特種再生橡膠的生產(chǎn)工藝及配方

董誠春

（北京橡膠工業(yè)研究設計院）

特種再生橡膠的生產(chǎn)工藝及配方

董誠春

（北京橡膠工業(yè)研究設計院）

本文主要論述了再生橡膠目前通用的分類方法，以及工藝和配方。

再生橡膠；分類；工藝；配方；性能

通常所說再生橡膠是以廢輪胎等通用橡膠制品為原料制成的再生橡膠，而以廢特種橡膠制品為原料制成的再生橡膠稱特種再生橡膠，特種再生橡膠包括彩色再生橡膠、乳膠再生橡膠、香味再生橡膠、精細再生橡膠、丁基再生橡膠、丁腈再生橡膠、三元乙丙再生橡膠及硅橡膠再生橡膠、氟橡膠再生橡膠、液體再生橡膠等分述如下：

1、彩色再生橡膠

在廢橡膠制品中除輪胎等黑色橡膠制品外，還有不少彩色橡膠制品廢料，這些廢料可用于生產(chǎn)彩色再生橡膠，彩色再生橡膠的質量雖然不如輪胎再生膠，但利潤高，今將其生產(chǎn)工藝簡介如下：

1.1 原料分類

1.1.1 在廢橡膠制品中按紅色、藍色、黃色、綠色、白色等分類，然后分類進行清洗，應防止污染。

1.1.2 軟化劑應選用淺色類非污染型的軟化劑，例如：白油、機油、油酸、石蠟油等。

1.2 粉碎

不少彩色廢料用雙輥粉碎機粉碎到30目可能很困難，建議滾刀式粉碎機粗碎，再用磨盤式粉碎機細碎。

1.3 脫硫

由于彩色再生橡膠產(chǎn)量不大，宜用小規(guī)格的專用脫硫設備，例如小規(guī)格時電加熱動態(tài)脫硫罐，脫硫配方及工藝與生產(chǎn)輪胎再生膠相近，只是要用淺色無污染型的軟化劑及活化劑，例如810、910等都是無污染型活化劑。脫硫時間比生產(chǎn)輪胎再生膠短－點。

1.4 捏煉、精煉

彩色再生橡膠－般通過捏煉出薄片即可，如用精煉出片，必須是強度較好的再生膠，否則，易斷片，難成塊狀再生膠。

2、乳膠再生橡膠

乳膠再生橡膠是最受歡迎的再生橡膠，因含膠率高，可代替生膠使用，其原料是乳膠廠的結皮廢乳膠、廢乳膠手套、廢乳膠氣球、廢乳膠管等制品，它難生產(chǎn)，原因是粉碎困難，過去用油法生產(chǎn)，也不粉碎，有的不加軟化劑，在蒸汽壓力0.5～0.6Mpa下油法脫硫4小時左右，此法生產(chǎn)的再生膠品質較低，有的用噴油法在大塊廢乳膠表面噴上－層軟化劑，此法生產(chǎn)的再生膠質量不均勻。以下介紹一種新型、合理的再生方法：

1.1 粉碎

可采用普通雙輥粗碎機或一溝－光輥粉碎機(也可用普通煉膠機)，先將塊狀廢乳膠制品進行粗碎。

1.2 拌油

將上述粗碎后的廢乳膠送入一臺Ly-20型高速脫硫機中進行高速粉碎和拌油，時間約5分鐘(如果原料中含水分較高，則時間應適當延長)，最后排料后進行脫硫即可。此法生產(chǎn)的再生膠質量較優(yōu)，而且均勻性良好。

1.3 配方

1.3.1 廢乳膠手套 100，油酸 2～3。

1.3.2 乳膠廢料 100，油酸 2，雙戊烯 2。

1.3.3 乳膠廢料 100，油酸 2，雙戊烯 1，松香 0.5。

1.4 脫硫

先在Ly-20型高速脫硫機中進行拌油或半脫硫，然后在動志脫硫罐中進行脫硫，壓力1.4～1.6Mpa，1小時即可完成。

1.5 精煉

先在捏煉機上(輥距1～2mm)捏煉成片，時間約15分鐘，當膠料捏煉能包輥筒不落盤，膠片表面無大網(wǎng)孔，則在熱膠時立即精煉出片。

1.6 乳膠再生橡膠的質量

硫化膠的配方：

乳膠再生橡膠 100，氧化鋅 5，硬脂酸 0.5

促進劑M 0.7，硫磺 3。

硫化條件：142℃×20，30，40分鐘。

物理性能：拉伸強度≥15Mpa，扯斷伸長率≥550。

3、香味再生橡膠

再生膠行業(yè)生產(chǎn)的輪胎再生膠不少是用煤焦油作軟化劑的，因為它成本低，軟化效果好，生產(chǎn)的再生膠質量好，但它的不足之處是再生膠惡臭味，如果使用松焦油或妥爾油，臭味雖然可降低，但成本高，質量下降。為此，介紹－種添加劑，可改善再生膠的臭味而使之帶有香味。

