RU2649439C1 - Method of producing a modified rubber material and installation for its implementation - Google Patents
Method of producing a modified rubber material and installation for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2649439C1 RU2649439C1 RU2017117112A RU2017117112A RU2649439C1 RU 2649439 C1 RU2649439 C1 RU 2649439C1 RU 2017117112 A RU2017117112 A RU 2017117112A RU 2017117112 A RU2017117112 A RU 2017117112A RU 2649439 C1 RU2649439 C1 RU 2649439C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- regenerate
- screw
- modifier
- twin
- dispersant
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B17/00—Recovery of plastics or other constituents of waste material containing plastics
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling
Abstract
Description
Группа изобретений относится к области регенерации эластомеров, а именно к способу и реализующей его установке, позволяющим получать модифицированный регенерат, в частности, из подготовленной резиновой крошки автомобильных покрышек или отходов производства резиновых изделий, и может быть использована в химическом производстве.The group of inventions relates to the field of regeneration of elastomers, and in particular to a method and an apparatus implementing it, which makes it possible to obtain a modified regenerate, in particular, from prepared rubber crumb of automobile tires or waste products from rubber products, and can be used in chemical production.
Известны различные способы получения модифицированного регенерата. В частности, известен Способ получения регенерата [Патент на изобретение RU 2087493, опубл. 20.08.1997 г.], в котором крошка, полученная измельчением шинной резины, смешивается с пластификатором, полученная смесь выдерживается в течение 12-48 ч, а затем в набухшую крошку вводят общепринятыми методами на смесительном оборудовании технический углерод или технический углерод вместе с фенольной смолой. Недостатком этого и других подобных способов чисто физико-химической модификации является большое время протекания реакции и необходимость использования большого количества реагентов. Кроме того, такие способы применимы для использования в качестве сырья крошки фракции меньше 1 мм.Various methods are known for producing a modified regenerate. In particular, a Method for producing a regenerate is known [Patent for invention RU 2087493, publ. 08/20/1997], in which the crumb obtained by grinding tire rubber is mixed with a plasticizer, the resulting mixture is aged for 12-48 hours, and then carbon black or carbon black together with phenolic resin are introduced into the swollen crumb by conventional methods on mixing equipment . The disadvantage of this and other similar methods of purely physico-chemical modification is the long reaction time and the need to use a large number of reagents. In addition, such methods are applicable for use as feedstock crumbs fractions less than 1 mm
Наиболее широкое распространение получили способы термомеханической переработки резиновой крошки, которые являются более предпочтительными вследствие непрерывности процесса, полной его механизации и автоматизации, а также непродолжительности цикла.The most widespread methods of thermomechanical processing of crumb rubber, which are more preferable due to the continuity of the process, its full mechanization and automation, as well as the short cycle time.
Известен Термомеханический способ получения регенерата [Макаров В.М., Дроздовский В.Ф. Использование амортизированных шин и отходов производства резиновых изделий. Л.: Химия, 1986 г., с. 72-74]. Предварительно подготовленная смесь резиновой крошки и пластификатора поступает в девулканизатор, где под влиянием высокой температуры (выше 190°С) и механических воздействий происходит переход резины из эластического в пластическое состояние. Затем продукт охлаждается водой из форсунок. После этого транспортируют на механическую переработку с помощью шнека, охлаждаемого водой.Known Thermomechanical method for producing regenerate [Makarov V.M., Drozdovsky V.F. The use of cushioned tires and waste rubber products. L .: Chemistry, 1986, p. 72-74]. A pre-prepared mixture of rubber crumb and plasticizer enters the devulcanizer, where under the influence of high temperature (above 190 ° C) and mechanical influences, the rubber transitions from elastic to plastic. Then the product is cooled by water from the nozzles. After that, it is transported for mechanical processing using a screw cooled by water.
