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中胶橡胶资源核心 产品专利技术体系建设
发布时间: 2019.04.10  新闻来源:中胶橡 胶资源再生 (青岛)有限公司

中胶橡胶资源再生 (青岛)有限公司成立于2013年,注册在国家级 产业园区-青岛橡胶谷,注册 资金3000万,一直致力于废 橡胶资源的节能环保综合利用。公司现聘有多位国内知 名专家顾问,拥有数十名博士、硕士研发团队,与华南理工大学、青岛科技大学合作建立院士工作站、专家工作站;公司自身组建了20余人的专业技术团 队,其中80%以上本科及同等技 术学历,40%以上具有中高级职 称,是一个充满活力的科技创新型公司。

公司完成高新技术企业 、青岛市专精特新产品(技术)认定;完成蓝海四版挂牌;拥有自主知识产权40余项(其中授权发 明专利18项)、商标 4项,参与撰写专著 4,申请省部级科研 项目10项,完成省部级科 技鉴定3项,获得国家专利优秀 奖、中国循环经济专利金奖、中国循环经济科技一等奖、山东省明星小微企业 、青岛市中小企业 专精特新示范企业等多项荣 誉;项目装备与技术 进入工信部先进适用技术装备 目录、山东省首台 (套)技术装备和关键核心零部件目录

通过密闭式连续化 的设备配置,形成一套安全、环保、节能、高质、高效的万吨级废轮胎橡胶 再生工艺与核心装备成套技术,该项技术弥补国 内外该领域多项技术空白


公司自成立以来, 坚持以技术创新为宗旨,鼓励支持员工不断创新,重视技术成果的保护。装备技术团队、工艺配方技术团队与产品应用技术团队各自潜心专研、又紧密配合,经历三年的一代技术开发积累,两年的二代、三代、四代技术的研发和 市场验证改进,逐渐将各阶段、各方向的技术、产品形成专利加以保护,并已形成了完整自主知识产权保护体系,全方位保护公司产品在产业化应用中的核心技术不被侵害。

1、注重关键技术开 发和完善,形成核心技术体系

在关键装备与技术 的开发过程中,我们始终坚持科学技术宗旨,并保持与时俱进,根据用户及市场需求进行更新迭代。

1)关键再生技术专 利建设

技术宗旨:通过常 压安全、低能耗、易操作的再生装置生产得到高性能指标的再生橡胶产品 。

公司技术团队以此 要求出发,经过1年的装备技术市场 考察、技术研讨、专业设计、模拟实验,完成公司第一代常压连续再生装备的开发,并完成一代机的加工,该套装备通过可旋转机筒、中空螺旋、导热油加热等技术,实现对传统技术颠覆的第一步,同时形成了数项专利。但是, 通过在一代机上大量的小试、中 试,我们发现一代机在使用过程中,物 料对机筒筒壁和螺旋的粘堵、再生均匀性等存在大量问题,而这一个装备模块却是本项目产线技术中最为核心的部位之一,因此,公司迅速组织装备设计、加工技术人员,联合电气技术、工艺技术人员,形成一个综合型团队就此 问题进行攻关。终于,经过2年的开发、实验、 改进,从一代机过渡到二代机(可旋转机筒、无 轴螺旋技术、电磁加热技术),又到三代机四代机U型机筒、柔性自适 应螺旋、定位加热技术、气相隔离技术),成功解决物料的粘堵问题与再生均匀性问题,同时通过精细化设计、产能布局,实现产能提升、能耗降低、产品性能提升的目标,形成核心发明专利  :一种防止粘料的 废橡胶再生装置及再生设备(ZL201510592131.8)、一种方便清理 的废橡胶再生装置及再生设备(ZL201510592120.X)、一种原位精准 加热的废橡胶再生装置及再生设备(201510592117.8)。实用新型专利     :  一种废橡胶再生装 置(ZL203919456U)、再生方法及废 橡胶再生生产线(201821917518.1)。目前该项技术 属国内首创,已经从根本上解决市场上现有的常压连续再生装备的技术难题。

