[發明專利]一種生物質橡膠復合材料的制備工藝

在審

• 申請號: 201910783903.4
• 申請日: 2019-08-23
• 公開（公告）號: CN110527313A
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發明（設計）人: 許民;韓麗娜;李亞蘭;王福華;孟現允;石艷梅;沈歡;莊凱俠;魏鵬
• 申請（專利權）人: 徐州盛和木業有限公司
• 主分類號: C08L97/02
• 分類號: C08L97/02;C08L7/00;C08L9/06;C08L9/00;C08K3/06;C08K3/04;C08K5/09;B29C35/02;B29B7/00
• 代理公司: 32256 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 王茹<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發明公開了一種生物質橡膠復合材料的制備工藝，以木粉、秸稈粉、竹粉等以及輪胎合成橡膠為原料，采用橡膠制品的加工工藝：混煉，開煉和硫化成型，制得生物質橡膠環保復合材料，本發明工藝簡單，操作方便，整個過程不摻入膠黏劑，直接采用橡膠交聯成型，經濟且環保，制得的生物質橡膠復合材料強度好，彈性高，吸水膨脹率低，無甲醛釋放。

技術領域

本發明涉及一種利用橡膠混煉成型工藝制造生物質橡膠復合材料。

技術背景

生物質橡膠復合材料是近幾年才提出來的一種新型多功能環保材料，而國內外研究者主要研究利用人造板熱壓工藝制造生物質橡膠多功能環保復合材料，主要利用膠黏劑完成兩種材料的黏合成型，工藝復雜，成本較高，且膠黏劑中甲醛的釋放量也較高，不夠環保。本發明主要探討用橡膠混煉成型工藝制造生物質橡膠復合材料，借鑒橡膠加工工藝，利用橡膠的交聯完成成型加工，省去了膠粘劑的填入，開拓了生物質橡膠加工工藝的新思路。

發明內容

本發明解決的技術問題是，以木材、竹材、農作物等生物質材料制成的木粉、秸稈粉、竹粉等以及輪胎合成橡膠為原料，制造生物質橡膠復合材料，其工藝流程是先將合成橡膠切成一定規格的小塊，然后放入密煉機中塑煉，待橡膠軟化后，再放入一定量的烘干后的生物質材料進行混煉，之后將混煉后的物料放在開煉機上開煉成片材，鋪模，在硫化機中硫化成型，冷卻，最終制成生物質橡膠復合材料。

本發明采用橡膠的混煉加工方法，以木材、竹材、農作物等生物質材料制成的木粉、秸稈粉、竹粉等以及具有室外耐候性可直接使用的輪胎合成橡膠為原料，采用橡膠制品的加工工藝：混煉，開煉和硫化成型，制得的不含膠黏劑，無甲醛釋放，工藝簡化的生物質橡膠環保復合材料。

其工藝流程及工藝控制條件如下：

一、備料工藝：

(1)生物質粉料制備：利用粉碎機將以木材、竹材、農作物等生物質材料打成符合規格的木粉，并經過網篩篩選出80目-100目的粉料備用，使用前粉料需烘干到含水率≤3％。

(2)膠料制備：優選輪胎生產廠家購置的輪胎合成橡膠，主要成分有：天然橡膠，丁苯橡膠，順丁橡膠，硫磺，炭黑，硬脂酸，防老劑和操作油，比例已知，將合成橡膠切割成50mm×50mm的橡膠塊備用。

(3)比例控制：根據材料的硬度、彈性等性能要求，以及材料的成型要求，調節橡膠與生物質粉料的比例為：8:2-5:5。

二、混煉工藝：

將切割好的備用膠料按照比例放入實驗室用3L密煉機中，混煉溫度過低則橡膠分子鏈不易流動，膠料不易塑化，溫度過高則橡膠容易預硫化，通過水冷控制混煉溫度為60-70℃；轉速過低則橡膠不易剪切塑化，轉速過高，剪切過激烈則容易局部生熱，造成橡膠的局部預硫化，通過調速器控制轉子轉速為20-30 r/min，塑煉合成橡膠3min；暫停機器，加入一定比例的生物質材料，混煉時間的控制是基于物料混合均勻，且為避免橡膠預硫化，混煉時間不易過長，控制兩種材料混煉時間為5-7min，之后將物料從密煉機中取出。

三、開煉工藝：

控制開煉機間距為2mm，將取出的物料放到開煉機上開煉，開煉次數過多，則膠料會發粘，且硫化膠的力學性能會降低，控制每片片材開煉次數為3-5次。

四、硫化工藝：

將開煉好的片材進行剪裁放入模具中，控制硫化溫度為160℃，硫化方式為分段加壓，二次硫化，分段加壓有利于膠料的前期預熱流動和后期加壓定型，二次加壓有利于膠料的排氣，避免材料鼓泡。

按上述工藝流程及控制條件制出的生物質橡膠環保復合材料，材質均勻，硫化成型的材料外觀為有光澤的黑色，材料彈性好，尺寸穩定性好，吸水膨脹率比生物質基材料低，無甲醛釋放，是良好的環保型復合材料。

附圖說明