一种利用湿法粉碎制备多孔隙结构轮胎胶粉的方法
技术领域
本发明涉及轮胎胶粉制备技术领域，特别涉及一种利用湿法粉碎制备多孔隙结构轮胎胶粉的方法。
背景技术
随着人们物质生活水平的提高，越来越多的家庭或者个人购买汽车，汽车的使用量逐年增加，同时汽车的报废量也在逐年上涨，相应的废弃轮胎也大量产生，轮胎主要由橡胶制成，如果直接对轮胎进行废弃，一方面橡胶材质难以降解，会对环境造成极大的危害，另一方面，天然橡胶的生产却日益受到林木资源的制约，无法满足现有产业的发展需求。因此做好废旧轮胎的回收利用工作意义重大。
目前，国内外对废旧橡胶轮胎无污染粉碎有两种技术方法，即：①常温机械粉碎法，②低温(-120℃左右)机械粉碎法，两种粉碎方法都有其不足之处，其中常温机械粉碎法，在碾磨胶粒的过程中会产生高热，随着要求碾磨的胶粉越细，磨头与弹性很强的胶粒摩擦产生的温度就越高，常会发生胶粉“焦化”的现象，致使产品变成废品；另外，低温机械粉碎法，粉碎机要在-120℃左右的低温下，使橡胶达到玻璃化温度变脆，然后用机械力将其粉碎。这种粉碎方法，脆化温度低，能源消耗大，影响粉碎机锤头的使用寿命，且对于精细胶粉的生产量较低，经济效益差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用湿法粉碎制备多孔隙结构轮胎胶粉的方法，降低了废旧轮胎的粉碎难度，获得多孔结构的轮胎胶粉，改善其使用性能。
本发明采用以下技术方案得以实现：
一种利用湿法粉碎制备多孔隙结构轮胎胶粉的方法，在常温条件下，利用有机溶剂对粗粉碎后的废旧轮胎块进行溶胀处理，同时在超声作用下进行活性处理，之后将预冷后的废旧轮胎块进行低温粉碎处理，即得多孔隙轮胎胶粉。
具体包括以下步骤：
(1)将废旧轮胎清洗、干燥后，初步粉碎为30-50目大小的颗粒，之后将废旧轮胎块置于有机溶剂中，于常温常压条件下溶胀10～18h；
(2)于40～60℃条件下进行超声活化处理4～12h，停止超声处理后，继续静置溶胀12～36h；
(3)采用液氮冷却方式，将溶胀后的废旧轮胎块在短时间内快速冷却；
(4)再将预冷却后的废旧轮胎块置于粉碎设备中，进行低温细粉碎处理，在粉碎的同时，向粉碎设备中输入压缩冷空气，使粉碎设备内部温度保持在-10℃～-5℃；
(5)将粉碎处理后的废旧轮胎胶粉过筛、干燥，得到粒径在150-200目多孔结构的轮胎胶粉。
进一步地，步骤(1)中废旧轮胎块与有机溶剂的质量比为1：(10-20)。
进一步地，所述有机溶剂为正庚烷、正辛烷、环己烷、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯或邻苯二甲酸二丁酯中的一种或多种。
更进一步地，所述有机溶剂为甲苯，其使用量为废旧轮胎块质量的1-1.2倍。
进一步地，所述废旧轮胎块经过溶胀-活化-溶胀处理后，溶胀后的轮胎块膨胀至4-8倍。
进一步地，所述步骤(3)液氮冷却处理中，将溶胀后的轮胎块在液氮环境下冷冻3-10s得到预冷轮胎块。
更进一步地，在进行步骤(4)低温细粉碎前，使用滚轴碾压上述预冷轮胎颗粒，使其粉碎得到颗粒均匀的冷脆轮胎颗粒，再进行低温细粉碎处理。
进一步地，在步骤(4)中压缩冷空气的制备：空气通过空气压缩机压缩后进入储气罐并经空气过滤器过滤，再经空气干燥器干燥，再经透平制冷机制冷，得-5～-15℃的低温空气。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、废旧轮胎橡胶在有机溶剂内浸泡溶胀，溶剂小分子向橡胶大分子的间隙扩散，并逐渐将橡胶大分子的三维交联网撑开，使废旧轮胎橡胶颗粒发生膨胀，降低了轮胎橡胶的玻璃化转变温度，降低低温粉碎处理的成本与难度，提高粉碎效率。