3.1 在脫硫配方中添加香料廠下腳料：粗制藍油，山蒼子油，用量約為2%，既可作軟化劑替代雙戊稀，又可中和煤焦油的臭味。

3.2 在捏煉(下在脫硫罐中加)加茉莉花香精，首先用酒精溶解香精，加入量是0.3%，此法可獲得香味再生膠。

4、精細再生橡膠

力車胎行業(yè)應用輪胎再生膠作胎面膠，由于表面粗糙，不宜使用，但改用精細再生膠感覺很好，使用量不斷擴大，因為精細再生橡膠品質細膩，性能良好，精細再生橡膠還可用于輪胎簾布擦膠。其實生產(chǎn)精細再生橡膠很簡單。其生產(chǎn)工藝是：首先應采用40目的膠粉進行脫硫，脫硫時間應比粗膠粉短，應找出正脫硫點，其次是精煉二遍以上出片。

5、丁基再生橡膠

丁基再生橡膠的原料是廢丁基膠內(nèi)胎、水胎及硫化膠囊，如何區(qū)別丁基膠內(nèi)胎，內(nèi)胎上有一條藍色線的是丁基膠內(nèi)胎，內(nèi)胎上有一條黃色線的是三元乙丙膠內(nèi)胎。由于丁基橡膠飽和度大，耐熱性好，所以脫硫很困難，而且，生產(chǎn)丁基再生膠絕不與其他膠種混合，此外，丁基膠粉碎也很困難，－般只能粗碎。

5.1 粉碎

可用雙輥粗碎機或一溝－光輥機進行粗碎，膠粒達2～3目即可。

5.2 拌油

將上述粗碎后的膠粒，裝入Ly-20型高速脫硫機(1400r/min) ，首先進行2～3min商速攪拌粉碎，然后按配方加入軟化劑活化劑，軟化劑進行均勻攪拌，約5min。

5.3 配方

廢丁基膠粒 100，松香 2，油酸 6，420活化劑 1.5。

5.4 脫硫

5.4.1 動態(tài)脫硫罐脫硫條件：壓力2.8～3.0Mpa，保壓時間60分鐘左右，需要找準正脫硫時間。

5.4.2 丁基再生膠專用加壓捏煉脫硫機: 裝料80kg，溫度210℃左右，時間12分鐘左右，特別需要注意的是每隔3分鐘開蓋翻一次膠，使其達到均勻脫硫之目的，必須安裝環(huán)保設施。

5.4.3 開煉機脫硫：無需加壓加熱，采用常溫即可達到脫硫生產(chǎn)丁基再生膠。無廢水廢氣產(chǎn)生，無污染，是綠色環(huán)保生產(chǎn)丁基再生膠的工藝。

5.5 精煉

脫硫后的膠料在捏煉機上以薄通為主，每次扎煉15～20分鐘，精煉一遍即可下片。

6、三元乙丙再生橡膠

生產(chǎn)三元乙丙再生橡膠的原料是廢汽車門窗密封條，其含膠率越高，生產(chǎn)的再生膠質量越好。

6.1 粉碎

用一溝一光雙輥粉碎機粉碎40目。

6.2 脫硫配方

膠粉 100， 830活化劑 3.7，石蠟油 15。水 15。

6.3 動態(tài)脫硫罐脫硫條件： 230～260℃×3小時，放汽，壓力至0，排料前加少量水冷卻，等水汽化完，再加除味劑攪10分鐘，排料。

6.4 精煉

脫硫后的膠料在捏煉機上以薄通為主，包輥后即可精煉下片。

6.5 物理性能： 實驗結果，超過國家標準。

硫化條件：160℃×20分鐘

表1 三元乙丙再生橡膠物理性能

7、丁腈再生橡膠

目前有不少耐油橡膠制品，為了降低成本，非常需要丁腈再生橡膠，因為它可以提高耐油性能，比任何添加劑都好，今介紹動態(tài)脫硫工藝及配方如下:

