简述动态脱硫工艺及配方

董诚春

（北京橡胶研究设计院）



简述动态脱硫工艺及配方

董诚春

（北京橡胶研究设计院）

将废轮胎橡胶的网状结构（弹性体）经化学和机械加工，切断硫键，而成为线型结构（塑性体），俗称再生橡胶。生产再生橡胶最关键的工艺就是脱硫。今将本人近年研究的情况简述如下。

废轮胎；动态脱硫；再生橡胶。

一、动态脱硫工艺

1、加料顺序

脱硫工艺的加料顺序很重要，以动态脱硫罐为例，有不少个体再生胶小厂，无人懂化学和物理的基本知识，他们的加料顺序是先加水，像煮米饭一样，再加胶粉、陶土等填料、最后加活化剂、软化剂等，如此加料顺序是不科学的，是错误的，因为如此加料顺序，胶粉表面难与软化油、活化剂密切接触，因被水隔离，降低了活化剂、软化剂的作用，软化油不能被胶粉完全吸收，膨胀胶粉，因此切断硫键困难，在开炼机上捏炼时，油在辊筒表面，脱硫后的胶粉不包辊压不成片，如同豆腐渣。合理的科学的加料顺序应该是：脱硫罐应开动搅拌机，在不断搅拌并在100℃以上的情况下首先加胶粉，再加活化剂，搅拌3分钟后才可加松香和软化油，再搅拌10分钟后才可加填料，最后加水，如此加料顺序可以使胶粉与活化剂、松香、软化油密切接触，便于化学法切断硫键，此加料顺序生产的再生胶质量高而且稳定。本人设计的再生胶厂是在动态脱硫罐前安装-台与脱硫罐规格相匹配的夹套可加热至 100℃的搅拌机，所有原料（水除外）按以上顺序添加，预先在此搅拌机中搅拌60分钟以上，混合均匀后进入脱硫罐，再加水，采用此加料顺序可减少脱硫时间，而且生产的再生胶质量更高更稳定。

2.正脱硫点

轮胎硫化有正硫化点，轮胎的正硫化点可用仪器测出，但废橡胶脱硫测正脱硫点的仪器，目前还没有，只有用同-配方，依靠多次作不同脱硫条件的试验，根据检测再生胶的物理机械性能确定正脱硫点，达到正脱硫点生产的再生胶的物理机械性能最好。举例如下：

某再生胶厂作正脱硫点试验的情况如下：

试验日期：2014年12月28日

脱硫罐规格:4立方米，导热油加热，最大工作压力：2.7Mpa。

用途：再生胶用作鞋底。

脱硫配方:钢丝轮胎胶粉 1200kg，活化剂（460）3kg。

液体煤焦油 100kg，固体煤焦油 100kg，油酸 5kg。

陶土 40kg，轻钙 80kg。

脱硫条件: 压力/kg 23～24。

评价：同一配方作了三次不同保压时间的试验，试验证明3号压力23～24kg，保压时间55分钟是该配方的正脱硫点，物理性能及门尼粘度达到最优水平。3号胶捏炼很容易，两遍即包辊，两辊压出来的再生胶像绸缎一样细，拉力很大连续不断进入2号机！见照片，压胶时的照片如下：

注意事项:

⑴不同的配方，其正脱硫点也不同，需经试验确定其正脱硫点。

⑵当原料改变时，特别是活化剂的品种牌号改变时，其正脱硫点也会改变。

⑶当脱硫设备改变时，其正脱硫点也会改变。⑷当季节改变时，其正脱硫点也需要微调。⑸操作工人应严格执行操规程，时刻注意温度压力的变化。有的小厂白班作的质量很好，夜班作的质量很差，不是过了正脱硫点就是不到正脱硫点，其再生胶的物理性能很差。其原因是工人睡觉了，其脱硫罐的压力不是高了就是低了。

二、脱硫配方及物理性能

1、设备：8立方米电加热动态脱硫罐

配方:

