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1、 废旧轮胎生产胶粉、胶粉改性沥青以及再生胶的生产加工工艺及设备二0一二年四月目录第一章 废旧轮胎生产胶粉的应用41.1胶粉产品按领域分类的应用41.2胶粉产品按粒径分类的应用8第二章 废旧轮胎生产胶粉的生产加工工艺及设备102.1精细胶粉检测项目及技术指标102.2目前常用生产精细胶粉方法11第三章 废旧轮胎生产胶粉改性沥青加工工艺及设备183.1胶粉沥青的定义183.2胶粉沥青的反应机理183.3胶粉沥青的技术要点183.4胶粉沥青原材料的要求193.5胶粉沥青技术指标203.6胶粉沥青的性能优势213.7胶粉沥青的制法213.8胶粉沥青加工设备223.9胶粉沥青使用注意事项23第四章 废旧
2、轮胎生产再生胶的加工工艺及设备254.1再生胶的应用254.2硫化橡胶的再生机理264.3再生胶的技术指标274.4胶粉生产再生胶加工工艺284.5细碎胶粉生产再生胶设备清单324.6动态脱硫法334.7应用再生胶需要注意事项36第五章 塑化胶粉385.1塑化胶粉简介385.2塑化胶粉的制备方法385.3塑化胶粉的优缺点39第六章 结论40本报告的主要内容包括废旧轮胎生产胶粉的应用，胶粉、胶粉改性沥青、再生胶及塑化胶粉的生产工艺及设备。第一章 废旧轮胎生产胶粉的应用1.1 胶粉产品按领域分类的应用不同细度胶粉的应用范围概括起来可以分为两大领域：一是循环到橡胶工业作为原料用于制造各种橡胶制品，这
3、其中可以直接用胶粉采取不同的工艺方法和配方制造橡胶制品，也可以与其他橡胶并用制造各种橡胶制品。经过细碎的胶粉也可应用到生产再生胶中，这也是废轮胎的一个重要应用方向。二是在非橡胶工业的其他更加广阔领域的应用，如公路工程、铁道系统、建筑工程、公用工程、农业以及其他聚合物材料共混改性等。这其中根据胶粉的不同级别和性质决定其不同领域的应用。 1、橡胶工业领域胶粉可以添加到橡胶原料中用于制造各种橡胶制品，节约橡胶原料，减少进口，从而达到降低橡胶制品成本和改善性能的双重效果。一般来说，当未经处理的粗胶粉加入到橡胶制品中，会提高橡胶体系的粘度，降低拉伸强度，这些因素致使橡胶制品只能用于非技术场合，如地板材料
4、、胶垫和鞋类。因此，对性能要求较高的橡胶制品，胶粉必须要有较小的粒度并经过活化处理。比如汽车用的斜交轮胎，经过对常温法和冷冻法生产的橡胶胶粉在这种轮胎中的应用研究结果表明，轮胎的性能发生如下变化：拉伸强度、耐磨性有小幅度下降，轮胎动态疲劳性能提高，生热性降低，对混炼工艺要求不变，提高基础效率，减少焦烧，半成品尺寸稳定，对硫化性能无大影响，用于胎面、胎侧胶胶料，可节约一定的经济成本。对于子午线轮胎，米其林公司已将10%的胶粉用于轮胎生产中，2000年已经装在Ford公司的汽车上，通过测试，表明这种轮胎能够满足当前的行驶安全性能要求。2、非橡胶工业领域（1）公路工程胶粉改性沥青可用于沥青混凝土，应
5、力吸收中间层、防水层和其他的路面结构功能层。交通部公路科学研究所早在2004年7月于北京召开了“废旧橡胶粉用于筑路的技术研究”课题鉴定。该课题采用干拌法施工。研究表明，胶粉改性沥青有显著的环保效益和经济效益，应用前景良好。我国的公路建设，按交通运输十二五规划，高速公路网将达10.8万公里。按此规划进行，未来十年，我国将会建成交通十分便捷的公路网。相关资料报道，每英里（1.6公里）4米宽的路面沥青层的标准厚度为50mm，需要消耗的废旧轮胎为2500条，可以预见，胶粉改性沥青将会有非常大的发展空间。此外，在公路建设中胶粉还可以做斜坡固定和公路填充，斜坡地基通常有60:40的胶块和土混合组成，上面覆
