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環保型800系列和900系列活化劑的應用試驗

時間:2016-11-25    來源:中國輪胎循環利用網    點擊:
一、環保型800系列活化劑  該活化劑是一種絡合物,其成分中不含苯酚類有毒物質,故稱作環保型活化劑,是專用于廢橡膠脫硫的活化劑,生產和使用該系列活化劑時不產生有害物質,對人體和環境均無傷害,因此是環保型活化劑。810活化劑用于廢輪胎、膠鞋等廢橡膠脫硫,830活化劑用于廢三元乙丙膠密封條等廢橡膠脫硫,840活化劑用于廢丁基膠內胎、膠囊及瓶塞等廢橡膠脫硫,生產丁基再生橡膠。850活化劑用于各種硫化膠粉的活化處理,生產活化膠粉用于改性瀝青,880活化劑用于廢丁腈橡膠脫硫,生產丁腈再生橡膠。800系列活化劑同時還有除臭和補強的作用。

應用試驗情況簡介如下:

實驗一   810活化劑-專用于廢輪胎、膠鞋、內胎等廢橡膠脫硫。

配方:某廠生產配方,活化劑用420。

脫硫工藝:動態脫硫罐壓力:2.2MPa ,   保壓: 90分鐘。

注:1、該實驗用的膠粉是外購30目鋼絲輪胎膠粉,應屬于A3轎車子午線輪胎,

2、2號,4號,6號配方,420活化劑減少50%。增加810活化劑 2%。

結語: 實驗證明活化劑810可提高再生膠的拉伸強度1.1至1.9MPa,提高扯斷伸長率29%至64%,特別是小鋼絲胎提高明顯,可以說活化劑810還有補強作用。

實驗二

配方1

胎面膠 1300kg,內胎膠  200kg,煤焦油  200kg,

輕鈣  40kg,黑松香  20kg,  B-450活化劑  2kg。

810活化劑  30kg,   

脫硫工藝:動態脫硫罐(導熱油加熱) 壓力: 2.3MPa,保壓: 90分鐘。

物理機械性能: 拉伸強度MPa 扯斷伸長率%

不加810       7.9      354

加810       8.6      384   

配方2

全鋼絲胎膠    1500kg, 液體煤焦油   300kg,

固體煤焦油    70kg,  松香   25kg, 輕鈣  40kg

B-450活化劑  2kg。 810活化劑  30kg。

脫硫工藝:動態脫硫(導熱油加熱): 壓力 2.3MPa,保溫:90分鐘。

物理性能: 拉伸強度MPa 扯斷伸長率%

不加810         9.0       325

加810         9.5          371   

實驗三   830活化劑-專用于廢三元乙丙膠密封條脫硫。

配方:

40目廢三元乙丙膠粉   100,   830活化劑   3.2,   重油  6,  妥爾油   6,  除味劑   2。   

動態脫硫工藝:

壓力:2.4  MPa,    保溫:3小時。

檢測配方:

三元乙丙再生膠   300,氧化鋅  9,硫黃   3.6,硬脂酸  3,

促進劑M   3, 促進劑ZDC   3, 促進劑BZ  3,

促進劑TMTD  2.1。

物理機械性能:

硫化條件:160℃×15分鐘  20分鐘   25分鐘    國家標準

拉伸強度: 10.5 10.7 10.6 ≥6.0

扯斷伸長率: 350 360 360 ≥260

硬度 60 60 62        

注:1、再生橡膠的物理性能與廢橡膠制品的含膠率關系密切,本試驗所用廢密封條含膠率為35%以上。

2、物理性能大大超過GB/T 13460--2008國家標準。

實驗四  840活化劑-專用于廢丁基膠制品(丁基膠內胎,丁基膠硫化膠囊, 丁基膠硫化膠囊)脫硫斷鏈。

脫硫配方:

編 號  R-1 R-2 R-3

廢丁基內胎 100  ---  ---

 廢丁基膠囊 --- 100 ---

廢丁基膠瓶塞 --- --- 100

活化劑840 3 3 3

石蠟油 2 8 5

 合 計 105 113 108

低溫快速脫硫工藝:

首先將廢丁基膠制品30目膠粉,投入高速攪拌機,加軟化劑,由于摩擦生熱,升溫至100℃,攪拌30分鐘后,再添加活化劑840,再攪拌60分鐘排料,投入開煉機薄通(輥距0.1mm)10次左右,然后放到精煉機上薄通5次后卷到軸上下片,即成丁基再生膠。

