专利名称：一种硅橡胶改性母粒的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种硅橡胶改性母粒，特别涉及一种以硅橡胶工业废液含氯浆渣为原料对一种活化橡胶粉进行氯化反应生成的硅橡胶改性母粒。
背景技术：
目前，由废轮胎加工的橡胶粉，主要成分是橡胶及各种轮胎制造助剂，与其它材料相容性差，故影响其应用范围，必须经过活化处理，才能使其重获生胶性质，在一定程度上恢复粘性性质；活化后的橡胶粉可用于浙青改性、橡塑复合材料等领域。为了提高废橡胶颗粒的粘着性能，目前工业上活化废橡胶所采用的办法一是采用叔丁酚甲醛树脂为硫化剂、氯化亚锡为促进剂的硫化体系，用卤化的方法提高其硫化速度和粘性；二是在高温下用活化剂420(多烷基苯酚二硫化物)及增大氯化亚锡用量的方法来解决橡胶粘性及硫化速度，使废橡胶粉脱硫还原生胶粘附性质，继而保证与其它材料的混融性，达到对其它材料的改性目的。也就是说，常规的提高废橡胶颗料的粘着性能方法都是采用脱硫的办法来达到目的的，但是脱硫过程复杂，环境污染较重，同时也要耗费能源， 十分不经济。同时，经过脱硫活化得到的废橡胶颗粒与基质浙青掺和是一个物理混合的过程，废橡胶颗粒没有发生化学胶溶，所制备的活化橡胶颗粒弹性和强度不好，不具备抗低温和耐氧化性能。有机硅浆渣是有机硅单体特别是甲基氯硅烷单体合成过程中所产生的废弃物，有机硅浆渣的主要成分是有机硅单体、氯硅烷以及高含量的金属铜以及少量的其它金属。有机硅浆渣如果暴露在空气中，就会燃烧和(或)形成强酸雾和液体，对环境造成严重污染， 不仅污染环境，也造成大量的氯损失，必须进行无害化处理。目前对于有机硅废浆渣，主要采用水解方法进行处理，水解反应会产生盐酸气体、酸水和酸性固体废渣三废，对环境带来的二次污染还非常的严重，不适于对有机硅生产行业的环保要求。然而目前除了水解没有更好的浆渣环保处理技术，废渣浆的处理问题已经成为制约有机硅工业发展的瓶颈。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的现有活化橡胶颗粒弹性和强度不高、 不具备抗低温和耐氧化性能以及有机硅浆渣处理的问题，提供一种改进的硅橡胶改性母粒及其制备方法。本发明有机硅浆渣中的含硅(有机硅)单体与活化橡胶粉发生氯化反应，制得硅橡胶改性母粒，所制备的硅橡胶改性母粒成本低廉，具有良好的抗低温和耐氧化性能。为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案一种硅橡胶改性母粒，包括活化橡胶粉、浙青、有机硅浆渣，各组分的重量比例为 活化橡胶粉浙青有机硅浆渣=(90-105) (2-38) (1-30)，所述活化橡胶粉包括废旧轮胎粉和活化剂，所述废旧轮胎粉与活化剂的重量比例为(94-100) (3-10)。上述硅橡胶改性母粒中，不仅加入了浙青、活化剂对废旧轮胎粉进行改性，而且加入了有机硅浆渣，由于有机硅浆渣中含有有机硅单体、氯硅烷以及单质金属铜，而活化橡胶粉中含有废旧轮胎粉及活化剂，在单质金属铜、活化剂存在的情况下，有机硅浆渣中的有机硅单体与废旧轮胎粉发生嵌合反应，有助于增加橡胶颗粒的弹性；同时，氯硅烷与橡胶颗粒发生氯化反应，有助于增加橡胶颗粒的强度；在上述两种反应的协同作用下，所得硅橡胶母粒的整体性能得以改善。另一方面，基质浙青不仅具有活化橡胶粉的作用，而且可作为柔软剂和粘合剂，对有机硅浆渣进行吸附、包裹以隔离空气，从而防止机硅浆渣吸附空气中的水份而分解氯化氢气体。优选的，上述硅橡胶改性母粒中，各组分的重量比例优选为活化橡胶粉浙青 有机硅浆渣=(90-100) (5-30) (1-20)。