再生膠的生產方法雖多,但投入工業化生產的仍以機械法和蒸汽法(水油法,油法)為最多,物理法是正在發展中的方法。目前我國工業化生產的方法主要是水油法和油法,快速脫硫法也有小批量生產,其它方法象高溫連續脫硫法、低溫塑化法、微波法正處在研究試生產階段。下面以水油法,油法為例介紹再生膠的生產工藝過程。水油法和油法生產工藝過程基本相同,其區別在于脫硫工段。它們生產過程都分為粉碎、脫硫、精煉三個工段。每個工段又分為若干個工序。粉碎工段分為:原料的分類加工、切膠、水洗、粗碎、細碎、風選、過篩。水油法脫硫工段分為:脫硫、清洗、擠水、干燥(油法沒有后三個工序,另有拌油工序)。精煉工段分為;捏煉、濾膠、回煉、精煉、出片。
(一)粉碎工段
1.原料的分類加工
將進廠的廢舊橡膠按照外胎類、膠鞋類、雜膠類(包括膠管、膠帶、內胎、皮鞋底等)進行分類,除去非橡膠雜質。
2.切膠
經過分類加工的廢舊橡膠,必須把大小厚薄不一的膠料進行切割,以便于水洗和粉碎,保證設備安全運行。具體要求是:外胎類寬在10cm,厚在3cm以下的,切割長度不久于25cm;厚在3cm以上的,切割長度不大于15cm。水胎、膠管、膠帶等長條膠料厚度在2cm以下的,切割長度不大于30cm。膠鞋類和零星雜品膠可不切割。其它特殊膠料視具體情況確定切割的尺寸大小。切割時用剪切機,操作要注意安全,防止發生事故。
3.水洗
由于輪胎和膠鞋等廢舊橡膠在使用過程中長期接觸地面,夾帶許多泥沙和雜質,如不清除,在粉碎過程中將造成塵土飛揚,污染環境,影響操作人員身體健康。而且,這些泥沙、雜質若帶入膠粉中,將使再生膠產品質量下降。因此在粉碎前應盡量除去這些泥沙雜質,做到文明生產和提高產品質量。水洗時將切割好的廢舊橡膠定量定時的投入到錐形圓筒轉鼓洗滌機中,投料要均勻,水量要充足,洗后的膠料要達到基本上無泥沙雜質,并保持清潔,晾干后,堆放在車間內備用。
4.粗碎
粗碎是在粉碎機(也稱破膠機)中進行的。粉碎機有三種規格,一是兩個輥筒都有溝槽,稱雙溝輥粉碎機;二是兩個輥筒沒有溝槽(即光棍),稱雙光輥粉碎機;三是一個輥筒有溝槽,另一個輥筒無溝槽,稱溝光輥粉碎機。其中雙光輥粉碎機用作細碎,其它兩種則用于粗碎。粗碎的目的是將大塊的廢舊橡膠破成較小的膠塊,為下一步細碎打基礎。操作時,將洗凈的廢舊橡膠經輸送帶投入到粗碎機中,供料要適量,補料要定時。輥筒外有一滾網篩,使合格的膠塊漏下,不合格的膠塊由滾網篩帶回輥筒上重新進行破料。一般破膠的輥距控制在2 m m左右,粗碎后的膠粒直徑約在6 ~ 8 m m。從滾網篩落下的合格膠粒經輸送器送往下道工序進行細碎。
5.細碎
粗碎合格的膠粒,由輸送器經過風選機和磁選裝置除去大部分纖維的金屬雜質,再送到光輥粉碎機中時行細碎。光輥粉碎機的輥距控制在1 m m左右,粉碎后的膠粒粒徑應小于1m m 。細碎后的膠粉應再經風選和磁選除去纖維雜質。一般1臺粗碎機可同時向2 ~ 3臺細碎機供料,操作人員應巡視檢查,控制膠粉流量,以取得最佳的粉碎效果。
6.風選
細碎合格的膠粉,由輸送器送入旋風分離器進行分離,把纖維雜質從膠粉 中 進 一 步 分出,然后由風機把膠粉送到小粉倉準備進行過篩。
7.過篩
