未改性废胶粉复合 材料的性能测试结果如表2所示。
[0055] 由表2可见，添加未改性废胶粉后，材料的物理机械性能有所下降，说明废胶粉与 橡胶基体的相容性较差。而添加改性废胶粉后材料的300 %定伸强度、扯断伸长率、硬度和 撕裂强度提高，改性废胶粉用量从10重量份增加到30重量份，材料的300%定伸强度、拉 伸强度和耐磨性略有下降，但撕裂强度增加。添加20重量份废胶粉时，与天然橡胶/未改 性废胶粉相比，天然橡胶/改性废胶粉复合材料的拉伸强度和撕裂强度等力学性能明显增 强、耐磨性提高，说明废胶粉的改性能有效改善废胶粉与橡胶的界面结合，提高材料各项物 理机械性能。
[0056] 表2各硫化胶的物理机械性能
[0057]
[0058] 实施例4 (SBR/改性废胶粉复合材料）
[0059] -种改性废胶粉的制备方法，具体包括以下步骤：
[0060] (1)将100重量份的废胶粉和2重量份的塑解剂过氧化二苯甲酰于120°C塑炼 lOmin，得到活化胶粉；
[0061] (2)将1重量份偶联剂KH602与100重量份环氧化天然橡胶（环氧度为50)，150°C 混合2min，得到改性剂；
[0062] (3)将20重量份改性剂加入100重量份活化胶粉中，于150°C混合2min，冷却后， 得到改性废胶粉。
[0063] 所述改性废胶粉的应用即橡胶/胶粉复合材料的制备：
[0064] 按常用的橡胶配方，向丁苯橡胶100重量份中加入配合剂（氧化锌4重量份，硬脂 酸2重量份，CZ 1. 5重量份，DM0. 5重量份，炭黑45重量份，硫磺2重量份），然后分别加 入20重量份未改性废胶粉和20重量份实施例4制备的改性废胶粉，于50°C混炼15min，再 于150°C按正硫化时间T90硫化压片，得到SBR/未改性废胶粉复合材料和SBR/改性废胶 粉复合材料。所得硫化胶即SBR/未改性废胶粉复合材料和SBR/改性废胶粉复合材料的性 能测试如表3所示。由表3可见，SBR中添加20重量份未改性胶粉时，材料的拉伸强度、撕 裂强度等物理机械性能下降，添加20份改性胶粉时，SBR/改性胶粉复合材料的力学性能增 强，甚至超过未加胶粉的空白样，说明胶粉改性后可加强胶粉与SBR基体的界面结合，提高 材料的物理机械性能，其改性效果显著。
[0065] 表3SBR/改性胶粉的物理机械性能
[0066]
[0067] 实施例5 (NBR/改性废胶粉复合材料）
[0068] -种改性废胶粉的制备方法，具体包括以下步骤：
[0069] (1)将100重量份的废胶粉和5重量份的二乙基二硫代氨基甲酸锌于80°C塑炼 8min，得到活化胶粉，
[0070] (2)将10重量份偶联剂Si-902、10重量份偶联剂B-201与100重量份环氧化天然 橡胶（环氧度为20)于室温下混合15min，得到改性剂，
[0071] (3)将2重量份改性剂加入100重量份活化胶粉中，于100°C混合8min，冷却后，得 到改性废胶粉。
[0072] 所述改性废胶粉的应用即橡胶/胶粉复合材料的制备：
[0073] 按常用的橡胶配方，向100重量份丁腈橡胶中加入配合剂（氧化锌4重量份，硬脂 酸2重量份，促进剂CZ1. 5重量份，促进剂DM0. 5重量份，炭黑45重量份，硫磺2重量份）， 然后分别加入10重量份未改性废胶粉和10重量份实施例5制备的改性废胶粉，于50°C混 炼20min，再于150°C按正硫化时间T90硫化压片，得到NBR/未改性废胶粉复合材料和NBR/ 改性废胶粉复合材料。所得硫化胶即NBR/未改性废胶粉复合材料和NBR/改性废胶粉复合 材料的性能测试结果如表4所示。由表4可见，NBR中添加10重量份未改性胶粉时，由于 胶粉与基体的相容性较差，材料的拉伸强度、撕裂强度等物理机械性能下降，添加10份改 性胶粉时，改性过程在胶粉中引入的极性的环氧化基团可有效提高其与NBR基体的界面结 合力，从而使NBR/改性废胶粉复合材料的力学性能较改性前增强，说明改性胶粉的加入可 以有效提高材料性能，并有利于降低材料成本。
[0074] 表4各硫化胶的物理机械性能
[0075]
[0076] 实施例6 (环氧树脂/改性废胶粉复合材料）
[0077] -种改性废胶粉的制备方法，具体包括以下步骤：
[0078] (1)将100重量份的废胶粉和1重量份的促进剂M和0. 2重量份五氯苯硫酚锌盐 于KKTC塑炼12min，得到活化胶粉；
[0079] (2)将15重量份偶联剂KH540与100重量份环氧化天然橡胶（环氧度为30)于 60°C混合12min，得到改性剂；
[0080] (3)将8重量份改性剂加入100重量份活化胶粉中，于80°C混合8min，冷却后，得 到改性废胶粉。
[0081] 所述改性废胶粉的应用即树脂/胶粉复合材料的制备：
[0082] 向100重量份环氧树脂E44中加入10重量份的固化剂乙二胺，并分别加入10重量 份未改性废胶粉和10重量份实施例6制备的改性废胶粉，在室温下固化24小时，得到环氧 树脂/未改性废胶粉复合材料和环氧树脂/改性废胶粉复合材料。所得固化物即环氧树脂 /未改性废胶粉复合材料和环氧树脂/改性废胶粉复合材料的性能测试结果如表5所示。 由表5可见，环氧树脂E44中添加10重量份未改性胶粉时，由于胶粉与基体的相容性较差， 材料的冲击强度基本不变，而添加10重量份改性胶粉时，改性过程在胶粉中引入的极性的 环氧化基团可有效提高其与环氧树脂基体的界面结合力，从而使环氧树脂/改性胶粉复合 材料的冲击强度提尚，说明改性胶粉的加入可以有效提尚材料初性性能，并有利于降低材 料成本。
