[发明专利]一种改性废胶粉及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明属于高分子材料的领域，具体涉及一种改性废胶粉及其制备方法与应用。

背景技术

我国是世界上第一大橡胶消耗国，同时又是橡胶资源相对匮乏的国家，将近80％的天然橡胶和40％的合成橡胶依赖于进口，其中天然橡胶的进口依存度已高于石油、铁矿和粮食等，位居第一，而轮胎的消耗占了橡胶总量的70％以上。随着天然橡胶和合成橡胶的价格不断上涨，充分利用废弃轮胎对于缓解我国橡胶资源严重匮乏的压力，降低环境污染，减少生产成本具有重要的意义。

目前，废旧橡胶的综合利用可以分为产品再制造和资源再生利用两个过程。其中轮胎翻新、原形改制属于再制造，再生胶、胶粉、热能利用属于再利用。国内在废弃橡胶的利用中，现阶段主要以再生胶为主，约占总量的71％。但是再生胶在生产过程中会产生严重的废气，造成环境污染，且其劳动强度大、生产流程长、能源消耗大、利润低等缺点，不符合节能环保的新要求。相比于再生胶，胶粉的生产比较环保，可以制成具有高附加值且能够循环利用的新型产品，其应用前景十分广阔。

废旧橡胶制品经粉碎加工处理而得到的粉末状橡胶材料称为胶粉。胶粉的表面活性低，当加入基体材料中时，其与基体材料的相互作用力较弱，导致材料的性能下降，因此在使用时需要对其进行改性。目前国内外废胶粉的主要改性方法有机械力化学改性、聚合物涂层改性、再生脱硫改性、接枝或互穿聚合物网络改性、有机-无机杂化等方法，其在建筑材料和铺装材料中使用较多。其中机械力化学和聚合物涂层改性由于废胶粉表面惰性，改性效果有限，而其他改性方法由于过程复杂、需要加入单体或溶剂、对环境造成污染等问题在工业上的推广使用受到限制。

发明内容

为了克服现有技术中缺点和不足，本发明的首要目的在于提供一种改性废胶粉。本发明通过对废胶粉的改性改善了废胶粉与聚合物的相容性，特别是与橡胶、树脂等材料的相容性，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。

本发明的另一目的在于提供上述改性废胶粉的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述改性废胶粉的应用。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种改性废胶粉，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。

所述活化胶粉与改性剂的重量比为100：(1～20)。

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(促进剂M)、2、2'-二硫代二苯并噻唑(促进剂DM)、二甲基二硫代氨基甲酸锌(促进剂PZ)、二乙基二硫代氨基甲酸锌(促进剂ZDC)、二丁基二硫代氨基甲酸锌(促进剂BZ)、乙基苯基二硫代氨基甲酸锌(促进剂PX)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。

所述偶联剂为含胺基的偶联剂；所述偶联剂为3-氨基丙基三乙氧基硅烷(偶联剂KH550)、3-氨基丙基三甲氧基硅烷(偶联剂KH540)、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷(偶联剂KH602)、N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷 (偶联剂KH900)、γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷(偶联剂Si-902)或γ-二乙烯三氨基丙基三乙氧基硅烷(B-201)中的一种以上。

所述废胶粉为以天然橡胶、顺丁橡胶或丁苯橡胶中的一种以上为主的废轮胎胎面胶粉。

所述环氧化天然橡胶由华南热带作物产品加工设计研究所生产，环氧度为 20～50。

一种改性废胶粉的制备方法，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，在室温～180℃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重量份的偶联剂在室温～150℃混合2～15min，得到改性剂；