新型优质绿色环保型塑胶跑道

       与国内外同类产品和技术相比 , 本研究具有以下特点 :

       1、 采用药用氯化丁基瓶塞边角余料和使用后回收废弃物制作的氯化丁基再生胶及 PV 塑胶跑道铺设颗粒无任何污染物 , 对人身 、环境不造成任何伤害与影响 , 相比 PU 颗粒及一般轮胎杂胶颗粒毒性最小 。同时材料比较便宜 , 铺设成本较低 , 一般单位都用得起 , 还有一个优势是氯化丁基橡胶具有优异的耐臭氧性 、耐候性、耐热性、耐老化、电绝缘性 、耐水性 。塑胶跑道运动场地 、塑胶跑道专用氯化丁基橡胶彩色颗粒 (规格为 4～6mm 、2～4mm 、2～3mm 、1～2mm 、0.5～1mm )有不同颜色 。

       2、 采用 CTC2IPN 型原位改性废橡胶粉复合 材料制作塑胶块十分适宜 , 比目前国内许多厂采用普通废橡胶粉为主材生产 PV 塑胶跑道面部底 层铺设材料其技术含量 、原材料的性能指标 、产品综合质量水平要高得多 。

       3、无论从适应氯化丁基再生胶颗粒与原位改 性废橡胶复合材料塑胶块的特性 , 还是产品本身质量水平 , 自行开发研制的PU胶粘剂均比社会 上购买的通用PU胶粘剂要好得多。

2、 氯化丁基再生胶的研发

       过去 , 我国用于药品包装的橡胶瓶塞90%以上采用天然橡胶作主体材料 , 由于天然橡胶本身特性所限 , 难以满足包装需要 。国外早在 20世纪六七十年代就已开始淘汰使用天然橡胶瓶塞 , 而用丁基橡胶瓶塞取代 。与天然橡胶瓶塞相比 , 丁基橡胶瓶塞具有吸湿率低 , 化学性能好 , 气密性好 , 无生理毒副作用等显著特点 , 特别适宜用作药品密封。

       目前,全国制药企业每年丁基橡胶瓶塞需求 量为 100 亿只以上。根据国家药品包装发展规划 , 到 2010 年药用丁基橡胶瓶塞年需求量约 245 亿只 。并且丁基橡胶瓶塞还适用于生物制剂 、营 养类食品的包装等 , 市场容量更大。

       随着药用氯化 (溴化 )丁基瓶塞生产 、销售量 的急剧加大 , 每年由生产过程中产生的边角余料 将达万吨以上 , 而使用后废弃的瓶塞经清洗处理、 回收的就有几十万吨之多 , 如此数量庞大的废料 , 不加以处理 , 必将造成对环境的极大污染 , 同时也 是宝贵资源的极大浪费 。

通过反复试验和研究 , 发明了一种新型氯化 丁基橡胶再生工艺 。采用该工艺将氯化丁基橡胶 制品生产过程中的边角废料以及产品经使用后的废弃物加工成一种新型胶种 , 即氯化丁基再生橡 胶 , 该项技术获国家发明专利 (国家发明专利号 ZL 02114140. 1) 。

      该发明介绍的一种氯化丁基橡胶废胶再生 法 , 属橡胶再生处理工艺类 。它运用传统橡胶生产设备通过分类粗选粉碎 、薄通初级再生软化 、捏 炼脱硫再生软化 、热炼滤胶和精炼五道工序完成 氯化丁基橡胶废胶的再生 。其特征在于所进行的两级再生软化过程中分别用 1% ～2%的五氯化 硫酚或二甲苯基硫酚 、0. 7% ～1%的二乙基二硫 代氨基甲酸 、3%的石油树脂及0. 3% ～0. 5%过氧化二异丙苯 、1% ～2%的过氧化锌 、过氧化镉 , 5%～8%的链烃油 , 2%的石油树脂作为再生剂和 软化剂 , 完成氯化丁基橡胶的两次再生软化与脱硫再生软化 。该再生方法工艺路线简单 , 设备投资少 , 产品质量比较理想。

       采用机械化学法 , 又称捏炼脱硫工艺 , 不需高 温 、高压 、蒸汽或电脱硫 , 无废水 、废汽 、废渣产生 , 解决了环境污染问题 , 减少了投资 , 加工方法简便 化 , 规模可大可小 , 工艺流程较简单 , 同时采用的 设备均系一般橡胶加工厂通用的设备 , 无后顾之 忧 ; 丁基再生胶专用密炼机 , 主要用于丁基再生胶 脱硫用 , 现在国内已有工厂专门生产。