В качестве прототипа первого объекта изобретения - способа, выбран Способ деструкции эластомерного материала [RU 2325277, опубл. 27.05.2008], включающий поэтапную деструкцию и гомогенизацию, осуществляемые в одношнековом диспергаторе, разделенном на технологические зоны, связанные зонами транспортировки. При этом в его первой технологической зоне осуществляют поверхностную деструкцию при воздействии давления, уменьшающегося вдоль потока материала, затем осуществляют транспортировку, сопровождающуюся рециркуляцией материала, и окончательную деструкцию во второй технологической зоне при поддержании температуры диссипационного нагрева, не превышающей 300°С. В первую технологическую зону вводят воду в количестве 2-15 мас. % от массы резины и поддерживают в первой технологической зоне температуру диссипационного нагрева, не превышающую 250°С. В технологические зоны могут также вводиться различные водорастворимые модификаторы и активаторы, предварительно смешанные с водой, подаваемой внутрь. Недостатком указанного способа является ограничение по выбору модификатора, а следовательно, ограничение по разнообразию ассортимента получаемого модифицированного регенерата, что обусловлено тем, что способ не позволяет вводить в качестве модификатора такие вещества, как: порошковые минеральные наполнители (углерод, в частности), модификаторы на основе нерастворимых в воде масел и сочетания указанных веществ.As a prototype of the first object of the invention - the method, the selected Method of destruction of elastomeric material [RU 2325277, publ. May 27, 2008], including phased destruction and homogenization carried out in a single-screw disperser, divided into technological zones connected by transportation zones. At the same time, surface destruction is carried out in its first technological zone under the influence of pressure decreasing along the material flow, then transportation accompanied by material recycling and final destruction in the second technological zone are carried out while maintaining the temperature of dissipation heating not exceeding 300 ° C. In the first technological zone, water is introduced in an amount of 2-15 wt. % of the mass of rubber and maintain in the first technological zone the temperature of dissipation heating, not exceeding 250 ° C. Various water-soluble modifiers and activators, pre-mixed with water supplied inside, can also be introduced into the process zones. The disadvantage of this method is the restriction on the choice of modifier, and therefore the restriction on the diversity of the assortment of the obtained modified regenerate, due to the fact that the method does not allow to introduce substances such as: powder mineral fillers (carbon, in particular), modifiers based on water-insoluble oils and combinations of these substances.
Известны многочисленные конструкции устройств, осуществляющих термомеханическую деструкцию резиновой крошки - так называемые диспергаторы, деструкторы, девулканизаторы.Numerous constructions of devices for thermomechanical destruction of rubber crumb are known — the so-called dispersants, destructors, and devulcanizers.
Известен диспергатор для переработки резиновой крошки [Заявка на изобретение РФ №94011996, опубл. 20.08.96], имеющий в своем составе цилиндрический корпус с рубашкой охлаждения, загрузочный и разгрузочный патрубки, трехсекционный шнек. На выходе первой и второй секций шнека установлены конические подшипники качения с диафрагмами, частично перекрывающими выходные отверстия. Между второй секцией и корпусом образована циркуляционная камера. В выгружной камере имеется штуцер для подачи воды или водного раствора модификатора.Known dispersant for processing rubber crumb [Application for the invention of the Russian Federation No. 94011996, publ. 08/20/96], which includes a cylindrical body with a cooling jacket, loading and unloading nozzles, a three-section screw. At the exit of the first and second sections of the auger, conical rolling bearings with diaphragms partially overlapping the outlet openings are installed. A circulation chamber is formed between the second section and the housing. The discharge chamber has a fitting for supplying water or an aqueous solution of the modifier.
Известен диспергатор для переработки эластомерного материала [патент RU №2145282, опубл. 10.02.2000 г], содержащий цилиндрический корпус с рубашкой охлаждения, загрузочный и разгрузочный патрубки, установленный по центральной оси корпуса шнек, имеющий конические вставки. Первый конус расширяется в направлении потока материала, а второй конус сужается в направлении потока материала. Между неподвижной и вращающейся втулками обоих конусов образованы кольцевые зазоры, в которых происходит деструкция материала. Второй конический участок соединен с выгружным шнеком. Описанный диспергатор позволяет перерабатывать различные резинотехнические отходы и получать регенерат резины. Однако описываемая конструкция не позволяет получать регенерат удовлетворительного качества и не предусматривает возможность введения в регенерат модификатора.Known dispersant for processing elastomeric material [patent RU No. 2145282, publ. 10.02.2000 g], comprising a cylindrical body with a cooling jacket, loading and unloading nozzles, a screw installed along the central axis of the body, having conical inserts. The first cone expands in the direction of material flow, and the second cone narrows in the direction of material flow. Between the fixed and rotating bushings of both cones, annular gaps are formed in which the destruction of the material occurs. The second conical section is connected to the discharge screw. The described dispersant allows you to recycle various rubber waste and receive rubber regenerate. However, the described design does not allow to obtain a regenerate of satisfactory quality and does not provide for the possibility of introducing a modifier into the regenerate.