2)核心捏炼技术专 利建设

技术宗旨:创新的 再生橡胶补充加工捏炼的模式,实现密闭连续剪切捏炼。

虽然多螺杆加工在 塑料行业、橡胶混炼加工等行业广泛应用,但是在再生橡胶行业却是首创,与传统开炼机、精炼机模式完全不同,可以说是对传统工艺、装备颠覆性的创新。公司再生橡胶项目启动后,我们着手研究再生胶粉的捏炼与原胶的塑炼 或混炼的区别,寻求适合于再生橡胶专用的螺杆挤出捏炼模式,使之能够达到传统精炼机的加工效果,满足下游用户的需求;经过大量的小试工艺摸索、中试工艺确定,以及螺杆、螺纹元件设计、装备材质选择、配套冷却系统及 冷却工艺确定等大量的研发、研制工作,最后确定了多螺杆捏炼模式,制造了第一代多螺杆挤出机。新的装备与技术往往会受到社会的一些质疑与否定,有的人认为产能太小,有的人质疑挤出机剪切模式的捏炼效果不如精炼机的 效果达不到再生胶后加工目的,有的人还认为挤出机使用寿命太低不适合对再生胶粉的剪切加工等等。但是我们始终以科学为依据,坚持项目宗旨,即以创新的连续化、密闭的生产工艺与装备实现再生橡胶的捏炼精炼,保障生产 环境的环保性。因此,历时一年多的改进与优化,产能上从300kg/h提升到650kg/h;螺纹元件材质与 排布技术进一步提升,提高了捏炼效果与装备使用寿命;创新设计专用的连续物料动态停放装置,实现物料提前应力松弛,改善再生物料均匀性,增强剪切捏炼效果;冷却输送螺旋从常规斜螺到立螺,又到具有中空螺旋叶片的斜 螺,实现快速冷却又避免粘堵问题;最终,生产制造了产能大、能耗低、使用寿命长、维护维保方便、生产连续密闭稳定可靠、环保清洁化的后处理系统与装备,完全可以替代传统开放式、间歇式、高能耗、污染型的装备与工艺 。我们积极与专业知识产权专家迅速总结归纳,经过近十次修订研讨,形成专利进行申报;并且,答辩过程中还多次组织专家、主要发明人进行集中研讨,认真分析审查意见并组织了答复意见,最终获得了重量级的授权发明专利:用于再生橡胶粉 精炼成型的多螺杆挤出装置及精炼方法(ZL201510988796.0)。实用新型专利     :  一种用于再生橡胶 粉精炼成型的多螺杆挤出设备(ZL201521097388.8

3)核心配方工艺技 术建设

技术宗旨:以符合 欧盟环保目标,自主研发一 套高效的再生助剂体系。

公司与青岛科技大 学紧密联合,成立十余人教授、博士及硕士团队,自公司成立之初就启动了环保再生助剂体系的研发工作。团队主要分为三组:环保再生活化剂研发小组、环保再生软化剂研发小组、多功能再生助剂研发小组及生产工艺研发小组 。

活化剂小组首先研 究了传统活化剂的成分,并与橡胶硫化反应机理相结合,发现市场的活化剂其实是一种类似塑解剂二硫化物或多硫化物,但是市场上的活化剂多为化工副产品加工而成,其组成较为复杂,副产物多,有效成分含量不高等,不能确 保环保性的同时还影响活化剂的稳定性与活化效率。因此,研发小组首先选定了成分单一的原料,设计了一系列分子设计实验配方体系,经过数百次小试与中试合成实验,得到的产物经过几十次再生橡胶生产小试、中试及放大实 验,成功合成了2种成分单一、高效 的活化剂EEA,并经过第三方权 威检测符合欧盟环保要求。形成了核心活化剂发明专 利:一种橡胶再生活 化剂及其制备方法(ZL201610130260.X)、一种再生胶活 化剂、制备方法及应用(201610654227.7)。

软化剂小组从对市 场上现有的橡胶再生软化剂、橡胶加工软化剂及其他环保化工油品着手,选出了地沟油、植物油酸、月桂烯、双戊烯、萜品油烯、米糠油、亚麻油、棕榈油、环烷油、芳烃油、石油沥青等十余种原料,经过几十次的交叉实验设计 ,得到效果较好的几种油品及复配油品,并提供样品到第三方检测机构进行环保检测,最后得到一种以植物油品为主原料,配以多种功能性油品的PAX系列,既能实现高 效再生软化剂的功能,又满足欧盟环保要求,生产的再生橡胶产品 得到市场用户的认可。形成了核心软化剂发明专 利一种环保型再生橡 胶软化剂及其制备方法(ZL201410172354.4)、一种环保型再 生软化剂及其制备方法(ZL201510392467.X)。

多功能再生助剂小 组通过对再生橡胶加工助剂的研究发现,将防老剂、除味剂、增粘剂、补强剂等其他功能性助剂组合调配,可以得到一种新的复合型多功能再生助剂,即满足简化配方类别,以最佳方案实现自动化输送的要求,还能通过组合优化 、协同效应提高助剂的功能效果。通过上百次的小试、中试和放大实验应用,产品稳定可靠。形成的核心多功能再生剂 发明专利:一种再生橡胶的 再生剂及其制备方法(ZL201410429103.X)。

工艺技术小组以公 司一代机、二代机、三代机及四代机为实验机组,联合配方技术小组研发的配方体系,并与装备技术团队现场合作,经历3年多近千天的试车 、连续化生产,不断获取新的装备运行参数条件、新的配方组合方式,更新迭代旧的工艺技术,形成一个工艺技术操作手册,并获得了核心发明专利  :一种环保再生橡 胶及制备方法(ZL201310222297.1)。


