一种硫化胶粉的制备方法与流程

文档序号:17342257发布日期:2019-04-06 00:30阅读:826来源:国知局

本发明属于废橡胶回收技术领域,具体涉及一种硫化胶粉的制备方法。



背景技术:

以废轮胎等废橡胶制品(即硫化橡胶)粉碎制成硫化胶粉,是目前废橡胶回收利用的主要途径。一般而言,硫化胶粉的粒径越小,比表面积越大,分散均匀性越好。但是直接使用未经处理的硫化胶粉(即使是高细度的),因其结构与硫化橡胶一样,仍然是网状结构、化学交联、物理凝聚的聚合物结构,表面活性很低,与掺用的基质材料的相容性差,故其应用掺量很低,应用范围较小,使用价值不高。目前对硫化胶粉进行表面活化和改性处理的方法,均在已制得一定细度要求的硫化胶粉后进行,需要另行配置专用设备和加热能源,工艺过程复杂,不能连续作业,效率低,耗能大。且因未能妥善解决与掺用基质材料的相容性的根本问题,共混体系的混合组分仍然分成独立的相,相间粘合力小,表面张力大,相容性不好,不能有效提高共混应用的效果。因此,硫化胶粉应用加工的核心和关键是共混体系的相容性。只有通过对硫化胶粉进行有效的增容处理,才能在基本保证制品物理性能或提高制品某些性能的前提下,达到加大掺用量的目的,并扩大应用范围和提高使用价值。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种硫化胶粉的制备方法,该方法能提高与掺用的基质材料的相容性。

为实现上述目的,一种硫化胶粉的制备方法,包括以下工艺步骤:

(1)分检:去掉非废旧硫化氢化丁腈橡胶和制品,以及严重老化、回收价值低的硫化氢化丁腈橡胶和制品及其它杂物;

(2)清洗:用水清除废旧硫化氢化丁腈橡胶或制品表面的泥沙杂质物;

(3)切块:将大块废旧硫化氢化丁腈橡胶或制品切成尺寸为30~80mm的小块;

(4)水煮:用流动沸水水煮3~10h,清除废旧硫化氢化丁腈橡胶或制品内的有害物质;

(5)干燥:除去水煮后废旧硫化氢化丁腈橡胶或制品表面的水分,干燥条件为在80~120℃下干燥4~12h;

(6)破碎:剪切破碎成粒径为2.5mm±0.5mm的粗胶粒;

(7)粗胶粒送入混合搅拌器,加入复合助剂,充分混合均匀后,送入粉碎机中粉碎细化,胶粒粉碎细化与硫化胶粉增容处理同时完成,

(8)经细度分级器进行细度分级后,即得到符合细度要求已经完成增容处理的硫化胶粉成品,

在粗胶粒至硫化胶粉成品的各工序过程中,物料在各设备之间通过机械或风力连续输送,分级后符合细度要求的粉体送入成品收集槽,粗料返回混合搅拌器再加工,对粉体细度无严格要求则可不经分级工序,出料可直接全部送入成品收集槽。

进一步的,所述复合助剂包括粉碎助剂、活性分散剂和增容改性剂,

所述粉碎助剂是硅化合物类、聚羧酸盐类中的至少一种化合物,其用量是粗胶粒重量的0.5~8%;

所述活性分散剂是硬脂酸甘油酯或其与金属皂类的混合物,使用其中的至少一种化合物,其用量是粗胶粒重量的0.9~8%;

所述增容改性剂则根据硫化胶粉成品不同的掺用用途而定,对于掺用于橡胶制品的,其增容剂为c5脂肪烃树脂、c9芳香烃树脂或二者的共聚型树脂,其用量是粗胶粒重量的0.5~10%,所述二者的共聚型树脂中c5脂肪烃树脂和c9芳香烃树脂的重量比:1:(0.8~1.2);对于掺用于塑料制品的,其增容剂是乙烯-丙烯酸及其酯类的共聚物树脂、苯乙烯-丁二烯共聚物树脂、苯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物树脂和苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物树脂中的至少一种化合物,其用量是粗胶粒重量的0.8~8%。

