[发明专利]一种新型改性废胶粉/天然橡胶硫化胶及其制备方法在审
申请号: | 201610054645.2 | 申请日: | 2016-01-27 |
公开(公告)号: | CN107011546A | 公开(公告)日: | 2017-08-04 |
发明(设计)人: | 余若冰;龚兆红;徐婷;张振武;刘春玲;张海斌;郭卫红 | 申请(专利权)人: | 华东理工大学;东辰控股集团有限公司 |
主分类号: | C08L7/00 | 分类号: | C08L7/00;C08L17/00;C08K13/02;C08K3/22;C08K5/09;C08K3/04;C08K3/06;C08J11/24 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 新型 改性 废胶粉 天然橡胶 硫化 及其 制备 方法 | ||
技术领域:本发明涉及通过脱硫反应制备得到接枝改性的废胶粉,并且涉及一种改性废胶粉/天然橡胶硫化胶及其制备方法。
背景技术:随着汽车工业的飞速发展,废轮胎的数量随着轮胎使用量的上升而逐年增加,然而废旧轮胎不仅造成了资源的浪费,而且给我们的生活环境带来了严重的污染。2013年我国废轮胎数量已达2.99亿条,而且每年仍以5%的速率递增,我国已经成为世界废橡胶产量最大的国家之一。而且我国又是生胶资源严重匮乏的国家,每年消耗的橡胶资源中大约有70%是依赖于进口。这种现状短时间内又很难得到解决,因此,废橡胶的回收再利用就显得尤为重要。
将废橡胶粉碎制成废胶粉已经成为废橡胶循环再利用的主要方式。然而废胶粉是表面呈惰性,具有三维网络结构的弹性粉体材料,难以与基体材料发生扩散、渗透和化学反应,导致废胶粉与基体材料的界面相容性差,而且随着胶粉掺入量的增加,会严重影响共混材料的力学性能。因此,废胶粉的利用关键是对其进行表面改性,提高废胶粉与基体材料的界面结合力,从而制备具有较高附加值的复合材料,而不是胶粉的简单回收利用。
对废胶粉表面改性主要有两种方法,一种是破坏废胶粉的三维网络结构,包括:微波、超声波、微生物、机械力化学法等;另一种是对废胶粉表面进行涂层、接枝等改性的方法,这种方法不破坏废胶粉的网络结构。
本发明充分利用上述两种改性方法的优点,通过合成大分子表面活化剂,与废胶粉发生脱硫反应的过程中完成废胶粉表面的接枝改性,此法目前还未发现有文献报导。制备的改性废胶粉表面接枝上活性的长链分子,改善了其与天然橡胶的界面粘结性,使得制备的改性废胶粉/天然橡胶具有良好的综合性能,提高废胶粉的附加值,缓解我过生胶资源短缺的局面,减少对橡胶资源进口的依赖,降低废橡胶带来的环境污染。
发明内容:本发明的主要内容是提供一种生产成本低,综合性能优良的新型改性废胶粉/天然橡胶硫化胶及其制备方法。
本发明采用自制的大分子活化剂对废胶粉进行改性,在废胶粉表面接枝上活性点较多的与橡胶具有相似结构的长链分子,提高其与基体橡胶的界面相容性,能够明显改善天然橡胶的耐老化性能。
本发明所采用的技术方案如下:
方案一
改性废胶粉制备方法:将称量好的废胶粉和自制的大分子表面活性剂(制备方法见CN103980446A)加入到三口烧瓶中,在室温下搅拌反应,用硫酸铜溶液吸收反应过程中放出的硫化氢气体,待反应结束后,产物即为改性废胶粉。
方案二
一种新型改性废胶粉/天然橡胶硫化胶的制备方法:在开炼机上加入天然橡胶,待包辊后加入废胶粉、氧化锌、硬脂酸、炭黑、促进剂、防老剂和硫磺,制备改性废胶粉/天然橡胶共混胶;
将废胶粉/天然橡胶共混胶在平板硫化机上硫化成型,硫化温度为140~150℃,硫化时间为5~25分钟,制备改性废胶粉/天然橡胶硫化胶;
以质量份计,所制备的改性废胶粉/天然橡胶硫化胶的原料配方为:天然橡胶100份、废胶粉50~200份、炭黑30~70份、六次甲基四胺0~1份、氧化锌3~5份、硬脂酸1~2份、促进剂TMTD 0.3~1份、促进剂DM 1~3份、防老剂4010NA 0.5~2份和硫磺1~3份;
为了进一步实现本发明,所使用的废胶粉粒径为40~80目,混炼温度为30~50℃,混炼时间为10~20分钟。
方案三
一种新型改性废胶粉/天然橡胶硫化胶的制备方法:在开炼机上加入天然橡胶,待包辊后加入改性废胶粉、氧化锌、硬脂酸、炭黑、促进剂、防老剂和硫磺,制备改性废胶粉/天然橡胶共混胶;
将改性废胶粉/天然橡胶共混胶在平板硫化机上硫化成型,硫化温度为140~150℃,硫化时间为5~25分钟,制备改性废胶粉/天然橡胶硫化胶;
以质量份计,所制备的改性废胶粉/天然橡胶硫化胶的原料配方为:天然橡胶100份、改性废胶粉50~200份、炭黑30~70份、六次甲基四胺0~1份、氧化锌3~5份、硬脂酸1~2份、促进剂TMTD 0.3~1份、促进剂DM 1~3份、防老剂4010NA 0.5~2份和硫磺1~3份;
为了进一步实现本发明,所使用的废胶粉粒径为40~80目,混炼温度为30~50℃,混炼时间为10~20分钟。
一种新型改性废胶粉/天然橡胶硫化胶是由上述制备方法制得。
本发明制备的新型改性废胶粉/天然橡胶硫化胶具有高的拉伸强度和良好的耐老化性能。本发明采用改性废胶粉与天然橡胶共混,加工工艺简单,生产成本低,可以实现资源的回收再利用。
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