 如果沒有破碎機和攪拌機,可直接在開煉機上操作,首先用大輥距破碎丁基膠制品,逐漸縮小輥距至0.5mm包輥,同時逐漸加油和再生劑840,混煉均勻后,再薄通(輥距0.1mm)15次,下片, 然后放到精煉機上薄通5次后卷到軸上下片,即成丁基再生膠。也可以采用高溫動態脫硫工藝。

丁基再生膠的物理性能:

丁基再生膠(GB/T13460-2008)的檢測配方:丁基再生膠 300,

促進劑M 0.825, 促進劑TMTD 1.65,氧化鋅8.25, 硫磺 3.3。

硫化條件:160℃ × 40min,50 min,60 min。

實驗五  活化劑850-專用于廢輪胎膠粉生產活化膠粉,活化膠粉可直接用于輪胎、膠鞋、膠帶等各種橡膠制品及改性瀝青。

膠粉活化配方

60目輪胎膠粉  100,850活化劑  2,托爾油    2。

生產工藝

首先將已稱量的膠粉投入高速攪拌機,開動攪拌機(700轉/分鐘),再投入850活化劑和托爾油,高速攪拌(1400轉/分鐘)10分鐘左右,溫度達100℃左右,排料,冷卻至30℃左右,才可裝袋。否則,易起火燃燒,千萬注意。

檢測配方

進口1號煙片膠  300,活化膠粉  150,  硫磺  10.5,  氧化鋅  22.5,  硬脂酸  4.5,促進劑M  4.5,   促進劑NOBS  1.5,  3號芳烴油  9.0。

硫化條件:142℃,10分鐘。

物理性能

拉伸強度/MPa     址斷伸長率/%  

國家標準      ≥ 15             ≥ 500

(GB/T 19208-2008)

試驗膠粉      17.6              585

實驗證明用活化劑850生產的活化膠粉,其物理性能超過國家標準?;罨z粉可直接用于輪胎、膠鞋、膠帶等各種橡膠制品及膠粉改性瀝青,可用于修筑高速公路,防水卷材等建筑材料及鐵道枕木等,用途極廣,有替代再生橡膠的趨勢。

實驗六  活化劑880--專用于廢丁腈橡膠制品脫硫。

 動態脫硫配方:

廢丁腈膠手套   100,  黑松香   10,450活化劑   1,   880活化劑   2, 軟化劑   70。  

動態脫硫工藝

壓力:2.2  MPa  保溫:2小時。

注:脫硫后的膠較軟,壓煉、精煉容易,可縮短壓膠時間50%,因此可節約電能50%,提高生產效率50%。

物理性能:

拉伸強度/MPa 扯斷伸長率/% 硬度

國家標準 7.5 280

試驗膠10.5 520 56

注: 聚氯乙烯與丁腈膠并用的廢手套,需用高溫開煉機壓片,否則壓不成片。

環保型800系列活化劑結語

1、800系列活化劑專用于各種廢橡膠制品脫硫生產再生橡膠及活化膠粉,該類活化劑屬于環保型產品,生產和應用過程中均不產生有害物質。

2、從應用試驗結果可知:800系列活化劑可提高再生橡膠或硫化膠粉的物理性能。

3、用800系列活化劑,可減少再生橡膠的臭味。

4、用800系列活化劑,可減少煉膠時間、節約電能10?50%、提高生產效率,降低成本。

5、800系列活化劑價格低廉。 

二、環保型900系列活化劑  該活化劑是脂肪酸類的化合物,其成分中不含苯酚類有毒物質,故稱作環保型活化劑,是專用于廢橡膠脫硫,生產再生膠的活化劑。

實驗-   活化劑910  某再生橡膠廠用活化劑910作了如下試驗:

1、試驗配方(8立方米脫硫罐)

尼龍全胎18目膠粉  2000kg, 煤焦油  360kg, 黑松香  40kg,    910活化劑   8kg, 水   適量。

2、脫硫工藝

(1)導熱油加熱--開動攪拌--裝膠粉--加活化劑910--松香--煤焦油,攪拌10分鐘后,再加水。

(2)加蓋密封,充蒸汽至0.7MPa。加熱升壓至18--22 MPa。

(3)保壓時間100分鐘。

(4)到點放汽降至零汽壓,排料,冷卻,如采用冷卻機急速冷卻,再生膠的物理性能將會更優。

3、物理性能

4、910活化劑結語

(1)活化劑910,不含苯酚及多環芳烴的化合物,脫硫過程中,活化劑910,本身不產生有毒物質,因此,它是環保型活化劑。

(2)活化劑910價格低廉,采用新型環保型活化劑910,經濟效益明顯。同時還可提高再生膠的質量,是今后的發展方向。

(3)節能減排,以18目膠粉替代28目膠粉脫硫,可降低能耗,至少可節能50%,可提高生產效率50%以上,同時還可提高再生膠的拉伸強度和扯斷伸長率,降低門尼粘度,可改善再生膠的煉膠工藝性能。

