一种汽车橡胶件的再利用方法与流程

文档序号:18906921发布日期:2019-10-18 22:51阅读:386来源:国知局

本发明属于材料回收利用技术领域,具体涉及一种汽车橡胶件的再利用方法。



背景技术:

汽车现在在我国的增长量巨大,现在家庭中逐渐开始普及汽车。众所周知汽车是由大量的机械部件组配而来,其中很多部件是由橡胶材料制成,如汽车轮胎、汽车密封圈、汽车座椅组件等等,而当汽车此类部件更换或者报废后,现在通常进行焚烧处理,但会对环境造成很严重的污染,而土壤填埋处理因不易降解还会造成土壤的劣化。目前只有一小部分橡胶材料被回收再利用,如申请号为:cn201710901040.7公开了一种利用汽车轮胎下脚料生产的橡胶护舷,其利用生产汽车橡胶轮胎的下脚料为主要原料生产橡胶护舷,通过将废旧橡胶进行改性,直接再生利用,对再生资源回收综合利用,将大量的生产和消费后废弃的橡胶资源再利用变废为宝,具有很好的环保意义。其有效的对汽车轮胎橡胶件进行了回收利用,对环境起到了不错的保护作用,但其制得的再造料性能较差,使用稳定性弱,市场竞争力仍不强,需要进一步的改进。



技术实现要素:

本发明的目的是针对现有的问题,提供了一种汽车橡胶件的再利用方法。

本发明是通过以下技术方案实现的:

一种汽车橡胶件的再利用方法,包括如下步骤:

(1)汽车橡胶件清洗粉碎处理:

对汽车橡胶件依次使用清水、除油剂、酸液、清水冲洗一遍后,再将其放入到干燥箱内进行干燥处理,最后将干燥后的汽车橡胶件放入到粉碎机内进行粉碎处理,控制颗粒大小为200~300目,取出得汽车橡胶件回收料备用;

(2)增强料制备:

a.按对应重量份称取:30~35份三氧化二铝、6~9份云母粉、0.3~0.6份纳米二氧化钛、4~7份炭黑;

b.将操作a称取的三氧化二铝、云母粉、纳米二氧化钛和炭黑共同投入到球磨机内进行球磨混合处理,完成后取出放于氩气气氛中高温煅烧反应处理4~6h,完成后再将其取出放入到恒温箱内脱碳处理,最后取出自然冷却至室温后得增强料备用;

(3)原材料称取:

按对应重量份称取下列原材料备用:13~16份丁腈橡胶、0.3~0.6份紫外线吸收剂、0.2~0.5份抗氧剂、10~15份增塑剂、2~5份润滑剂、5~8份步骤(2)制得的增强料、80~85份步骤(1)所得的汽车橡胶件回收料;

(4)原材料混炼处理:

将步骤(3)称取的丁腈橡胶、紫外线吸收剂、抗氧剂、增塑剂、润滑剂、步骤(2)制得的增强料、步骤(1)所得的汽车橡胶件回收料共同投入到混练机内进行混炼处理,20~30min后取出得混炼料备用;

(5)成品加工:

将步骤(4)所得的混炼料投入到双螺杆挤出机内进行熔融共混挤出,完成后将挤出的物料放入到模具中热压成型后取出即得成品。

进一步的,步骤(1)中所述的除油剂为丙酮;所述的酸液是质量分数为0.2~0.4%的盐酸溶液。

进一步的,步骤(1)中所述的干燥处理时控制干燥箱内的温度为80~85℃。

进一步的,步骤(2)操作a中所述的三氧化二铝的颗粒大小为400~500目,云母粉的颗粒大小为600~800目,纳米二氧化钛的颗粒粒径为20~50nm,炭黑的颗粒大小为500~700目。

进一步的,步骤(2)操作b中所述的球磨混合处理的时长控制为1~2h,所述的高温煅烧反应处理时控制煅烧的温度为1500~1580℃、时长控制为3~4h,所述的脱碳处理时控制恒温箱内的温度为700~750℃。

进一步的,步骤(3)中所述的紫外线吸收剂为紫外线吸收剂uv-p、紫外线吸收剂uv-o、紫外线吸收剂uv-9中的任意一种;所述的抗氧剂为抗氧剂168、抗氧剂1010、抗氧剂1076中的任意一种;所述的增塑剂为邻苯二甲酸二甲酯;所述的润滑剂为凡士林或微晶石蜡。

