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环保型800系列和900系列活化剂的应用试验

时间:2016-11-25    来源:中国轮胎循环利用网    点击:
一、环保型800系列活化剂  该活化剂是一种络合物,其成分中不含苯酚类有毒物质,故称作环保型活化剂,是专用于废橡胶脱硫的活化剂,生产和使用该系列活化剂时不产生有害物质,对人体和环境均无伤害,因此是环保型活化剂。810活化剂用于废轮胎、胶鞋等废橡胶脱硫,830活化剂用于废三元乙丙胶密封条等废橡胶脱硫,840活化剂用于废丁基胶内胎、胶囊及瓶塞等废橡胶脱硫,生产丁基再生橡胶。850活化剂用于各种硫化胶粉的活化处理,生产活化胶粉用于改性沥青,880活化剂用于废丁腈橡胶脱硫,生产丁腈再生橡胶。800系列活化剂同时还有除臭和补强的作用。

应用试验情况简介如下:

实验一   810活化剂-专用于废轮胎、胶鞋、内胎等废橡胶脱硫。

配方:某厂生产配方,活化剂用420。

脱硫工艺:动态脱硫罐压力:2.2MPa ,   保压: 90分钟。

注:1、该实验用的胶粉是外购30目钢丝轮胎胶粉,应属于A3轿车子午线轮胎,

2、2号,4号,6号配方,420活化剂减少50%。增加810活化剂 2%。

结语: 实验证明活化剂810可提高再生胶的拉伸强度1.1至1.9MPa,提高扯断伸长率29%至64%,特别是小钢丝胎提高明显,可以说活化剂810还有补强作用。

实验二

配方1

胎面胶 1300kg,内胎胶  200kg,煤焦油  200kg,

轻钙  40kg,黑松香  20kg,  B-450活化剂  2kg。

810活化剂  30kg,   

脱硫工艺:动态脱硫罐(导热油加热) 压力: 2.3MPa,保压: 90分钟。

物理机械性能: 拉伸强度MPa 扯断伸长率%

不加810       7.9      354

加810       8.6      384   

配方2

全钢丝胎胶    1500kg, 液体煤焦油   300kg,

固体煤焦油    70kg,  松香   25kg, 轻钙  40kg

B-450活化剂  2kg。 810活化剂  30kg。

脱硫工艺:动态脱硫(导热油加热): 压力 2.3MPa,保温:90分钟。

物理性能: 拉伸强度MPa 扯断伸长率%

不加810         9.0       325

加810         9.5          371   

实验三   830活化剂-专用于废三元乙丙胶密封条脱硫。

配方:

40目废三元乙丙胶粉   100,   830活化剂   3.2,   重油  6,  妥尔油   6,  除味剂   2。   

动态脱硫工艺:

压力:2.4  MPa,    保温:3小时。

检测配方:

三元乙丙再生胶   300,氧化锌  9,硫黄   3.6,硬脂酸  3,

促进剂M   3, 促进剂ZDC   3, 促进剂BZ  3,

促进剂TMTD  2.1。

物理机械性能:

硫化条件:160℃×15分钟  20分钟   25分钟    国家标准

拉伸強度: 10.5 10.7 10.6 ≥6.0

扯断伸长率: 350 360 360 ≥260

硬度 60 60 62        

注:1、再生橡胶的物理性能与废橡胶制品的含胶率关系密切,本试验所用废密封条含胶率为35%以上。

2、物理性能大大超过GB/T 13460--2008国家标准。

实验四  840活化剂-专用于废丁基胶制品(丁基胶内胎,丁基胶硫化胶囊, 丁基胶硫化胶囊)脱硫断链。

脱硫配方:

编 号  R-1 R-2 R-3

废丁基内胎 100  ---  ---

 废丁基胶囊 --- 100 ---

废丁基胶瓶塞 --- --- 100

活化剂840 3 3 3

石蜡油 2 8 5

 合 计 105 113 108

低温快速脱硫工艺:

首先将废丁基胶制品30目胶粉,投入高速搅拌机,加软化剂,由于摩擦生热,升温至100℃,搅拌30分钟后,再添加活化剂840,再搅拌60分钟排料,投入开炼机薄通(辊距0.1mm)10次左右,然后放到精炼机上薄通5次后卷到轴上下片,即成丁基再生胶。