Известен диспергатор, конструкция которого описана в патенте RU 2325277, опубл. 27.05.2008. Диспергатор имеет водоохлаждаемый корпус с расположенным внутри шнековым валом, состоящим из двух секций подающих шнеков и двух конических секций, конус каждой из которых расширяется по потоку материала, т.е. в сторону разгрузочного патрубка. Корпус имеет на внутренней поверхности конические участки, коаксиально охватывающие конические секции шнекового вала и имеющие тот же угол схождения конуса. Между коническими секциями шнекового вала и внутренними конусами имеется кольцевая коническая щель. Конические секции шнекового вала делят внутренний объем диспергатора на первую и вторую технологические зоны. В конструкции диспергатора предусмотрены патрубки для введения модификатора в технологические зоны. Недостатком данного диспергатора является то, что конструкция предусматривает возможность ввода только водного раствора модификатора. Введением водного раствора модификатора в технологическую зону деструкции, где водой регулируется в первую очередь температура процесса, не может быть обеспечены требуемая концентрация модифицирующего вещества и, соответственно, необходимое качество регенерата. Ограничение возможности данной конструкции обусловлено также тем, что при введении порошковых и вязких модификаторов непосредственно в технологические зоны эти модификаторы не могут равномерно распределиться по внутреннему объему, что не позволяет получить модифицированный регенерат с заданными свойствами и стабильного качества.Known dispersant, the design of which is described in patent RU 2325277, publ. 05/27/2008. The dispersant has a water-cooled housing with a screw shaft located inside, consisting of two sections of feed screws and two conical sections, the cone of each of which expands along the material flow, i.e. towards the discharge pipe. The housing has conical sections on the inner surface coaxially covering the conical sections of the screw shaft and having the same cone angle. Between the conical sections of the screw shaft and the inner cones there is an annular conical gap. The conical sections of the screw shaft divide the internal volume of the dispersant into the first and second process zones. The design of the dispersant provides nozzles for introducing the modifier into the process zones. The disadvantage of this dispersant is that the design provides the ability to enter only an aqueous solution of the modifier. By introducing an aqueous solution of the modifier into the technological zone of destruction, where the process temperature is primarily controlled by water, the required concentration of the modifying substance and, accordingly, the necessary quality of the regenerate cannot be provided. The limited possibility of this design is also due to the fact that when powder and viscous modifiers are introduced directly into the technological zones, these modifiers cannot be evenly distributed over the internal volume, which does not allow obtaining a modified regenerate with desired properties and stable quality.
В качестве прототипа установки, наиболее близким (прототипом) по количеству совпадающих конструктивных признаков с заявленным решением выбрана технологическая установка, описанная в Автореферате докторской диссертации "Комплексная регулируемая механо-термохимическая регенерация шинных отходов и технология производства изделий на их основе. С.Е. Шаховец. Санкт-Петербург, 2009 г. [см. ссылку в сети Интернет http://dlib.rsl.ru/viewer/01003462899#?page=15]. Установка включает деструктор (девулканизатор), в основном повторяющий конструкцию диспергатора по патенту RU 2325277, и расположенную под ним шнековую машину, функцией которой является охлаждение полученного регенерата при его прохождении во внутреннем объеме. В тексте Автореферата напрямую не указано, что девулканизатор и охлаждающая шнековая машина закреплены на общей раме, однако для специалистов наличие рамы очевидно. В конструкции установки не предусмотрено наличие специальных средств для введения модификатора. Предположительно возможное введение модификатора через загрузочную воронку шнековой машины не может дать должного результата, поскольку одношнековая машина не позволяет осуществлять смешивание регенерата и модификатора и, соответственно, получать на выходе модифицированный регенерат высокого качества.As a prototype of the installation, the closest (prototype) in terms of the number of matching design features with the stated solution is the technological installation described in the Abstract of the doctoral dissertation "Integrated controlled mechano-thermochemical regeneration of tire waste and the technology for the production of products based on them. S.E. Shakhovets. St. Petersburg, 2009 [see link on the Internet http://dlib.rsl.ru/viewer/01003462899#?page=15]. The installation includes a destructor (devulcanizer), basically repeating the design of the dispersant according to the patent RU 2325277, and a screw machine located below it, the function of which is to cool the regenerate obtained when it passes through the internal volume. The text of the Abstract does not directly indicate that the devulcanizer and the cooling screw machine are mounted on a common frame, but the presence of a frame is obvious to specialists. The installation does not provide for special means for introducing the modifier. Presumably, the possible introduction of the modifier through the feed hopper of the screw machine cannot give the desired result. , since a single-screw machine does not allow mixing of the regenerate and the modifier and, accordingly, to obtain the output of a high-quality modified regenerate.
В основу изобретения поставлена задача расширения арсенала средств и создание нового высокотехнологичного способа и соответствующей установки, позволяющей в одном непрерывном технологическом процессе осуществлять эффективную регенерацию эластомерных материалов, в частности резиновой крошки от автомобильных покрышек, а также непосредственно за регенерацией осуществлять модификацию полученного регенерата.The basis of the invention is the task of expanding the arsenal of tools and creating a new high-tech method and corresponding installation, which allows in one continuous technological process to carry out effective regeneration of elastomeric materials, in particular rubber crumbs from car tires, as well as directly after regeneration to modify the resulting regenerate.