胎顶胶 2200kg；

固体煤焦油 40kg；

液体煤焦油 330kg；

松香 15kg；

活化剂930 18kg；

水 560kg。

脱硫条件：压力25 Mpa停电，保压10分钟，压力28Mpa放气。

物理性能：拉伸强度 13.3Mpa，扯断伸长400%，硬度（邵尔A）68，门尼［ML（1+4）100℃］68。

2、设备：8立方米电加热动态脱硫罐

配方：

钢丝胶 2200kg；

固体煤焦油 40kg；

液体煤焦油 330kg；

松香 15kg；

轻钙 40kg；

黒树脂 30kg；

活化剂930 15kg；

水 560kg。

脱硫条件：压力25Mpa停电，保压10分钟，压力28 Mpa放气。

物理性能：拉伸强度 11.73Mpa，扯断伸长413%，硬度（邵尔A）64，门尼［ML（1+4）100℃］42。

3、设备：4立方米导热油加热动态脱硫罐

配方：

钢丝轮胎胶粉 1200kg；

液体煤焦油 100kg；

固体煤焦油 100kg；

油酸 5kg；

陶土 40kg；

轻钙 80kg；

活化剂 4603kg。

脱硫条件：压力23～24 Mpa，保温55分钟

物理性能：拉伸强度 8.73Mpa，扯断伸长357%，硬度（邵尔A）74，门尼［ML（1+4）100℃］43.5。

4、设备： 4立方米导热油脱硫罐

配方：

钢丝胶（26目） 1100kg；

固体煤焦油 20kg；

液体煤焦油 190kg；

松香 8kg；

轻钙 20kg；

活化剂460 3kg；

水 220kg。

脱硫条件：压力25 Mpa停火，保压13分钟慢放气。

脱硫罐压力：封盖至20Mpa，163分钟，

20～22 Mpa 11分钟，22～25 Mpa 16分钟，

压力25 Mpa保压 13分钟

胶好压：1号车两遍包辊，1号车至2号车再至3号车，胶簿片不断。

物理性能：拉伸强度9.5Mpa，扯断伸长340%，硬度（邵尔A）64，门尼［ML（1+4）100℃］42。

5、设备：4立方米导热油脱硫罐

配方：

钢丝胶（26目） 1100 kg；

固体煤焦油 120kg；

液体煤焦油 120kg；

松香 8kg；

活化剂460 3kg；

水 220kg。

脱硫条件：压力25Mpa炉停火，保压15分钟慢放气。

压力：封盖至20Mpa，163分钟，

20～22 Mpa 11分钟，

22～25 Mpa 16分钟，

压力25 Mpa保压 15分钟

胶好压：1号车两遍包辊，1号车至2号车再至3号车胶簿片不断

物理性能：拉伸强度 10.7Mpa，扯断伸长295%，硬度（邵尔A）74

6、设备：6立方米电加热动态脱硫罐

配方：

钢丝胶粉 1650kg；

芳烃油 300kg；

油酸 7.5kg；

松香 15kg；

活化剂（480） 1.5kg；

水 350kg。

脱硫条件：压力21 Mpa，保压40分钟升至28Mpa，29 Mpa放气排料。

物理性能：拉伸强度10Mpa，扯断伸长350%，硬度（邵尔A）62，门尼［ML（1+4）100℃］40。

7、设备：4立方米导热油脱硫罐

配方：

钢丝胶（26目） 1100kg；

胶边胶粉 200kg；

活化剂（920） 9kg；

液体煤焦油 440kg；

黑松香 20kg；

黑树脂 60kg；

轻钙 160kg；

水 300kg。

脱硫条件：压力20～24 Mpa，保压40分钟。

物理性能：拉伸强度8.2Mpa，扯断伸长406%，硬度（邵尔A）66，门尼［ML（1+4）100℃］40。

8、设备：4立方米导热油脱硫罐

配方：无味胶

钢丝胶（26目） 1100kg；

胶边胶粉 200kg；

活化剂（920） 9kg；

液体煤焦油 400kg；

黑松香 20kg；

黑树脂 60 kg；

轻钙 160kg；

除味剂1 13kg；

水 300kg。

脱硫条件：压力20～24 Mpa，保压40分钟。

物理性能：拉伸强度7.8Mpa，扯断伸长418%，硬度（邵尔A）68，门尼［ML（1+4）100℃］43。

9、设备：4立方米导热油脱硫罐

配方：无味胶

钢丝胶（26目） 1100kg；

胶边胶粉 200kg；

活化剂（920） 9kg；

芳烃油 180kg；

黑松香 20kg；

黑树脂 60kg；

轻钙 160kg；

除味剂1 13kg；

除味剂2 12.5 kg，

水 300kg。

脱硫条件：压力20～24 Mpa，保压40分钟。

物理性能：拉伸强度8.5Mpa，扯断伸长370%，硬度（邵尔A）68，门尼［ML（1+4）100℃］44。

10、设备：4立方米导热油脱硫罐

配方：

钢丝胶（26目） 1100kg；

胶边胶粉 300kg；

活化剂（920） 9kg；

液体煤焦油 200kg；

固体煤焦油 200；

黑松香 20kg；

黑树脂 90kg；

轻钙 100kg；

陶土 100 kg；

水 300kg。

脱硫条件：压力20～24 Mpa，保压40分钟。

物理性能：拉伸强度9.3Mpa，扯断伸长395%，硬度（邵尔A）72，门尼［ML（1+4）100℃］48。

11、设备：4立方米导热油脱硫罐

配方

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（导热油加热），压力：1.3Mpa，保温90分钟。

物理机械性能：拉伸强度8.6Mpa，扯断伸长率384%

12、设备：4立方米导热油脱硫罐

配方

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1.3Mpa，保温：90分钟。

物理性能：拉伸强度9.5Mpa，扯断伸长率371%。

13、设备：6立方米导热油脱硫罐

配方：

废三元乙丙胶粉（40目） 100 kg；

830活化剂 3.2 kg；

重油 6 kg；

妥尔油 6 kg；

除味剂 2 kg；

水 适量。

动态脱硫工艺：压力2.4Mpa，保温3小时。

检测配方：硫化条件：160℃×20分钟。（检测配方中材料用量为质量份数）

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：拉伸強度10.7Mpa（国家标准:≥6.0），扯断伸长率：360%（国家标准：≥260），硬度（邵尔A）60。