进一步的,所述粉碎助剂为疏水性二氧化硅或马来酸-丙烯酸共聚物钠盐;所述活性分散剂为单硬脂酸甘油酯、三硬脂酸甘油酯、硬脂酸钙、硬脂酸锌;所述增容改性剂为c5脂肪烃树脂、c9芳香烃树脂、二者的共聚型树脂,所述二者的共聚型树脂中c5脂肪烃树脂和c9芳香烃树脂的重量比:1:(0.8~1.2);乙烯-丙烯酸甲酯共聚物树脂、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物树脂、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物树脂、苯乙烯-丁二烯共聚物树脂、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物树脂、苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物树脂。

与现行的硫化胶粉表面活化和改性处理的方法相比,本发明实用、简便、高效,工艺过程简化,生产连续化,效率高,能耗低,无污染。粉碎机械的强烈作用力和复合助剂的结合,促进并强化了复合助剂与粉粒表面的化学作用,经过增容处理的硫化胶粉成品,其粉粒的内核部分并未变化,但其表面层已经塑化成生胶和塑料的类似状态,并有与掺用基质材料结构相似的涂覆层,容易形成均一的共混物,可有效提高共混体系组份的相容性。这种增容处理的硫化胶粉,表面能高,亲和性和润透性好,其掺用共混体系的表面张力降低,相互扩散和渗透性提高,相界面增厚,化学键连接力增强,分散均匀性、界面相容性和界面结合力均得到有效提高,可扩大应用范围和提高使用价值。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1:掺用于橡胶制品的硫化胶粉增容处理

将含有天然橡胶30%(重量),丁苯橡胶35%(重量),顺丁橡胶35%(重量)的废橡胶轮胎去除杂质后剪切成粒径2.5mm±0.5mm的粗胶粒,送入混合搅拌器1,同时按以下配比投入复合助剂:粉碎助剂:疏水性二氧化硅,1.0%;活性分散剂:单硬脂酸甘油酯,1.0%,硬脂肪酸钙,0.5%;增容改性剂根据掺用用途确定,掺用于非极性橡胶(如天然橡胶/nr、异戊橡胶/ir、丁苯橡胶/sbr、顺丁橡胶/br、丁基橡胶/iir、乙丙橡胶/epm/epdm)的,使用c5脂肪烃树脂或c5脂肪烃树脂与c9芳香烃树脂共

聚型树脂(重量比:1:0.8~1.2),3.0%。掺用于极性橡胶(如丁腈橡胶/nbr、氯丁橡胶/cr、丙烯酸酯橡胶/acm)的,使用c9芳香烃树脂或c5脂肪烃树脂与c9芳香烃树脂共聚型树脂(重量比:1:0.8~1.2),3.0%。均匀搅拌后出料入粉碎机2,粉碎细度要求为粒径<200微米/80目的粉粒,出料后送入细度分级器3,经分选分级,其中80%粉料通过200微米筛网

孔而作为80目成品细料送入成品收集槽4,其余20%的粗料(>200微米/80目)返回至混合器1再加工。本流程中物料在各设备之间的运行均通

过机械或风力连续输送。

实施例2:掺用于塑料制品的硫化胶粉的增容处理

废橡胶轮胎原料组分为含有天然橡胶20%(重量),丁苯橡胶30%(重量),顺丁橡胶50%(重量)。工艺操作步骤与实施例1相同,所不同的是复合助剂的品种及配比。粉碎助剂:马来酸-丙烯酸共聚物钠盐,1.0%;活性分散剂:三硬脂酸甘油酯,1.0%,硬脂酸锌,0.5%;增容改性剂根据掺用用途确定,掺用于非极性塑料(如聚乙烯/pe、聚丙烯/pp、聚苯乙烯/ps)的,使用乙烯-丙烯酸甲酯共聚物树脂,或乙烯-丙烯酸乙酯共聚物树脂,或乙烯-丙烯酸丁酯共聚物树脂,3.0%。掺用于极性塑料(如乙烯基类的聚氯乙烯/pvc)的,使用苯乙烯-丁二烯共聚物树脂,或苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物树脂,或苯乙烯-顺丁烯二酸酐共聚物树脂,3.0%。粉碎细度要求为粒径<150微米/100目的粉粒,出料后送入细度分级器3,经分选分级,其中80%粉料通过150微米筛网孔而作为100目成品细胶细料送入成品收集槽4,其余20%的粗料(>150微米/100目)返回至混合器1再加工。本流程中物料在各设备之间的运行均通过机械或风力连续输送。

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