Достигаемый технический результат - повышение физико-механических свойств регенерата за счет обеспечения возможности использования водонерастворимых модификаторов на основе полимеров, минеральных и синтетических масел, а также твердых порошковых и гранулированных химических веществ, что позволяет расширить ассортимент полученного качественного продукта на одной установке.The technical result achieved is an increase in the physical and mechanical properties of the regenerate due to the possibility of using water-insoluble modifiers based on polymers, mineral and synthetic oils, as well as solid powder and granular chemicals, which allows us to expand the assortment of the resulting high-quality product in one installation.
Поставленная задача в первом объекте изобретения - способе, решается тем, что заявленный способ получения модифицированного регенерата включает операцию девулканизации резиновой крошки, осуществляемую в шнековом девулканизаторе-диспергаторе с получением на выходе регенерата и операцию смешения регенерата с модификатором. От прототипа отличается тем, что на выходе шнекового девулканизатора-диспергатора получают регенерат, в полученный регенерат добавляют модификатор. В качестве модификатора используют резиновый порошок, и/или технический углерод, и/или порошковые минеральные модификаторы, и/или модификаторы на основе нерастворимых в воде масел и полимеров. Смешивание компонентов (регенерата и модификатора) осуществляют в двухшнековом смесителе с одновременным охлаждением теплопередачей элементам конструкции двухшнекового смесителя, в котором также имеются зоны рециркуляции и турбулентного перемешивания смеси, организованные с использованием радиальных пальцев, закрепленных на стенках корпуса двухшнекового смесителя, и эти зоны чередуются с зонами транспортирования.The problem in the first object of the invention, the method, is solved by the fact that the claimed method for producing a modified regenerate includes the operation of rubber crumb devulcanization, carried out in a screw devulcanizer-dispersant with receiving the regenerate at the outlet, and the operation of mixing the regenerate with the modifier. It differs from the prototype in that a regenerate is obtained at the output of the screw devulcanizer-dispersant, a modifier is added to the resulting regenerate. As a modifier, rubber powder, and / or carbon black, and / or powder mineral modifiers, and / or modifiers based on water-insoluble oils and polymers are used. The mixing of the components (regenerate and modifier) is carried out in a twin-screw mixer with simultaneous cooling of the heat transfer elements of the twin-screw mixer design, which also has recirculation and turbulent mixing zones of the mixture, organized using radial fingers mounted on the walls of the twin-screw mixer housing, and these zones alternate with the zones transportation.
Наилучший результат получается, когда девулканизацию осуществляют в шнековом девулканизаторе-диспергаторе, разделенном на технологические зоны, связанные зонами транспортирования, при этом в его первой технологической зоне осуществляют поверхностную деструкцию при воздействии давления, уменьшающегося вдоль потока материала, затем осуществляют транспортировку, сопровождающуюся рециркуляцией материала, и окончательную деструкцию во второй технологической зоне, которую осуществляют при температуре 170-230°С, также при воздействии давления, уменьшающегося вдоль потока материала.The best result is obtained when devulcanization is carried out in a screw devulcanizer-dispersant, divided into technological zones connected by transportation zones, while in its first technological zone surface destruction is carried out under the influence of pressure decreasing along the material flow, then transportation is carried out, accompanied by material recirculation, and final destruction in the second technological zone, which is carried out at a temperature of 170-230 ° C, also when exposed to flow, decreasing along the flow of material.
Поставленная задача во втором объекте изобретения – установке, решается тем, что заявляемая установка для получения модифицированного регенерата характеризуется тем, что имеет раму, на верхнем ярусе которой закреплен снабженный питателем для подачи резиновой крошки шнековый девулканизатор-диспергатор, под зоной выгрузки из которого размещена загрузочная воронка двухшнекового смесителя, закрепленного на нижнем ярусе рамы. На раме также закреплен питатель для подачи порошкового или водонерастворимого жидкого модификатора, выходной патрубок которого обеспечивает подачу модификатора в загрузочную воронку двухшнекового смесителя, при этом двухшнековый смеситель имеет водоохлаждаемый корпус, а также водоохлаждаемые шнеки, установленные с возможностью вращения навстречу друг другу и вхождения гребней одного шнека в межгребневое пространство другого, между транспортирующими секциями шнеков имеются цилиндрические проточки, а в корпусе на уровне цилиндрических проточек установлены радиальные пальцы с обеспечением зазора с цилиндрической проточкой, на выгружных концах шнеков имеются шнековые секции с гребнями, ориентированными в противоположную сторону, чем гребни транспортирующих секций.The problem in the second object of the invention, the installation, is solved by the fact that the inventive installation for producing a modified regenerate is characterized by the fact that it has a frame on the upper tier of which a screw devulcanizer-dispersant equipped with a feeder for feeding rubber crumb is fixed, under the discharge zone from which a loading funnel is located twin screw mixer mounted on the lower tier of the frame. A feeder for supplying a powder or water-insoluble liquid modifier is also mounted on the frame, the outlet pipe of which provides a modifier to the loading funnel of the twin-screw mixer, while the twin-screw mixer has a water-cooled casing, as well as water-cooled screws installed to rotate towards each other and enter the crests of one screw in the inter-crest space of the other, between the conveying sections of the screws there are cylindrical grooves, and in the housing at the level of the cylindrical In grooves, radial fingers are installed to provide a clearance with a cylindrical groove; at the discharge ends of the screws there are screw sections with ridges oriented in the opposite direction than the ridges of the transporting sections.
