[發明專利]廢輪胎膠粉增塑反應改性方法

有效

• 申請號: 200710057976.2
• 申請日: 2007-07-03
• 公開（公告）號: CN101225186A
• 公開（公告）日: 2008-07-23
• 發明（設計）人: 溫洪江;溫世環;溫婧華;孫玉海;劉曉媛
• 申請（專利權）人: 溫洪江
• 主分類號: C08J11/04
• 分類號: C08J11/04;C08L17/00;C08K5/17
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司
• 代理人: 趙敬

技術領域：

本發明涉及一種廢舊橡膠綜合利用的方法。特別是一種廢輪胎膠粉增塑反應改性方法。

背景技術：

廢舊輪胎屬于工業有害固體廢棄物一大類。如果直接將廢輪胎粉碎，不作任何改性的處理，直接摻用到新膠中制成硫化膠，由于粉碎后的膠粉仍保持交聯狀態，只是表面的鍵發生斷裂，因此與新膠的相容性不好，用于橡膠制品的制作，硫化膠的結構具有不均勻性。由于這種不均勻性的存在，當硫化膠受到外力發生變形時，膠粉和膠料邊緣區界面易于發生斷裂，從而影響硫化膠的物理機械性能，并隨粉碎后硫化膠粉的粒徑大小不同而不同，粒徑越大，比表面積越小，界面相容性越不好，所制產品性能越不好。而制作過細的廢輪胎膠粉會使成本大幅度升高。

為了對廢舊輪胎進行綜合利用，將廢輪胎膠粉重新應用到輪胎的制作中，必須對粉碎后的廢輪胎膠粉進行改性，改變膠粉粒子的性質，增加與生膠的共硫化特性，再作為一種新的橡膠原材料，用于橡膠制品中，所制得的制品才能具有穩定的，優良的物理機械性能。

目前，對廢舊輪胎粉碎的廢輪胎膠粉的改性，主要用于生產再生橡膠，該生產過程一般要經過粉碎-高溫脫硫-捏煉-精煉等工序，對廢輪胎膠粉進行改性，生產過程中，由于脫硫反應的存在，產生二氧化硫氣體，造成二次污染環境，并且，所得到的再生膠物理機械性能不好，尤其是動態性能不夠穩定。

發明內容：

本發明旨在提供一種廢輪胎膠粉增塑反應改性方法。使用此工藝可以減去捏煉和精煉工序，生產的增塑反應改性膠粉粒子表面比較均勻，無撕裂狀態，摻入新膠時，與新膠的相容性好，提高了產品的物理機械性能，尤其是動態性能得到提高。

本發明的技術方案：

配方：以40-60目的廢輪胎膠粉為基礎量，各組份重量比為：

40-60目的廢輪胎膠粉????????????100份

增塑劑A-雙戊烯?????????????????2-4份

增塑劑B-氧化妥爾油?????????????6-10份

增塑助劑-三丁基胺??????????????0.6-1.5份

增塑助劑-氯化亞銅??????????????0.3-0.6份

稀釋分散劑-乙醇????????????????3-5份；

加工工藝：

將上述比例的40-60目的廢輪胎膠粉放入高速剪切設備中，升溫至60-80℃，依次加入增塑助劑-三丁基胺，增塑助劑-氯化亞銅與稀釋分散劑-乙醇的溶液，增塑劑-雙戊烯，增塑劑-氧化妥爾油，控制溫度在70-130℃之間，反應時間為10-15分鐘，反應結束后，冷卻排料，得到增塑反應改性的膠粉。

本發明的原料同樣適用于各類廢舊橡膠制品。

本發明的高速剪切設備可以采用高速剪切分散機，其轉速為460轉/分鐘至980轉/分鐘。

本發明的運作原理及積極效果

硫化膠粉的增塑反應改性，目的是使硫化膠粉粒子的網絡結構中，有足夠的交聯鍵被破壞，同時在粒子表面產生活性集團。

本發明使用了可以使廢輪胎膠粉粒子膨潤軟化的增塑劑和增塑助劑，在空氣中氧的參與下，在其表面發生氧化還原反應過程，使其網狀結構部分的交聯鍵發生氧化斷裂；

本發明中，使用的增塑劑A和B，混合后形成絡合物，該絡合物在高速剪切設備中經過劇烈的機械剪切作用，與空氣中的氧反應生成氮氣和各種活潑的游離基，如化學反應式(1)所示：

以上反應產生了活潑性很強的游離基，引發了硫化膠粉粒子表面網絡結構中交聯鍵的氧化斷裂，完成了增塑反應改性，如化學反應式(2)所示。

由于增塑助劑中離子化合價交替改變，使電子轉移加快，從而能在短時間內，最大程度地引起氧化斷鏈反應，完成硫化膠粉改性，使硫化膠粉粒子的網絡結構中，有足夠的交聯鍵被破壞，同時在粒子表面產生活性集團。

對廢輪胎膠粉而言，硫化膠粉的改性，實質上是以硫化膠的高分子斷鍵或交聯鍵切斷達到“再生”或“降解”，本發明采用增塑反應改性方法，是利用高剪切設備使廢輪胎膠粉粒子表面降解，使粒子原來的網狀結構中的部分高分子斷鍵或交聯鍵切斷，使交聯鍵被破壞。由于本發明添加的增塑劑和助增塑劑，因此，所制膠粉粒子表面比較均勻，無撕裂狀態，對于較深的破裂表面也被改善。

將采用本發明所制改性廢輪胎膠粉摻添到生膠中時，改性廢輪胎膠粉具有加和增效的作用，不僅明顯改善加工工藝，加工時間縮短，產品外觀細膩無氣泡，節約了能源，降低了成本，并且提高了材料的物理機械性能，特別是動態性能，如磨耗、撕裂強度等均得到提高，使廢舊橡膠資源化。