一种废旧轮胎裂解炭黑的改性处理方法[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 111500092 A(43)申请公布日 2020.08.07

(21)申请号 202010296468.5(22)申请日 2020.04.15

(71)申请人 安徽省克林泰迩再生资源科技有限

公司

地址 246000 安徽省安庆市大观区集贤北

路575号(72)发明人 高玉斌　王智俊　

(74)专利代理机构 杭州君度专利代理事务所

(特殊普通合伙) 33240

代理人 王桂名(51)Int.Cl.

C09C 1/48(2006.01)C09C 3/04(2006.01)C09C 3/00(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页

(54)发明名称

一种废旧轮胎裂解炭黑的改性处理方法(57)摘要

本发明公开了一种废旧轮胎裂解炭黑的改性处理方法，在本发明中先将裂解炭黑物料与有机溶剂混合均匀，之后经过超声熟化处理，使得附着在炭黑粒子表面和内部空间的焦质油、残留橡胶烃分散至有机溶剂体系内，使得炭黑颗粒表面与内部形成丰富的孔隙结构；之后再经对辊粉碎机对团聚的炭黑颗粒进行打散改性处理，使得炭黑颗粒表面均匀包裹改性剂，提高裂解炭黑的补强、分散性能，同时对加热后蒸发的有机溶剂进行回收再利用。

CN 111500092 ACN 111500092 A

权　利　要　求　书

1/1页

1.一种废旧轮胎裂解炭黑的改性处理方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将裂解炭黑物料按照一定比例分散至有机溶剂中，采用超声波分散处理，形成裂解炭黑分散液；

S2、对上述裂解炭黑分散液进行超声熟化处理，通过加热器对分散液进行熟加热熟化，采用超声波发生器进行间隔式的超声处理，每次超声时间在1-3min，间隔时间在5-10min；

S3、将超声熟化后的炭黑分散液进行过筛、沥水处理，将炭黑物料与有机溶剂初步分离开来，有机溶剂经过蒸馏处理进行收集回收再利用；

S4、将分离得到的炭黑物料加入至对辊粉碎机中，将团聚在一起的炭黑物料进行打散粉碎处理，同时喷洒改性剂，使炭黑颗粒表面均匀包裹改性剂；

S5、对炭黑物料进行加热干燥，获得分散均匀的改性炭黑。

2.根据权利要求1所述的一种废旧轮胎裂解炭黑的改性处理方法，其特征在于，所述有机溶剂包括苯、甲苯、二甲苯、戊烷、正己烷、辛烷、环己烷、环己酮、甲醇、乙醇、异丙醇、乙醚、环氧丙烷、醋酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸丙酯丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮或二甲基亚砜中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种废旧轮胎裂解炭黑的改性处理方法，其特征在于，所述超声熟化处理的条件为：熟化温度为40-50℃，超声功率在200-500W，熟化处理时间为2-5h。

4.根据权利要求1所述的一种废旧轮胎裂解炭黑的改性处理方法，其特征在于，在所述步骤S4中，改性剂的添加量为炭黑物料质量的1-3％。

5.根据权利要求1所述的一种废旧轮胎裂解炭黑的改性处理方法，其特征在于，在所述步骤S5中加热干燥条件为：温度在75-90℃。

2

CN 111500092 A

说　明　书

一种废旧轮胎裂解炭黑的改性处理方法

1/3页

技术领域

[0001]本发明涉及裂解炭黑处理技术领域，特别涉及一种废旧轮胎裂解炭黑的改性 处理方法。

背景技术

[0002]废旧轮胎的热裂解技术是轮胎在缺氧或者惰性气体存在的条件下将废旧轮 胎的橡胶高分子在特定的温度下裂解为裂解气、裂解油和裂解炭黑，产生的裂解 气是废旧轮胎热解的能量来源，产生的油品和炭黑为废轮胎热解的主要产品，而 再生裂解炭黑是轮胎热解的关键产物。

