专利名称：一种废橡胶的脱硫方法
技术领域：
本发明属于再生胶生产技术领域，具体涉及一种采用化学药品使废橡胶脱硫的方法。
随着社会发达程度的提高，橡胶消耗量的增大，废橡胶的产生量虽然越多，但废橡胶经过再生后可转变为用途很广、使用价值较高的材料。传统的再生胶生产工艺流程为废橡胶→切胶→洗涤→粗破碎→细破碎→过筛→分离纤维与金属杂物→脱硫→清洗→压水→干燥→捏炼→滤胶→回炼→精炼→出片成品。而其中的脱硫工序则是再生胶生产过程中的一个主要环节，是影响再生胶产品质量的关键。
采用化学药品对废橡胶进行脱硫，在我国常用的有油法、水油法等。油法和水油法虽然其使用的脱硫剂的毒性相对较小，但其脱硫的温度高，油法为160～170℃，水油法为180～190℃，而且在这样高的温度下，加热时间还分别长达10小时左右和2～4小时(《橡胶工业手册》第一册，化学工业出版社，1989，P1052～1053)，很显然，高温长时间必将导致硫化胶降解过度，对橡胶分子链损害较大。
七十年代，日本和瑞典相继申请了常温脱硫法的专利(CA8445783h和CA9348281q)，其脱硫剂采用的是苯肼-氯化亚铁。该法的优点是可在常温下脱硫，缺点是苯肼毒性较大、价格高，而且脱硫程度不均匀，效果较差。
本发明的目的是克服已有技术存在的问题，拟提供一种脱硫温度低、脱硫效果好且操作简便，所使用的脱硫剂组份基本无毒或低毒的废橡胶脱硫方法。
本发明的目的是通过这样一种技术方案达到的将质量份配比为单环芳烃100，有机酸0．1～50，金属氯化物0～30，无机酸0～10混合均匀所组成的脱硫剂，按废橡胶与脱硫剂的质量比例为100∶10～1500，加入废橡胶中，并搅拌混合均匀，在10～150℃下反应0．1～200小时即可有效、均匀地使废橡胶脱硫。
脱硫剂也可按配比直接加入废橡胶中再一起搅拌脱硫。
其中脱硫剂使用的单环芳烃可为苯或甲苯或二甲苯，或者它们中任两种或三种的混合物，包括未经分馏粗制的粗苯或轻油。
脱硫剂中所使用的有机酸可为甲酸或乙酸或磺酸或苯甲酸或氯乙酸或它们中的任两种或两种以上的混合物，其最适宜的用量范围为1～30份。
脱硫剂中所使用的金属氯化物可为氯化锌或氯化铁或氯化铝或它们中任两种或三种的混合物，其最适宜的用量范围为0～5份。
脱硫剂使用的无机酸为硫酸或氯化氢，其最适宜的用量范围为0～5份。
在上述的技术方案中，如果综合考虑反应速度和脱硫效果，其废橡胶与脱硫剂最适宜的配比按质量份为100∶300～1000；最适宜的脱硫温度为40～100℃；最适宜的脱硫时间为2～12小时。在具体选择工艺控制参数时，一般选择原则是脱硫温度高则脱硫时间短，脱硫温度低则脱硫时间偏长。
供脱硫用的废橡胶可按已有的废橡胶粉碎技术加工成胶粉才进行脱硫，也可使用废胶片或橡胶厂内报废的半成品胶料直接进行脱硫。脱硫后的废橡胶按传统再生胶生产流程进行机械加工处理，体系中未反应的单环芳烃和乙酸或甲酸可用众所周知的蒸馏冷凝技术进行回收，重复使用。
本发明与已有技术相比，具有以下优点1．由于本发明所提供的脱硫方法基本上是在常温下进行或稍高的温度短时间内完成，可以减少对橡胶分子链的破坏，保证再生胶产品质量。
2．本发明所选用的脱硫剂的必要组份单环芳烃毒性较低，有机酸基本无毒，加之反应温度较低，因此可减少对环境的污染。
3．由于选用的单环芳烃是橡胶的优良溶剂，能迅速充分溶胀橡胶，反应物扩散分布均匀，不仅可以保证废橡胶颗粒内部和外表的脱硫程度一致，而且溶胀产生的应力作用也有利于促进交联键的断裂，所以，本发明的脱硫方法可以使用较粗的胶粉或废胶片。
