胶粉沥青及再生胶的生产工艺与设备简介模板.docx

废旧轮胎生产胶粉、胶粉改性沥青和再生胶生产加工工艺及设备

二0一二年四月

目录

第一章 废旧轮胎生产胶粉应用 4
1.1胶粉产品按领域分类应用 4
1.2胶粉产品按粒径分类应用 8
第二章 废旧轮胎生产胶粉生产加工工艺及设备 10
2.1精细胶粉检测项目及技术指标 10
2.2现在常见生产精细胶粉方法 11
第三章 废旧轮胎生产胶粉改性沥青加工工艺及设备 18
3.1胶粉沥青定义 18
3.2胶粉沥青反应机理 18
3.3胶粉沥青技术关键点 18
3.4胶粉沥青原材料要求 19
3.5胶粉沥青技术指标 20
3.6胶粉沥青性能优势 21
3.7胶粉沥青制法 21
3.8胶粉沥青加工设备 22
3.9胶粉沥青使用注意事项 23
第四章 废旧轮胎生产再生胶加工工艺及设备 25
4.1再生胶应用 25
4.2硫化橡胶再生机理 26
4.3再生胶技术指标 27
4.4胶粉生产再生胶加工工艺 28
4.5细碎胶粉生产再生胶设备清单 32
4.6动态脱硫法 33
4.7应用再生胶需要注意事项 36
第五章 塑化胶粉 38
5.1塑化胶粉介绍 38
5.2塑化胶粉制备方法 38
5.3塑化胶粉优缺点 39
第六章 结论 40

