本发明公开了一种以废旧轮胎胶粉制备再生胶粉的方法，属于高分子材料回收技术领域。
背景技术：
再生胶是一种线型高分子与多种有机化合物、无机化合物等体系共混交联后形成的网络结构，是废橡胶经机械、化学、热、氧降解后的产物。再生胶的制造主要包括粉碎、脱硫、精炼3个主要部分，其中粉碎、精炼是机械处理，脱硫是化学处理。再生胶的制造关键工序在脱硫，所谓硫化橡胶粉，是指废橡胶在机械的作用下，加工成各种不同细度的粉状颗粒，小于1.5mm的谓之胶粉。硫化橡胶粉尚无统一的分类方法，依据所用废橡胶原材料不同，可分为轮胎胶粉、胶鞋胶粉、杂品胶粉及各种特种废橡胶胶粉。
目前，目前将废橡胶粉碎成胶粉的方法大致可分为常温法、低温法和化学法三种。常温粉碎方法目前主要有5种形式，即辊轧法、齿盘法、螺杆挤出法、切碎法和打磨法。主要用作橡胶制品的软化剂，对橡胶制品的作用：对炭黑的胶料有很好的软化分散作用，增加胶料的粘性，使胶料柔软光滑，并能提高制品的耐寒防焦缓化性能，另对噻唑促进剂能起活化作用，增加各配合剂的作用。对再生胶的作用：粘稠的松焦油吸含其他的再生剂，其间的小分子能均匀渗透到含有结使硫的橡胶的大分子中间，使其溶胀，网状结构松弛，增加了分子链间的距离及氧的渗透，另外还可作为游离基的接受体，有抑制凝胶化的作用，还有助于活化剂向橡胶基质扩散加快再生过程，并能提高再生胶的粘性和可塑性，且污染较小，工艺性能好。也可作氯丁二烯等单体的阻聚剂，涂料防腐防水材料，兽药等。但是，随着工业生产的进步，传统的再生胶粉已经不能满足生产需求，对再生胶粉的加工性能及机械性能提出了更高的要求。
因此，如何改善传统再生胶粉加工性能及机械性能，以获取更高综合性能的再生胶，是其推广与应用于更广阔的领域，满足工业生产需求亟待解决的问题。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题是：针对传统再生胶粉加工性能及机械性能不佳的问题，提供了一种以废旧轮胎胶粉制备再生胶粉的方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种以废旧轮胎胶粉制备再生胶粉的方法，具体制备步骤为：
（1）将废旧轮胎胶粉依次经酸浸、碱浸和洗涤后，烘干至恒重，得预处理废旧轮胎胶粉；
（2）将无机盐加热熔融，得熔盐，随后将熔盐加入电解槽，并加入熔盐质量0.2～0.4倍的预处理废旧轮胎胶粉，搅拌混合均匀后，恒温电解，出料，待自然冷却至室温，粉碎，得电解碎料；
（3）将电解碎料与水按质量比为1：10～1：15搅拌混合，过滤，得多孔电解碎料；
（4）按重量份数计，依次取8～10份微生物菌液，10～20份营养液，60～80份多孔电解碎料，200～300份水，恒温搅拌混合后，发酵6～8天，过滤，洗涤，得发酵料；
（5）将发酵料与水按质量比为1：4～1：6混合后，用液氮冷冻45～60s，再经冷冻粉碎，干燥，即得再生胶粉。
步骤（1）所述酸为质量分数为8～10%盐酸。
步骤（1）所述碱为质量分数为10～12%氢氧化钠溶液。
步骤（2）所述无机盐为氯化锌和氯化镁按质量比为1：1～3：1混合而成。
步骤（4）所述微生物菌液是由以下重量份数的原料配置而成：6～8份氧化亚铁硫杆菌，4～6份酵母菌，100～120份水。
步骤（4）所述营养液是由以下重量份数的原料配置而成：3～5份酵母膏，8～10份蛋白胨，2～4份蔗糖，400～600份水。
本发明的有益效果是：
本发明技术方案采用无机盐为电解质，对废旧轮胎胶粉进行熔盐电解，在电解过程中，熔盐与胶粉皆为熔融液态，通过搅拌分散均匀后进行电解，熔盐的存在可提高体系的导电率，使胶粉内部的二硫键断裂，并使硫以难溶于水的金属硫化物形式分散于熔盐体系中，在后续与水混合过程中，熔盐可作为成孔剂溶解于水中得以去除，熔盐溶解后在体系内部留下丰富的孔隙结构，从而便于微生物发酵过程中进入体系孔隙结构内部，与橡胶中残留二硫键等含硫化学键接触，并实现进一步脱硫，脱出的硫逐渐被氧化生成硫酸，而使体系酸化，酸化后使难溶于水的硫化锌溶解后得以去除，且酸化后的体系可使橡胶中使用的氧化锌等无机填料得以溶解去除，硫化锌和氧化锌等无机填料去除后，可使产品加工性能得到有效提高，体系孔隙结构得到进一步提高，在最后用水浸泡和冷冻过程中，孔隙结构中的水分结冰，在研磨压力作用下，冰晶碎裂，使材料进一步细化，最终制得加工性能优异的再生胶粉。