[0083] 表5固化物的物理机械性能
[0084]
[0085] 本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明 的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出 其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的 精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护 范围之内。
【主权项】
1. 一种改性废胶粉，其特征在于：由活化胶粉与改性剂制备而成；其中活化胶粉由100 重量份的废胶粉和0. 1~5重量份的塑解剂制备得到；改性剂由100重量份的环氧化天然 橡胶和0. 5~20重量份的偶联剂制备得到。2. 根据权利要求1所述改性废胶粉，其特征在于：所述活化胶粉与改性剂的重量比为 100 : (1 ~20) 〇3. 根据权利要求1所述改性废胶粉，其特征在于： 所述塑解剂为芳香族硫醇衍生物、二芳基二硫化物、促进剂型塑解剂或引发剂型促进 剂中的一种以上； 所述偶联剂为含胺基的偶联剂。4. 根据权利要求3所述改性废胶粉，其特征在于：所述芳香族硫醇衍生物为二甲苯基 硫酚、五氯硫酚、4-叔丁基邻甲苯硫酚、五氯苯硫酚锌盐或2-苯甲酰胺基硫酚锌盐中的一 种以上； 所述二芳基二硫化物为二甲苯基二硫化物、2, 2' -二苯甲酰胺二苯基二硫化物、多烷基 芳烃二硫化物或多烷基苯酚二硫化物中的一种以上； 所述促进剂型塑解剂为2-硫醇基苯并噻唑、2、2' -二硫代二苯并噻唑、二甲基二硫代 氨基甲酸锌、二乙基二硫代氨基甲酸锌、二丁基二硫代氨基甲酸锌、乙基苯基二硫代氨基甲 酸锌中的一种以上； 所述引发剂型促进剂型塑解剂为过氧化苯甲酰或偶氮二异丁腈中的一种以上； 所述偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-P-(氨乙 基）_ T -氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N- P -(氨乙基）-y -氨丙基三甲氧基硅烷、y -氨丙基 甲基二乙氧基硅烷或T-二乙烯三氨基丙基三乙氧基硅烷中的一种以上。5. 根据权利要求1所述改性废胶粉，其特征在于：所述废胶粉为废轮胎胎面胶粉； 所述环氧化天然橡胶的环氧度为20~50。6. 根据权利要求1~5任一项所述改性废胶粉的制备方法，其特征在于：具体包括以 下步骤： (1) 在100重量份的废胶粉中加入0. 1~5重量份的塑解剂，于室温~180°C塑炼2~ 20min，得到活化胶粉； (2) 将100重量份的环氧化天然橡胶和0. 5~20重量份的偶联剂于室温~150°C混合 2~15min，得到改性剂； (3) 将⑴得到的活化胶粉与⑵得到的改性剂按重量比100: (1~20)于室温~ 150°C混合2~15min，冷却至常温，得到改性废胶粉。7. 根据权利要求1~5任一项所述改性废胶粉在聚合物中的应用。8. 根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述聚合物为基体橡胶或基体树脂；所述 基体橡胶为极性橡胶或非极性橡胶；所述基体树脂为热固性树脂。9. 根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述极性橡胶为丁腈橡胶、环氧化天然 胶、氯丁胶或羧基丁苯橡胶；所述非极性橡胶为天然橡胶、丁苯橡胶或顺丁橡胶； 所述热固性树脂为环氧树脂、酚醛树脂或不饱和树脂。
【专利摘要】本发明属于高分子材料的领域，公开了一种改性废胶粉及其制备方法与应用。所述改性废胶粉由活化胶粉与改性剂制备而成；其中活化胶粉由100重量份的废胶粉和0.1～5重量份的塑解剂制备得到；改性剂由100重量份的环氧化天然橡胶和0.5～20重量份的偶联剂制备得到。本发明的改性废胶粉表面活性增强，通过机械力化学法和改性剂分步对胶粉表面进行改性，改性废胶粉与非极性和极性橡胶基体以及热固性树脂基体的相容性都明显提高；增强了废胶粉与聚合物的结合能力，提高了改性废胶粉与复合材料的性能；拓宽了废胶粉的使用，降低了成本。
【IPC分类】C08L101/02, C08J11/28, C08K5/544, C08L61/06, C08L21/00, C08L7/00, C08L9/06, C08L9/02, C08L63/00, C08L15/00, C08L9/00, C08L11/00, C08L13/00
【公开号】CN105037865
【申请号】CN201510514544
【发明人】王小萍, 张欣, 贾德民
【申请人】华南理工大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年8月20日