本汇报关键内容包含废旧轮胎生产胶粉应用，胶粉、胶粉改性沥青、再生胶及塑化胶粉生产工艺及设备。

第一章 废旧轮胎生产胶粉应用
1.1 胶粉产品按领域分类应用
不一样细度胶粉应用范围概括起来能够分为两大领域：一是循环到橡胶工业作为原料用于制造多种橡胶制品，这其中能够直接用胶粉采取不一样工艺方法和配方制造橡胶制品，也能够和其它橡胶并用制造多种橡胶制品。经过细碎胶粉也可应用到生产再生胶中，这也是废轮胎一个关键应用方向。二是在非橡胶工业其它愈加宽广领域应用，如公路工程、铁道系统、建筑工程、公用工程、农业和其它聚合物材料共混改性等。这其中依据胶粉不一样等级和性质决定其不一样领域应用。
1、橡胶工业领域
胶粉能够添加到橡胶原料中用于制造多种橡胶制品，节省橡胶原料，降低进口，从而达成降低橡胶制品成本和改善性能双重效果。
通常来说，当未经处理粗胶粉加入到橡胶制品中，会提升橡胶体系粘度，降低拉伸强度，这些原因致使橡胶制品只能用于非技术场所，如地板材料、胶垫和鞋类。所以，对性能要求较高橡胶制品，胶粉必需要有较小粒度并经过活化处理。比如汽车用斜交轮胎，经过对常温法和冷冻法生产橡胶胶粉在这种轮胎中应用研究结果表明，轮胎性能发生以下改变：拉伸强度、耐磨性有小幅度下降，轮胎动态疲惫性能提升，生热性降低，对混炼工艺要求不变，提升基础效率，降低焦烧，半成品尺寸稳定，对硫化性能无大影响，用于胎面、胎侧胶胶料，可节省一定经济成本。
对于子午线轮胎，米其林企业已将10%胶粉用于轮胎生产中，已经装在Ford企业汽车上，经过测试，表明这种轮胎能够满足目前行驶安全性能要求。
2、非橡胶工业领域
（1）公路工程
胶粉改性沥青可用于沥青混凝土，应力吸收中间层、防水层和其它路面结构功效层。交通部公路科学研究所早在7月于北京召开了“废旧橡胶粉用于筑路技术研究”课题判定。该课题采取干拌法施工。研究表明，胶粉改性沥青有显著环境保护效益和经济效益，应用前景良好。
中国公路建设，按交通运输十二五计划，高速公路网将达10.8万公里。按此计划进行，未来十年，中国将会建成交通十分便捷公路网。相关资料报道，每英里（1.6公里）4米宽路面沥青层标准厚度为50mm，需要消耗废旧轮胎为2500条，能够预见，胶粉改性沥青将会有很大发展空间。
另外，在公路建设中胶粉还能够做斜坡固定和公路填充，斜坡地基通常有60:40胶块和土混合组成，上面覆盖1.5 m土。胶粉和PE并用还能够制作隔音板用于高速公路。
（2）建筑工业
建筑工业中胶粉关键用于防水卷材、隔音材料制品和改性水泥等方面。在现在SBS防水卷材中全部添加一定百分比橡胶粉；在建筑物墙体隔音材料中，可采取EPDM胶粉制备隔音制品；胶粉混合到水泥中用以生产建筑材料，称为“橡胶水泥”，并已证实，含有10%胶粉水泥混合物含有足够强度和刚性以替换传统水泥，可用于制造桥梁覆盖层、人行道等。
（3）铁道工程
现在铁道用是混凝土枕木，缺乏弹性，减震性能差，噪音大、列车震动严重，为处理这一问题，必需采取有弹性、减震性能好枕木。而美国、加拿大、日本等国已经采取废旧橡胶粉制作铁轨枕木，其弹性好，减震效果优良，噪音也很低。废橡胶塑料制复合型铁路枕木技术是利用废橡胶和废塑料机械共混，制得性能优良热塑性弹性体，从而以该弹性体作为枕木外壳，强化水泥做芯，经过特殊加工工艺，制得兼有木制铁道枕木和混凝土铁道枕木优点。
（4）公用工程
在该领域中，胶粉关键用于运动场覆盖层、跑道、互锁橡胶地砖、地毯衬里、防滑胶垫和铺装材料。这些胶粉制品广泛用于体育场、飞机场、托儿所、幼稚园、居住小区活动空间、超级市场、工厂及办公楼人行道及救生艇甲板覆盖层等方面。
其制造方法通常有两种，一是和其它高分子材料并用；另一个是采取胶黏剂法。所用胶黏剂品种依据粘合强度、污染程度和成本等原因进行选择。
（5）农业
关键用于制造滴灌管生产原材料，这种胶管通常见70%胶粉和30%PE组成，采取挤出工艺制成含有多孔渗水滴灌胶管（也称泛水胶管）。再一个关键产品就是用于喂养场畜栏垫，该产品可降低动物在水泥地上擦伤危险，还能够降低50%草垫。
（6）塑料改性
胶粉和热塑性树脂共混改性，实质上是橡胶和塑料并用，伴随橡胶/胶粉种类和配比不一样，能够制造多个共混体系，即含有不一样特征新型材料。通常来说，胶粉可填充全部热塑性树脂，但研究较多是PE、PP、PS、PVC、CPE和ABS树脂等。掺用胶粉热塑性树脂，可采取模压、层压、压延和挤出等工艺加工成多种制品。
（7）热塑性弹性体改性
热塑性弹性体是指在常温下含有橡胶弹性，高温下又能塑化成型材料。这类聚合物材料兼有塑料和橡胶特点，造成该特征原因是，这类聚合物含有特定微观结构，即大分子链中显示橡胶弹性链段称为“橡胶段（软段）”，而约束成份则称为“塑料段（硬段）”。而约束成份聚集起来形成交联范围，称之为“物理交联区域”。这些无数物理交联区域分散在周围大量橡胶弹性链段之中，造成其含有上述特征。硫化橡胶粉能够和上述多种热塑性弹性体共混改性，制备含有特定性能材料，并深入加工成聚合物产品。
1.2 胶粉产品按粒径分类应用
胶粉细度（或称为“粒径”或“粒度”）决定着胶粉性能和用途。粒度愈小，胶粉性能愈会得到改善和提升，不过成本也会随之增加，反之粒度愈大，性能也跟着下滑，掺用和代用效果也愈差。现在，以粒子细度30目-40目左右粗胶粉最为经济，使用面也最广，既能够作为再生胶原料，又能够直接利用，同时还能够活化、改性，制成活化胶粉或改性胶粉。以下为不一样粒径胶粉在不一样领域具体应用。
1、5-10目
跑道、学校运动场、花园小道、保龄球场、人行道、橡胶地板砖、防静电地板砖、人造草坪、游乐场、人造草足球场、幼稚园运动场地、娱乐场、网球及篮球场。
2、10-20目
橡胶地砖、塑胶跑道、草坪石英砂、网球场、排球场、高尔夫球场、飞机场、篮球场和休闲娱乐场，EPDM安全地垫、健身房地垫、各类球场地垫。
3、30目
绝缘胶材、防水用料、防震、垫圈、屋顶和墙防水卷材、改性沥青添加剂、再生胶、家畜草垫、挡泥板、多功效垫、马棚垫。
4、40目
再生胶、防水卷材、改性沥青添加剂、地毯衬垫、枕木、橡胶板、家畜草垫，橡胶止水带、闸门止水带、支座、密封条、缓冲器、刹车闸衬套、排水管、手套、橡皮筋、松紧带、屋顶招牌、卫生泵、墙角胶、车轮定位器、抽沙泵胶垫、挡泥板、多功效垫、马棚垫、阻燃材料、隔音材料、橡塑胶底、窗用密封胶条等橡胶制品及农业用橡胶制品。
5、60目
枕木、橡胶板、防水卷材、再生胶、轮胎内垫、汽车车身底封、防水圈、橡胶杂件及替换原生胶制作橡胶制品。
6、80目
改性沥青添加剂、再生胶、防水卷材、大小轮胎添加剂、枕木、减速路拱，密封条、缓冲器、发泡胶、珍珠棉垫、橡胶活塞、刹车闸衬套等橡胶制品。
7、100目
汽车斜交胎辅助料、制鞋专用填料、运动器材轮胎。
8、120目
保温材料塑管添加剂、汽车斜交胎辅助料、汽车翻新外垫、制鞋专用填料、化工密封胶、多种橡胶渗合剂。
9、200目
建材涂料、汽车轮胎、替换生胶制作多种橡胶制品。