具体实施方式
按质量比为1：20～1：40将废旧轮胎胶粉与质量分数为8～10%盐酸混合后，于超声频率为45～50khz条件下，超声浸渍45～60min，过滤，得酸浸料，并将所得酸浸料与质量分数为10～12%氢氧化钠溶液按质量比为1：20～1：40混合后，于超声频率为45～50khz条件下，超声浸渍45～60min，过滤，得碱浸料，并用去离子水洗涤所得碱浸料直至洗涤液呈中性，再将洗涤后的碱浸料转入烘箱中，于温度为105～110℃条件下干燥至恒重，得预处理废旧轮胎胶粉；将无机盐倒入坩埚中，于玻璃棒搅拌状态下，加热至无机盐完全熔融，得熔盐，随后将熔盐趁热倒入电解槽中，并加入熔盐质量0.2～0.4倍的预处理废旧轮胎胶粉，再以石墨棒为电极，于电解温度为300～350℃，电解电压为48～56v条件下，进行恒温电解2～4h，趁热出料，待自然冷却至室温，得电解料，并将所得电解料粉碎，过80～120目筛，得电解碎料；再将所得电解碎料与去离子水按质量比为1：10～1：15混合倒入烧杯中，用玻璃搅拌混合20～30min后，过滤，得多孔电解碎料；按重量份数计，在发酵罐中依次加入8～10份微生物菌液，10～20份营养液，60～80份多孔电解碎料，200～300份水，于温度为28～35℃条件下，转速为200～300r/min条件下，恒温搅拌混合10～20min后，停止搅拌，保温静置发酵6～8天，过滤，得滤饼，并将所得滤饼转入高压灭菌锅，于温度为121℃条件下灭菌10～15min，再用去离子水洗涤灭菌后的滤饼3～5次，得发酵料；将发酵料与水按质量比为1：4～1：6混合浸泡30～45min，再用液氮冷冻45～60s，得冷冻料，并将所得冷冻料移入冷冻粉碎机，以液氮为研磨介质，冷冻粉碎后过200～300目筛，得粉碎料，并将所得粉碎料转入烘箱中，于温度为85～90℃条件下真空干燥2～4h，出料，得再生胶粉。所述无机盐为氯化锌和氯化镁按质量比为1：1～3：1混合而成。所述微生物菌液是由以下重量份数的原料配置而成：6～8份氧化亚铁硫杆菌，4～6份酵母菌，100～120份水。所述营养液是由以下重量份数的原料配置而成：3～5份酵母膏，8～10份蛋白胨，2～4份蔗糖，400～600份水。
实例1
按质量比为1：40将废旧轮胎胶粉与质量分数为10%盐酸混合后，于超声频率为50khz条件下，超声浸渍60min，过滤，得酸浸料，并将所得酸浸料与质量分数为12%氢氧化钠溶液按质量比为1：40混合后，于超声频率为50khz条件下，超声浸渍60min，过滤，得碱浸料，并用去离子水洗涤所得碱浸料直至洗涤液呈中性，再将洗涤后的碱浸料转入烘箱中，于温度为110℃条件下干燥至恒重，得预处理废旧轮胎胶粉；将无机盐倒入坩埚中，于玻璃棒搅拌状态下，加热至无机盐完全熔融，得熔盐，随后将熔盐趁热倒入电解槽中，并加入熔盐质量0.4倍的预处理废旧轮胎胶粉，再以石墨棒为电极，于电解温度为350℃，电解电压为56v条件下，进行恒温电解4h，趁热出料，待自然冷却至室温，得电解料，并将所得电解料粉碎，过120目筛，得电解碎料；再将所得电解碎料与去离子水按质量比为1：15混合倒入烧杯中，用玻璃搅拌混合30min后，过滤，得多孔电解碎料；按重量份数计，在发酵罐中依次加入10份微生物菌液，20份营养液，80份多孔电解碎料，300份水，于温度为35℃条件下，转速为300r/min条件下，恒温搅拌混合20min后，停止搅拌，保温静置发酵8天，过滤，得滤饼，并将所得滤饼转入高压灭菌锅，于温度为121℃条件下灭菌15min，再用去离子水洗涤灭菌后的滤饼5次，得发酵料；将发酵料与水按质量比为1：6混合浸泡45min，再用液氮冷冻60s，得冷冻料，并将所得冷冻料移入冷冻粉碎机，以液氮为研磨介质，冷冻粉碎后过300目筛，得粉碎料，并将所得粉碎料转入烘箱中，于温度为90℃条件下真空干燥4h，出料，得再生胶粉。所述无机盐为氯化锌和氯化镁按质量比为3：1混合而成。所述微生物菌液是由以下重量份数的原料配置而成：8份氧化亚铁硫杆菌，6份酵母菌，120份水。所述营养液是由以下重量份数的原料配置而成：5份酵母膏，10份蛋白胨，4份蔗糖，600份水。
实例2
