本實用新型涉及熱解炭黑改性技術領域,具體涉及一種對廢輪胎熱解炭黑進行等離子體氧化改性及與膠乳混合的一體化設備。
背景技術:
熱解炭黑是廢舊輪胎在無氧或者少量氧氣存在的條件下高溫裂解所得到的固體產物,裂解炭黑填料用于橡膠制品在生產成本、能源消耗、環境保護等方面,與傳統補強劑炭黑、白炭黑相比,具有很大的優勢。但是這種由高溫熱解法得到的熱解炭黑的粉體性能、表面性能與一般補強炭黑有一定的差距,這就決定了裂解炭黑的補強性能不是很強,并不能直接利用到橡膠中去,需要通過表面處理技術,采用物理、化學的方法將裂解炭黑進行改性處理,可提高裂解炭黑的利用價值,拓展裂解炭黑的應用領域,提高裂解炭黑的應用層次,達到環保目的。
由于熱解炭黑表面低的活性很難接枝成功或接枝率很低,為克服該困難,通常將熱解炭黑進行表面氧化改性處理,以增加它們的表面含氧官能團含量,增加表面活性。目前常用的氧化技術主要有為液相氧化、等離子氧化及臭氧氧化等。液相氧化使用硝酸、高錳酸鉀、次氯酸鈉、溴水等作為氧化劑,技術較為成熟,一般要經過氧化、水洗、干燥等過程,產生較多的廢酸及廢水,污染嚴重,不利于工業化生產。隨著環保要求的提高,生產成本將日益升高,降低了產品的競爭力。催化氧化因其價格高、條件苛刻,目前還處于實驗室水平。
等離子體是一種電離狀態的氣體,一般由中性原子、正離子以及具有相同電荷的電子(包括少量負離子)組成。用等離子法改性炭黑主要有以下幾個優點:(1)等離子氧化一般只在物質的表面發生反應,并不影響物質內部的結構,這可使物質主體結構保持完整。(2)等離子法內的氣體大部分是以高活性的自由基的形式存在,所以在等離子體內發生的反應并不受熱力學平衡的控制。(3)冷等離子的溫度可保持在溫室下進行,所以進行氧化后的炭黑的含氧官能團不易分解。(4)等離子方法避免了氣相、液相氧化法中廢氣、廢液的排外,而且等離子法氧化炭黑不需要產品后續處理。因此,等離子法作為具有良好應用前景的方法受到了極大的關注。
然而現有技術中缺少對熱解炭黑進行等離子體氧化改性及與膠乳混合的一體化設備。
技術實現要素:
本實用新型的目的在于針對現有技術的不足,提供一種對廢輪胎熱解炭黑進行等離子體氧化改性及與膠乳混合的一體化設備。
本實用新型的目的通過如下技術方案實現:
本實用新型的技術方案為:一種對廢輪胎熱解炭黑進行等離子體氧化改性及與膠乳混合的一體化設備,包括首尾連接的氧化箱、接枝改性反應器、破乳器和干燥設備;氧化箱頂部設置等離子發生器,等離子發生器設置氬氣和氧氣入口;氧化箱出口連接接枝改性反應器原料入口,接枝改性反應器底部設置加熱套;接枝改性反應器出口和破乳器入口之間連接攪拌釜;破乳器底部設置振動篩,攪拌釜送出的物料落在振動篩上;振動篩后端通過傳送裝置連接至干燥設備的入口。
優選的是:接枝改性反應器頂部設置液體霧化器,液體霧化器底部設置與接枝改性反應器連通的液體出口。
優選的是:破乳器頂部設置破乳劑箱,破乳劑箱通過出口連通至破乳器。
優選的是:干燥設備包括真空干燥箱和真空泵,干燥設備的入口設置在真空干燥箱的頂部一側,真空干燥箱底部的另一側設置出料口。
優選的是:還包括設置在真空泵頂部的氣體回收器。
本實用新型的為熱解炭黑的氧化-接枝-共混-破乳-干燥一體化設備,直接生產出已經分散好填料的橡膠,為后期煉膠過程省去繁瑣步驟,增加了炭黑在橡膠基體中的分散性與相容性。
附圖說明
圖1是本實用新型的結構示意圖,其中:
1-氬氣鋼瓶;2-氧氣鋼瓶;3-等離子發生器;4-氧化箱;5-液體霧化器;6-接枝改性反應器;7-加熱套;8-攪拌釜;9-破乳劑箱;10-破乳器;11-振動篩;12-傳送裝置;13-真空干燥箱;14真空泵;15-氣體回收器;16-產品出口。
具體實施方式
一種對廢輪胎熱解炭黑進行等離子體氧化改性及與膠乳混合的一體化設備,包括首尾連接的氧化箱4、接枝改性反應器6、破乳器和干燥設備;氧化箱4頂部設置等離子發生器3,等離子發生器3設置氬氣和氧氣入口,分別連接氬氣鋼瓶1和氧氣鋼瓶2;氧化箱4出口連接接枝改性反應器6原料入口,接枝改性反應器6底部設置加熱套7,接枝改性反應器6頂部設置液體霧化器5,液體霧化器5底部設置與接枝改性反應器6連通的液體出口;接枝改性反應器6出口和破乳器10入口之間連接攪拌釜8;破乳器10頂部設置破乳劑箱9,破乳劑箱9通過出口連通至破乳器10,破乳器10底部設置振動篩11,攪拌釜8送出的物料落在振動篩11上;振動篩11后端通過傳送裝置12連接至干燥設備的入口;干燥設備包括真空干燥箱13和真空14泵,干燥設備的入口設置在真空干燥箱13的頂部一側,真空干燥箱13底部的另一側設置產品出口16;真空泵14頂部設置氣體回收器15。