轮胎脱硫处理剂及脱硫工艺，经本发明的脱硫剂处理剂处理后，废旧轮胎的脱硫程度约可达40%以上，所得胶粉的力学性能优异，拉伸强度在11MPa以上，扯断伸长率在245%以上。
废旧轮胎脱硫处理剂，以重量份计包括：松焦油1～6份，烷基苯酚二硫化物2～5份，石油树脂3～9份，二甲苯甲醛树脂1～7份，仲丁醇2～8份，乙烯-辛烯共聚物4～10份，硬脂酸锌1～7份，二苯二硫醚1～5份，N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺3～7份，二氧化硅2～8份，植酸钙3～6份，乙醇胺2～9份，碱性硫酸铝1～7份，硅藻土2～9份。
作为上述发明的进一步改进，废旧轮胎脱硫处理剂，以重量份计包括：松焦油2份，烷基苯酚二硫化物4份，石油树脂8份，二甲苯甲醛树脂5份，仲丁醇6份，乙烯-辛烯共聚物9份，硬脂酸锌3份，二苯二硫醚2份，N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺5份，二氧化硅7份，植酸钙4份，乙醇胺8份，碱性硫酸铝2份，硅藻土8份。
基于上述废旧轮胎脱硫处理剂的处理工艺，包括以下步骤：
步骤1，轮胎粉碎，得到轮胎颗粒；
步骤2，在步骤1所得轮胎颗粒中加入松焦油、烷基苯酚二硫化物、石油树脂、二甲苯甲醛树脂、仲丁醇和乙烯-辛烯共聚物，搅拌，通入CO2，静置，得混合物A；
步骤3，将硬脂酸锌、二苯二硫醚、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、二氧化硅、植酸钙、乙醇胺、碱性硫酸铝和硅藻土加至步骤2所得混合物A中，混合，加至密炼机中反应，得原料；
步骤4，将步骤3所得原料从密炼机中取出，置于液氮环境中冷却，即得。
作为上述发明的进一步改进，步骤1中轮胎颗粒的粒度在60～100目。
作为上述发明的进一步改进，步骤2中静置条件为50～65℃、30～60min。
作为上述发明的进一步改进，步骤3中密炼机的转速为80～120rpm，温度为180～230℃，反应时间为40～80min。
作为上述发明的进一步改进，步骤3中反应在氮气保护条件下进行。
经本发明的脱硫剂处理剂处理后，废旧轮胎的脱硫程度约可达40%以上，所得胶粉的力学性能优异，拉伸强度在11MPa以上，扯断伸长率在245%以上，与未脱硫的轮胎颗粒相比，分别提高了350%和250%。
具体实施方式
实施例1
废旧轮胎脱硫处理剂，以重量份计包括：松焦油1份，烷基苯酚二硫化物2份，石油树脂3份，二甲苯甲醛树脂1份，仲丁醇2份，乙烯-辛烯共聚物4份，硬脂酸锌1份，二苯二硫醚1份，N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺3份，二氧化硅2份，植酸钙3份，乙醇胺2份，碱性硫酸铝1份，硅藻土2份。
基于上述废旧轮胎脱硫处理剂的处理工艺，包括以下步骤：
步骤1，轮胎粉碎，得到轮胎颗粒；
步骤2，在步骤1所得轮胎颗粒中加入松焦油、烷基苯酚二硫化物、石油树脂、二甲苯甲醛树脂、仲丁醇和乙烯-辛烯共聚物，搅拌，通入CO2，静置，得混合物A；
步骤3，将硬脂酸锌、二苯二硫醚、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、二氧化硅、植酸钙、乙醇胺、碱性硫酸铝和硅藻土加至步骤2所得混合物A中，混合，加至密炼机中反应，得原料；
步骤4，将步骤3所得原料从密炼机中取出，置于液氮环境中冷却，即得。
其中，步骤1中轮胎颗粒的粒度在60目；步骤2中静置条件为50℃、60min；步骤3中密炼机的转速为80rpm，温度为230℃，反应时间为80min，反应在氮气保护条件下进行。
实施例2
废旧轮胎脱硫处理剂，以重量份计包括：松焦油4份，烷基苯酚二硫化物3份，石油树脂8份，二甲苯甲醛树脂4份，仲丁醇6份，乙烯-辛烯共聚物9份，硬脂酸锌3份，二苯二硫醚4份，N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺6份，二氧化硅5份，植酸钙4份，乙醇胺7份，碱性硫酸铝3份，硅藻土8份。
基于上述废旧轮胎脱硫处理剂的处理工艺，包括以下步骤：
步骤1，轮胎粉碎，得到轮胎颗粒；
步骤2，在步骤1所得轮胎颗粒中加入松焦油、烷基苯酚二硫化物、石油树脂、二甲苯甲醛树脂、仲丁醇和乙烯-辛烯共聚物，搅拌，通入CO2，静置，得混合物A；
步骤3，将硬脂酸锌、二苯二硫醚、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、二氧化硅、植酸钙、乙醇胺、碱性硫酸铝和硅藻土加至步骤2所得混合物A中，混合，加至密炼机中反应，得原料；