Для того чтобы лучше продемонстрировать отличительные особенности изобретения, в качестве примера, не имеющего какого-либо ограничительного характера, ниже описан предпочтительный вариант реализации. Пример реализации иллюстрируется чертежами, на которых представлено: Фиг. 1 - конструкция установки в целом, Фиг. 2 - конструкция девулканизатора-диспергатора, осевое сечение, Фиг. 3 - конструкция двухшнекового смесителя (осевое сечение, вид в плане).In order to better demonstrate the distinguishing features of the invention, as an example, not having any restrictive nature, the preferred embodiment is described below. An example implementation is illustrated by the drawings, in which: FIG. 1 - construction of the installation as a whole, FIG. 2 is a design of a devulcanizer-dispersant, axial section, FIG. 3 - design of a twin-screw mixer (axial section, plan view).
Способ реализуется при работе установки. Установка имеет объединяющую конструкцию раму. На верхнем ярусе 1 рамы закреплен шнековый девулканизатор-диспергатор 2, снабженный питателем 3 для подачи резиновой крошки. На нижнем ярусе 4 рамы установлен двухшнековый смеситель 5. Установка снабжена питателем 6 для подачи модификатора. Возможно применение питателя, обеспечивающего подачу двухкомпонентного модификатора (например, заранее приготовленная смесь порошка и вязкой водонерастворимой жидкости) или подачу двух и более модификаторов, взятых по отдельности. Питатель 6 может быть установлен на консоли рамы на том же уровне, что шнековый девулканизатор-диспергатор 2 (на верхнем ярусе), или несколько выше/ниже (дополнительный промежуточный ярус). Выходной патрубок питателя 6 обеспечивает подачу модификатора в загрузочную воронку 7 двухшнекового смесителя 5. Сама воронка 7 расположена под зоной выгрузки девулканизатора-диспергатора 2.The method is implemented when the installation. The unit has a unifying frame design. On the
Девулканизатор-диспергатор имеет водоохлаждаемый корпус 8 с загрузочным патрубком 9 и расположенным внутри корпуса шнековым валом 10. Шнековый вал состоит из двух секций подающих шнеков 11, 12 и двух конических секций 13 и 14, конус каждой из которых расширяется по потоку материала, т.е. в сторону зоны выгрузки (выгружное окно). Корпус 8 имеет на внутренней поверхности конические участки 15, 16, коаксиально охватывающие конические секции 13, 14 шнекового вала и имеющие тот же угол схождения конуса. Между коническими секциями шнекового вала и внутренними конусами (возможно выполнение съемными с регулируемой установкой) имеется кольцевая коническая щель. Конические секции шнекового вала делят внутренний объем девулканизатора-диспергатора на первую и вторую технологические зоны.The devulcanizer-dispersant has a water-cooled
Двухшнековый смеситель имеет водоохлаждаемый корпус 17, а также водоохлаждаемые шнеки 18, 19, установленные с возможностью вращения навстречу друг другу и вхождения гребней одного шнека в межгребневое пространство другого. Между транспортирующими секциями 20, 21 шнеков 18 и 19 имеются цилиндрические проточки 22, а в корпусе на уровне цилиндрических проточек установлены радиальные пальцы 23 с обеспечением зазора с цилиндрической проточкой. Пальцы 23 проходят через корпус и закреплены на наружной поверхности корпуса, например, при помощи болтовых соединений.The twin-screw mixer has a water-cooled
С помощью пальцев организуются зоны турбулентности для обеспечения эффективного смешивания поступившего регенерата и модификатора.Using fingers, turbulence zones are organized to ensure effective mixing of the incoming regenerate and modifier.