6、盖1.5 m的土。胶粉与PE并用还可以制作隔音板用于高速公路。（2）建筑工业建筑工业中胶粉主要用于防水卷材、隔音材料制品和改性水泥等方面。在目前的SBS防水卷材中都添加一定比例的橡胶粉；在建筑物墙体隔音材料中，可采用EPDM胶粉制备隔音制品；胶粉混合到水泥中用以生产建筑材料，称为“橡胶水泥”，并已证明，含有10%胶粉的水泥混合物具有足够的强度和刚性以代替传统水泥，可用于制造桥梁覆盖层、人行道等。（3）铁道工程目前铁道用的是混凝土枕木，缺乏弹性，减震性能差，噪音大、列车震动严重，为解决这一问题，必须采用有弹性、减震性能好的枕木。而美国、加拿大、日本等国已经采用废旧橡胶粉制作铁轨枕木，其弹性好，减
7、震效果优良，噪音也很低。废橡胶塑料制复合型铁路枕木技术是利用废橡胶和废塑料机械共混，制得性能优良的热塑性弹性体，从而以该弹性体作为枕木的外壳，强化水泥做的芯，经过特殊加工工艺，制得兼有木制铁道枕木和混凝土铁道枕木的优点。（4）公用工程在该领域中，胶粉主要用于运动场覆盖层、跑道、互锁橡胶地砖、地毯衬里、防滑胶垫以及铺装材料。这些胶粉制品广泛用于体育场、飞机场、托儿所、幼儿园、居住小区活动空间、超级市场、工厂及办公楼的人行道及救生艇甲板的覆盖层等方面。其制造方法通常有两种，一是与其它高分子材料并用；另一种是采用胶黏剂法。所用胶黏剂的品种依据粘合强度、污染程度和成本等因素进行选择。（5）农业主要用于
8、制造滴灌管生产的原材料，这种胶管通常用70%的胶粉和30%的PE组成，采用挤出工艺制成具有多孔渗水的滴灌胶管（也称泛水胶管）。再一种重要产品就是用于饲养场的畜栏垫，该产品可减少动物在水泥地上的擦伤危险，还可以减少50%的草垫。（6）塑料改性胶粉和热塑性树脂共混改性，实质上是橡胶与塑料并用，随着橡胶/胶粉的种类和配比不同，可以制造多种共混体系，即具有不同特性的新型材料。一般来说，胶粉可填充所有的热塑性树脂，但研究较多的是PE、PP、PS、PVC、CPE和ABS树脂等。掺用胶粉的热塑性树脂，可采用模压、层压、压延和挤出等工艺加工成各种制品。（7）热塑性弹性体改性热塑性弹性体是指在常温下具有橡胶弹性
9、，高温下又能塑化成型的材料。这类聚合物材料兼有塑料和橡胶的特点，导致该特性的原因是，这类聚合物具有特定的微观结构，即大分子链中显示橡胶弹性的链段称为“橡胶段（软段）”，而约束成分则称为“塑料段（硬段）”。而约束成分聚集起来形成交联的范围，称之为“物理交联区域”。这些无数的物理交联区域分散在周围大量的橡胶弹性链段之中，导致其具有上述特性。硫化橡胶粉可以与上述各种热塑性弹性体共混改性，制备具有特定性能的材料，并进一步加工成聚合物产品。1.2 胶粉产品按粒径分类的应用胶粉的细度（或称为“粒径”或“粒度”）决定着胶粉的性能和用途。粒度愈小，胶粉的性能愈会得到改善和提高，但是成本也会随之增长，反之粒度愈
10、大，性能也跟着下滑，掺用和代用效果也愈差。目前，以粒子细度30目-40目左右的粗胶粉最为经济，使用面也最广，既可以作为再生胶的原料，又可以直接利用，同时还可以活化、改性，制成活化胶粉或者改性胶粉。以下为不同粒径的胶粉在不同领域的具体应用。1、5-10目跑道、学校运动场、花园小道、保龄球场、人行道、橡胶地板砖、防静电地板砖、人造草坪、游乐场、人造草足球场、幼儿园运动场地、娱乐场、网球及篮球场。2、10-20目橡胶地砖、塑胶跑道、草坪石英砂、网球场、排球场、高尔夫球场、飞机场、篮球场与休闲娱乐场，EPDM安全地垫、健身房地垫、各类球场地垫。3、30目绝缘胶材、防水用料、防震、垫圈、屋顶和墙的防水卷