第二章 废旧轮胎生产胶粉生产加工工艺及设备
2.1 精细胶粉检测项目及技术指标
精细胶粉检测项目及技术指标如表1所表示：
表1精细胶粉检测项目及技术指标
检测项目
技术指标
试验方法
细度
目数
≤120
GB/T 5330
平均粒径(µm)
≤600
GB/T 5330

外观

硫化橡胶粉应质地均匀，不得含有目测可见木屑、金属、砂砾、玻璃等非橡胶组分。
拉伸强度(MPa)
≥15
GB/T 528-1998
扯断伸长率(%)
≥500
GB/T 528-1998
丙酮抽出物(%)
≤10
GB/T 3516-
灰分(%)
≤8
GB/T 4498-1997
铁含量(%)
≤0.03
GB/T 11201-
纤维含量(%)
≤0.5
GB/T 19208-
加热减量(%)
≤1.0
GB/T 19208-
橡胶烃含量（%）
≥42
GB/T 14837-1993
炭黑含量（%）
≥26
GB/T 14837-1993
体积密度（g/dm3）
≤550
GB/T 14853.1-

2.2 现在常见生产精细胶粉方法
精细胶粉生产方法大致能够分为常温机械粉碎法、常温湿法粉碎法和低温粉碎法这三种。
2.2.1 常温机械粉碎法
常温粉碎法通常是指在常温或略高于常温温度下经过机械作用粉碎橡胶制成胶粉一个粉碎法。其粉碎原理是经过机械剪切力作用对橡胶进行挤压、碾磨、剪切和撕拉从而将其切断和压碎。其关键工艺为：先利用剪切力在常温状态下将废旧橡胶破碎成50 mm×50 mm左右胶块，然后用粗碎机将它们粉碎成20 mm×20 mm左右胶粒，同时用磁选机和分选机分离出胶粒中钢丝和纤维，最终用细碎机将这些胶粒深入磨碎制成150µm（100目）-425µm（40目）胶粉，但用该法真正得到180 µm（80目）以下细粉极少，且橡胶在常温研磨中轻易炭化，质量不高。近几年中国也主动开展了常温粉碎法研究，研制出一个磨盘式粉碎机。该设备优点是结构简单紧凑，粉碎细度也很好。
一、常温法生产精细胶粉工艺步骤
常温法生产精细胶粉工艺步骤图1所表示：

胶块破碎机
轮胎拉丝机
轮胎切口机
废旧轮胎

纤维

一级磁选机
细碎机
纤维分离器
中碎机

钢丝

分选机
储料箱
二级磁选机
橡胶磨粉机

钢丝
胶粉包装机
检验入库
直线振动筛

图1 常温法生产精细胶粉工艺步骤
二、常温法制备精细胶粉关键生产设备
1、设备选择要求
（1）设备性能参数要求：能够生产40目-120目之间橡胶粒度，符合《硫化胶粉》GB/T19208-橡胶胶粉质量标准。
（2）关键设备选型：关键设备选型标准为尽可能选择技术优异、成熟设备，以符合环境保护、节能要求低噪音、低耗能设备。
2、胶粉生产线具体设备配置
依据工艺路线确定具体生产设备配置以下：
（1）轮胎（钢丝）截断机：将轮胎口钢丝截断。
（2）轮胎拉丝机：将截断后轮胎口钢丝用液压装置勾拉出来。
（3）轮胎破碎机：将已经割下轮胎口钢丝整条轮胎破碎至50mm以下橡胶块。
（4）橡胶粗碎机：将经轮胎破碎机破碎橡胶块破碎至6mm-12mm更小胶块。
（5）振动筛：筛选出经橡胶粗碎机破碎6mm-12mm更小橡胶块，大于此标准橡胶块循环破碎。
（6）磁选机：从橡胶粗碎机下料口经振动筛出来产品有：橡胶颗粒、钢丝、纤维，磁选机用于根本除去产品中钢丝。
（7）橡胶细碎机：将橡胶细碎机出来6mm-12mm胶粒粉碎成1mm-3mm细小橡胶颗粒。
（8）橡胶研磨机：将橡胶细碎机出来橡胶颗粒研磨成30目-120目标胶粉。
（9）分选机：将橡胶胶粉颗粒和纤维分离，将胶粉按不一样粒径进行分级，分选出30目-120目标橡胶胶粉。
（10）胶粉定量装袋机：能依据用户需要实现胶粉定量装袋包装。
三、常温生产精细胶粉设备清单
常温法生产精细胶粉设备清单如表2所表示：
表2 常温生产精细胶粉关键设备清单
序号
型号
设备名称
数量(台)
单机功率
(kw)
设备介绍
1
GQC350
轮胎切口机
1
5.5
常温下将轮胎胎唇内钢圈裁断
2
LSJ1250
双钩轮胎拉丝机
1
11
常温下将废旧轮胎胎唇内钢丝拉出
3
PSJ1200
轮胎破碎机
1
74
将废旧轮胎破碎成50 mm ×50mm左右胶块
4
PSJ500
轮胎粗碎机
2
37
将小于或等于50 mm×50mm橡胶块碎成25 mm×25mm左右胶块
5
XJZ500-900
轮胎中碎机
2
55
将粗碎机加工出胶块粉碎至6mm-12mm胶粒
6
LCCX
1100
励磁磁选机
2
2
分离橡胶中废旧钢丝
7
FLQ500
纤维胶粒分离器
2
7.5
采取负压悬浮方法从胶粒中分离出纤维
8
XJX500-900
橡胶细碎机
2
37
将中碎机加工出6mm-12mm胶粒粉碎成1mm-4mm胶粒
10
QQWF
60
气流分选机
2
15
利用空气悬浮原理将混合物粉状物料分离为轻、重两部分
11
ZXS-10/25
直线振动筛
2
1.1
对纤维胶粒混合物进行筛选
12
XJFS-280
橡胶研磨机
6
30
将10目-20目标胶粒一次性粉碎成40目左右胶粉
13