На выгружных концах шнеков имеются шнековые секции 24 с гребнями, ориентированными в противоположную сторону, чем гребни транспортирующих секций.At the discharge ends of the screws there are
Установка снабжена шкафом управления с пультом (на фигурах не показан), с которого оператор в зависимости от исходного сырья, модификатора и прочих исходных данных осуществляет регулирование параметров установки (скорость подачи сырья и модификатора, температура в технологических зонах и т.д.).The installation is equipped with a control cabinet with a remote control (not shown in the figures), from which the operator, depending on the feedstock, modifier and other input data, controls the installation parameters (feed rate of the feedstock and modifier, temperature in technological zones, etc.).
В контексте данной заявки термины "верхний ярус" и "нижний ярус" применен только для того, чтобы показать взаимное расположение ярусов (один над другим), на которых расположено технологическое оборудование (соответственно, девулканизатор-диспергатор и двухшнековый смеситель), так, чтобы регенерат мог попасть самотеком в смеситель 5. Расположение на раме питателя 3 для подачи резиновой крошки и питателя 6 для подачи модификатора регламентировано только конструктивными особенностями конкретной реализации. Они могут располагаться на дополнительных ярусах или консолях рамы.In the context of this application, the terms “upper tier” and “lower tier” are used only to show the relative position of the tiers (one above the other) on which the processing equipment is located (respectively, devulcanizer-dispersant and twin-screw mixer), so that the regenerate could fall by gravity into the
Способ реализуется в процессе работы установки.The method is implemented during the operation of the installation.
Предварительно измельченная резина до крошки размера 3-6 мм дозированно подается через питатель 3 в шнековый девулканизатор-диспергатор 2. Крошка, проходя через первую технологическую зону, под воздействием давления и диссипационного нагрева в узкой конической щели подвергается поверхностной деструкции. На выходе из первой зоны также повышается однородность фракционного состава. Затем при транспортировке второй секцией 12 подающего шнека частично девулканизированная крошка поступает во вторую технологическую зону. Транспортировка сопровождается рециркуляцией материала, а регулирование температуры нагрева в пределах, не превышающих температуру пиролиза осуществляется за счет теплопередачи водоохлаждаемому корпусу и шнеку. Во второй технологической зоне происходит окончательная девулканизация материала: под воздействием усилий сжатия и сдвига во второй технологической зоне частицы подвергаются диссипационному разогреву и объемной девулканизации, происходит разрушение серных и углерод-углеродных связей макромолекул каучуков и появляются реакционно-способные центры полимера. Полученный однородный полностью девулканизованный материал - резиновый регенерат - поступает в загрузочную воронку 7 двухшнекового смесителя 5, расположенного на нижнем ярусе рамы. В воронку смесителя 5 посредством питателя 6 также подаются один или несколько химических модификаторов в заданных количествах.Pre-crushed rubber to a crumb of size 3-6 mm is dosed through a
Экспериментально установлено, что температура во второй технологической зоне в интервале 170-230°С является оптимальной. При температуре ниже 170°С процесс девулканизации резиновой крошки объемно не происходит, в результате из девулканизатора-диспергатора выгружается поверхностно деструктированный резиновый порошок. При температуре выше 230°С происходит сильная деструкция макромолекул каучуков с интенсивным разрывом С-С связей, снижение молекулярной массы полимера и резкое ухудшение физико-механических свойств регенератов.It was experimentally established that the temperature in the second technological zone in the range of 170-230 ° C is optimal. At temperatures below 170 ° C, the process of devulcanization of rubber crumb does not occur in bulk, as a result, surface-degraded rubber powder is unloaded from the devulcanizer-dispersant. At temperatures above 230 ° C, there is a strong destruction of rubber macromolecules with an intense breaking of C — C bonds, a decrease in the molecular weight of the polymer, and a sharp deterioration in the physical and mechanical properties of the regenerates.