[0003]然而由于裂解反应不完全，导致生成的炭黑含有焦质油、灰分等杂质，严重 影响质量，补强性能很低，通常会采用对裂解工艺条件进行优化、对裂解炭黑进 行改性等手段以提高裂解炭黑的品质。

[0004]但在传统的炭黑改性工艺中存在一些问题，如：炭黑颗粒表面包覆率小、改 性剂与炭黑之间混料不均匀、炭黑物料存在团聚等一系列问题。发明内容

[0005]为克服上述背景技术中的问题，本发明的目的在于提供一种废旧轮胎裂解炭 黑的改性处理方法，有效去除裂解炭黑表面上残留的焦化油等物质，改善炭黑颗 粒作为补强剂存在团聚的问题，提高炭黑的品质。

[0006]本发明采用以下技术方案得以实现：[0007]一种废旧轮胎裂解炭黑的改性处理方法，包括以下步骤：[0008]S1、将裂解炭黑物料按照一定比例分散至有机溶剂中，采用超声波分散处理， 形成裂解炭黑分散液；[0009]S2、对上述裂解炭黑分散液进行超声熟化处理，通过加热器对分散液进行熟 加热熟化，采用超声波发生器进行间隔式的超声处理，每次超声时间在1-3min， 间隔时间在5-10min；

[0010]S3、将超声熟化后的炭黑分散液进行过筛、沥水处理，将炭黑物料与有机溶 剂初步分离开来，有机溶剂经过蒸馏处理进行收集回收再利用；[0011]S4、将分离得到的炭黑物料加入至对辊粉碎机中，将团聚在一起的炭黑物料 进行打散粉碎处理，同时喷洒改性剂，使炭黑颗粒表面均匀包裹改性剂；[0012]S5、对炭黑物料进行加热干燥，获得分散均匀的改性炭黑。[0013]进一步地，所述有机溶剂包括苯、甲苯、二甲苯、戊烷、正己烷、辛烷、环 己烷、环己酮、甲醇、乙醇、异丙醇、乙醚、环氧丙烷、醋酸甲酯、醋酸乙酯、 醋酸丙酯丙酮、甲基丁酮、甲基异丁酮或二甲基亚砜中的一种或多种。[0014]进一步地，所述超声熟化处理的条件为：熟化温度为40-50℃，超声功率在 200-500W，熟化处理时间为2-5h。

3

CN 111500092 A[0015]

说　明　书

2/3页

进一步地，在所述步骤S4中，改性剂的添加量为炭黑物料质量的1-3％。

[0016]进一步地，在所述步骤S5中加热干燥条件为：温度在75-90℃。[0017]本发明与现有技术相比，具有以下优点：

[0018]在本发明中先将裂解炭黑物料与有机溶剂混合均匀，之后输经过超声熟化处 理，使得附着在炭黑粒子表面和内部空间的焦质油、残留橡胶烃分散至有机溶剂 体系内，使得炭黑颗粒表面与内部形成丰富的孔隙结构；之后再经对辊粉碎机对 团聚的炭黑颗粒进行打散改性处理，使得炭黑颗粒表面均匀包裹改性剂，同时对 加热后蒸发的有机溶剂进行回收，提高裂解炭黑的补强、分散性能。具体实施方式

[0019]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。[0020]下面详细描述本专利的实施例，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或 类似的元件或具有相同或类似功能的元件。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。[0021]实施例1

[0022]一种废旧轮胎裂解炭黑的改性处理方法，包括以下步骤：[0023]S1、将裂解炭黑物料按分散至有机溶剂甲苯中，采用超声波分散处理，形成 裂解炭黑分散液；[0024]S2、对上述裂解炭黑分散液进行超声熟化处理，通过加热器对分散液进行熟 加热熟化，采用超声波发生器进行间隔式的超声处理，每次超声时间在3min， 间隔时间在10min；