在上述比例范围内，本发明的硅橡胶改性母粒的性能较佳，本发明的硅橡胶改性母粒经基质浙青高温加热O00-250°C)混合稀释氯化，即可得到合成橡胶浙青，得到的合成橡胶浙青的5°C下延伸度为13-25cm，软化点为 53-90°C，25°C下的针入度为83-97，弹性恢复为61-88%，180°C旋转粘度为2. 43-4. 30，整体性能优于国家标准。优选的，上述硅橡胶改性母粒中，各组分的重量比例优选为活化橡胶粉浙青 有机硅浆渣=(95-100) (10-30) (5-15)。在上述比例范围内，本发明的硅橡胶改性母粒的性能较佳，本发明的硅橡胶改性母粒经基质浙青高温加热O00-250°C)混合稀释氯化，即可得到合成橡胶浙青，得到的合成橡胶浙青的5°C下延伸度为17-29cm，软化点为 58-99°C，25°C下的针入度为76-106，弹性恢复为66-90%，180°C旋转粘度为2. 78-4. 30，整体性能优于国家标准。优选的，上述硅橡胶改性母粒中，各组分的重量比例优选为活化橡胶粉浙青 有机硅浆渣=100 (10-30) (5-10)。在上述比例范围内，本发明的硅橡胶改性母粒整体性能效果最佳，本发明的硅橡胶改性母粒经基质浙青高温加热O00-250°C)混合稀释氯化，即可得到合成橡胶浙青，得到的合成橡胶浙青的5°C下延伸度为20-32cm，软化点为 73-105°C，25°C下的针入度为83-110，弹性恢复为72-95 %，180°C旋转粘度为3. 11-4. 83， 整体性能优于国家标准。进一步的，上述硅橡胶改性母粒中，所述活化剂为己二醇或四甲基葵炔二醇。上述两种改性剂有助于提高橡胶粉的粘着性，而且有助于有机硅单体与废旧轮胎粉发生嵌合反应、氯硅烷与橡胶颗粒发生氯化反应，有助于改善硅橡胶母粒的整体性能。进一步的优选的，上述硅橡胶改性母粒中，所述活化剂为己二醇，所述废旧轮胎粉己二醇的重量比例优选为(94-96) G-6)。上述橡胶粉活化剂由废旧轮胎粉和己二醇组成，其中，己二醇是一种橡胶交联剂，化学组份为2，5-二甲基-2，5-己二醇，英文名2， 5-dimethyl-2, 5-hexanediol，分子式为C8H18O2，为白色粉状或片状，具有促进基质浙青和橡胶碳氢分子低温合成浙青的功能，能增加橡胶粉活化剂的渗透性。而且，根据本发明的实施例，在上述比例范围内，己二醇对废旧轮胎粉发生嵌合反应、氯硅烷与橡胶颗粒发生氯化反应的促进作用较佳。进一步优选的，上述硅橡胶改性母粒中，所述活化剂为四甲基葵炔二醇，所述废旧轮胎粉四甲基葵炔二醇的重量比例优选为100 (3-10)。上述橡胶粉改性剂由废旧轮胎粉和四甲基葵炔二醇组成，其中，活化剂四甲基葵炔二醇，是一种多功能非离子表面活性剂，化学组分为2，4，7，9-四甲基-5-癸炔-4，7- 二醇，分子式C14H26O2,为白色或微黄蜡状物，具有颜料分散能力强，优异的低泡性和适度的消泡功能，另外，四甲基葵炔二醇具有防
4止橡胶浙青改性剂从浙青中离析的作用，不需要脱硫工序即可赋予橡胶粉较高的粘着性， 恢复其生胶性质。而且，根据本发明的实施例，在上述比例范围内，四甲基葵炔二醇对废旧轮胎粉发生嵌合反应、氯硅烷与橡胶颗粒发生氯化反应的促进作用较佳。上述硅橡胶改性母粒的制备方法，包括以下步骤(1)、将基质浙青预热至120_160°C ；(2)、将活化橡胶粉与步骤(1)中的基质浙青按比例在捏合机中混合，在20-40°C 温度下捏合；(3)、按比例将有机硅浆渣加入捏合机，使步骤( 所得混合物对有机硅浆渣在 20-40°C温度下进行吸附、包裹，得到硅橡胶改性母粒。