 如果没有破碎机和搅拌机,可直接在开炼机上操作,首先用大辊距破碎丁基胶制品,逐渐缩小辊距至0.5mm包辊,同时逐渐加油和再生剂840,混炼均匀后,再薄通(辊距0.1mm)15次,下片, 然后放到精炼机上薄通5次后卷到轴上下片,即成丁基再生胶。也可以采用高温动态脱硫工艺。

丁基再生胶的物理性能:

丁基再生胶(GB/T13460-2008)的检测配方:丁基再生胶 300,

促进剂M 0.825, 促进剂TMTD 1.65,氧化锌8.25, 硫磺 3.3。

硫化条件:160℃ × 40min,50 min,60 min。

实验五  活化剂850-专用于废轮胎胶粉生产活化胶粉,活化胶粉可直接用于轮胎、胶鞋、胶带等各种橡胶制品及改性沥青。

胶粉活化配方

60目轮胎胶粉  100,850活化剂  2,托尔油    2。

生产工艺

首先将已称量的胶粉投入高速搅拌机,开动搅拌机(700转/分钟),再投入850活化剂和托尔油,高速搅拌(1400转/分钟)10分钟左右,温度达100℃左右,排料,冷却至30℃左右,才可装袋。否则,易起火燃烧,千万注意。

检测配方

进口1号烟片胶  300,活化胶粉  150,  硫磺  10.5,  氧化锌  22.5,  硬脂酸  4.5,促进剂M  4.5,   促进剂NOBS  1.5,  3号芳烃油  9.0。

硫化条件:142℃,10分钟。

物理性能

拉伸强度/MPa     址断伸长率/%  

国家标准      ≥ 15             ≥ 500

(GB/T 19208-2008)

试验胶粉      17.6              585

实验证明用活化剂850生产的活化胶粉,其物理性能超过国家标准。活化胶粉可直接用于轮胎、胶鞋、胶带等各种橡胶制品及胶粉改性沥青,可用于修筑高速公路,防水卷材等建筑材料及铁道枕木等,用途极广,有替代再生橡胶的趋势。

实验六  活化剂880--专用于废丁腈橡胶制品脱硫。

 动态脱硫配方:

废丁腈胶手套   100,  黑松香   10,450活化剂   1,   880活化剂   2, 软化剂   70。  

动态脱硫工艺

压力:2.2  MPa  保温:2小时。

注:脱硫后的胶较软,压炼、精炼容易,可缩短压胶时间50%,因此可节约电能50%,提高生产效率50%。

物理性能:

拉伸強度/MPa 扯断伸长率/% 硬度

国家标准 7.5 280

试验胶10.5 520 56

注: 聚氯乙烯与丁腈胶并用的废手套,需用高温开炼机压片,否则压不成片。

环保型800系列活化剂结语

1、800系列活化剂专用于各种废橡胶制品脱硫生产再生橡胶及活化胶粉,该类活化剂属于环保型产品,生产和应用过程中均不产生有害物质。

2、从应用试验结果可知:800系列活化剂可提高再生橡胶或硫化胶粉的物理性能。

3、用800系列活化剂,可减少再生橡胶的臭味。

4、用800系列活化剂,可减少炼胶时间、节约电能10〜50%、提高生产效率,降低成本。

5、800系列活化剂价格低廉。 

二、环保型900系列活化剂  该活化剂是脂肪酸类的化合物,其成分中不含苯酚类有毒物质,故称作环保型活化剂,是专用于废橡胶脱硫,生产再生胶的活化剂。

实验-   活化剂910  某再生橡胶厂用活化剂910作了如下试验:

1、试验配方(8立方米脱硫罐)

尼龙全胎18目胶粉  2000kg, 煤焦油  360kg, 黑松香  40kg,    910活化剂   8kg, 水   适量。

2、脱硫工艺

(1)导热油加热--开动搅拌--装胶粉--加活化剂910--松香--煤焦油,搅拌10分钟后,再加水。

(2)加盖密封,充蒸汽至0.7MPa。加热升压至18--22 MPa。

(3)保压时间100分钟。

(4)到点放汽降至零汽压,排料,冷却,如采用冷却机急速冷却,再生胶的物理性能将会更优。

3、物理性能

4、910活化剂结语

(1)活化剂910,不含苯酚及多环芳烃的化合物,脱硫过程中,活化剂910,本身不产生有毒物质,因此,它是环保型活化剂。

(2)活化剂910价格低廉,采用新型环保型活化剂910,经济效益明显。同时还可提高再生胶的质量,是今后的发展方向。

(3)节能减排,以18目胶粉替代28目胶粉脱硫,可降低能耗,至少可节能50%,可提高生产效率50%以上,同时还可提高再生胶的拉伸强度和扯断伸长率,降低门尼粘度,可改善再生胶的炼胶工艺性能。