2、细节决定成败, 我们不放过任何重要部分的技术专利布局

我们非常注重细节 ,从不放过任何一个关系到用户使用和生产效率的细小的技术问题;同时我们还将整线各模块进行统一考虑,通过收集各个点的创新点,形成一套完整的专利技术体系。

1)粉体破碎技术专 利建设

在传统再生橡胶生 产中,胶粉都是通过人工整袋投放到动态罐中进行搅拌,并不存在因为胶粉结块导致称量、输送困难影响生产;而本项目的装备技术是要实现胶粉、助剂的自动计量、输送功能,在完成一代自动计量输送装置的设计和加工后,通 过几十次的中试实验我们发现,胶粉装袋后,在运输、堆放过程中极易产生结块,这种比较大的结块首先会在料仓中形成桥架致使下料不畅,其次结块还会堵住下料口或管路,直接影响物料的输送和称量,致使生产无法继续。因 此,技术团队立刻将此技术问题纳入紧急迫切攻关课题,通过1个月的技术攻关, 利用三个技术手段解决了这个问题:其一,设计一面垂直一面斜面的料仓,并加设气锤,解决桥架问题;其二,通过设计一款非常小型简便的破碎装置,增设在落料口,能将结块的胶粉碾碎,使胶粉能顺利通过管路进行输送和称 量;其三,在落料口增设一个筛网,口径既能满足分体、细小粉团的下落,又能拦住较大的结块避免管路堵塞影响连续化生产。并且,解决问题后我们迅速总结技术核心点,并将核心技术形成自主知识产权加以保护,发明专利:一种结块粉体材 料的破碎装置(ZL201610044802.1)。实用新型专利     :(ZL201620081279.5)。

2)智能计量预处理 技术专利建设

某些常压法生产再 生橡胶的厂家将各种物料经过手动称量溶于油料助剂中,利用提料段喷油法缓解混合不均的现状,但是由于混合的油料仅仅与提料螺旋表面的胶粉接触,而螺旋旋转过程中的混合效果微小,因此也没有真正的达到物料混合效果, 料容易粘附到螺旋上导致提料段的堵塞问题。另外还有一些厂家通过间歇生产的方式,利用混合设备提前将经过手动称量的再生物料混合好,堆放在厂区,等待再生设备进行再生,这样虽然使物料得到了充分的混合,但是其生产 过程为间歇的形式,无法实现生产线的连续生产,而且混合的物料停放时间不一致,手动称量也会产生误差,极易导致再生橡胶质量的波动。为了解决废橡胶常压连续再生方法中胶料与再生助剂不能均匀混合的缺点,技术团队制 定了自动计量、输送、高速混料的技术方案,根据再生橡胶生产工艺、配方要求计了再生橡胶行业第一套物料自动计量、配料、高速混料系统,解决了胶料与再生助剂混合均匀性,从而有效的控制了再生橡胶质量的稳定性,提高 了再生橡胶的质量。通过不断的改进形成了智能计量预处理系统,形成的实用新型专利     一种硫化橡胶再生 物料配混系统及硫化橡胶再生系统(ZL201620314613.7),一种硫化橡胶 再生物料自动计量、预混装置(ZL201420345301.3)。

3)物料动态停放技 术专利建设

传统的再生橡胶制 造为间歇式生产,通常是先用动态脱硫罐或塑化机进行橡胶粉的再生,然后再将再生胶粉运到精炼机组进行捏炼。为获得更好的性能,一般会将再生胶粉摊铺到地面进行停放,以消除再生过程中的热效应。为适应连续式自动化生 产,技术团队通过大量市场考察与设备选型,最后设计一款能够使再生胶粉连续入料、连续出料、均匀混合、动态停放的设备:一种再生橡胶粉动态停放装置,可制做不同容量的搅拌仓以满足不同停放时间的需求,完全实现再生 橡胶的连续生产;提高再生橡胶产品 质量的稳定性;借助搅拌仓中搅拌机构的作用,实现再生橡胶粉与助剂的均匀混合,使助剂发挥更好的效能。形成的授权实用新型专利     :一种再生橡胶粉 动态停放装置(ZL201721339251.8),发明专利: 一种再生橡胶粉动 态停放装置及废橡胶连续再生工艺(201710969279.8)。