上述活化橡胶粉和有机硅浆渣的捏合温度较低，有机硅浆渣与活化橡胶粉及浙青的镶嵌结合反应作用较温和，而活化橡胶粉与浙青的混合物起到了对有机硅浆渣吸附、包裹从而隔离空气的作用，有机硅单体与活化橡胶粉发生可改善橡胶粉的弹性；同时，氯硅烷可与活化橡胶粉发生氯化反应，有助于增加活化橡胶粉的强度。与现有技术相比，本发明的有益效果本发明的硅橡胶改性母粒由活化橡胶粉和有机硅浆渣组成，其中有机硅浆渣的氯化硅作为氯来源，在具有活性的游离铜(单质金属铜)催化剂的作用下，有机硅浆渣中的含硅(有机硅)单体与活化橡胶粉发生氯化反应，有机硅单体可以与活化橡胶粉发生镶嵌结合反应，得到硅橡胶改性母粒。有机硅单体与活化橡胶粉发生镶嵌结合反应可改善橡胶粉的弹性；同时，氯硅烷可与活化橡胶粉发生氯化反应，有助于增加活化橡胶粉的强度。本发明的有机硅浆渣中的有机硅单体与活化橡胶粉的结合反应，是因为上述活化橡胶粉是经化学改性的发生质变的活化橡胶粉。基质浙青在制备硅橡胶改性母粒的过程中起到柔软剂和粘合剂的作用，氯化过程中活化橡胶粉的作用是对有机硅浆渣进行吸附、包裹以隔离空气，提高了本发明的硅橡胶改性母粒的抗低温性和耐氧化性能。本发明的硅橡胶改性母粒的制备方法是将基质浙青预热至120-160°C后，按比例向盛有活化橡胶粉的捏合机内加入基质浙青，边加边捏合，保持半湿润状态捏合；将有机硅浆渣按比例加入到捏合机，在20-40°C温度下进行捏合，得到硅橡胶改性母粒。本发明的硅橡胶改性母粒的制备方法捏合工艺温度低，有机硅浆渣与活化橡胶粉及浙青的氯化反应作用较温和，而活化橡胶粉与浙青的混合物起到了对有机硅浆渣吸附、包裹从而空气隔离的作用，使有机硅浆渣不会因吸附空气中的水份而分解氯化氢气体。本发明的硅橡胶改性母粒制备方法工序简单，无三废公害，环保，更重要的是，将硅橡胶、有机硅工业的浆渣废液变废为宝，所得到的硅橡胶改性母粒的抗低温性和耐氧化性能较好。本发明硅橡胶改性母粒经基质浙青高温加热O00-25(TC )混合稀释氯化，即可得到合成橡胶浙青，按相关国家标准检验，所得合成橡胶浙青延伸度为13-32cm，软化点为 53-105°C，针入度为为71-110，25°C弹性恢复61-95%，180°C旋转粘度为2.43-4.83。整体性能优于国家标准。本发明的硅橡胶改性母粒，也可利用硫化工段模具在高温下与其他橡胶混炼、硫化或与塑料混炼氯化制成橡塑制品。用户可结合橡塑制品技术要求比对检验效果，灵活配方。
具体实施方式
下面结合试验例及具体实施方式
对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。实施例1本实施例列举的硅橡胶改性母粒，它是由以下重量比的组份组成活化橡胶粉 100kg，浙青10kg，有机硅浆渣1. ^g，所述活化橡胶粉由如下重量比的组份组成废旧轮胎粉邪kg，己二醇4kg。所述有机硅浆渣是甲基氯硅烷单体合成过程中所产生的废弃物，有机硅浆渣的主要成分是有机硅单体、氯硅烷以及高含量的金属铜以及少量的其它金属，其主要成分的重量比例为有机硅单体氯硅烷单质铜=38 60 2。本实施例的硅橡胶改性母粒按以下方法制备(1)、将基质浙青置于反应釜中，预热至160°C ；O)、将IOkg基质浙青加入到掺入盛有IOOkg的活化橡胶粉的捏合机中，在 20-40°C下捏合；(3)、基质浙青加入完毕，将1. 5kg有机硅浆渣加入捏合机，使步骤( 所得混合物对有机硅浆渣在20-40°C温度下进行吸附、包裹，得到硅橡胶改性母粒。