滤芯除尘器
1

净化生产过程中粉尘
14
SZP
自动计量装袋机
2
4
物料自动分装
（注：设备清单仅为参考，实际生产设备需要考察决定）
2.2.2 常温湿法粉碎法
常温湿法粉碎法是把粗胶粉放入定量化学溶剂中溶胀，软化后用常温粉碎机细碎，除去溶剂后得到精细胶粉。此法因为化学溶剂价格昂贵，生产成本高，极难形成大规模生产，溶剂回收较难，且对环境和胶粉物理性能影响较大。
2.2.3 低温粉碎法
低温粉碎法是经过制冷介质将橡胶冷冻至玻璃化温度以下，在低温条件下制备胶粉一个方法。按工艺可分为两种：一个是低温粉碎工艺，另一个是常温和低温相并用粉碎工艺。
1、低温粉碎工艺
该法是利用液氮作为冷冻剂，在轮胎解剖机上将轮胎胎圈部位切下，同时将胎面分割成2-3小块，置于冷冻装置内，然后用锥式或磨盘式粉碎机粉碎，从而得到胶粉。
2、常温、低温并用粉碎法
该法是先在常温下将废旧轮胎经过粗碎处理后，得到25 mm胶块，再进入以液氮为冷冻媒质冷冻室冷冻，经三级粉碎，分级分离部分钢丝和纤维，得到粗胶粉。再将粗胶粉输送至液氮冷冻装置中，使废旧橡胶制品冷至脆化温度以下，在低温研磨机中研磨后，作深入净化处理，筛分得到45µm-300 µm精细胶粉。
国外低温法处理废旧轮胎起步较早，在1948年已经实现工业化，因为受橡胶只有冷冻至脆化温度才能达成细碎目标传统见解影响，普遍采取液氮冷冻工艺。不过液氮市场价格比较高，这也制约了这一工艺广泛推广。而从中国国情和现实状况出发，中国已经研发出了利用空气涡轮制冷法生产精细胶粉生产工艺，这有利于生产出80目以上更细胶粉。空气涡轮制冷法工艺步骤图2所表示：
空气压缩机
胶粒冷冻室
除油干燥装置
后冷却器

负荷压气机

回冷换热器
涡轮膨胀机

低温粉碎机

图2 空气涡轮制冷工艺步骤图
空气涡轮制冷原理为来自负荷压气机空气进入空气压缩机增压，经降温、净化、干燥处理后进入回冷换热器深入降低温度，随即送入涡轮膨胀机进行膨胀制冷，空气温度可降至-100℃以下，将此低温空气送入胶粒冷冻室和低温粉碎机和胶粒换热，使胶粒硬化而粉碎。换热后空气温度仍很低，为了充足利用这部分冷量，把它引入回冷换热器作为冷源来冷却进入涡轮膨胀机空气，使系统温降能力大大提升，形成良性循环。最终，空气经负荷压气机进入空气压缩机，整个系统形成一个闭式循环。
2.2.4 本企业工艺选择
企业工作人员经过查阅、分析大量资料及实地考察，研究了中国部分现有胶粉生产工艺及设备，现在初步决定采取常温法生产精细胶粉工艺。该工艺比较成熟、经济、自动化程度较高，也是最符合我企业现实状况及需求生产工艺。
从未来发展角度来看，假如我们想生产出目数更高，粒径更小橡胶胶粉，利用常、低温并用粉碎工艺，采取空气涡轮制冷方法可能是一个比很好选择。