4．本发明所提供的方法十分简便易行，只需搅拌均匀即可，对脱硫设备也没什么要求。
下面给出实施例，以对本发明作进一步说明。
实施例一1．制备脱硫剂将甲苯100份，乙酸20份，氯化锌5份，在常温下搅拌均匀即可。
2．脱硫反应将废橡胶按与脱硫剂的配比100∶500，浸于脱硫剂中，充分搅拌，并在45℃下反应10小时，即可有效地脱硫。
本实施例脱硫前废橡胶的交联键密度为6．85×10-5mol／g，脱硫后的交联键密度为0．64×10-5mol／g，降低了90．7％。
实施例二1．制备脱硫剂将甲苯100份，乙酸15份，氯化铁5份，在常温下搅拌均匀备用。
2．脱硫反应将废橡胶按与脱硫剂的配比100∶500，浸于脱硫剂中，充分搅拌，在45℃下反应10小时。
本实施例脱硫前废橡胶的交联键密度为6．85×10-5mol／g，脱硫后的交联键密度为0．77×10-5mol／g，降低了88．8％。
实施例三1．制备脱硫剂 将苯100份，乙酸20份，氯化铝2份，在常温下搅拌均匀备用。
2．脱硫反应将废橡胶按与脱硫剂的配比100∶800，浸于脱硫剂中，充分搅拌，在50℃下反应10小时。
本实施例脱硫前废橡胶的交联键密度为6．85×10-5mol／g，脱硫后的交联键密度为0．79×10-5mol／g，降低了88．5％。
实施例四1．制备脱硫剂 将苯100份，乙酸20份，氯化铁2份，在常温下搅拌均匀备用。
2．脱硫反应将废橡胶按与脱硫剂的配比100∶800，浸于脱硫剂中，充分搅拌，在50℃下反应10小时。
本实施例脱硫前废橡胶的交联键密度为6．85×10-5mol／g，脱硫后的交联键密度为0．60×10-5mol／g，降低了91．2％。
实施例五1．制备脱硫剂 将苯50份，甲苯50份，苯甲酸8份，氯化锌2份，在常温下搅拌均匀备用。
2．脱硫反应 将废橡胶按与脱硫剂的配比100∶1000，浸于脱硫剂中，充分搅拌，在50℃下反应10小时。
本实施例脱硫前废橡胶的交联键密度为6．85×10-5mol／g，脱硫后的交联键密度为0．63×10-5mol／g，降低了90．8％。
实施例六1．制备脱硫剂 将甲苯100份，氯乙酸10份，氯化锌2份，在常温下搅拌均匀备用。
2．脱硫反应 将废橡胶按与脱硫剂的配比100∶600，浸于脱硫剂中，充分搅拌，在50℃下反应10小时。
本实施例脱硫前废橡胶的交联键密度为6．85×10-5mol／g，脱硫后的交联键密度为0．94×10-5mol／g，降低了86．3％。
实施例七1．制备脱硫剂将苯50份，甲苯50份，苯甲酸12份，氯化锌2份，在常温下搅拌均匀备用。
2．脱硫反应将废橡胶按与脱硫剂的配比100∶1000，浸于脱硫剂中，充分搅拌，在80℃下反应4小时。
本实施例脱硫前废橡胶的交联键密度为6．85×10-5mol／g，脱硫后的交联键密度为0．88×10-5mol／g，降低了87．2％。
实施例八1．制备脱硫剂 将甲苯100份，乙酸10份，甲酸5份，氯化锌2份，在常温下搅拌均匀备用。
2．脱硫反应 将废橡胶按与脱硫剂的配比100∶1000，浸于脱硫剂中，充分搅拌，在80℃下反应4小时。
本实施例脱硫前废橡胶的交联键密度为6．85×10-5mol／g，脱硫后的交联键密度为0．86×10-5mol／g，降低了87．4％。