2、溶胀处理后对废旧轮胎进行低温粉碎的温度要求降低，采用液氮进行快速冷却，短时间内即可将废旧轮胎颗粒转化为脆化状态，再经过粉碎机处理提高精细胶粉的生产效率，精细胶粉生产量大大提高，在粉碎机处理时使用低温空气作为冷源，保持轮胎颗粒在脆化状态即可，无需使用大量液氮进行超低温冷却，降低粉碎难度与生产成本。
3、经过溶胀处理后，小分子溶剂均匀分散在轮胎橡胶块内部，在经过粉碎、干燥处理，溶剂挥发后在胶粉表面与内部形成丰富的孔隙结构，比表面积较大，提高胶粉的性能，有利于与其他橡胶材料的结合。
4、在超声作用下，促进溶剂的均匀扩散，缩短了溶胀时间，且利用超声使胶粉得到活化处理，改善轮胎胶粉活性差的问题。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
下面详细描述本专利的实施例，下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
实施例1
一种利用湿法粉碎制备多孔隙结构轮胎胶粉的方法，具体包括以下步骤：
(1)将废旧轮胎清洗、干燥后，初步粉碎为30-50目大小的颗粒，之后将废旧轮胎块置于有机溶剂中，于常温常压条件下溶胀12h；
其中，有机溶剂为甲苯，其使用量为废旧轮胎块质量的1.2倍；
(2)于40～60℃条件下进行超声活化处8h，停止超声处理后，继续静置溶胀24h；
其中，废旧轮胎块经过溶胀-活化-溶胀处理后，溶胀后的轮胎块膨胀至4-8倍；
(3)采用液氮冷却方式，将溶胀后的废旧轮胎块在短时间内快速冷却，将溶胀后的轮胎块在液氮环境下冷冻3-10s，得到预冷轮胎块；
(4)使用滚轴碾压上述预冷轮胎颗粒，使其粉碎得到颗粒均匀的冷脆轮胎颗粒，再进行低温细粉碎处理；将冷脆轮胎颗粒置于粉碎设备中，进行低温细粉碎处理，在粉碎的同时，向粉碎设备中输入压缩冷空气，使粉碎设备内部温度保持在-10℃～-5℃；
其中，空气通过空气压缩机压缩后进入储气罐并经空气过滤器过滤，再经空气干燥器干燥，再经透平制冷机制冷，得-5～-15℃的低温冷空气。
(5)将粉碎处理后的废旧轮胎胶粉过筛、干燥，得到粒径在150-200目多孔结构的轮胎胶粉。
实施例2
一种利用湿法粉碎制备多孔隙结构轮胎胶粉的方法，具体包括以下步骤：
(1)将废旧轮胎清洗、干燥后，初步粉碎为30-50目大小的颗粒，之后将废旧轮胎块置于甲苯中，其使用量为废旧轮胎块质量的1.2倍，于常温常压条件下溶胀12h；
(2)于40～60℃条件下进行超声活化处4h，停止超声处理后，继续静置溶胀24h；
(3)将溶胀后的轮胎块在液氮环境下冷冻3-10s，得到预冷轮胎块；
(4)将冷脆轮胎颗粒置于粉碎设备中，进行低温细粉碎处理，在粉碎的同时，向粉碎设备中输入压缩冷空气，使粉碎设备内部温度保持在-10℃～-5℃；
其中，空气通过空气压缩机压缩后进入储气罐并经空气过滤器过滤，再经空气干燥器干燥，再经透平制冷机制冷，得-5～-15℃的低温冷空气。
(5)将粉碎处理后的废旧轮胎胶粉过筛、干燥，得到粒径在150-200目多孔结构的轮胎胶粉。
实施例3
直接将废旧轮胎进行机械粉碎处理，过筛获得150-200目的轮胎胶粉。
对实施例1、2、3制备得到胶粉进行检测，以实施例3为对照组。
其内部孔径分布及比表面积如下表所示：
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。
