[发明专利]一种废旧橡胶基聚烯烃热塑性弹性体材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及废旧高分子材料的回收利用领域，特别涉及一种废旧橡胶基聚烯烃热塑性弹性体材料及制备方法。

 

背景技术

在世界范围内，每年大约要产生2200万吨的废旧橡胶制品，其中55%属于各种废旧轮胎。根据工业和信息化部的统计，中国每年产生废旧轮胎约2.33亿条，重量约合860万吨，折合橡胶资源约计300多万吨，若能全部回收再利用，相当于我国5年的天然橡胶产量。与此同时，每年我国橡胶制品工业所需70%以上的天然橡胶、40%以上的合成橡胶需要进口，供需矛盾十分突出，橡胶资源短缺对国民经济发展的影响日益显现。

废旧橡胶回收利用最大的问题是硫化以后橡胶大分子发生化学交联，成为不溶、不熔的热固性材料，难以在热和机械力的作用重新加工成型为新的制品。在过去，简单的掩埋或者焚烧是处理废旧橡胶的主要方式，不仅造成了严重的环境污染，而且还浪费了宝贵的资源。通过脱硫技术破坏硫化胶的化学网络结构制成再生胶是我国目前废旧橡胶回收利用的最主要方式，中国业已成为再生胶工业产量最大、技术水平最高的国家，但再生胶生产存在能耗高、二次环境污染问题。

废旧橡胶再利用的第二条途径是通过机械方法粉碎或研磨成胶粉，这是目前多数发达国家废旧橡胶回收利用的主要方式之一。中国在废旧橡胶胶粉的制备工艺与设备上达到甚至超过了世界先进水平，但在胶粉的应用领域却发展缓慢，主要原因是胶粉的应用开发技术滞后。将废旧橡胶胶粉与热塑性树脂共混制备热塑性弹性体既可开拓废旧橡胶胶粉的应用，又能大幅度降低热塑性弹性体的成本，同时热塑性弹性体可循环利用，符合我国可持续发展道路，具有很好的发展前景。

将废旧橡胶胶粉直接加入到热塑性树脂中制备的共混物性能很差，主要原因是二者界面间相互作用很低。为提高废旧橡胶与热塑性树脂间的界面相互作用，需要采用添加增容剂、胶粉预活化或脱硫，或加入接枝单体在引发剂的作用下对聚烯烃树脂和胶粉进行接枝共混改性等方法，上述方式造成工艺复杂，且至少还存在以下缺点：添加增容剂的效果不明显，性能仍然达不到要求；对胶粉预活化或脱硫会消耗大量的能量，同时加入的小分子化学物质对共混材料的性能也会造成不良影响；加入接枝单体进行接枝改性方法制备的共混物中胶粉含量很低，不能作为热塑性弹性体使用，且胶粉利用率低。                

发明内容

为了提高废旧橡胶与热塑性树脂间的界面相互作用，制备高性能的废旧橡胶基聚烯烃热塑性弹性体，且简化工艺，易于工业化生产，本发明实施例提供了一种废旧橡胶基聚烯烃热塑性弹性体材料及制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明实施例的技术方案如下：

一种废旧橡胶基聚烯烃热塑性弹性体材料的制备方法，包括以下重量份数的原料：废旧橡胶胶粉40-90重量份，聚烯烃树脂10-60重量份，两者的重量份数总和为100重量份；

所述制备方法包括以下步骤：

步骤a：将聚烯烃树脂加入温度为100-200℃的混炼设备中，充分熔化；

步骤b：相对于100重量份的废旧橡胶胶粉和聚烯烃树脂混合物，取0.5-8重量份原位改性剂，与废旧橡胶胶粉混合，加入混炼设备中，进行原位改性；

步骤c：造粒得到废旧橡胶基热塑性弹性体。

 

为了更好的实现上述发明目的，本发明实施例还可以进一步包括如下技术方案：所述步骤a中的混炼设备的转速为20-200转/分钟。

 

为了更好的实现上述发明目的，本发明实施例还可以进一步包括如下技术方案：所述步骤a中的熔化时间为1-10min。

 

为了更好的实现上述发明目的，本发明实施例还可以进一步包括如下技术方案：所述步骤b中的原位改性时间为1-10min。

 

为了更好的实现上述发明目的，本发明实施例还可以进一步包括如下技术方案：所述废旧橡胶胶粉为50-80重量份，所述聚烯烃树脂为20-50重量份，两者的重量份数总和为100重量份；所述原位改性剂为1-4重量份。

 

为了更好的实现上述发明目的，本发明实施例还可以进一步包括如下技术方案：所述聚烯烃树脂为聚丙烯、聚乙烯、丙烯-乙烯共聚物、乙烯-辛烯共聚物中的任意一种、两种或多种，且熔点低于200℃。