第三章 废旧轮胎生产胶粉改性沥青加工工艺及设备
3.1 胶粉沥青定义
胶粉沥青是首先把废旧轮胎经过常温法粉碎制成胶粉，然后以这种橡胶粉粒作为改性剂，在高温（180℃以上）和基质沥青充足拌合，而且经过充足溶胀反应后形成一个新型改性沥青胶结材料。
3.2 胶粉沥青反应机理
橡胶粉加入基质沥青中，在高温搅拌下反应，橡胶粉在反应过程中不发生裂解，只是吸收基质沥青中轻质组分，首先提升了沥青质浓度，从而直接改善基质沥青性能，其次橡胶和沥青充足复合形成新型胶结料，胶结料最终表现出橡胶物理、力学和化学性能。
3.3 胶粉沥青技术关键点
依据美国材料和测试协会ASTM D8-88中要求，合格橡胶沥青必需符合以下标准：
1、胶粉含量
轮胎橡胶粉添加量必需占橡胶沥青质量15%以上。
2、反应时间
轮胎橡胶粉和基质沥青溶胀反应时间必需在45min以上。
3、温度控制
和轮胎胶粉接触时基质沥青温度需达成180℃，且在溶胀反应过程中温度应高于180℃。
4、材料特征
经过溶胀反应形成橡胶沥青必需带有硫化橡胶高粘和高弹性。
3.4 胶粉沥青原材料要求
1、橡胶粉质量
需使用轮胎制成橡胶粉，不能使用其它橡胶制品制成橡胶粉。因为轮胎中含有石油提炼物，而沥青是石油蒸馏后残渣，轮胎胶粉和沥青之间相互关系，促进她们在反应过程中分子间产生较强活跃性并相互吸引。
2、橡胶粉生产
必需使用常温粉碎法生产，即是经过外力拉扯使其断裂，断裂表面为不平状，类似于“触角”。这些“触角”经过吸收沥青中轻质组分后膨胀，当胶粉掺量达成一定数量后，这些膨胀后“触角”即可连接在一起。
3、橡胶粉添加量
沥青中橡胶粉含量必需在15%以上，溶胀后，橡胶颗粒体积比重在30%-40%左右，这么橡胶粉经过溶胀吸收后膨胀，胶粉“触角”之间才能相互连结从而形成稳定立体“空间网络”结构。
4、橡胶粉细度
使用20目-60目标橡胶粉，橡胶粉在沥青中以物理反应为主，实践证实，橡胶粉要在橡胶沥青中形成稳定“骨架”作用，20目-60目橡胶粉较为适宜。
5、基质沥青
符合国家规范标准70#或90#沥青。
3.5 胶粉沥青技术指标
橡胶沥青技术指标如表3所表示：
表3 橡胶沥青检测项目及技术指标

检测项目

技术指标

试验方法

热区
ARB-1
温区
ARB-2
寒区
ARB-3
最高月平均温度/℃
＞38
26-38
＜26

美国家标准准（FHWA- SA-92- 002）

最低月平均温度/℃
＞0
﹣12-0
＜﹣12
黏度175℃/ Pa·s
100-400
100-400
100-400
针入度
25℃，100 g，5s，(0.1 mm)
25-75
50-100
75-150
4℃，200 g，60 s，(0.1 mm)
＞15
＞25
＞40
软化点（℃）
＞54
＞49
＞43
弹性恢复，25℃（%）
＞20
＞20
＞20
延度4℃，1 cm/min，（%）
＞5
＞10
＞20
TFOT（薄膜加热试验）后（163℃，5 h）
针入度比4℃（%）
＞75
＞75
＞75
延度4℃，
1 cm/min，（%）
＞50
＞50
＞50

3.6 胶粉沥青性能优势
胶粉沥青含有较为全方面性能优势，和其它改性沥青在高温稳定性、低温柔韧性能、抗老化性能、抗疲惫性能、抗水损坏性能等方面有着较为显著提升，尤其是高温稳定性、低温性能等方面尤为突出。
1、高温性能
轮胎橡胶粉加入基质沥青中后，能大大提升基质沥青粘度，从而显著提升胶粉沥青抗高温变形能力，胶粉沥青和基质沥青相比，在60℃条件下，旋转粘度提升13倍，针入度降低约15，软化点提升15℃。
2、低温性能
低温性能包含低温脆性和低温抗裂性两个方面。轮胎橡胶粉加入造成沥青低温脆性降低，而增加了橡胶低温柔顺性，其低温断裂形变能力比基质沥青提升快要7倍。
3、抗老化性能
在橡胶轮胎生产过程中，加入了大量防老剂，包含抗氧剂、热稳定剂、变价金属抑制剂和紫外线吸收剂等物质，所以加入橡胶粉后形成胶粉沥青含有较强抗老化性能。
3.7 胶粉沥青制法
利用废旧轮胎胶粉改性沥青，其制法和加工工艺和SBS改性沥青基础相同，就现在来说，其制法关键分为干法和湿法两种。
1、干法
将剂量为沥青混合料总量2%-3%胶粉喷入正在搅拌沥青拌和锅中，搅拌20分钟左右即成为胶粉改性沥青混合料。而采取脱硫橡胶粉制成改性沥青混合料铺路，效果愈加好。国外也采取粒径为6mm胶粒和砂子、石料和沥青混合搅拌制成混合料摊铺在公路底层和中层，这么做首先可消耗大量废轮胎，其次还可增加路面弹性，同时可起到一定减震作用。不过干法制成改性沥青只适适用于摊铺于公路底层和中层，而不宜摊铺在面层，因为干法制成改性沥青对温度敏感性改性不大，面层需用湿法改性沥青。
2、湿法
将精细胶粉或活化胶粉、脱硫胶粉按配合剂量投入180-200℃沥青中，其方法是在搅拌沥青时缓慢添加胶粉，搅拌30min-60min后，再加入胶体磨或高速剪切乳化机中加工处理，其质量达成要求标按时，即可制成高质量胶粉改性沥青。胶粉用量通常为沥青总量10%-20%，当改性沥青用于应力吸收膜时，胶粉用量可高达25%-35%。改性沥青性能和胶粉粒径关系亲密，粒径越小分布越均匀，其性能优良，而且不易离析，有利于泵送。有些人用自制80目活化胶粉按15%剂量和180℃-200℃AH-70重交沥青混合，再经高速剪切乳化机加工，其软化点可达成61℃以上，此项指标已达成了中国交通部同意《公路改性沥青路面施工技术规范》JTJ036-1998中SBS改性沥青1-D要求。
3.8 胶粉沥青加工设备
1、胶粉沥青加工工艺步骤
胶粉沥青加工工艺步骤图3所表示：
胶粉称量装置