进一步的,步骤(4)中所述的混炼处理时控制混练机内的温度为118~125℃。

进一步的,步骤(5)中所述的熔融共混挤出时控制双螺杆挤出机机头的温度为140~145℃。

汽车的橡胶件在再利用时的品质都较差,强度等品质相较于正常生产的材料均有下降,因此通常需要进行增强改性处理,如申请号为:cn201710901040.7公开的一种利用汽车轮胎下脚料生产的橡胶护舷中便利用了填充补强剂、聚酯短纤维等进行了补强处理,虽然能够起到一定效果,但是因其相容性等原因造成效果不甚理想。本发明改进了再利用的处理方法,主要是通过添加制备一种特殊的增强料成分来对橡胶材料进行增强再处理,此增强料是一种以三氧化二铝粉末为铝源,云母粉为复合料,加工而成的复合有纳米二氧化钛及少量氧化硅的改性氮化铝复合粉末成分,此成分在后续制备中有效的填充分散于橡胶材料基体内,构成了橡胶材料的一种填充构架,增强了整体的力学性能,同时其内添加的纳米二氧化钛成分能够很好的改善此复合料与橡胶高分子成分间的界面结合性以及结合强力,在未添加偶联剂等界面增强剂的情况下仍具有很好的填充性能,降低了生产成本,提高了再利用效果。

本发明相比现有技术具有以下优点:

本发明方法整体工艺简单,便于推广利用,能够对汽车橡胶件进行有效的回收利用,且制得的橡胶再制品力学强度高,使用性能稳定,寿命长,极具市场竞争力。

具体实施方式

实施例1

一种汽车橡胶件的再利用方法,包括如下步骤:

(1)汽车橡胶件清洗粉碎处理:

对汽车橡胶件依次使用清水、除油剂、酸液、清水冲洗一遍后,再将其放入到干燥箱内进行干燥处理,最后将干燥后的汽车橡胶件放入到粉碎机内进行粉碎处理,控制颗粒大小为200~300目,取出得汽车橡胶件回收料备用;

(2)增强料制备:

a.按对应重量份称取:30份三氧化二铝、6份云母粉、0.3份纳米二氧化钛、4份炭黑;

b.将操作a称取的三氧化二铝、云母粉、纳米二氧化钛和炭黑共同投入到球磨机内进行球磨混合处理,完成后取出放于氩气气氛中高温煅烧反应处理4h,完成后再将其取出放入到恒温箱内脱碳处理,最后取出自然冷却至室温后得增强料备用;

(3)原材料称取:

按对应重量份称取下列原材料备用:13份丁腈橡胶、0.3份紫外线吸收剂、0.2份抗氧剂、10份增塑剂、2份润滑剂、5份步骤(2)制得的增强料、80份步骤(1)所得的汽车橡胶件回收料;

(4)原材料混炼处理:

将步骤(3)称取的丁腈橡胶、紫外线吸收剂、抗氧剂、增塑剂、润滑剂、步骤(2)制得的增强料、步骤(1)所得的汽车橡胶件回收料共同投入到混练机内进行混炼处理,20min后取出得混炼料备用;

(5)成品加工:

将步骤(4)所得的混炼料投入到双螺杆挤出机内进行熔融共混挤出,完成后将挤出的物料放入到模具中热压成型后取出即得成品。

进一步的,步骤(1)中所述的除油剂为丙酮;所述的酸液是质量分数为0.2%的盐酸溶液。

进一步的,步骤(1)中所述的干燥处理时控制干燥箱内的温度为80℃。

进一步的,步骤(2)操作a中所述的三氧化二铝的颗粒大小为400~500目,云母粉的颗粒大小为600~800目,纳米二氧化钛的颗粒粒径为20~50nm,炭黑的颗粒大小为500~700目。

进一步的,步骤(2)操作b中所述的球磨混合处理的时长控制为1h,所述的高温煅烧反应处理时控制煅烧的温度为1500℃、时长控制为3h,所述的脱碳处理时控制恒温箱内的温度为700℃。

进一步的,步骤(3)中所述的紫外线吸收剂为紫外线吸收剂uv-p;所述的抗氧剂为抗氧剂168;所述的增塑剂为邻苯二甲酸二甲酯;所述的润滑剂为凡士林。

进一步的,步骤(4)中所述的混炼处理时控制混练机内的温度为118℃。

进一步的,步骤(5)中所述的熔融共混挤出时控制双螺杆挤出机机头的温度为140℃。

实施例2

一种汽车橡胶件的再利用方法,包括如下步骤:

(1)汽车橡胶件清洗粉碎处理:

对汽车橡胶件依次使用清水、除油剂、酸液、清水冲洗一遍后,再将其放入到干燥箱内进行干燥处理,最后将干燥后的汽车橡胶件放入到粉碎机内进行粉碎处理,控制颗粒大小为200~300目,取出得汽车橡胶件回收料备用;

