[发明专利]一种可重复加工的全胶粉弹性体材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可重复加工的全胶粉弹性体材料及其制备方法。具体步骤包括：将废旧硫化橡胶粉与含有两个及以上稳定氮氧自由基的改性剂混炼并进行热交联，得到具有重复加工性能的全胶粉弹性体材料。本发明在废旧硫化橡胶粉中引入含有两个及以上稳定氮氧自由基的改性剂，通过与胶粉中的橡胶分子链反应可在界面处形成热可逆的烷氧基胺交联结构，最终得到具有重复加工性能的全胶粉弹性体材料。本发明工艺简单，适用于现有的橡胶加工设备，所制备的全胶粉弹性体材料具有优良的力学性能和重复加工效率，为废旧硫化橡胶粉的回收利用开拓了新的方法，符合当下绿色发展的时代背景。

技术领域

本发明涉及废旧胶粉回收利用领域，具体涉及稳定氮氧自由基对废旧胶粉的活化改性作用，并在材料中形成热可逆交联结构，得到力学性能优良且具有重复加工性能的全胶粉弹性体材料的制备方法。

背景技术

橡胶的回收利用问题一直备受关注，传统交联橡胶由于形成了不可逆的三维共价交联网络结构，大部分只能通过焚烧和填埋的方式进行处理。然而这些不环保的处置方式会严重污染环境，影响可持续发展进程。随着人们环保意识增强和技术革新，将废旧橡胶加工成为胶粉能够作为一种环境友好的原材料使用，且胶粉的生产过程基本不产生二次污染，可使废旧橡胶的循环利用率接近100％，胶粉生产已成为废旧橡胶再利用的主导方向。

通过将废旧胶粉直接模压成型得到具有一定使用价值的橡胶材料，不需要添加任何生胶，能够最大程度地实现废旧橡胶的回收利用，可用来制造垫圈、屋顶材料、绝缘板、鞋底和实心轮胎等。在文献【Morin J E,Williams D E,Farris R J,A novel method torecycle scrap tires:High-pressure high-temperature sintering[J].RubberChemistry and Technology,2002,75(5),955-968】中，通过高温高压(200℃、8.5MPa)烧结技术将硫化天然橡胶胶粉加工成为力学强度可达到5.3MPa的橡胶片，利用高温使硫化胶粉中的交联键断裂产生自由基，这些自由基能够在胶粉界面重新结合形成交联，赋予材料一定的力学强度。在专利CN1850484A中，胶粉在细碎过程中加入高温脱硫剂和硫化剂，细化的胶粉经预压成型后直接放入模具中高温(180-220℃)硫化，能够制成各种橡胶制品。相关研究对于胶粉的回收利用具有重大意义，但还存在一些需要改进的地方。例如，超过200℃的高温在打断胶粉中交联键的同时，还会使胶粉中的橡胶主链发生降解，不利于胶粉直接成型得到的橡胶制品力学性能的提升，限制其应用的范围。另一方面通过在胶粉之间形成不可逆交联得到的新橡胶制品不可重复加工，依然面临回收利用的局面，这些问题均不利于胶粉的再利用，因此寻找更加高效的胶粉回收方法至关重要。本发明提供了一种简单高效的胶粉回收方法，利用稳定氮氧自由基对废胶粉进行活化改性，进一步与胶粉中的橡胶主链反应，从而在胶粉界面之间构建热可逆的烷氧基胺交联结构，将废胶粉加工成为一种力学性能优良的弹性体材料，并具备一定的重复加工性能，实现了橡胶资源的循环利用。这种具有重复加工性能的全胶粉弹性体材料在废胶粉的回收利用领域尚未见报道，具有很大的发展潜能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可重复加工的全胶粉弹性体材料及其制备方法。通过在硫化胶粉之间构建热可逆的烷氧基胺交联结构，将废旧胶粉加工成为具有实际使用价值的弹性体材料，并表现出优良的重复加工性能。

本发明技术方案如下：

一种可重复加工的全胶粉弹性体材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将废旧硫化橡胶粉与含有两个及以上稳定氮氧自由基的改性剂充分混炼；

(2)将上述混炼胶进行加热交联，得到具有重复加工性能的全胶粉弹性体材料。

上述方法中，步骤(1)中，所述稳定氮氧自由基的通式为＞N-O·。