(4) 物理性能优于传统的活化剂,而且门尼粘度低,炼胶工艺性能优良。

(5)活化剂910价格低廉,可降低再生胶厂的原料成本,建议推广应用。

实验二   920环保型活化剂,是910活化剂的升级产品,它是一种脂肪酸类的络合物,其成分中不含苯酚类及多环芳烃等有毒物质,经北京权威机构检测多环芳烃含量只有0.02ppm, 标准是不大于20ppm, 远远低于标准,故称作环保型活化剂,是专用于废橡胶脱硫,生产再生橡胶的活化剂。

某再生胶厂应用活化剂920作了如下试验:

1、试验配方

A. 胎顶胶粉16目  1500  煤焦油  270公斤, 黑松香  30公斤,    920活化剂   6公斤, 水   适量。

B. 钢丝胎顶胶粉16目1500, 煤焦油  270公斤, 黑松香  30公斤,    920活化剂   6公斤, 水   适量。

C. 普通钢丝胎胶粉24目 1500, 煤焦油  270公斤, 黑松香  30公斤,    920活化剂   6公斤, 水   适量。

D. 唐山市某再生胶厂应用910作了如下试验:

尼龙全胎18目胶粉  1500公斤, 煤焦油  270公斤, 黑松香  30公斤,    910活化剂   8公斤, 轻质碳酸钙   40公斤, 水   适量。

2、脱硫工艺

(1)加热并开动搅拌--先装-半胶粉--加活化剂920,加松香等,再加另一半胶粉--加煤焦油,加钙粉等填充剂,搅拌10分钟后,再加水。

(2)加盖密封,充蒸汽至0.7MPa。加热升压至1.8—2.2 MPa, 保压时间100分钟。

(3)到点放汽降至零汽压,排料,冷却,如采用冷却机急速冷却,再生胶的物理性能将会更优,而且胶粉不会冒烟烧焦。

3、物理性能

项        目      国 家 标  准          试验胶检测数据   

TA-1  TA-2  A-1 (硫化时间:143℃×5分钟)

配方编号 A B  C D

拉伸强度 / MPa≥   14   12   9.0   16~17.5   14~15     12      11.94

扯断伸长率/ % ≥   430  410  380   450~480  430~460  410~430   430

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

注1:1、配方A, B, C是10罐试验的汇总结果。

         2、配方D是1罐试验的结果。

注 2:1、A.B.C三个配方的物理性能分别超过国家标准TA-1,TA-2品级,配方D已非常接近TA-2,如不加轻钙40公斤,即可达到TA-2品级,甚至可达到特TA-1品级。

2、920活化剂生产的再生胶,其物理性能优于传统的活化剂,而且配方D的门尼粘度只有33,说明分子量小,断硫键效果非常好,炼胶工艺性能优良。如欲提高门尼粘度,可缩短保压时间。

 3、试验证明提高压力, 可大大缩短保压时间, 配方D用2.2MPa保压需100分钟, 配方A, B, C用压力2.5MPa, 只需保压10分钟, 因此, 可大大提高生产效率和再生胶的品质。

4、结语

(1)活化剂920,不含苯酚, 多环芳烃等有毒物质,脱硫过程中,活化剂920,本身不产生有毒物质,多环芳烃含量只有0.2ppm, 标准是不大于20ppm, 远远低于国家标准,因此,它是环保型活化剂。如采用环保型软化剂,即可生产环保再生胶。

(2)节能减排,以16目、18目或24目胶粉替代32目胶粉脱硫,可降低能耗,至少可节能50%,可提高生产效率50%以上,还可减少粉尘排放,可防粉尘爆炸起火及矽肺病等。

(3)采用活化剂920,其物理性能,视配方不同可达到国家标准的TA-1和TA-2级产品。优于用传统的活化剂,再生胶的拉伸强度可提高1.5 MPa以上,扯断伸长率可增加20%以上,可降低门尼粘度。

(4)活化剂920与830活化剂併用,产生协同效应,可用于生产丁腈再生胶和三元乙丙等特种再生胶。

(5)活化剂920价格低廉,可降低再生胶厂的原料成本,可节能减排,而且生产的再生胶的物理性能优良,可推广应用。

作者简介

董诚春,1936年生,男,湖北武汉人,北京橡胶工业研究设计院高级工程师(已退休)

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