混合罐高速搅拌
沥青储存罐170℃
快速升温罐换热

反应釜搅拌并保温
橡胶沥青储存罐

图3 胶粉沥青加工工艺步骤
2、胶粉沥青加工设备
（1）胶体磨
该设备关键由研磨搅拌系统、改性剂添加系统、沥青输送系统、加热保温系统、控制系统、称量系统和成品储存罐等组成。
（2）高速剪切混合乳化机
除了胶体磨以外，高速剪切混合乳化机也常见于胶粉沥青生产。其关键部件为剪切搅拌器，由带孔定子和转子组成，加工温度通常为160℃-200℃。当电机开动后，在剪切头下方形成一个真空区，改性剂和沥青混合物被吸入，经过定子上小孔将改性剂强迫剪碎并分散在沥青基质中，同时使粉碎流体介质形成高速液流。在上面能够设定一个回流板，调整剪切器转速能够控制流体介质上升高度。通常情况下，高速剪切器转速可达7000-8000r/min。
3.9 胶粉沥青使用注意事项
1、胶粉沥青使用时间
胶粉沥青在使用过程中，粘度会伴随存放时间延长而下降。这关键是因为刚生产橡胶沥青成品中橡胶胶粉已形成了相对稳定“骨架”和相互连接网络结构，假如存放时间过长，则橡胶粉将受重力作用产生沉淀离析，从而造成粘度降低，故提议胶粉沥青成品应在4小时内使用。
2、胶粉沥青使用粘度
胶粉沥青粘度会伴随橡胶粉添加量增加而粘度增大，在考虑粘度满足要求同时，还必需兼顾考虑施工机具最好施工条件，最好把粘度控制在0.2-0.3kPa·s（177℃）之间，能够使施工机具各部件发挥到最好工作状态。

第四章 废旧轮胎生产再生胶加工工艺及设备
4.1 再生胶应用
4.1.1 再生胶优、缺点
1、优点
（1）有良好塑性，易和生胶和配合剂混合，节省工时，降低动力消耗。
（2）收缩性好，能使制品有平滑表面和较为正确尺寸。
（3）流动性好，易于制作成型。
（4）耐老化性能好，能够改善橡胶制品耐自然老化性能。
（5）耐热、耐油和耐酸碱性能很好。
（6）硫化速度快，耐焦烧性能好。
2、缺点
（1）弹性差，再生胶是由弹性硫化胶经加工处理后得到塑性材料，本身含有塑性好，弹性差特点，再硫化后也不能恢复到原来弹性水平。所以再制备部分弹性好产品是，尽可能少用或不用再生胶而改用胶粉。
（2）曲挠龟裂性差，再生胶本身耐曲挠龟裂性差，这是因为废硫化胶再生后其分子内结构力减弱所造成。
（3）耐撕裂性差，影响胶料撕裂性能原因较多，如配合剂分散不均，制成橡胶制品不仅物理机械性能低，耐老化性差，而且耐撕裂性也弱。再生胶在脱硫过程中，因为搅拌不均等原因造成再生剂分散不均等原因，是会造成再生胶耐撕裂性能较弱。
4.1.2 再生胶应用
再生胶应用有单用和并用两种形式，并用中有和天然橡胶或合成橡胶适用情况，具体应用有以下多个：
1、天然橡胶+再生胶；
2、合成橡胶+再生胶；
3、天然橡胶+合成橡胶+再生胶；
4、再生胶单用。
伴随橡胶工业和其它工业发展，再生胶现在已在轮胎、胶管、输送带、自行车轮胎、胶板方面大量应用，除此橡胶工业方面应用外，还在部分非橡胶工业，如建筑材料方面油毡、卷材、密封胶等领域应用也较为广泛。
4.2 硫化橡胶再生机理
橡胶是线状直链高分子聚合物塑性体，其分子量为10万-100万，它经过和硫黄等物质在一定条件下进行化学反应，形成网状三维结构形态无规则高分子弹性体，即硫化橡胶。所以，要想用再生方法使硫化橡胶再回到线性、含有塑性结构高分子材料，首先必需想措施切断已经形成牢靠以硫键为主交联网点，即再生胶生产过程中所必需进行“脱硫”工艺。
脱硫工艺并不是将硫黄从橡胶中脱掉（实际上硫黄仍然如数残留于橡胶中），而是硫键交联网点断裂。脱硫实际上是一个极其复杂改变过程。具体要从橡胶在硫化以后在交联网点上形成一硫化物、二硫化物和多硫化物三种硫键形态来进行分级处理，而橡胶再生目标就是把硫化橡胶经过物理和化学手段，将橡胶中多硫化物转化为二硫化物，二硫化物再转化为一硫化物，然后再将一硫化物切断，促其成为含有塑性再生橡胶。
硫化橡胶脱硫程度，关键是由化学和物理两个方面原因确定。在化学反应方面，能够经过高温、高压来促进交联网点发生改变，并经过添加化学再生剂深入加紧交联网点断裂速度。在物理机械方面，关键是经过高挤压、高剪切造成交联网点切断。而添加油料则可加速橡胶膨润、脱硫塑化过程。所以，对橡胶再生而言，粉碎设备选型，胶粉粒径选择，脱硫设备、温度、压力、时间选择，和油料、再生剂种类和数量选择，物料静态、动态等，全部是使硫化橡胶达成最好脱硫状态关键所在。
4.3 再生胶技术指标
再生胶技术指标如表4所表示：
表4 再生胶检测项目及技术指标
检测项目
技术指标
试验方法
密度/（g/cm3）
≤1.30
GB/T 533-
门尼粘度ML（1＋4）100℃
≤85.00
GB/T 13460-
水分质量分数/％
≤1.20
GB/T 13460-
丙酮抽出物质量分数/％
≤25.00
GB/T 3516-
灰分质量分数/％
≤15.00
GB/T 4498-1997
拉伸强度/％
≥6.00
GB/T 528-1998
扯断伸长率/％
≤390
GB/T 528-1998
4.4 胶粉生产再生胶加工工艺
胶粉生产再生胶加工工艺步骤图4所表示：
分选
活化剂
过筛
经细碎过胶粉