(2)增强料制备:

a.按对应重量份称取:33份三氧化二铝、8份云母粉、0.5份纳米二氧化钛、6份炭黑;

b.将操作a称取的三氧化二铝、云母粉、纳米二氧化钛和炭黑共同投入到球磨机内进行球磨混合处理,完成后取出放于氩气气氛中高温煅烧反应处理5h,完成后再将其取出放入到恒温箱内脱碳处理,最后取出自然冷却至室温后得增强料备用;

(3)原材料称取:

按对应重量份称取下列原材料备用:15份丁腈橡胶、0.4份紫外线吸收剂、0.3份抗氧剂、12份增塑剂、4份润滑剂、7份步骤(2)制得的增强料、82份步骤(1)所得的汽车橡胶件回收料;

(4)原材料混炼处理:

将步骤(3)称取的丁腈橡胶、紫外线吸收剂、抗氧剂、增塑剂、润滑剂、步骤(2)制得的增强料、步骤(1)所得的汽车橡胶件回收料共同投入到混练机内进行混炼处理,28min后取出得混炼料备用;

(5)成品加工:

将步骤(4)所得的混炼料投入到双螺杆挤出机内进行熔融共混挤出,完成后将挤出的物料放入到模具中热压成型后取出即得成品。

进一步的,步骤(1)中所述的除油剂为丙酮;所述的酸液是质量分数为0.3%的盐酸溶液。

进一步的,步骤(1)中所述的干燥处理时控制干燥箱内的温度为82℃。

进一步的,步骤(2)操作a中所述的三氧化二铝的颗粒大小为400~500目,云母粉的颗粒大小为600~800目,纳米二氧化钛的颗粒粒径为20~50nm,炭黑的颗粒大小为500~700目。

进一步的,步骤(2)操作b中所述的球磨混合处理的时长控制为1.6h,所述的高温煅烧反应处理时控制煅烧的温度为1540℃、时长控制为3.5h,所述的脱碳处理时控制恒温箱内的温度为730℃。

进一步的,步骤(3)中所述的紫外线吸收剂为外线吸收剂uv-o;所述的抗氧剂为抗氧剂1010;所述的增塑剂为邻苯二甲酸二甲酯;所述的润滑剂为凡士林。

进一步的,步骤(4)中所述的混炼处理时控制混练机内的温度为120℃。

进一步的,步骤(5)中所述的熔融共混挤出时控制双螺杆挤出机机头的温度为143℃。

实施例3

一种汽车橡胶件的再利用方法,包括如下步骤:

(1)汽车橡胶件清洗粉碎处理:

对汽车橡胶件依次使用清水、除油剂、酸液、清水冲洗一遍后,再将其放入到干燥箱内进行干燥处理,最后将干燥后的汽车橡胶件放入到粉碎机内进行粉碎处理,控制颗粒大小为200~300目,取出得汽车橡胶件回收料备用;

(2)增强料制备:

a.按对应重量份称取:35份三氧化二铝、9份云母粉、0.6份纳米二氧化钛、7份炭黑;

b.将操作a称取的三氧化二铝、云母粉、纳米二氧化钛和炭黑共同投入到球磨机内进行球磨混合处理,完成后取出放于氩气气氛中高温煅烧反应处理6h,完成后再将其取出放入到恒温箱内脱碳处理,最后取出自然冷却至室温后得增强料备用;

(3)原材料称取:

按对应重量份称取下列原材料备用:16份丁腈橡胶、0.6份紫外线吸收剂、0.5份抗氧剂、15份增塑剂、5份润滑剂、8份步骤(2)制得的增强料、85份步骤(1)所得的汽车橡胶件回收料;

(4)原材料混炼处理:

将步骤(3)称取的丁腈橡胶、紫外线吸收剂、抗氧剂、增塑剂、润滑剂、步骤(2)制得的增强料、步骤(1)所得的汽车橡胶件回收料共同投入到混练机内进行混炼处理,30min后取出得混炼料备用;

(5)成品加工:

将步骤(4)所得的混炼料投入到双螺杆挤出机内进行熔融共混挤出,完成后将挤出的物料放入到模具中热压成型后取出即得成品。

进一步的,步骤(1)中所述的除油剂为丙酮;所述的酸液是质量分数为0.4%的盐酸溶液。

进一步的,步骤(1)中所述的干燥处理时控制干燥箱内的温度为85℃。

进一步的,步骤(2)操作a中所述的三氧化二铝的颗粒大小为400~500目,云母粉的颗粒大小为600~800目,纳米二氧化钛的颗粒粒径为20~50nm,炭黑的颗粒大小为500~700目。

进一步的,步骤(2)操作b中所述的球磨混合处理的时长控制为2h,所述的高温煅烧反应处理时控制煅烧的温度为1580℃、时长控制为4h,所述的脱碳处理时控制恒温箱内的温度为750℃。

