[发明专利]用于处理废旧交联热固性弹性体材料的设备

说明书

技术领域

本发明涉及对废旧产品的处理，以及具体涉及对废旧橡胶和其它类似的交联弹性体产品的脱硫处理。

背景技术

脱硫是废旧交联橡胶(诸如用于成型工艺的废旧橡胶)再生的一种方法，以便生成可再硫化成有用产品的材料。用于脱硫的已知过程是化学、机械、超声波、利用微生物的生物的过程，或者使用微波或蒸汽。

一种这样的机械过程被称为高剪切混合。这一过程提供非常高水平的剪切和拉伸应力，从而诱导接受处理材料中的化学反应。转让给本申请人的美国专利US7,461,970描述了这样的过程。其包括具有两个相对的搅拌构件的搅拌设备，所述搅拌构件可围绕轴相对于彼此旋转，所述搅拌构件具有远离轴延伸的面层表面(facing surfaces)并在其间限定搅拌腔室。在至少一个表面上的搅拌构造阵列相互作用以便搅拌材料并将腔室内的材料朝向轴推动。已经证明该机械过程具有利用剪切能量来将热固性弹性体脱离交联的能力，使得材料的原始物理性质恢复约60％。

在高剪切搅拌器的输出端处生成的材料仍具有一定程度的交联，因此将其输送到辊式磨碎机中以便后处理。该辊式磨碎机由以略微不同的速度运行的两个水平布置的辊组成。来自高剪切搅拌器的进料被装载到辊式磨碎机内，且当所述进料在辊之间通过时经受剪切力，这会进一步使得交联键断裂，并生成分散于流化材料内的颗粒混合物。通过辊的材料再循环至顶部，并通常经受约17道次，在这之后其形成片状材料，该片状材料则可用作适于原有成型工艺的主要橡胶来源。从而该过程可使得原本将被浪费掉的材料再生，并允许其再硫化并制成有用产品。尽管上述是有效的，但是由于被装载到辊式磨碎机内的材料必须多次通过辊隙，因此其只能分批操作。

发明内容

根据本发明，提供用于处理热固性交联弹性体废旧材料的设备，其包括：分批操作的高剪切搅拌器，用于诱导化学反应以便在第一脱硫阶段内使得材料部分地脱硫；以及连续操作的多螺杆冷却挤出机，用于从高剪切搅拌器接收经部分脱硫的材料并在第二阶段内通过机械剪切作用使得材料进一步脱硫，以便生成适于再硫化的挤出产品。通常情况下，多螺杆挤出机是双螺杆挤出机，但是其也可具有更多的螺杆元件。

因此本发明的实施例提供了设备，其中在高剪切搅拌器中进行初步处理以便生成由颗粒液体混合物构成的经部分处理的橡胶。然后在挤出机中完成处理，其生成经处理的粒料，所述粒料可直接重新用作适于硫化产品的原材料。取代被浪费掉，该材料则可再硫化并用于制成有用的产品，而无需在单独的辊式磨碎机中进行处理。

在另一方面，本发明提供设备，用于对从高剪切搅拌器所接收到的热固性交联弹性体废旧材料进行后处理，所述设备包括连续操作的多螺杆冷却挤出机，用于从高剪切搅拌器接收经部分脱硫的材料并通过机械剪切作用使得材料进一步脱硫，以便生成适于再硫化的挤出产品，所述多螺杆挤出机包括高剪切区域，随后是中度剪切区域以及用于输出挤出产品的排放口。

附图说明

下面将参照附图、仅仅通过实例的方式对本发明进行更详细地描述，其中：

图1是根据本发明的搅拌设备的第一实施例的示意图；

图2是根据本发明的搅拌设备的第二实施例的示意图。

具体实施方式

图1示出了新颖设备的示意性布置。例如在美国专利第7,461,970号中所描述的类型的高剪切搅拌器(HSM)100设计成对待脱硫的化合物进行分批处理。输送器124承载来自HSM100的输出材料130，并将其沉积到缓冲料斗122内，所述缓冲料斗122向用于对材料进行后处理的双螺杆挤出机120的入口端口连续地进料。

在该实施例中的挤出机120是同向旋转双螺杆挤出机，在其机筒和螺杆两者内均提供有流体冷却。该挤出机包括四个区域，在下面对这四个区域进行详细描述。来自挤出机的输出可进料通过用于对化合物进行造粒的模具，或者通过用于制造片状或粒状材料的任何其它合适的出口。挤出机的螺杆配置成包括用于辊轧(rolling)以便提供捏炼动作的元件、用于碾磨(milling)的元件以及用于输送的元件。在优选实施例中，螺杆同向旋转，即在相同的方向上旋转，以便在不超过100转/分钟的速度旋转的同时提供较高的剪切作用。