(4) 物理性能優于傳統的活化劑,而且門尼粘度低,煉膠工藝性能優良。

(5)活化劑910價格低廉,可降低再生膠廠的原料成本,建議推廣應用。

實驗二   920環保型活化劑,是910活化劑的升級產品,它是一種脂肪酸類的絡合物,其成分中不含苯酚類及多環芳烴等有毒物質,經北京權威機構檢測多環芳烴含量只有0.02ppm, 標準是不大于20ppm, 遠遠低于標準,故稱作環保型活化劑,是專用于廢橡膠脫硫,生產再生橡膠的活化劑。

某再生膠廠應用活化劑920作了如下試驗:

1、試驗配方

A. 胎頂膠粉16目  1500  煤焦油  270公斤, 黑松香  30公斤,    920活化劑   6公斤, 水   適量。

B. 鋼絲胎頂膠粉16目1500, 煤焦油  270公斤, 黑松香  30公斤,    920活化劑   6公斤, 水   適量。

C. 普通鋼絲胎膠粉24目 1500, 煤焦油  270公斤, 黑松香  30公斤,    920活化劑   6公斤, 水   適量。

D. 唐山市某再生膠廠應用910作了如下試驗:

尼龍全胎18目膠粉  1500公斤, 煤焦油  270公斤, 黑松香  30公斤,    910活化劑   8公斤, 輕質碳酸鈣   40公斤, 水   適量。

2、脫硫工藝

(1)加熱并開動攪拌--先裝-半膠粉--加活化劑920,加松香等,再加另一半膠粉--加煤焦油,加鈣粉等填充劑,攪拌10分鐘后,再加水。

(2)加蓋密封,充蒸汽至0.7MPa。加熱升壓至1.8—2.2 MPa, 保壓時間100分鐘。

(3)到點放汽降至零汽壓,排料,冷卻,如采用冷卻機急速冷卻,再生膠的物理性能將會更優,而且膠粉不會冒煙燒焦。

3、物理性能

項        目      國 家 標  準          試驗膠檢測數據   

TA-1  TA-2  A-1 (硫化時間:143℃×5分鐘)

配方編號 A B  C D

拉伸強度 / MPa≥   14   12   9.0   16~17.5   14~15     12      11.94

扯斷伸長率/ % ≥   430  410  380   450~480  430~460  410~430   430

門尼粘度/ML ≤   80    80    70    70    70    70    33

注1:1、配方A, B, C是10罐試驗的匯總結果。

         2、配方D是1罐試驗的結果。

注 2:1、A.B.C三個配方的物理性能分別超過國家標準TA-1,TA-2品級,配方D已非常接近TA-2,如不加輕鈣40公斤,即可達到TA-2品級,甚至可達到特TA-1品級。

2、920活化劑生產的再生膠,其物理性能優于傳統的活化劑,而且配方D的門尼粘度只有33,說明分子量小,斷硫鍵效果非常好,煉膠工藝性能優良。如欲提高門尼粘度,可縮短保壓時間。

 3、試驗證明提高壓力, 可大大縮短保壓時間, 配方D用2.2MPa保壓需100分鐘, 配方A, B, C用壓力2.5MPa, 只需保壓10分鐘, 因此, 可大大提高生產效率和再生膠的品質。

4、結語

(1)活化劑920,不含苯酚, 多環芳烴等有毒物質,脫硫過程中,活化劑920,本身不產生有毒物質,多環芳烴含量只有0.2ppm, 標準是不大于20ppm, 遠遠低于國家標準,因此,它是環保型活化劑。如采用環保型軟化劑,即可生產環保再生膠。

(2)節能減排,以16目、18目或24目膠粉替代32目膠粉脫硫,可降低能耗,至少可節能50%,可提高生產效率50%以上,還可減少粉塵排放,可防粉塵爆炸起火及矽肺病等。

(3)采用活化劑920,其物理性能,視配方不同可達到國家標準的TA-1和TA-2級產品。優于用傳統的活化劑,再生膠的拉伸強度可提高1.5 MPa以上,扯斷伸長率可增加20%以上,可降低門尼粘度。

(4)活化劑920與830活化劑併用,產生協同效應,可用于生產丁腈再生膠和三元乙丙等特種再生膠。

(5)活化劑920價格低廉,可降低再生膠廠的原料成本,可節能減排,而且生產的再生膠的物理性能優良,可推廣應用。

作者簡介

董誠春,1936年生,男,湖北武漢人,北京橡膠工業研究設計院高級工程師(已退休)

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