Из девулканизатора-диспергатора регенерат поступает непосредственно в двухшнековый смеситель 5 и начинает смешиваться с модификатором.From the devulcanizer-dispersant, the regenerate enters directly into the twin-
В двухшнековом смесителе 5 происходит смешение регенерата с модификатором, с одновременно происходящими физико-химическими реакциями между активными центрами макромолекул каучука, в том числе различными радикалами, возникшими в процессе деструкции полимеров, и модификаторами. В результате таких реакций происходит структурирование в полимерных цепочках, что приводит в конечном итоге к улучшению свойств регенерата - увеличению вязкости и повышению физико-механических показателей регенератов. В отличие от прототипа, конструкция смесителя обеспечивает не только охлаждение, но и интенсивное смешивание компонентов во внутреннем объеме. Смешивание происходит не только в межгребневом пространстве шнеков, но и за счет турбулентного закручивания массы при ее проходе в зоне расположения радиальных пальцев, которые служат препятствием и турбулизаторами, обеспечивающими рециркуляцию массы во внутреннем объеме смесителя. Такое активное перемешивание позволяет получить гомогенную смесь регенерата и модификатора, улучшить процесс модификации и получить продукт, однородный по свойствам и высокого качества. Далее по мере прохождения смеси по внутреннему объему смесителя температура понижается. На выходе из смесителя модифицированный регенерат имеет температуру 60-80°С. Интенсивное охлаждение осуществляется за счет теплопередачи водоохлаждаемым элементам смесителя. Быстрое снижение температуры регенерата в двухшнековом смесителе способствует прекращению реакций деструкции макромолекул каучуков, что также приводит к улучшению физико-механических показателей регенератов. Выгрузка осуществляется с помощью концевых шнековых секций, гребни которых ориентированы в противоположную сторону, чем гребни транспортирующих секций смесителя.In the twin-
Эффективность способа и реализующего его устройства была проверена при использовании в качестве сырья шинной крошки размером 3-6 мм с применением ряда модификаторов. В качестве полимерных модификаторов применялись гранулированный натуральный каучук (НК) SCR 20 и дивинилстирольный термоэластопласт ДСТ-30-01 линейного строения. Был получен и исследован регенерат с применением в качестве модификатора гексометилентетроамина (уротропина технического) в порошковом виде, используемого в качестве активного структурирующего компонента, и с применением нефтяных и индустриальных масел, в частности нефтяного масла ПН-6ш, индустриального масла И-40 и др., широко используемых в резиновой промышленности в качестве активных мягчителей. Получен и исследован регенерат, модифицированный техническим углеродом марки N300, модифицированный резиновым порошком (фракция крупности менее 0.63 мм), а также модифицированный вторичными индустриальными маслами и другими водонерастворимыми модификаторами, взятыми как в отдельности, так и в различных комбинациях, и традиционно используемыми для этих целей в химическом производстве.The effectiveness of the method and the device that implements it was tested using 3-6 mm tire chips as a raw material using a number of modifiers. Granular natural rubber (SC)
Были проведены исследования свойств самого регенерата по физико-химическим показателям, а также тестовых образцов, изготовленных из регенерата. Образцы были получены на тестовой смесях, на 100 г регенерата:Investigations were made of the properties of the regenerate itself in terms of physico-chemical parameters, as well as test samples made from the regenerate. Samples were obtained on test mixtures per 100 g of regenerate:
Изготовление тестовых смесей осуществляли на лабораторных вальцах. Вулканизация тестовых пластин осуществлялась в вулканизационном прессе при температуре 145°С в течение 15 минут.The production of test mixtures was carried out on laboratory rollers. The curing of the test plates was carried out in a curing press at a temperature of 145 ° C for 15 minutes.
В Таблице представлены технические характеристики полученных модифицированных регенератов, а также тестовых образцов, и для сравнения - по прототипу. Как видно из Таблицы, технические характеристики полученного по способу регенерата существенно выше, чем характеристики регенерата по прототипу.The table shows the technical characteristics of the obtained modified regenerates, as well as test samples, and for comparison - the prototype. As can be seen from the Table, the technical characteristics obtained by the regenerate method are significantly higher than the characteristics of the regenerate according to the prototype.
Таким образом, заявляемый способ позволяет в одном реализующем его заявляемом устройстве и в едином непрерывном технологическом процессе осуществлять эффективную регенерацию эластомерных материалов, в частности резиновой крошки от автомобильных покрышек, а также непосредственно за регенерацией осуществлять модификацию полученного регенерата. Это позволяет существенно расширить ассортимент полученного качественного продукта на одной установке, с учетом того, что в качестве модификаторов могут применяться различные водонерастворимые вещества и порошки.Thus, the inventive method allows in one implementing the inventive device and in a single continuous process to carry out effective regeneration of elastomeric materials, in particular rubber crumbs from car tires, as well as directly after regeneration to modify the resulting regenerate. This allows you to significantly expand the assortment of the obtained high-quality product in one installation, given the fact that various water-insoluble substances and powders can be used as modifiers.