7.1 原料選擇：丁腈再生橡膠的原料(廢膠)，不能同其他膠種混合作再生橡膠，最好按品種分類，要了解原料的成分及組成，例如純丁腈膠及丁腈膠與聚氯乙烯混合，在制造中有樹脂硫化及硫黃硫化，它們的脫硫效果差別較大。

7.2 粉碎 丁腈橡膠較易粉碎，任何形式均可。

7.3 脫硫

7.3.1 動態(tài)脫硫配方：

廢丁腈膠手套膠粉（32目） 100， 松香2， 480活化劑 0.5，

過硫酸胺 2， 830活化劑 2，妥爾油10， 石蠟油 8

鄰苯二甲酸二丁酯 4 水 8。

7.3.2 動態(tài)脫硫工藝:

壓力：2.8 Mpa 210～230℃，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(jié)約電能50%，提高生產(chǎn)效率50%。

7.3.3 精煉

脫硫后的膠料在捏煉機上以薄通為主，包輥后即可精煉下片。

7.3.4 物理性能：

表2 丁腈再生橡膠物理性能

8、硅橡膠再生橡膠

硅橡膠由于具有耐高溫的特性，回彈性好及生理惰性優(yōu)良等特點而被廣泛用作耐高溫材料，由于硅橡膠價格較高，如將不合格的硅橡膠制品以及生產(chǎn)的邊角料當作廢物拋棄，則會造成較大的浪費，因此，將廢硅橡膠制成再生橡膠非常有必要，今將生產(chǎn)硅橡膠再生橡膠的工藝，介紹如下：

實驗

8.1 主要原材料：硅橡膠（110型），廢硅橡膠制品，化學改性劑：六次甲基四胺（H），二氯化鐵和三氯化鐵混合物(F)，二硝基苯肼(N)，二苯胍(D)，間苯二酚(R)，均為分析純試劑，其他材料均為工業(yè)品。

8.2 硅橡膠粉的制取方法

機械法 將廢硅橡膠制品剪成小塊，置于開煉機上以小輥距(≤0.2mm)，反復薄通數(shù)次，經(jīng)篩選分類，獲得廢硅橡膠粉。

8.3 脫硫

8.3.1 熱解法 選用40目硅橡膠粉置于熱解器中在一定熱解條件下熱裂解，然后精煉下片。

8.3.2 化學法 選用40目硅橡膠粉加入化學改性劑（六次甲基四胺，二氯化鐵和三氯化鐵混合物，二硝基苯肼，二苯胍），在低于50℃下攪拌15分鐘，然后精煉下片。

8.4 試樣制備及性能檢測

首先將硅橡膠和廢硅橡膠粉混煉制成試片，再硫化，硫化條件：一段160℃×20分鐘（平板硫化機），二段160℃×4小時（烘箱）。

8.5 實驗結果

8.5.1 機械法硅橡膠粉細度對硅橡膠膠料物理性能的影響。選用細度為20目和40目的膠粉進行變量試驗，其結果如下表所示。

表3 機械法硅橡膠粉細度對硅橡膠膠料物理性能的影響

由上表可以看出：添加40目硅橡膠粉15份可以提高拉伸強度27%，說明補強效果很好，因此，可降低成本。

8.5.2 熱裂解法 熱裂解條件對硅橡膠再生膠和硅橡膠膠料物理性能的影響 將不同熱裂解條件下所制的硅橡膠粉制成再生橡膠，然后進行基本性能檢測，膠料配方：硅橡膠再生膠 100，硫化劑 1.0， 白炭黑 12.5。

熱裂解條件： 300℃ 400℃ 500℃，0.5小時至4小時。

試驗結果如下：硬度（邵爾A） 35，拉伸強度/Mpa 1.5 扯斷伸長率/% 220。試驗證明500℃×1小時熱裂解制成的再生膠的物理性能最好。

熱裂解：500℃×1小時熱裂解制成的再生膠添加到硅橡膠膠料中的物理性能如下：硬度（邵爾A） 31，拉伸強度/Mpa 2.0，扯斷伸長率/% 260。（試驗膠料配方: 硅橡膠 100，硫化劑 0.6，白炭黑 30，硅橡膠再生膠 20）。