篩的形式分多層篩和單層篩,兩種篩一般由電機帶動曲柄軸做往復運動,習慣稱振動篩(單層篩包括圓形轉動篩)。篩網要求:外胎類為26~32目,膠鞋類和雜膠類為24~28目。過篩時仍有部分纖維與膠粉分離,合格的膠粉從篩網漏下,不合格的膠粉單獨收集再返回細碎機進行粉碎。合格膠粉細度要求:外胎類粒徑為0.8~1 m m 。膠鞋類和雜膠類粒徑為0.9~1.1 m m。篩選合格的膠粉由風機送入貯粉倉備用,清除出來的纖維和金屬雜質分別集中貯存進行處理。如采用溝光輥粉碎機進行粉碎,可使粗、細粉碎合為一步生產(單機生產),不用 雙 溝輥粉碎機,簡化了生產程序,但粉碎質量不如前者,一般中小企業采用較多。
(二)脫硫工段
脫硫是再生膠生產中的一個主要環節,它關系到再生膠產品質量的好壞。脫硫前應選擇好脫硫工藝條件和配方,一般應先進行小型模似試驗,待取得可靠數據后方可投入生產。如前所述,水油法與油法的區別主要是脫硫工段不同,當然所采用的設備及工藝條件和配方也不相同,而粉碎和精煉工段則是基本相似的。現將有關過程簡介如下。
1. 水油法脫硫
(1)脫硫工序 水油法脫硫是在立式帶攪拌的脫硫罐中進行的。首先將80℃的溫水注入罐中,開動攪拌器(14 ~ 18r/min)。按照脫硫配方的實際用料,分別將軟化劑、活化劑等投入,再將稱量后的膠粉加入罐中(膠粉與水的比例為1:2)。罐由通入夾套的蒸汽進行加熱,溫度控制在180~190℃(或換算成蒸汽壓)。升溫時,可將蒸汽同時通入罐內和夾套 中,待溫度(或蒸汽壓)達到要求時,關閉通人罐內的直接蒸汽,由夾套蒸汽保溫。保溫時間的長短應由膠粉種類和配方的不同具體確定,一般為2~4小時。保溫結束時,應先打開減壓閥,將罐內汽壓降至0.2~0.3MPa(2~3kgf/cm2),再開動排料閥將膠科排至清洗罐內。這個過程,操作人員應注意隨時觀察罐內溫度(或蒸汽壓)變化,做好記錄,嚴禁高壓排料,以防發生事故。
(2)清洗工序 脫硫后的膠料排入清洗罐中進行水洗。清洗罐為一立式無夾套的常壓設備,規格大小與脫硫罐相同。膠料進罐后,放入溫水(60~80℃)進行清洗,洗去多余的軟化劑和少量纖維,然后打開罐底部的閥門,通入壓縮空氣,氣壓不超過0.3MPa(3kgf/cm2),使水鼓泡,并攪拌5~10分鐘。清洗后一些纖維等懸浮物漂浮在罐體上部,由溢水口排出罐外。廢水經罐底的濾網口排入污水池,將這些廢水處理達到排污標準后,再排入地下污水管道。清洗后的膠料經濾水從罐底排料口排出罐外。
(3)擠水工序 由清洗罐排出的膠料進入擠水機上部的攪拌罐,將膠團攪拌打碎,再經可調節的出料口進入立式螺桿推進器,由擠水機進行擠水(擠水機與榨油機相似)。膠料中的水分從擠水機排條縫隙中排出,膠料由出口被擠出。操作中注意膠料應適量投入,不能忽多忽少,以保證擠水效果。擠水后的膠料一般含水量應控制在15%左右。
(4)干燥工序 干燥機有立式和臥式兩種,一般采用臥式較多。其結構為帶夾套的圓形管道,內有螺桿推進器。長短及擺布形式可根據廠房的具體情況而定。由夾套中的蒸汽加熱來調節干燥溫度,蒸汽壓力控制在0.4MPa(4kgf/cm2)以上。干燥過程中蒸發出的水蒸汽由排氣口排出,以保證干燥效率。干燥后的膠料含水量一般在7%左右(見表21-7),合格膠料堆放在車間內,保持清潔備用。
再 生 膠 品種 |
干燥前含水量,%
< |
干燥后含水量,%
< |
胎類再生膠
膠鞋類再生膠
雜膠類再生膠 |
12
15
15 |
7
6
7 |
2.油法脫硫
(1)拌油工序 按照脫硫配方將膠粉與再生劑放入拌合器中,開動機器使其拌合均勻?;蛘卟捎眠B續拌料,將再生劑預先按配比混合均勻,放在連續拌料機的上方,膠粉與再生劑按一定流量流入連續拌料機中拌合均勻。連續拌料機內有螺桿推進器,用蒸汽加熱,溫度控制在60~80℃。拌好的膠料堆積備用。
