[发明专利]一种轮胎废胶粉活化再利用的新方法

说明书

技术领域

本发明涉及废旧橡胶材料回收再利用技术，具体涉及一种轮胎废 胶粉活化再利用的新方法。主要适用于废旧轮胎胎面胶胶粉的活化再 利用。

背景技术

废旧橡胶材料的数量在废旧高分子材料中仅次于废塑料，其中汽 车轮胎全世界年报废量在10亿条以上，我国在5000~6000万条。废 旧橡胶的回收利用以废旧轮胎为主，废橡胶的利用有利于保护环境， 实现资源的再利用，有利于社会经济的可持续发展。目前在发达国家 废旧橡胶的回收利用方面废胶粉已逐步取代了再生胶的生产。

将胶粉直接与其他橡胶共混，所得产品的性能都将随胶粉的加入 而急剧下降，这主要是胶粉与其他成型加工的高聚物之间的界面结合 能力较差所致。因此，界面改性是胶粉应用的关键技术之一。活化胶 粉是为了提高胶粉配合物的性能而对其表面进行化学处理的胶粉。目 前胶粉的活化改性方法很多，大致分为：接枝方法；互穿聚合物网络 (IPN)法；机械力化学法；活气体改性法；聚合物涂层改性；核-壳改 性；再生胶脱硫改性及辐射法等。

辐射法有微波法和γ射线法，其中微波法是一种非化学的、非机 械的一步脱硫改性法，利用微波切断胶粉的硫交联键而不切断碳碳 键，使胶粉表面脱硫而改性活化。扬州大学康爱红等人将80目胶粉 放入恒温干燥箱中烘干脱水，然后置于微波装置中辐射一定时间后制 得活化胶粉，可用于改性沥青的生产；青岛科技大学史新研等人采用 常温法，用自主研发的WTPS小型实验室胶粉加工系统，经最初破碎 与钢丝骨架分离、破碎至10-30目，再经磨盘碾磨常温粉碎制得80 目细度胶粉，该胶粉经超声波和臭氧表面处理，胶粉粒子的表面得到 了一定活化；J.I.Kim等人用紫外线对胶粉进行表面改性，同时接枝 丙烯酰胺，改性后的胶粉在与HDPE共混时辅以马来酸酐接枝聚丙烯 为相容剂，取得较好的增容效果；贾德民等人采用接枝互穿聚合物网 络(IPN)法研究了聚丁二烯型聚氨酯预聚物、苯乙烯、二乙烯苯等组 成的混合物处理废胶粉，处理后的胶粉和天然橡胶共混，其拉伸强度 达到19MPa、断裂伸长率达到640％，性能仅下降5％。

扬州大学康爱红等人将活化前后的胶粉粒子表面喷金后，采用 Kevex Super Rry能谱仪测试其能谱图对胶粉所含元素含量进行分析， 发现胶粉经微波辐射活化后氧含量明显增加、胶粉接触角增大，从而 改善了胶粉的吸附性能；另外活化过程中，微波破坏了胶粉分子中的 S＝S键、C＝S键，胶粉从原来的网状交联结构部分转变成线形结构， 活性得到显著加强；但对辐射前后胶粉进行的蒸馏水接触角测试试验 发现，经微波辐射活化后，胶粉的接触角增大，但随着辐射功率增大、 时间延长，胶粉的接触角反而又变小，证明微波能量积聚较多时会使 已形成的C-O键再一次打断、表面极性下降，说明胶粉的微波辐射活 化处理存在最佳时间和功率。

西北师范大学(CN1597782)将60-80目废旧橡胶粉用增塑剂溶 胀后，用360-900W微波辐照2-5min，使废旧橡胶粉的结构部分由颗 粒状变成较光滑的层状，增强了其物理机械性能，用于基质沥青改性 取得良好效果；韩国现代自动车株式会社发明(CN1733443)了一种 可连续对废旧橡胶粉进行微波处理的装置，利用功率不小于0.5Kw但 不大于2Kw的微波，在150℃-250℃温度下，对粒径为80μm-1000 μm的废旧橡胶粉辐照处理10-120S，取得较好活化效果；青岛科技 大学(CN101157769)在一种氯丁橡胶的制备和改性中将混合处理并 研磨好的细度胶粉，在微波发生器中用800-1200W微波辐照5-15min， 然后用于制备氯丁橡胶粉，取得一定效果。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术工艺复杂的缺点，提供一种轮胎 废胶粉活化再利用的新方法。该工艺过程和工艺设施简单，胶粉活化 效果突出，活化胶粉和其他高聚物的相容性提高，与天然橡胶等高聚 物共用后性能明显提高。

本发明是以如下技术方案实现的：一种轮胎废胶粉活化再利用 的新方法，其特征在于将加入改性剂的粗胶粉通过螺杆挤出机加热干 燥裂解、微波辐射及空气冷却后，和天然橡胶、顺丁橡胶和丁苯橡胶 等通用胶种进行并用，在低温开炼机上加入硫化剂、硫化促进剂和硫 化活性剂等配合剂进行混炼，制得混炼胶，实现废胶粉再利用；

具体包括以下步骤：