11、材、改性沥青添加剂、再生胶、家畜草垫、挡泥板、多功能垫、马棚垫。4、40目再生胶、防水卷材、改性沥青添加剂、地毯衬垫、枕木、橡胶板、家畜草垫，橡胶止水带、闸门止水带、支座、密封条、缓冲器、刹车闸衬套、排水管、手套、橡皮筋、松紧带、屋顶招牌、卫生泵、墙角胶、车轮定位器、抽沙泵胶垫、挡泥板、多功能垫、马棚垫、阻燃材料、隔音材料、橡塑胶底、窗用密封胶条等橡胶制品及农业用橡胶制品。5、60目枕木、橡胶板、防水卷材、再生胶、轮胎内垫、汽车车身底封、防水圈、橡胶杂件及替代原生胶制作橡胶制品。6、80目改性沥青添加剂、再生胶、防水卷材、大小轮胎添加剂、枕木、减速路拱，密封条、缓冲器、发泡胶、珍珠棉垫、橡胶活
12、塞、刹车闸衬套等橡胶制品。7、100目汽车斜交胎辅助料、制鞋专用填料、运动器材轮胎。8、120目保温材料塑管添加剂、汽车斜交胎辅助料、汽车翻新外垫、制鞋专用填料、化工密封胶、各种橡胶渗合剂。9、200目建材涂料、汽车轮胎、替代生胶制作各种橡胶制品。第二章 废旧轮胎生产胶粉的生产加工工艺及设备2.1 精细胶粉检测项目及技术指标精细胶粉检测项目及技术指标如表1所示：表1精细胶粉检测项目及技术指标检测项目技术指标试验方法细度目数120GB/T 5330平均粒径(m)600GB/T 5330外观硫化橡胶粉应质地均匀，不得含有目测可见的木屑、金属、砂砾、玻璃等非橡胶组分。拉伸强度(MPa)15GB/T
13、528-1998扯断伸长率(%)500GB/T 528-1998丙酮抽出物(%)10GB/T 3516-2006灰分(%)8GB/T 4498-1997铁含量(%)0.03GB/T 11201-2002纤维含量(%)0.5GB/T 19208-2008加热减量(%)1.0GB/T 19208-2008橡胶烃的含量（%）42GB/T 14837-1993炭黑的含量（%）26GB/T 14837-1993体积密度（g/dm3）550GB/T 14853.1-20022.2 目前常用生产精细胶粉方法精细胶粉的生产方法大致可以分为常温机械粉碎法、常温湿法粉碎法和低温粉碎法这三种。2.2.1 常温机械粉
14、碎法常温粉碎法一般是指在常温或略高于常温的温度下通过机械作用粉碎橡胶制成胶粉的一种粉碎法。其粉碎原理是通过机械剪切力的作用对橡胶进行挤压、碾磨、剪切和撕拉从而将其切断和压碎的。其主要工艺为：先利用剪切力在常温状态下将废旧橡胶破碎成50 mm50 mm左右的胶块，然后用粗碎机将它们粉碎成20 mm20 mm左右的胶粒，同时用磁选机和分选机分离出胶粒中的钢丝和纤维，最后用细碎机将这些胶粒进一步磨碎制成150m（100目）-425m（40目）的胶粉，但用该法真正得到的180 m（80目）以下的细粉很少，且橡胶在常温研磨中容易炭化，质量不高。近几年我国也积极开展了常温粉碎法的研究，研制出一种磨盘式粉碎
15、机。该设备的优点是结构简单紧凑，粉碎细度也很好。一、常温法生产精细胶粉的工艺流程常温法生产精细胶粉工艺流程如图1所示：胶块破碎机轮胎拉丝机轮胎切口机废旧轮胎纤维一级磁选机细碎机纤维分离器中碎机钢丝分选机储料箱二级磁选机橡胶磨粉机钢丝胶粉包装机检验入库直线振动筛图1 常温法生产精细胶粉工艺流程二、常温法制备精细胶粉主要生产设备1、设备选择要求（1）设备性能参数要求：能够生产40目-120目之间橡胶粒度，符合硫化胶粉GB/T19208-2008橡胶胶粉质量标准。（2）主要设备选型：主要设备选型原则为尽量选择技术先进、成熟的设备，以符合环保、节能要求的低噪音、低耗能设备。2、胶粉生产线具体设备配置根据工艺路线确定具体生产设备配置如下：（1）轮胎（钢丝）截断机：将轮胎口的钢丝截断。（2）轮胎拉丝