注：1、三元乙丙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。

14、设备：6立方米导热油脱硫罐

配方

废丁腈胶手套 100kg；

黑松香 10kg；

450活化剂 1 kg；

880活化剂 2 kg；

软化剂 70 kg；

水 适量。

动态脱硫工艺：压力2.2Mpa，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 10.5Mpa（国家标准≥7.5），扯断伸长率520%（国家标准≥280），硬度（邵尔A）56

15、设备：6立方米导热油脱硫罐

配方

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。

脱硫工艺：压力18～22Mpa，保温100分钟。

物理性能：拉伸强度11.99Mpa，扯断伸长率430%，硬度（邵尔A）61，门尼粘度［ML（1+4）100℃］33。

16、设备：8立方米导热油脱硫罐

配方

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。

物理性能：拉伸强度11.99Mpa，扯断伸长率430%，硬度（邵尔A）61，门尼粘度［ML（1+4）100℃］33，密度1.19g/cm3。

17、设备：6立方米导热油脱硫罐

配方

尼龙胎顶胶粉16目 1500kg；

煤焦油 270 kg；

黑松香 30 kg；

920活化剂 6 kg；

水 适量。

脱硫工艺：加热升压至2.5Mpa；保压10分钟。

物理性能：拉伸强度 16.5Mpa，扯断伸长率460%，门尼粘度［ML（1+4）100℃］70。

18、设备：6立方米导热油脱硫罐

配方

钢丝胎顶胶粉16目 1500 kg；

焦油 270 kg；

黑松香 30 kg；

920活化剂 6kg；

水 适量。

脱硫工艺：加热升压至2.5Mpa，保压10分钟。

物理性能：拉伸强度 14.5Mpa，扯断伸长率450%，门尼粘度［ML（1+4）100℃］70。

19、设备：6立方米导热油脱硫罐

配方

普通钢丝轮胎胶粉24目 1500 kg；

煤焦油 270 kg；

黑松香 30 kg；

920活化剂 6kg；

水 适量。

脱硫工艺：加热升压至2.5Mpa；保压10分钟。

物理性能：拉伸强度 12.5Mpa，扯断伸长率420%，门尼粘度［ML（1+4）100℃］68。

20、6立方米导热油脱硫罐

配方

尼龙全胎18目胶粉 1500kg；

煤焦油 270kg；

910活化剂 8kg；

轻质碳酸钙 40kg；

水 适量。

脱硫工艺：加热升压至1.8～2.2Mpa；保压时间100分钟。

物理性能：拉伸强度 12.1Mpa，扯断伸长率420%，门尼粘度［ML（1+4）100℃］40。

三、结语

1.脱硫罐加料顺序非常重要，如果加料顺序不科学，生产的再生胶质量低劣。

2.经试验确定正脱硫点非常必要，采用正脱硫点生产的再生胶质量最优。

3.以上20个脱硫配方及工艺，包括不同规格的脱硫罐及生产不同品质（包括高、中、低强力及无味胶）的再生胶供读者参考。

4.其他脱硫设备也可参考此文的机理。

黑猫朝阳基地拟增加炭黑产能6万吨

江西黑猫炭黑公司近日发布其朝阳生产基地搬迁并技改扩产的公告，拟以此次搬迁为契机，利用自有资金进行技术改造和产能扩建工程。该项目全部达产后，黑猫朝阳基地的炭黑产能将达12万吨。新厂址在朝阳市龙城区工业园区内，靠近锦州-朝阳高速公路，毗邻101国道，交通十分便利。同时，新址周边煤炭焦化和石油炼化企业较多，能保证炭黑生产用原料油的充足供应。

黑猫朝阳基地现有3条生产线，年产炭黑6万吨并配套6MW尾气发电机组。本着搬迁不影响生产的原则，拟在新址投资建设完成1条4万吨炭黑生产线后，再启动搬迁原厂现有的2×2万吨/年软、硬质炭黑线，最终根据市场的需求状况再投资建设一条4万吨生产线。（景德）

∶ 董诚春（1936），男，武汉市人，北京橡胶工业研究设计院高级工程师（已退休），从事轮胎等橡胶制品及废橡胶综合利用的研究开发工作，在橡胶专业期刊上发表论文有五十余篇，参加合编了六本橡胶专业书籍的有关章节，独自编著了《废橡胶资源综合利用》及《废轮胎回收加工利用》。

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