(2)脫硫工序 將拌好再生劑的膠料裝入鐵盤中,鐵盤的大小應視臥式脫硫罐的大小而定,然后將鐵盤放到裝有滑輪的鐵架上,推入臥式脫硫罐中進行加熱。罐底部裝有滑輪導孰便于進出料。加熱用直接蒸汽,并定時排放冷凝水,以保持罐內溫度(或蒸汽壓)正常。油法脫硫溫度一般控制在158~170℃或0.5~0.7MPa(5~7kgf/cm2蒸汽壓),脫硫加熱時間應視脫硫溫度和配方而定,一般為10小時左右。脫硫后的膠料不需要水洗、擠水、干燥等工序,可直接放在清潔地方將膠團打碎冷卻后備用。
(三)精煉工段
水油法與油法一樣包括捏煉、濾膠、回煉、精煉、出片五個工序。
1.捏煉工序
經過脫硫后的膠料具有較低的可塑性,為提高其塑性必須進行捏煉。捏煉有以下兩種方法。
(1)薄通連續捏煉 將開煉機2~3臺排成機組,輥筒輥距定為1mm,輥溫控制在70℃以下。捏煉時膠料通過第一臺機器后,由刮刀從后輥刮下落在輸送帶上,送到第二臺機器進行薄通,依次進行,可達到捏煉目的。此法連續生產,勞動強度低,生產效率高。
(2)單機自動翻料捏煉 在一臺開煉機上裝有自動翻料裝置,輥距為1~2mm,輥溫控制在70℃以下。膠料通過輥筒后落在翻料輸送帶上,由翻料裝置將膠料重新返回煉膠機上進行多次反復捏煉。操作時間一般在10分鐘左右。
上述兩種方法,捏煉后膠料可塑性達到0.25~0.35。
2.濾膠工序
濾膠的目的是為清除膠料中的雜質,尤其是金屬雜質,以提高膠抖的純度,保證質量。濾膠機與擠出機相似,內有螺桿,外有夾套,夾套中通入蒸汽,機頭溫度控制在80~100℃,機身溫度為50~60℃。操作時將已捏煉的膠料,卷成小卷放入濾膠機的進料口(膠料溫度要保持在50℃以上),在濾膠機中膠料由螺桿推向機頭部位,機頭裝有雙層濾網,外層為8目。內層為24~30目,膠料通過機頭時,雜質被濾網擋住,膠料成圓條狀被擠出,然后用小車送到下道工序進行回煉。濾膠前應將機器充分預熱,溫度達到要求后關閉加熱蒸汽,溫度高時要通水進行冷卻,保持機頭溫度在100℃左右,機身溫度保持在60℃左右。濾膠溫度高或濾膠時間長都容易使膠料焦燒,影響產品質量。對濾網要定時進行清理或更換,以保匠濾膠質量。
3.回煉工序
將濾膠后的膠條送到開煉機上進行壓煉。輥距在1~1.5mm,輥溫控制在70℃以下。通過計時間(或次數),使膠料可塑性達到0.3~0.4,下片后經輸送帶送到精煉機上進行精煉。
4.精煉工序
精煉目的有二:一是精煉機速比大,利用剪切力使膠料的分子進一步斷鏈;二是精煉機輥筒呈腰鼓形,在小輥距下能碾碎膠料中尚未脫硫好的硬顆粒,或將這種硬顆
粒排到輥筒兩端清除。精煉機是再生膠專用設備,外形與開煉機一樣,只是輥筒直徑中間稍大,速比較高。一般輥距控制在0.2~0.4mm,輥溫在90℃以下,輥溫過高或膠片過薄都易使膠料性能下降,尤其輥溫對再生膠產品質量影響較大。為了得到質量均勻一致的膠片,應嚴格控制溫 度,不得超過90℃并保持穩定。精煉時,膠料通過精煉機的次數一般為兩次,可采取兩臺精煉機為一機組,各通過一次,或一臺精煉機通過兩次,應視設備條件具體確定。精煉后的膠 料,外觀質量要達到平整細膩,無明顯顆粒和雜質??伤苄砸_到0.35以上(膠鞋類達到 0.40以上)。 5.出片工序
從精煉機上下來的薄膠片,應繞卷在一個標有廠名、品種、日期等標志的轉軸上,通過 計次數或控制重量,由自動切割刀將膠片割開取下,即為再生膠成品,然后將大小一致,重量相近的成品,涂上隔離劑碼放整齊存放,待化驗合格后入庫保存。