[0025]所述超声熟化处理的条件为：熟化温度为50℃，超声功率在300W，熟化处 理时间为3h；

[0026]S3、将超声熟化后的炭黑分散液进行过筛、沥水处理，将炭黑物料与有机溶 剂初步分离开来，有机溶剂经过蒸馏处理进行收集回收再利用；[0027]S4、将分离得到的炭黑物料加入至对辊粉碎机中，将团聚在一起的炭黑物料 进行打散粉碎处理，同时喷洒改性剂，使炭黑颗粒表面均匀包裹改性剂；[0028]其中，改性剂的添加量为炭黑物料质量的1-3％；[0029]S5、对炭黑物料进行加热干燥，干燥温度为85℃，获得分散均匀的改性炭 黑。[0030]实施例2

[0031]一种废旧轮胎裂解炭黑的改性处理方法，包括以下步骤：[0032]S1、将裂解炭黑物料分散至有机溶剂甲苯与甲醇的混合溶液中，采用超声波 分散处理，形成裂解炭黑分散液；[0033]其中，甲苯与甲醇混合比例为1：2；[0034]S2、对上述裂解炭黑分散液进行超声熟化处理，通过加热器对分散液进行熟 加热熟化，采用超声波发生器进行间隔式的超声处理，每次超声时间在1-3min， 间隔时间在5-10min；

[0035]其中，所述超声熟化处理的条件为：熟化温度为45℃，超声功率在450W， 熟化处理时间为4h；

4

CN 111500092 A[0036]

说　明　书

3/3页

S3、将超声熟化后的炭黑分散液进行过筛、沥水处理，将炭黑物料与有机溶 剂初

步分离开来，有机溶剂经过蒸馏处理进行收集回收再利用；[0037]S4、将分离得到的炭黑物料加入至对辊粉碎机中，将团聚在一起的炭黑物料 进行打散粉碎处理，同时喷洒改性剂，使炭黑颗粒表面均匀包裹改性剂；[0038]其中，其中，改性剂的添加量为炭黑物料质量的1-3％；[0039]S5、之后于80-90℃条件下，对炭黑物料进行加热干燥，获得分散均匀的改 性炭黑。

[0040]检测结果

  炭黑孔径 分散效果     实施例1         实施例2         裂解炭黑样品        

[0042]在本发明中先利用预混输料装置1将裂解炭黑物料与有机溶剂混合均匀，之 后输送至超声熟化装置2内，进过高温、超声处理，使得附着在炭黑粒子表面和 内部空间的焦质油、残留橡胶烃分散至有机溶剂体系内，使得炭黑颗粒表面与内 部形成丰富的孔隙结构；之后再经改性装置3对团聚的炭黑颗粒进行打散改性处 理，使得炭黑颗粒表面均匀包裹改性剂，同时通过气态产物回收设备对加热后蒸 发的有机溶剂进行回收，提高裂解炭黑的补强、分散性能。

[0043]在本发明的技术方案中，所述超声熟化装置2外安装有加热保温机构201。[0044]在本发明的技术方案中，所述改性装置3包括粉碎区301、加热区302和出 料区303。

[0045]其中，在所述出料区303的顶部设置有气态产物出口，且在所述气态产物出 口处安装有溶剂回收装置7。[0046]经过加热区302，炭黑混合料蒸发干燥，经过溶剂回收装置7将溶剂回收， 循环使用。

[0047]其中，在所述出料区303的底部设置有炭黑产物出料口304。[0048]在本发明的技术方案中，所述粉碎区301内安装有对转辊305。[0049]利用对转辊305强迫团聚在一起的炭黑物料通过转动中对转辊之间的缝隙， 将炭黑物料碾压粉碎，使炭黑粒子表面均匀包裹改性剂，解决炭黑粒子团聚的问 题。[0050]在本发明的技术方案中，所述有机溶剂罐4内装用于萃取炭黑中的残留胶质 油和橡胶烃的有机溶剂。

[0051]采用高分子萃取原理，将附着在炭黑粒子表面和内部空间的焦质油、残留橡 胶烃吸附出来，使其分散至有机溶剂体系中，释放炭黑内部微孔结构，提高裂解 炭黑的补强性能。

[0052]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。

[0041]

5