进一步的,步骤(3)中所述的紫外线吸收剂为紫外线吸收剂uv-9;所述的抗氧剂为抗氧剂1076;所述的增塑剂为邻苯二甲酸二甲酯;所述的润滑剂为微晶石蜡。

进一步的,步骤(4)中所述的混炼处理时控制混练机内的温度为125℃。

进一步的,步骤(5)中所述的熔融共混挤出时控制双螺杆挤出机机头的温度为145℃。

对比实验例1

一种汽车橡胶件的再利用方法,包括如下步骤:

(1)汽车橡胶件清洗粉碎处理:

对汽车橡胶件依次使用清水、除油剂、酸液、清水冲洗一遍后,再将其放入到干燥箱内进行干燥处理,最后将干燥后的汽车橡胶件放入到粉碎机内进行粉碎处理,控制颗粒大小为200~300目,取出得汽车橡胶件回收料备用;

(2)原材料称取:

按对应重量份称取下列原材料备用:15份丁腈橡胶、0.4份紫外线吸收剂、0.3份抗氧剂、12份增塑剂、4份润滑剂、7份氮化铝粉末、82份步骤(1)所得的汽车橡胶件回收料;

(3)原材料混炼处理:

将步骤(2)称取的丁腈橡胶、紫外线吸收剂、抗氧剂、增塑剂、润滑剂、氮化铝粉末、步骤(1)所得的汽车橡胶件回收料共同投入到混练机内进行混炼处理,28min后取出得混炼料备用;

(4)成品加工:

将步骤(3)所得的混炼料投入到双螺杆挤出机内进行熔融共混挤出,完成后将挤出的物料放入到模具中热压成型后取出即得成品。

本对比实验例1与实施例2相比,实则是省去了增强料的制备和添加,改用市售常见的氮化铝粉末成分取代,除此外的方法步骤均相同,以此对比验证本发明增强料的使用效果。

对比实验例2

一种汽车橡胶件的再利用方法,包括如下步骤:

(1)汽车橡胶件清洗粉碎处理:

对汽车橡胶件依次使用清水、除油剂、酸液、清水冲洗一遍后,再将其放入到干燥箱内进行干燥处理,最后将干燥后的汽车橡胶件放入到粉碎机内进行粉碎处理,控制颗粒大小为200~300目,取出得汽车橡胶件回收料备用;

(2)增强料制备:

a.按对应重量份称取:33份三氧化二铝、8份云母粉、6份炭黑;

b.将操作a称取的三氧化二铝、云母粉和炭黑共同投入到球磨机内进行球磨混合处理,完成后取出放于氩气气氛中高温煅烧反应处理5h,完成后再将其取出放入到恒温箱内脱碳处理,最后取出自然冷却至室温后得增强料备用;

(3)原材料称取:

按对应重量份称取下列原材料备用:15份丁腈橡胶、0.4份紫外线吸收剂、0.3份抗氧剂、12份增塑剂、4份润滑剂、7份步骤(2)制得的增强料、82份步骤(1)所得的汽车橡胶件回收料;

(4)原材料混炼处理:

将步骤(3)称取的丁腈橡胶、紫外线吸收剂、抗氧剂、增塑剂、润滑剂、步骤(2)制得的增强料、步骤(1)所得的汽车橡胶件回收料共同投入到混练机内进行混炼处理,28min后取出得混炼料备用;

(5)成品加工:

将步骤(4)所得的混炼料投入到双螺杆挤出机内进行熔融共混挤出,完成后将挤出的物料放入到模具中热压成型后取出即得成品。

本对比实验例2与实施例2相比,实则是省去了增强料制备中纳米二氧化钛的添加使用,除此外的方法步骤均相同,以此对比验证本发明对增强料特定处理的使用效果。

对比实验例3

申请号为:cn201710901040.7公开的一种利用汽车轮胎下脚料生产的橡胶护舷,具体选用其实施例1的技术方案。

上述实施例均选用相同的废弃轮胎作为汽车橡胶件进行使用,然后对上述实施例2、对比实验例1、对比实验例2、对比实验例3对应制得的材料进行性能测试,具体对比数据如下表1所示:

表1

注:上表1中所述的拉伸强度及撕裂强度性能测试:拉伸性能按照gb/t528-2009采用哑铃i型试样测定,撕裂性能按照gb/t529-2008采用直角型试样测定,二者均在深圳市瑞格尔仪器有限公司的rg3005型电子拉力机上进行,测试速度500mm/min;所述的定伸应力采用电子万能实验机进行测试。

由上表1可以看出,本发明方法制得的汽车橡胶回收件的性能明显提升,综合品质好,市场竞争力高,极具推广应用价值。

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