将本实施例所得硅橡胶改性母粒掺入190kg基质浙青中经高温加热Q00-250°C ) 混合稀释氯化，即可得到合成橡胶浙青。道路浙青的质量常用以下指标进行评定延伸度主要用于反映浙青的低温性能。浙青的延伸度是指在规定的拉伸速度和温度下，拉伸标准试件的两端到断裂时的长度。延伸度是剪切面上剪切压力大于浙青内聚力时的断裂长度，随温度不同而变化。它反映浙青的粘弹性质，延伸度可按照ASTMD113或 GB/T4508方法测定。软化点反应浙青的高温性能。浙青的软化点是浙青在一定条件下的等粘温度，软化点高表示浙青的等粘温度高，混合料的高温稳定性好，软化点的测定方法可参照ASTMD36 或 GB/t4508。针入度是浙青的稠度指标。反映浙青在一定条件上的软硬程度，浙青的针入度用标准针在一定负荷、时间和温度条件下，垂直穿入浙青试样的深度表示，单位为l/10mm，不同温度针入度的对数与温度呈线性关系，即工IgP = AT+K，其中P为温度T时的针入度，A 反映针入度对数温度的敏感性，简称针入温度系数，K为常数。以上是评定浙青质量标准的三大技术指标，根据附JT/T798-2011行业标准，另有 180°C旋转粘度(Pa. s)和弹性恢复(25°C，% )两大指标来评定浙青的性能。附JT/T 798-2011 行业标准表1橡胶浙青技术指标
权利要求
1.一种硅橡胶改性母粒，其特征在于，包括活化橡胶粉、浙青、有机硅浆渣，各组分的重量比例为活化橡胶粉浙青有机硅浆渣=(90-105) (2-38) (1-30)， 所述活化橡胶粉包括废旧轮胎粉和活化剂，所述废旧轮胎粉与活化剂的重量比例为(94-100) (3-10)。
2.根据权利要求1所述的一种硅橡胶改性母粒，其特征在于，所述硅橡胶改性母粒各组分的重量比例为活化橡胶粉浙青有机硅浆渣=(90-100) (5-30) (1-20)。
3.根据权利要求2所述的一种硅橡胶改性母粒，其特征在于，所述硅橡胶改性母粒各组分的重量比例为活化橡胶粉浙青有机硅浆渣=(95-100) (10-30) (5-15)。
4.根据权利要求3所述的一种硅橡胶改性母粒，其特征在于，所述硅橡胶改性母粒各组分的重量比例为活化橡胶粉浙青有机硅浆渣=100 (10-30) (5-10)。
5.根据权利要求4所述的一种硅橡胶改性母粒，其特征在于，所述活化剂为四甲基葵炔二醇或己二醇。
6.根据权利要求5所述的一种硅橡胶改性母粒，其特征在于，所述活化剂为己二醇，所述废旧轮胎粉己二醇的重量比例为(94-96) (4-6)。
7.根据权利要求5所述的一种硅橡胶改性母粒，其特征在于，所述活化剂为四甲基葵炔二醇，所述废旧轮胎粉四甲基葵炔二醇的重量比例为100 (3-10)。
全文摘要
本发明涉及一种硅橡胶改性母粒。本发明的硅橡胶改性母粒，包括活化橡胶粉、沥青、有机硅浆渣，各组分的重量比例为活化橡胶粉∶沥青∶有机硅浆渣＝(90-105)∶(2-38)∶(1-30)，所述活化橡胶粉由如下重量比的组份组成废旧轮胎粉∶活化剂＝(94-100)∶(3-10)。本发明的硅橡胶改性母粒的抗低温性和耐氧化性能较好，具有良好的弹性，本发明硅橡胶改性母粒经基质沥青高温加热(200-250℃)混合稀释氯化，即可得到性能优良的合成橡胶沥青，也可利用硫化工段模具在高温下与其他橡胶混炼、硫化或与塑料混炼氯化制成橡塑制品。
文档编号C08L95/00GK102492195SQ20111042261
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月15日 优先权日2011年12月15日
发明者周其强, 周祥 申请人:周祥, 四川维城磁能有限公司