8.5.3 不同化學改性劑改性的硅橡膠粉對硅橡膠膠料物理性能的影響：對采用與普通膠粉改性方法相似的化學方法改性硅橡膠粉進行試驗，其結果如下表所示。

表4 不同化學改性劑改性的硅橡膠粉對硅橡膠膠料物理性能的影響

由上表可知：D/F(用量比為0.5/03)改性的膠粉拉伸強度最好，但同未改性的40目膠粉的物理性能相近，故不改性的膠粉效果也很好，N/F(用量比為0.8/0.6)改性的膠粉扯斷伸長率最好。

9、氟橡膠再生橡膠

氟橡膠再生橡膠由于具有耐高溫、耐腐蝕、耐油等特性，被廣泛用于化工、航空航天等領域。由于氟橡膠價格高，將不合格的產(chǎn)品和邊角料回收再利用具有較大的經(jīng)濟價值。

氟橡膠再生的實例

9.1 主要原材料 氟橡膠（牌號26B），3號硫化劑，輕質氧化鎂，噴霧炭黑，氫氧化鈣（120目），試劑級產(chǎn)品；雙酚AF，BPP(芐基三苯基氯化磷，硅酸鈣質量分數(shù)達0.33) 。

9.2 試樣制備 混煉加料順序如下: 生膠，再生膠，氧化鎂，氫氧化鈣，炭黑，硫化劑。加入吸酸劑氧化鎂時，為防止粘輥，可與部分炭黑混合加入，吃粉結束后薄通數(shù)次下片，在低溫干燥處放置6小時左右，再依次進行試片硫化。

9.2.1 －段硫化 平板硫化機：160℃×20分鐘。

9.2.2 二段硫化 在電熱鼓風恒溫箱中進行，溫度控制采取下列步驟：常溫，100℃1h，150℃1h，200℃1h，250℃1h，恒溫5h。

9.3 氟橡膠再生膠的制備 氟橡膠再生通常是指－段硫化膠的再生利用，再生的方法有化學法和機械法兩種，考慮工廠的實際情況選用機械法制取，機械法是將－段硫化的廢品置于開煉機上扎碎，反復薄通約40次，至膠片表面光滑，此法所得再生膠性能，特別是耐熱和耐介質性能較生膠差。

9.4 摻用氟橡膠再生膠的性能 再生膠用量對不同硫化體系氟橡膠膠料性能的影響見下表。

表5 再生膠用量對不同硫化體系氟橡膠膠料性能的影響

從上表的數(shù)據(jù)可以看出：3號硫化劑所得硫化膠的性能較好，壓縮永久變形中等，而用雙酚FA硫化劑，其硫化膠的壓縮永久變形較小，但拉伸強度較低，可用作生產(chǎn)低壓縮永久變形的制品。

試驗結果表明，對于要求較商的氟橡膠制品，不可全用再生膠，可摻用20份再生膠，不但可降低成本，還可以提高老化后的拉伸強度。

10、液體再生橡膠

液體再生橡膠主要用于改性瀝青，生產(chǎn)防水卷材和修筑公路。

10.1 液體再生橡膠制法

10.1.1 配方

10.1.1.1 配方1 80目輪胎膠粉 100，1號強化劑 40。

10.1.1.2 配方2 強化過的膠粉 100，油性膠粘劑 35。

10.1.1.3 配方3 強化過的膠粉 100，水性乳化劑 100。

10.1.2 工藝

按配方1，首先將80目輪胎膠粉和強化劑裝進攪拌機，升溫至60℃攪拌1小時，然后，每隔1小時攪拌10分鐘，持續(xù)3小時，使膠粉溶脹，每隔4小時檢驗一次，查看膠粉溶脹是否完成？簡便的方法是用拇指與食指捻搓膠粉，如沒有顆粒即成，大約需要48小時。然后將此膠粉溶液用多層紗布包裹，壓濾，將強化劑全部擠出來，保存下次再使用。

制液體油性再生膠的工藝 按配方2，將強化過的膠粉和油性膠粘劑裝進攪拌機，升溫至80℃攪拌2小時，即成液體油性再生膠。

制液體水性再生膠的工藝 按配方3，將強化過的膠粉和水性乳化劑裝進攪拌機，升溫至80℃攪拌2小時，即成液體水性再生膠。

10.2 液體油性再生橡膠用途

10.2.1 液體油性再生橡膠可與10號石油瀝青在180℃聚合反應生成膠體改性瀝青，此膠體改性瀝青同各種型號石油瀝青并用，可用于修筑高速公路、可防滑、防震，夏季路面60℃不溶化，冬季零下30℃路面不開裂縫，有塑彈性，車高速行駛平穩(wěn)，剎車距離可縮短，安全可靠。