按质量比为1：30将废旧轮胎胶粉与质量分数为9%盐酸混合后，于超声频率为47khz条件下，超声浸渍50min，过滤，得酸浸料，并将所得酸浸料与质量分数为11%氢氧化钠溶液按质量比为1：30混合后，于超声频率为47khz条件下，超声浸渍47min，过滤，得碱浸料，并用去离子水洗涤所得碱浸料直至洗涤液呈中性，再将洗涤后的碱浸料转入烘箱中，于温度为107℃条件下干燥至恒重，得预处理废旧轮胎胶粉；将无机盐倒入坩埚中，于玻璃棒搅拌状态下，加热至无机盐完全熔融，得熔盐，随后将熔盐趁热倒入电解槽中，并加入熔盐质量0.3倍的预处理废旧轮胎胶粉，再以石墨棒为电极，于电解温度为325℃，电解电压为52v条件下，进行恒温电解3h，趁热出料，待自然冷却至室温，得电解料，并将所得电解料粉碎，过100目筛，得电解碎料；再将所得电解碎料与去离子水按质量比为1：13混合倒入烧杯中，用玻璃搅拌混合25min后，过滤，得多孔电解碎料；按重量份数计，在发酵罐中依次加入9份微生物菌液，15份营养液，70份多孔电解碎料，250份水，于温度为30℃条件下，转速为250r/min条件下，恒温搅拌混合15min后，停止搅拌，保温静置发酵7天，过滤，得滤饼，并将所得滤饼转入高压灭菌锅，于温度为121℃条件下灭菌13min，再用去离子水洗涤灭菌后的滤饼4次，得发酵料；将发酵料与水按质量比为1：5混合浸泡40min，再用液氮冷冻50s，得冷冻料，并将所得冷冻料移入冷冻粉碎机，以液氮为研磨介质，冷冻粉碎后过250目筛，得粉碎料，并将所得粉碎料转入烘箱中，于温度为87℃条件下真空干燥3h，出料，得再生胶粉。所述无机盐为氯化锌和氯化镁按质量比为2：1混合而成。所述微生物菌液是由以下重量份数的原料配置而成：7份氧化亚铁硫杆菌，5份酵母菌，110份水。所述营养液是由以下重量份数的原料配置而成：4份酵母膏，9份蛋白胨，3份蔗糖，500份水。
实例3
按质量比为1：20将废旧轮胎胶粉与质量分数为8%盐酸混合后，于超声频率为45khz条件下，超声浸渍45min，过滤，得酸浸料，并将所得酸浸料与质量分数为10%氢氧化钠溶液按质量比为1：20混合后，于超声频率为45khz条件下，超声浸渍45min，过滤，得碱浸料，并用去离子水洗涤所得碱浸料直至洗涤液呈中性，再将洗涤后的碱浸料转入烘箱中，于温度为105℃条件下干燥至恒重，得预处理废旧轮胎胶粉；将无机盐倒入坩埚中，于玻璃棒搅拌状态下，加热至无机盐完全熔融，得熔盐，随后将熔盐趁热倒入电解槽中，并加入熔盐质量0.2倍的预处理废旧轮胎胶粉，再以石墨棒为电极，于电解温度为300℃，电解电压为48v条件下，进行恒温电解2h，趁热出料，待自然冷却至室温，得电解料，并将所得电解料粉碎，过80目筛，得电解碎料；再将所得电解碎料与去离子水按质量比为1：10混合倒入烧杯中，用玻璃搅拌混合20min后，过滤，得多孔电解碎料；按重量份数计，在发酵罐中依次加入8份微生物菌液，10份营养液，60份多孔电解碎料，200份水，于温度为28℃条件下，转速为200r/min条件下，恒温搅拌混合10min后，停止搅拌，保温静置发酵6天，过滤，得滤饼，并将所得滤饼转入高压灭菌锅，于温度为121℃条件下灭菌10min，再用去离子水洗涤灭菌后的滤饼3次，得发酵料；将发酵料与水按质量比为1：4混合浸泡30min，再用液氮冷冻45s，得冷冻料，并将所得冷冻料移入冷冻粉碎机，以液氮为研磨介质，冷冻粉碎后过200目筛，得粉碎料，并将所得粉碎料转入烘箱中，于温度为85℃条件下真空干燥2h，出料，得再生胶粉。所述无机盐为氯化锌和氯化镁按质量比为1：1混合而成。所述微生物菌液是由以下重量份数的原料配置而成：6份氧化亚铁硫杆菌，4份酵母菌，100份水。所述营养液是由以下重量份数的原料配置而成：3份酵母膏，8份蛋白胨，2份蔗糖，400份水。
对比例：沧州市某胶粉有限公司生产的再生胶粉。
将实例1至3所得的再生胶粉及对比例产品经开炼机精炼制得再生胶并进行性能检测，具体检测方法如下：
1.硬度按gb/t531.1测试；
2.拉伸强度、100%定伸应力和拉断伸长率按gb/t528测试；
3.门尼粘度按gb/t1232.1测试。
具体检测结果如表1所示：
表1
由表1检测结果可知，本发明技术方案制备的再生胶粉兼具优异的机械性能及加工性能的特点，在再生胶行业的发展中具有广阔的前景。