实施例九1．制备脱硫剂 将苯50份，甲苯50份，对甲苯磺酸5份，氯化锌2份，在常温下搅拌均匀备用。
2．脱硫反应 将废橡胶按与脱硫剂的配比100∶600，浸于脱硫剂中，充分搅拌，在50℃下反应10小时。
本实施例脱硫前废橡胶的交联键密度为6．85×10-5mol／g，脱硫后的交联键密度为1．08×10-5mol／g，降低了84．2％。
实施例十1．制备脱硫剂 将二甲苯100份，乙酸10份，硫酸1份，氯化锌1份，氯化铁0．5份，在常温下搅拌均匀备用。
2．脱硫反应 将废橡胶按与脱硫剂的配比100∶1000，浸于脱硫剂中，充分搅拌，在100℃下反应2小时。
本实施例脱硫前废橡胶的交联键密度为6．85×10-5mol／g，脱硫后的交联键密度为0．90×10-5mol／g，降低了86．9％。
实施例十一1．制备脱硫剂 将苯50份，甲苯50份，乙酸20份，对甲苯磺酸5份，在常温下搅拌均匀备用。
2．脱硫反应将废橡胶按与脱硫剂的配比100∶1200，浸于脱硫剂中，充分搅拌，在24℃下反应144小时。
本实施例脱硫前废橡胶的交联键密度为6．85×10-5mol／g，脱硫后的交联键密度为1．75×10-5mol／g，降低了74．5％。
实施例十二1．制备脱硫剂 将甲苯100份，乙酸15份，甲酸10份，在常温下搅拌均匀备用。
2．脱硫反应 将废橡胶按与脱硫剂的配比100∶1200，浸于脱硫剂中，充分搅拌，在24℃下反应168小时。
本实施例脱硫前废橡胶的交联键密度为6．85×10-5mol／g，脱硫后的交联键密度为1．16×10-5mol／g，降低了83．1％。
权利要求
1．一种废橡胶的脱硫方法，将脱硫剂按配比加入废橡胶中，其特征在于1)脱硫剂的组成按质量份配比为单环芳烃100，有机酸0．1～50，金属氯化物0～30，无机酸0～10；2)废橡胶与脱硫剂的质量比例为100∶10～1500，并搅拌混合均匀，在10～150℃下反应0．1～200小时。
2．根据权利要求1所述的废橡胶的脱硫方法，其特征在于脱硫剂中所使用的单环芳烃为苯或甲苯或二甲苯，或者它们中任两种或三种的混合物，包括未经分馏精制的粗苯或轻油。
3．根据权利要求1所述的废橡胶的脱硫方法，其特征在于脱硫剂中所使用的有机酸为甲酸或乙酸或磺酸或苯甲酸或氯乙酸或它们中的任两种或两种以上的混合物，其最适宜的用量范围为1～30份。
4．根据权利要求1所述的废橡胶的脱硫方法，其特征在于脱硫剂中所使用的金属氯化物为氯化锌或氯化铁或氯化铝或它们中任两种或两种以上的混合物，其最适宜的用量范围为0～5份。
5．根据权利要求1所述的废橡胶的脱硫方法，其特征在于无机酸为硫酸或氯化氢，其最适宜的用量范围为0～5份。
6．根据权利要求1或2或3或4或5所述的废橡胶的脱硫方法，其特征在于废橡胶与脱硫剂最适宜的配比按质量份为100∶300～1000；最适宜的脱硫温度为40～100℃；最适宜的脱硫时间为2～12小时。
全文摘要
本发明所公开的一种废橡胶脱硫方法,是将由单环芳烃、有机酸、金属氯化物与无机酸所组成的脱硫剂,按一定配比与废橡胶混合均匀,在10～150℃下反应0.1～200小时,即可使废橡胶有效脱硫。本发明具有操作简便、脱硫反应温度低、脱硫效果好且均匀、脱硫剂毒性低、对环境污染小等优点。
文档编号C08J11/00GK1281000SQ9911501
公开日2001年1月24日 申请日期1999年7月15日 优先权日1999年7月15日
发明者黄家湛 申请人:四川大学