分选、磁选

回炼
滤胶
捏炼
脱硫

入库
检验
出片
精炼

图4 胶粉生产再生胶加工工艺步骤图
胶粉生产再生胶加工工艺介绍以下：
1、细碎
经粗碎合格胶粒，经输送器经过风选机和磁选机装置除去纤维和钢丝，再送到光辊粉碎机进行细碎。光辊粉碎机辊距控制在1mm左右，粉碎后胶粒粒径应小于1mm。细碎胶粉再经过风选机和磁选机出去纤维和钢丝。
2、风选
细碎合格胶粉，有输送器送入旋风分离器进行分离，把纤维从胶粉中深入分出，然后由风机把胶粉送到胶粉仓准备进行过筛。
3、过筛
筛形式分多层筛和单层筛，两种筛通常由电动机曲柄轴做往复运动，习惯称为振动筛。筛网要求:外胎类：26目-32目，胶鞋类和杂质类:24目-28目。过筛时仍有部分纤维和胶粉分离，合格胶粉从筛网漏下，不合格胶粉单独搜集，再循环至细碎机进行粉碎。通常合格胶粉细度要求：外胎类粒径为：0.8mm-1mm，胶鞋类和杂质类粒径为0.9 mm-1.1mm。筛选合格胶粉由风机送入贮粉仓备用。分离出纤维和金属杂质分别贮存，以副产品进行处理。
4、分选
将合格胶粉按生产再生胶质量要求不一样进行分级分类，如按胶粉原料不一样、粒径大小等进行分类。
5、添加活化剂
活化剂是在脱硫过程中，能加速脱硫过程物质，使用活化剂能够大幅度缩短脱硫时间，改善再生胶工艺性能，降低软化剂用量，提升再生胶产品质量。活化剂在高温下产生自由基和橡胶分子自由基相结合，阻止橡胶分子断链后再聚合。活化剂种类较多，有硫酚类、硫酚锌盐类、芳香二硫化物类等。中国大多用芳香二硫化物类活化剂。如活化剂463，化学名称是2，2'-二硫代双（4,4-二叔丁基-3-甲基苯酚）。
6、添加软化剂
在脱硫过程中使用软化剂关键作用是渗透膨胀作用，其成份通常较为复杂，其中低沸点物在脱硫过程中能渗透到橡胶分子中，因为受热而膨胀，使得橡胶分子链之间作用力减弱，有利于断链。同时增大分子间距离，降低已被脱硫橡胶分子再次结构化可能。
7、脱硫
脱硫是生产再生胶过程中一个关键步骤，是影响再生胶产品质量一个关键工序。脱硫不是把硫黄从橡胶分子中脱出来，而是经过加热、氧化和再生剂等化学和物理加工处理作用，使硫化橡胶中C-S-C交联键断裂，破坏其分子网状结构，使其发生降解，造成硫化橡胶从弹性状态变成塑性状态，以利于后期加工处理。
脱硫关键是脱硫配方，脱硫配方是关系到再生胶脱硫效果好坏和后期加工难易程度一个关键技术。对于制订脱硫配方，要依据胶粉种类、脱硫工艺条件、后期机械加工条件综合原因，选择适宜软化剂、活化剂品种和用量。脱硫配方由胶粉、软化剂和活化剂组成。
硫化橡胶脱硫再生方法归纳起来有以下五种。本汇报选择了工艺比较优异、污染小、经济适用、脱硫效果好动态脱硫法，在4.6章节进行具体介绍。
（1）直接蒸馏法，如静态、动态油法。
（2）蒸煮法，如水油法、碱法、中性法（即在再生过程中加入氯化锌溶解纤维方法）。
（3）机械法，如快速搅拌法、开炼机或密炼机法、螺杆挤出法等。
（4）化学法，用化学溶剂使胶料浸润、膨胀。在高温下制成液体或半液体再生胶。
（5）物理法，微波处理法、超声波法等。
8、捏炼
经过脱硫后胶料含有较低可塑性，为提升其塑性必需进行捏炼。捏炼有以下两种方法：
（1）薄通连续捏炼：立即2-3台开炼机排成机组，辊筒辊距定为1mm，辊温控制在70℃以下。捏炼时胶料经过第一台机器后，有刮刀从后辊刮下落于输送带上，送至第二台机器进行薄通，依次进行，能够达成捏炼目标。
（2）单机自动翻料捏炼：在同一台开炼机上装上自动翻料装置，辊距为1 mm-2mm，辊温控制在70℃以下。胶料经过辊筒后落在翻料输送带上，由翻料装置将胶料重新返回开炼机上进行数次反复捏炼。操作时间通常为10min左右。
9、滤胶
滤胶目标是为了清除胶料中杂质，尤其是金属杂质，以提升胶料纯度，确保胶料质量。使用设备为滤胶机，滤胶机内有螺杆，外有夹套，夹套中通入蒸汽，机头温度控制在80℃-100℃，机身温度为50℃-60℃。操作时将已经捏炼胶料卷成小卷放入滤胶机入料口，（胶料温度要确保在50℃以上），在滤胶机中胶料由螺杆推向机头部位，机头装有双层滤网，外层为8目，内层为24目-30目，胶料经过机头时，杂质被滤网挡住，胶料成圆条状被挤出，让后进下道工序进行回炼。
10、回炼
将滤胶后胶条送到开炼机上进行压炼。辊距1 mm -1.5mm，辊温控制在70摄氏度以下回炼数次，使得胶料可塑度达成0.3-0.4。
11、精炼
该工序使用设备是精炼剂。精炼目标有两点：一是精炼机转速快，利用剪切力使胶料分子深入断裂；二是精炼机辊筒成腰鼓状，在小辊距下能碾碎胶料中还未完全脱硫硬颗粒，或将这种颗粒排到辊筒两端清除。精炼机是再生胶专用设备，外形和开炼机一样，只是辊筒直径中间稍大，转速比较快。通常辊距控制在0.2 mm-0.4mm，辊温控制在90℃以下，辊温过高或胶片过薄全部易使胶料性能下降，尤其辊温对再生胶产品质量影响较大。
12、出片
从精炼机上下来薄胶片，应该卷在一个标有厂名、品种、日期等标注转轴上，经过计次数或控制重量，有自动切割刀将胶片割开取下，即为再生胶成品。然后将大小一致，重量相近成品，涂上隔离剂存放。等候检验入库。
13、检验
检验标准：再生橡胶产品质量应根据国家标准GB/T 13460-92所要求内容进行检验。
4.5 细碎胶粉生产再生胶设备清单
细碎胶粉生产再生胶设备清单如表5所表示：

