[發(fā)明專利]一種改性膠粉與橡膠共混硫化膠及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910182391.2
• 申請日: 2009-07-13
• 公開（公告）號: CN101613496A
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發(fā)明（設計）人: 魯萍;唐小強;孟彩云;嚴長浩;吳德蜂;張明
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: C08L9/06
• 分類號: C08L9/06;C08L7/00;C08L9/02;C08L9/00;C08L21/00;C08K13/02;C08K3/22;C08K5/09;C08K3/04;C08K3/06;C08K3/36
• 代理公司: 揚州市錦江專利事務所
• 代理人: 江 平

技術領域

本發(fā)明涉及膠粉改性及共混硫化膠的制備工藝技術領域。?

背景技術

目前，全世界每年產(chǎn)生的廢橡膠有1000萬噸之多，我國是橡膠制品大國，每年產(chǎn)生廢橡膠約80萬噸～100萬噸。廢橡膠屬于熱固體聚合物材料，廢棄后很難降解，在自然界中十幾年仍至幾十年都不會腐爛變質。廢橡膠的堆積占用土地，污染環(huán)境。由于其難以回收處理而形成嚴重的黑色污染和火災隱患；另一方面。我國的膠粉工業(yè)在工藝上、設備上達到甚至超過了世界先進水平，膠粉工業(yè)有了自主的知識產(chǎn)權，并且具備了自主設計和制造設備的能力。在天然資源日趨減少和能源相對緊缺的今天，利用回收廢橡膠具有重大意義。?

據(jù)文獻報道，廢橡膠回收利用現(xiàn)狀有輪胎翻新、再生膠、生產(chǎn)膠粉。目前膠粉的改性方法有：機械力化學改性、聚合物表面涂層改性、再生膠脫硫改性、表面接枝和互穿聚合物網(wǎng)絡改性、氣體和核一殼改性、物理輻射改性等。但關于將膠粉低溫-力化學處理后制備膠粉/橡膠硫化膠體系還未見報道。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供一種能充分利用廢橡膠生產(chǎn)質量好的改性膠粉與橡膠共混硫化膠。?

本發(fā)明包括以下質量份的組分組成：橡膠100～20份、低溫-力化學改性膠粉1～80份、補強劑4～20份、氧化鋅0.4～1.2份、硬脂酸1～5份、促進劑TT0.2～1份、防老劑RD0.2～1份和硫磺0.4～2份。?

本發(fā)明還提供了制備上述改性膠粉與橡膠共混硫化膠的方法，包括以下步驟：?

1)將廢膠粉經(jīng)過4～30小時低溫冷凍處理；?

2)在開煉機上薄通處理形成30～100目的低溫-力化學改性膠粉；?

3)將質量份為100～20的橡膠、質量份為1～80的低溫-力化學改性膠粉、質量份為4～20的補強劑、質量份為0.4～1.2的氧化鋅、質量份為1～5的硬脂酸、質量份為0.2～1的促進劑TT、質量份為0.2～1的防老劑RD和質量份為0.4～2的硫磺進行混煉。?

本發(fā)明充分利用了廢輪胎，將其制成膠粉后，通過低溫-力化學處理的膠粉能夠改善硫化膠體系的性能，形成的30～100目改性膠粉可替代未處理較大目數(shù)的膠粉使用。本發(fā)明可采用聚合物加工的通用設備，如開放式煉膠機、硫化儀、硫化機、萬能試驗拉力機等，將經(jīng)冷凍-力化學改性處理的膠粉與橡膠及助劑進行共混，就可制備出具有較高性能的硫化膠。?

本發(fā)明不但節(jié)約天然資源，還減少了廢橡膠制品對環(huán)境的污染，較現(xiàn)有的機械力化學改性、聚合物表面涂層改性、再生膠脫硫改性、表面接枝和互穿聚合物網(wǎng)絡改性、氣體和核一殼改性、物理輻射改性等膠粉的改性方法更具有工藝簡單，能耗低，效率高，無環(huán)境污染，易于工業(yè)化生產(chǎn)的特點。?

本發(fā)明所述橡膠可以為丁苯橡膠、天然橡膠、丁腈橡膠、順丁橡膠中的任一種。?

本發(fā)明所述廢膠粉的細度為30～100目。目的是膠粉的粒徑大，易于生產(chǎn)加工，且在制備過程中所需能量少，產(chǎn)生的污染也相對少。?

本發(fā)明步驟1)中，低溫冷凍處理的溫度為-40℃～0℃。目的是使膠粉在低溫下變脆、變硬，且該溫度容易實現(xiàn)，易于實際生產(chǎn)操作。?

本發(fā)明步驟2)中，進行5～15次薄通處理。使經(jīng)過低溫冷凍后的膠粉在煉膠機上薄通時橡膠分子鏈斷裂效應高，有更多的S-S鍵、C-S鍵斷裂。?薄通次數(shù)越多，對膠粉的細化及表面破壞作用越強，越能增強膠粉與橡膠的結合。?

本發(fā)明步驟3)中，先將橡膠在開放式煉膠機上塑煉，然后加入改性膠粉進行混煉，最后加入補強劑、氧化鋅、硬脂酸、促進劑TT、防老劑和硫磺。塑煉的目的是降低橡膠的分子量，增加橡膠的可塑性，可以更好地與膠粉結合。?

本發(fā)明所述補強劑可以為炭黑或白炭黑。?

具體實施方式

1、制備低溫-力化學改性膠粉：?

將廢橡膠制品制成30～100目的廢膠粉，將制成的廢膠粉在-40℃～0℃溫度下冷凍4～30小時。?

將開放式煉膠機二輥之間的間距調小，將廢膠粉在開放式煉膠機進行薄通5～15次，冷卻20～60分鐘，30～100目的低溫-力化學改性膠粉，待用。?

2、備料：?

分別稱取橡膠100～20份、低溫-力化學改性膠粉1～80份、補強劑4～20份、氧化鋅0.4～1.2份、硬脂酸1～5份、促進劑TT0.2～1份、防老劑RD0.2～1份和硫磺0.4～2份。以上以質量份為單位。?

橡膠為天然橡膠、順丁橡膠、丁腈橡膠、丁苯橡膠中的任一種，補強劑可以為炭黑或白炭黑。?

3、制備共混硫化膠材料：?