步骤4，将步骤3所得原料从密炼机中取出，置于液氮环境中冷却，即得。
其中，步骤1中轮胎颗粒的粒度在70目；步骤2中静置条件为55℃、40min；步骤3中密炼机的转速为95rpm，温度为200℃，反应时间为65min，反应在氮气保护条件下进行。
实施例3
废旧轮胎脱硫处理剂，以重量份计包括：松焦油2份，烷基苯酚二硫化物4份，石油树脂8份，二甲苯甲醛树脂5份，仲丁醇6份，乙烯-辛烯共聚物9份，硬脂酸锌3份，二苯二硫醚2份，N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺5份，二氧化硅7份，植酸钙4份，乙醇胺8份，碱性硫酸铝2份，硅藻土8份。
基于上述废旧轮胎脱硫处理剂的处理工艺，包括以下步骤：
步骤1，轮胎粉碎，得到轮胎颗粒；
步骤2，在步骤1所得轮胎颗粒中加入松焦油、烷基苯酚二硫化物、石油树脂、二甲苯甲醛树脂、仲丁醇和乙烯-辛烯共聚物，搅拌，通入CO2，静置，得混合物A；
步骤3，将硬脂酸锌、二苯二硫醚、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、二氧化硅、植酸钙、乙醇胺、碱性硫酸铝和硅藻土加至步骤2所得混合物A中，混合，加至密炼机中反应，得原料；
步骤4，将步骤3所得原料从密炼机中取出，置于液氮环境中冷却，即得。
其中，步骤1中轮胎颗粒的粒度在80目；步骤2中静置条件为60℃、35min；步骤3中密炼机的转速为100rpm，温度为210℃，反应时间为60min，反应在氮气保护条件下进行。
实施例4
废旧轮胎脱硫处理剂，以重量份计包括：松焦油6份，烷基苯酚二硫化物5份，石油树脂9份，二甲苯甲醛树脂7份，仲丁醇8份，乙烯-辛烯共聚物10份，硬脂酸锌7份，二苯二硫醚5份，N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺7份，二氧化硅8份，植酸钙6份，乙醇胺9份，碱性硫酸铝7份，硅藻土9份。
基于上述废旧轮胎脱硫处理剂的处理工艺，包括以下步骤：
步骤1，轮胎粉碎，得到轮胎颗粒；
步骤2，在步骤1所得轮胎颗粒中加入松焦油、烷基苯酚二硫化物、石油树脂、二甲苯甲醛树脂、仲丁醇和乙烯-辛烯共聚物，搅拌，通入CO2，静置，得混合物A；
步骤3，将硬脂酸锌、二苯二硫醚、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、二氧化硅、植酸钙、乙醇胺、碱性硫酸铝和硅藻土加至步骤2所得混合物A中，混合，加至密炼机中反应，得原料；
步骤4，将步骤3所得原料从密炼机中取出，置于液氮环境中冷却，即得。
其中，步骤1中轮胎颗粒的粒度在100目；步骤2中静置条件为65℃、30min；步骤3中密炼机的转速为120rpm，温度为180℃，反应时间为40min，反应在氮气保护条件下进行。
实施例5
本实施例与实施例3的区别在于：脱硫处理剂中不含有二苯二硫醚。具体如下：
废旧轮胎脱硫处理剂，以重量份计包括：松焦油2份，烷基苯酚二硫化物4份，石油树脂8份，二甲苯甲醛树脂5份，仲丁醇6份，乙烯-辛烯共聚物9份，硬脂酸锌3份，N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺5份，二氧化硅7份，植酸钙4份，乙醇胺8份，碱性硫酸铝2份，硅藻土8份。
基于上述废旧轮胎脱硫处理剂的处理工艺，包括以下步骤：
步骤1，轮胎粉碎，得到轮胎颗粒；
步骤2，在步骤1所得轮胎颗粒中加入松焦油、烷基苯酚二硫化物、石油树脂、二甲苯甲醛树脂、仲丁醇和乙烯-辛烯共聚物，搅拌，通入CO2，静置，得混合物A；
步骤3，将硬脂酸锌、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、二氧化硅、植酸钙、乙醇胺、碱性硫酸铝和硅藻土加至步骤2所得混合物A中，混合，加至密炼机中反应，得原料；
步骤4，将步骤3所得原料从密炼机中取出，置于液氮环境中冷却，即得。
其中，步骤1中轮胎颗粒的粒度在80目；步骤2中静置条件为60℃、35min；步骤3中密炼机的转速为100rpm，温度为210℃，反应时间为60min，反应在氮气保护条件下进行。
实施例6
本实施例与实施例3的区别在于：脱硫处理工艺步骤2中不通入CO2，具体如下：
废旧轮胎脱硫处理剂，以重量份计包括：松焦油2份，烷基苯酚二硫化物4份，石油树脂8份，二甲苯甲醛树脂5份，仲丁醇6份，乙烯-辛烯共聚物9份，硬脂酸锌3份，二苯二硫醚2份，N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺5份，二氧化硅7份，植酸钙4份，乙醇胺8份，碱性硫酸铝2份，硅藻土8份。