Claims (2)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017117112A RU2649439C1 (en) | 2017-05-16 | 2017-05-16 | Method of producing a modified rubber material and installation for its implementation |
| PCT/RU2018/000046 WO2018212676A1 (en) | 2017-05-16 | 2018-01-31 | Plant and method for producing modified reclaimed rubber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017117112A RU2649439C1 (en) | 2017-05-16 | 2017-05-16 | Method of producing a modified rubber material and installation for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2649439C1 true RU2649439C1 (en) | 2018-04-03 |
Family
ID=61867393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017117112A RU2649439C1 (en) | 2017-05-16 | 2017-05-16 | Method of producing a modified rubber material and installation for its implementation |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2649439C1 (en) |
| WO (1) | WO2018212676A1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4772430A (en) * | 1985-01-11 | 1988-09-20 | Jgc Corporation | Process for compacting and solidifying solid waste materials, apparatus for carrying out the process and overall system for disposal of such waste materials |
| RU94011996A (en) * | 1994-03-31 | 1996-08-20 | С.Е. Шаховец | Disperser |
| RU2145282C1 (en) * | 1997-07-08 | 2000-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Эласт-Технологии" | Method for destruction of elastomer material and disperser for its realization |
| RU2325277C1 (en) * | 2006-11-07 | 2008-05-27 | Сергей Евгеньевич Шаховец | Method of elastomer destruction |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2487666A (en) * | 1946-09-24 | 1949-11-08 | Navone John Otis | Method for reclaiming rubber |
| US5468539A (en) * | 1990-12-21 | 1995-11-21 | Crivelli; Henry | Precast surface paving overlay comprising rubber crumbs and clay particles |
-
2017
- 2017-05-16 RU RU2017117112A patent/RU2649439C1/en active
-
2018
- 2018-01-31 WO PCT/RU2018/000046 patent/WO2018212676A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4772430A (en) * | 1985-01-11 | 1988-09-20 | Jgc Corporation | Process for compacting and solidifying solid waste materials, apparatus for carrying out the process and overall system for disposal of such waste materials |
| RU94011996A (en) * | 1994-03-31 | 1996-08-20 | С.Е. Шаховец | Disperser |
| RU2145282C1 (en) * | 1997-07-08 | 2000-02-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Эласт-Технологии" | Method for destruction of elastomer material and disperser for its realization |
| RU2325277C1 (en) * | 2006-11-07 | 2008-05-27 | Сергей Евгеньевич Шаховец | Method of elastomer destruction |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2018212676A1 (en) | 2018-11-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2050273C1 (en) | Method of single-staged continuous production of rubber mixture for motor car tires , driving belts, transportation bands and industrial rubber pieces and double worm feeder extruder for its realization | |
| KR100958128B1 (en) | Process And Apparatus For Continuously Producing An Elastomeric Composition | |
| US4897236A (en) | Method and apparatus for the continuous manufacture of rubber or polymer-based mixtures containing additives | |
| EP1425145B1 (en) | Method and apparatus for producing elastomer mixtures for use in the production of rubbers | |
| KR100274264B1 (en) | Method for the extrusion of a cross-linked polymer | |
| RU2304511C2 (en) | Method and device for continuous producing of elastomeric composition | |
| RU175347U1 (en) | Installation for obtaining a modified rubber regenerate | |
| RU2649439C1 (en) | Method of producing a modified rubber material and installation for its implementation | |
| US20050040555A1 (en) | Process and apparatus for continuously producing an elastomeric composition | |
| RU2325277C1 (en) | Method of elastomer destruction | |
| EP1432560B1 (en) | Continuous production of elastomer mixtures for producing rubber | |
| CN112351871A (en) | Mixing process and system for producing elastomeric compositions | |
| EP1417998B1 (en) | Method for mixing of solid and liquid components in a mixing device, appliance of the method and mixing device | |
| EP2915652A1 (en) | Method and apparatus for producing masterbatch pellets from waste toner | |
| EP2915837A1 (en) | Method and apparatus for producing masterbatch from waste toner powders | |
| EP0642406B1 (en) | Method and apparatus for mixing carbon black and polymeric material | |
| Hornsby | Compound Preparation, Mixture Characterization and Process Enhancement of Particulate-Filled Polymer Compounds | |
| AU2016208768B2 (en) | Device for the electrical disintegration of cell structures, and installation and use of the device for producing feed intermediates and feed products | |
| CN213860252U (en) | Production system of thermoplastic dynamic vulcanization organic silicon elastomer | |
| JP7351007B2 (en) | Method and apparatus for manufacturing rubber compounds used for manufacturing articles made from rubber or pneumatic tires, technical field | |
| RU2681620C1 (en) | Method of producing devulcanized rubber and dispergator for implementation of method | |
| CN219385041U (en) | Rubber desulfurization and de-crosslinking device | |
| DE10148721A1 (en) | Elastomer compound production for rubber product manufacture involves use of an elastomer in a fluid | |
| DE19711050B4 (en) | Method and plant for the replastification of old rubber flours | |
| TW202408653A (en) | Process and plant for continuously producing a bulk material from two or more different starting materials having a high liquid content |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20181210 Effective date: 20181210 |