      目前全世界对环境污染及其治理越来越重 视 , 再生胶生产中的二次污染问题越来引起关注 , 如水油法生产中产生大量废气 、废水 , 造成严重环 境污染 , 治理又需要大量投资和设备 , 影响经济效 益 。本项目所采用的氯化丁基再生新技术 , 属于 以机械处理为主的干态脱硫新技术 , 仅通过热氧 化及再生剂的作用 , 使硫化胶中的 C-S-C 交联键断裂 , 发生降解 , 使硫化胶从弹性状态变成塑性状态 , 达到再生的目的 。这种创新性技术的特点是工艺简单 , 无污染 , 脱硫中不产生废水废气 , 且产品质量较好 。

主要优点有 :

1. 设备投资少 : 只需增加一台日产7～8 t丁基再生胶的脱硫专用捏炼机 , 其它的设备为通用的废胶洗涤机 、破碎机 、精炼机 、滤胶机 。减少了通用的脱硫罐等整个脱硫装置 , 从而大大减少了 设备 、厂房的投资 。

2. 温度控制准确 :为获得最佳的门尼粘度 , 只 需调整捏炼机的温度即可 。门尼粘度 M L ( 1 + 4 )100℃, 可在 40～60℃之间任意调整 。

3. 产品质量优良 : 拉伸强度等物性指标损失 小 , 加工前对所使用的废胶进行随机抽样测出平均值 , 加工后的再生胶拉伸强度值比加工前的平 均值只下降了 0.3～0.5MPa, 这是其它脱硫方式所无法比拟的。

4. 环保方面 :控制污染的方法 , 捏炼的雾化烟气 , 在捏炼机上安装集气罩 , 用风扇送入水泵 , 冷凝水可以循环使用 , 水中所含的漂浮物可以捞出 制作软化剂或作燃料 , 基本上做到了无二次污染。丁基橡胶中含有少量的异戊二烯 , 故其不饱 和度较低 , 其硫化胶耐老化性能非常优良 , 这说明其很耐氧化 , 经试验证明废硫化丁基橡胶再生时 , 氧化作用很弱 , 所以再生脱硫比天然橡胶困难。

      目前国内丁基再生胶的生产工艺有六七种之多 , 主要有蒸煮法 、炒制法 、挤出法 、微波法 、辐射 法 、高温连续催化法 、化学机械法等 , 但无论何种 方法 , 目的是采用最经济 、最科学的方法 , 把废丁基橡胶由网状结构变成线型结构 。从原理上来 讲 , 人们将其称之为力化学方法 , 最主要特点是橡胶冷塑炼时 , 其中央区域的聚合物链被破坏 , 产生自由基 , 在有外来的氧或其他自由基接受体存在的情况下自由基被终止 。该方法依靠的是中央区域对分子链足够的拉伸剪力 , 它与橡胶的化学性质无关。

       为此提出力化学的机理 : 交联断开后形成两 个自由基时 , 两个交联键之间链段的平均长度增 加了一倍 。如果这个降解反应结果超出了 Flo ry 凝聚点 , 就能产生可溶解性的高分子量橡胶分子 链 。在空气中自由基被终止 , 在氨气或其他惰性 气体中 , 部分或全部自由基将重新结合或缠结成 聚合物 。这样就形成了一种相对分子质量更高的 材料。

       为此 , 人们设计了一种高剪切混炼设备 , 设计 的思想是运动件的间隙需达到低于1mm 级 , 以拉 伸剪切方式控制能量 。所产生的自由基需终止而 不是留在交联网络内 , 还需要加热塑性材料 (最好是制造该硫化胶的生胶或胶料 )来控制剪切行为 。另外该设备的冷却效果必须比普通密炼机好 , 即金属表面与投胶量的比值要很大。该设备转子的转速分别不超过50r·m in – 1和 15r·m in – 1 , 能耗比密炼机少 ,混炼温度接近环境温度 ,所需时间一般不超过 10min。不管是轮胎用橡胶 ,还是常用的特种橡胶都能被溶解。

       传统的脱硫方法在国内比较盛行 , 大多数厂家选用的是动态罐脱硫 , 或者火烧炒罐脱硫 。上 述这两种方法的缺点是 : 动态脱硫只是提供了高温高压的脱硫条件 , 脱硫时间长 , 还需要加入价格 昂贵的软化剂 , 关键的是不能对脱硫原料进行摩擦挤压 , 所以会造成原料表面焦化、碳化 , 而原料内部不能脱透 。火烧炒罐由于不能准确控制温 度 , 碳化和焦化现象比动态脱硫还严重 , 所以产品 的物性指标也不理想 。以上两种脱硫方法的最大 问题是产生大量的废汽二次污染 。而机械化学法又称专用密炼机捏炼法脱硫工艺 , 完全解决了动态脱硫和火烧炒罐脱硫的缺点和不足 。