表5 细碎胶粉生产再生胶设备清单
序号
设备名称
规格型号
产能
1
动态脱硫罐
DTG-Φ1400x3400A
容积6m³
2
破胶机
XKP-450A/B
1000 kg/h
3
精炼机
XKJ-400A/B、XKJ-480A/B
一次投料55-60 kg/h
4
橡胶加压式密闭混炼机
X(S)N-200×30

5
橡胶滤胶机
XJL-150

6
开放式炼胶机
X(S)K550 
一次投料50-60 kg/h
（注：设备清单仅为参考，实际生产设备需要考察决定）
4.6 动态脱硫法
4.6.1 脱硫工艺选择
伴随橡胶制品产量增加，通常橡胶制品中全部会掺用一定百分比合成橡胶，这就使得废旧橡胶制品原料发生改变，我们收购废旧轮胎所生产胶粉产品中肯定含有一定百分比合成橡胶，以这些胶粉为原料生产再生胶，在胶粉脱硫工艺方面需要做出最适宜生产工艺选择。结合本企业胶粉产品性质和本企业具体情况，我们认为选择动态脱硫工艺较为适用，原因见下节。
4.6.2 动态脱硫法特点
和传统水油法和油法脱硫工艺比较，传统水油法和油法脱硫工艺条件不适用合成橡胶脱硫再生，而高温高压动态脱硫工艺条件取水油法和油法工艺之长，弃二者之短，又和这两种方法相同，其实质就是对这两种方法从根本上做了改善。该工艺高温可达220℃，既适合天然橡胶再生，也满足合成橡胶再生要求，制得再生胶质量很好。而且这种脱硫方法是在高温高压下进行，脱硫时间也大大缩短，同时和水油法和油法比较，对胶粉粒度要求也放宽，由原来28目或26目降为20目。其总体优点为：一是基础无污染，杜绝了污水源产生；二是能源消耗低，和水油法和油法比较，每吨再生胶节省电150度-200度，节省水40t-45t，节省汽0.5t左右；三是生产效率提升，脱硫时间从原来6h缩短为2.5h-3h。
4.6.3 设备介绍
该工艺关键设备是动态脱硫罐，其特点是：
1、脱硫