基于上述废旧轮胎脱硫处理剂的处理工艺，包括以下步骤：
步骤1，轮胎粉碎，得到轮胎颗粒；
步骤2，在步骤1所得轮胎颗粒中加入松焦油、烷基苯酚二硫化物、石油树脂、二甲苯甲醛树脂、仲丁醇和乙烯-辛烯共聚物，搅拌，静置，得混合物A；
步骤3，将硬脂酸锌、二苯二硫醚、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、二氧化硅、植酸钙、乙醇胺、碱性硫酸铝和硅藻土加至步骤2所得混合物A中，混合，加至密炼机中反应，得原料；
步骤4，将步骤3所得原料从密炼机中取出，置于液氮环境中冷却，即得。
其中，步骤1中轮胎颗粒的粒度在80目；步骤2中静置条件为60℃、35min；步骤3中密炼机的转速为100rpm，温度为210℃，反应时间为60min，反应在氮气保护条件下进行。
将未处理的轮胎颗粒和实施例1至6所得胶粉进行性能测试，结果如下：
| 脱硫程度/% | 拉伸强度/MPa | 断裂伸长率/% | 邵氏A硬度 | |
| 轮胎颗粒 | --- | 3.25 | 98 | 45 |
| 实施例1 | 41 | 12.48 | 245 | 56 |
| 实施例2 | 42 | 13.46 | 267 | 62 |
| 实施例3 | 49 | 15.24 | 316 | 69 |
| 实施例4 | 45 | 11.39 | 258 | 52 |
| 实施例5 | 20 | 6.37 | 156 | 47 |
| 实施例6 | 18 | 7.59 | 135 | 50 |
由上表可知，经本发明的脱硫剂处理剂处理后，废旧轮胎的脱硫程度约可达40%以上，所得胶粉的力学性能优异，拉伸强度在11MPa以上，扯断伸长率在245%以上，与未脱硫的轮胎颗粒相比，分别提高了350%和250%。实施例5的脱硫处理剂中不含有二苯二硫醚，所得胶粉各项性能下降，这可能是因为二苯二硫醚在脱硫过程中能够渗透到橡胶分子内部，使橡胶内分子链之间的作用力减弱，并且能增大分子间的距离，从而起到增加胶料粘性和塑性的作用。实施例6的脱硫工艺中不通入CO2，所得胶粉各项性能也有所下降，这可能是因为在酸性环境中脱硫剂高温下所产生的自由基能够与橡胶分子的自由基结合，阻断橡胶分子断链后的再聚合，进一步加快降解的作用。
Claims (7)
1.废旧轮胎脱硫处理剂，其特征在于：以重量份计包括：松焦油1～6份，烷基苯酚二硫化物2～5份，石油树脂3～9份，二甲苯甲醛树脂1～7份，仲丁醇2～8份，乙烯-辛烯共聚物4～10份，硬脂酸锌1～7份，二苯二硫醚1～5份，N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺3～7份，二氧化硅2～8份，植酸钙3～6份，乙醇胺2～9份，碱性硫酸铝1～7份，硅藻土2～9份。
2.根据权利要求1所述的废旧轮胎脱硫处理剂，其特征在于：以重量份计包括：松焦油2份，烷基苯酚二硫化物4份，石油树脂8份，二甲苯甲醛树脂5份，仲丁醇6份，乙烯-辛烯共聚物9份，硬脂酸锌3份，二苯二硫醚2份，N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺5份，二氧化硅7份，植酸钙4份，乙醇胺8份，碱性硫酸铝2份，硅藻土8份。
3.基于权利要求1或2所述的废旧轮胎脱硫处理剂的处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1，轮胎粉碎，得到轮胎颗粒；
步骤2，在步骤1所得轮胎颗粒中加入松焦油、烷基苯酚二硫化物、石油树脂、二甲苯甲醛树脂、仲丁醇和乙烯-辛烯共聚物，搅拌，通入CO2，静置，得混合物A；
步骤3，将硬脂酸锌、二苯二硫醚、N-环己基-2-苯并噻唑次磺酰胺、二氧化硅、植酸钙、乙醇胺、碱性硫酸铝和硅藻土加至步骤2所得混合物A中，混合，加至密炼机中反应，得原料；
步骤4，将步骤3所得原料从密炼机中取出，置于液氮环境中冷却，即得。
4.根据权利要求3所述的废旧轮胎脱硫处理剂的处理工艺，其特征在于：步骤1中轮胎颗粒的粒度在60～100目。
5.根据权利要求3所述的废旧轮胎脱硫处理剂的处理工艺，其特征在于：步骤2中静置条件为50～65℃、30～60min。
6.根据权利要求3所述的废旧轮胎脱硫处理剂的处理工艺，其特征在于：步骤3中密炼机的转速为80～120rpm，温度为180～230℃，反应时间为40～80min。
7.根据权利要求3所述的废旧轮胎脱硫处理剂的处理工艺，其特征在于：步骤3中反应在氮气保护条件下进行。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20151223 |