4)自动成型与包装 技术专利建设

再生橡胶的基本生 产过程为:粉碎、脱硫、精炼,得到再生胶粉或其他形状的再生橡胶。再生橡胶可以单独成型,也可以与天然橡胶、合成橡胶混合成型,成型之前根据需要经过滤胶机过滤橡胶中的杂质,然后再由成型机成型,目前普遍使用的再 生橡胶成型方式为精炼机卷曲成型,由于精炼机为开放式生产,生产过程产生大量烟气,造成VOCS排放超标,并且自 动化程度低。针对上述现有技术中存在的问题,装备技术团队设计一种再生橡胶滤胶成型机,采用连续密闭式结构设计,使再生橡胶在螺杆的推动下通过密闭的机筒、机头、口型模具,压出为连续的片状再生胶,实现了自动化生 产,在出口处进行尾气集中收集,大幅降低了VOCS排放。形成的重要 实用新型专利     一种再生橡胶滤胶 成型机(ZL201820625115.3)、一种挤出机口 型板及采用此口型板的挤出机(ZL201420741557.6)、一种再生橡胶 快速挤出成型的装置(ZL201420391021.6)。

为了解决现有生产 技术中人工搬运、包装胶片劳动强度大、挥发性气体危害人身体健康的问题,装备技术团队设计了一种用于连续胶片的自动包装码垛装备,包括自动化控制系统、自动衡量裁断装置、带有光电感应的胶片输送平台、自动包装系统 、码垛机器人,码垛机器人可进行360°旋转,可匹配 1-2个胶片生产单元; 自动衡量裁断装置与胶片输送平台直线相连为一体,分布在自动包装系统两侧;码垛机器人设置在自动包装系统前端,从输送平台抓取胶片并摆放到自动包装系统。替代传统再生橡胶生产过程中的人工下片、称量及包装过程,降 低劳动强度,提高生产效率;产品不接触人工及地面,以人为本最大限度保护员工利益,并保证产品的清洁;胶片自动衡量裁断,并精确自动包装、码垛,产品包装规整,利于运输;智能码垛机器人的引入,提高再生橡胶生产的 自动智能化水平。形成的重要实用新型专利     一种用于连续胶片 的自动包装码垛装备(ZL201620389146.4)。

5)尾气处理技术专 利建设

随着国际环境问题 日趋严重,尤其制造业生产产生的废水、废气等有害物质的排放导致的环境污染不可逆转,对地球环境造及人来生活成严重的危害,因此,对有毒有害物质的无害化处理需求变得尤为重要。现有技术中废气处理不完全、处理设备 投资高、存在二次处理及容易失效等的技术问题,装备技术团队设计一种生物法废气处理的装置,包括气体流动系统及生物菌体循环处理系,生物技术、无二次污染、效率高、设备构造简单、造价低。形成的重要授权实用新型专利      一种生物法废气处 理的装置(ZL201621165555.2),发明专利:一种生物法废气 处理的装置及方法(201610939587.1)。

6)控制系统技术软 著建设

通过对整体装备、 工艺技术的研发,电气技术团队人员根据初定参数及整线控制要求,设计了一款采用具有世界先进水平和适应未来发展趋势的新型全冗余分布集散式控制系统(DCS),利用上位机和下 位机,实行集中控制和分布控制相结合。下位机依据采集的设备运转参数:电机电流、温度、效率、过载和报警信号等,对生产线的现场设备分别进行速度设置、启动/停止、正转 /反转或报警输出等 控制,实现分布式控制;上位机利用通讯网络与下位机进行通讯,对下位机进行参数设置、信息存储和数据处理,以实现集中控制的功能;同时,不断根据工艺参数更新完善系统设计,最后得到一套与智能化生产线完美配合的远 程集中控制系统及现场控制系统,形成的重要软著两项


在全员的共同努力 下,到目前为止,共计完成40余项专利申请,获 得专利授权36项,其中发明专利 18项,实用新型专利      18,形成了一套完整 的装备技术、工艺技术、配方技术及产品技术四位一体的自主知识产权体系。所有这些专利都凝结公司科技人员的大量心血,有的专利从申请到授权经历了4-5年头,能够获得如 此多核心、重要的专利是大量人力、物力和财力投入的成果,为今后企业发展奠定了坚实的基础。中胶橡胶资源非常珍惜为这些成果付出艰辛的团队,也非常珍视这些来之不易的专利技术成果。

一直以来,国内及 世界再生胶行业都存在着研发投入小,基础研究薄弱的问题,这也是废橡胶综合利用行业转型升级较慢的主要原因。经过中胶橡胶资源的不断持续努力,目前,我们已经在整套生产装备与工艺、产品技术等方面取得了40个具有完全自主的 知识产权,这既为行业转型 升级奠定了基础,也是中胶橡胶资源为行业所做的贡献所在。中胶橡胶资源始终走在科技创新的最前列,始终把坚持科技创新放在首位,以科技带动产业化应用发展,为行业、为用户提供最先进、最优秀的产品,以知识产权成果 支撑着本项目稳步可持续发展,保持行业技术领先的水平。

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地址:青岛市城阳 区惜福镇前金工业园6号

电话:0532-81158907

传真:0532-81158907

邮箱:china-rubber@hotmail.com

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