10.2.2 可與瀝青、樹脂并用，加工成防水、防腐、防銹涂料。

10.2.3 可生產(chǎn)建筑勾縫油膏、改性瀝青防水卷材及房頂防水密封膏。

10.2.4 可生產(chǎn)膠質瀝青黑漆、漆膜具有良好的防水、防腐、防銹、防震、隔音、絕緣等性能，用于地下工程、車船底盤、管道工程。

10.2.5 可同各種合成橡膠、天然橡膠并用生產(chǎn)各種橡膠制品。

10.3 乳化水溶性再生橡膠的用途用強化過的膠粉50%，加入50%乳化劑在50℃攪拌2小時即可制成乳化水溶性再生橡膠，它可同水泥相溶，改性水泥修筑水泥路、廣場等。有彈性、保溫、防滑、吸水等性能，還可制成房頂防水涂料。

10.4 液體再生橡膠應用于改性瀝青

10.4.1 配方

80目輪胎膠粉 100，強化劑 40，油性膠粘劑 25。

10.4.2 工藝 將膠粉和強化劑在60℃攪拌溶膿48小時，添加油性膠粘劑，在60℃攪拌1小時，即成膏狀再生膠，再將此再生膠添加到180℃70號瀝青中，用高速剪切攪拌機（8000～9000轉/分鐘）攪拌1小時，即成液體再生橡膠改性瀝青，成品表面不見膠粉顆粒，其性能見下表。

表6 液體再生橡膠改性瀝青的性能

由上表可知液體再生橡膠改性瀝青的性能已超過美國膠粉改性瀝青的標準，可用于替代SBS改性瀝青修筑公路。

10.5 化學法生產(chǎn)液體再生橡膠的工藝

將30目膠粉加適量活化劑浸泡在溶劑（礦物油、芳烴油、妥爾油、戊二烯等）中，浸泡24小時，再常溫下攪拌24小時，使膠粉滲透溶脹，然后裝進動態(tài)脫硫罐中，加入0.2Mpa的壓縮空氣，加熱至200～250℃，降溫后排料，攪拌2～3小時即成液體再生橡膠。該膠可同新膠混煉生產(chǎn)各種橡膠制品，也可用于改性瀝青修筑公路和瀝青防水卷材。此法獲日本專利(昭和41-11629號) ，由于成本高，包裝和運輸困難，除日本外，未被其他國家采用。

哥倫比亞一家煤礦企業(yè)建廢輪胎回收廠

據(jù)《輪胎評論》報道：哥倫比亞的一家采煤企業(yè)—賽力瓊（Cerrejon）公司投資130億哥倫比亞比索（約合450萬美元）新建的一家大型工程胎回收工廠，日前投入運營。這家賽力瓊公司，經(jīng)營一家大型露天煤礦，每年生產(chǎn)的動力煤超過3300萬噸，其各種采煤機械設備所用的輪胎，直徑多為3.2米（約為10.5英尺），重量約3.5噸的巨型工程胎。新建的這家工廠，是拉丁美洲第一家廢輪胎回收企業(yè)，其位于哥倫比亞東北部的拉瓜吉拉省的省轄市阿爾班尼雅（Albania），主要是回收利用該公司采煤機械設備報廢的巨型輪胎，每年的廢輪胎的處理能力約為2360條，每年可回收鋼絲約2300噸，膠粉約5000噸。膠粉主要用作瀝青的改性劑，用于該國第四代公路網(wǎng)的路面建設中。除了該國自用外，部分膠粉和其他回收產(chǎn)品也出口到韓國、智利和巴西。（郭雋奎）

董誠春(1936)，男，武漢市人，北京橡膠工業(yè)研究設計院高級工程師(已退休)，從事輪胎等橡膠制品及廢橡膠綜合利用的研究開發(fā)工作，在橡膠專業(yè)期刊上發(fā)表論文有五十余篇，參加合編了六本橡膠專業(yè)書籍的有關章節(jié)，獨自編著了《廢橡膠資源綜合利用》及《廢輪胎回收加工利用》。