專利名稱：利用廢橡膠生產(chǎn)的硫化膠粉與橡塑材料共混的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用廢輪胎等廢橡膠制品生產(chǎn)的硫化膠粉與橡塑材料共混應(yīng)用的方法，屬廢橡膠資源化利用的領(lǐng)域。背景技術(shù)：
以廢輪胎等廢橡膠制品(即硫化橡膠)粉碎制成硫化膠粉，是目前廢橡膠回收利用的主 要途徑。經(jīng)機械粉碎制成的硫化膠粉雖然是小顆粒的粉粒，但其結(jié)構(gòu)仍然是硫化橡膠的在 交聯(lián)網(wǎng)點處形成的一硫化物、二硫化物和多硫化物三種硫鍵狀態(tài)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，是化學(xué)交聯(lián)、 物理凝聚的無規(guī)高分子彈性體。在與其它聚合物共混應(yīng)用時，與摻用基質(zhì)材料的相容性很 差，與橡膠材料的共混體系是半相容體系，與塑料材料的共混體系是不相容體系。目前對硫 化膠粉進行表面活化和改性處理的方法，都是期望通過提高硫化膠粉與基質(zhì)材料兩相界面 的黏合或交聯(lián)的水平，以改善共混制品的性能指標(biāo)和使用效果。因未妥善解決硫化膠粉與 摻用體系的相容性問題，無法提高硫化膠粉的摻用量，也不可能有效改善和提高制品的使 用性能。因此，在基本保證制品使用性能或全面提高制品綜合性能的前提下，加大硫化膠粉 摻用量，降低制品原料成本，必須采用行之有效的增容技術(shù)。這也正是硫化膠粉擴大應(yīng)用范 圍，提高使用價值和加工制品的性能價格比，從
而實現(xiàn)利用廢輪胎等廢橡膠制品生產(chǎn)硫化膠粉的產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵所在。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種對利用廢橡膠生產(chǎn)的硫化膠粉進行增加相 容性的改性處理而得到的活性硫化膠粉，并與熱塑性塑料和熱塑性橡膠進行共混應(yīng)用的方 法。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種利用廢橡膠生產(chǎn)的硫化膠粉與橡塑 材料共混應(yīng)用的方法，所述方法包括以下工藝步驟
步驟一、粒徑150微米以下(即通過100目篩)的廢輪胎硫化膠粉投入混合機(或捏合 機)內(nèi)，加入復(fù)合助劑并攪拌混合均勻，即得到活性硫化膠粉；
步驟二、將活性硫化膠粉與熱塑性塑料或熱塑性橡膠均作為主要原料按照一定配比， 與加工配合劑進行投料初混；
步驟三、初混后的物料可以直接進行熔融成型加工，也可通過熔融共混，用擠出機先制 成粒料，再次配料后進行成型加工。成型方法均為擠出成型、注射成型、壓延成型。本發(fā)明中所述的制取活性硫化膠粉的復(fù)合助劑包括活性分散劑和增容改性劑。其 中，活性分散劑是黃原酸鹽類、松香系衍生物、高分子脂肪酸類中的至少一種化合物，其用 量各是硫化膠粉重量的0.01 10% ；增容改性劑是戊二烯石油樹脂類、二甲苯-甲醛樹脂 類、脂肪族酰胺類中的至少一種化合物，其用量各是硫化膠粉重量的0. 01 10%。復(fù)合助劑 的選擇根據(jù)活性硫化膠粉不同的摻用用途而定，例如對于摻用于熱塑性塑料的活性
硫化膠粉，其活性分散劑是黃原酸鹽類、松香系衍生物中的至少一種化合物，以正丁基 黃原酸鈉、歧化松香、聚合松香為佳；增容改性劑是戊二烯石油樹脂、二甲苯-甲醛樹脂、高 分子脂肪酸酰胺類中的至少一種化合物，以間戊二烯石油樹脂、二甲苯-甲醛樹脂、硬脂酸酰胺、油酸酰胺為佳。對于摻用于熱塑性橡膠的活性硫化膠粉，其活性分散劑是黃原酸鹽 類、松香系衍生物中的至少一種化合物，以正丁基黃原酸鋅、氫化松香、馬來松香為佳；增容 改性劑是戊二烯石油樹脂、二甲苯-甲醛樹脂、高分子脂肪酸酰胺類中的至少一種化合物， 以雙環(huán)戊二烯石油樹脂、二甲苯-甲醛樹脂、硬脂酸酰胺、芥酸酰胺為佳。
本發(fā)明根據(jù)結(jié)構(gòu)相似相容的原理，對硫化膠粉進行以增容為主要目的的改性處 理，通過復(fù)合助劑與機械剪切作用的結(jié)合，得到增容改性的活性硫化膠粉。復(fù)合助劑包括活 性分散劑和增容改性劑。在機械剪切作用下，活性分散劑涂覆于粉粒表面并經(jīng)過浸潤作用 滲透進入表面層，使得粉粒外層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)松弛，交聯(lián)網(wǎng)點處的硫鍵在機械剪切作用下易被 切斷，彈性硫化部分解聚，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)受到破壞，不具有彈性并恢復(fù)可塑性和黏性。雖然硫化 膠粉的粉粒表面爛而黏，形成塑化狀態(tài)，但其內(nèi)核部分并未變化，仍然是硫化橡膠的三維空 間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。在機械剪切作用和物料自摩擦升溫的作用下，物料的分子運動加快，促進復(fù)合 助劑成分的擴散滲透，加快粉粒外層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)松弛和解聚速度。增容改性劑在這種爛而黏 的粉粒表面易于涂覆，并經(jīng)過浸潤和滲透進入表面層，形成與摻用基質(zhì)材料結(jié)構(gòu)類似的表 面過渡層結(jié)構(gòu)，以提高共混體系的相容性。所得的經(jīng)過增加相容性的改
性處理的活性膠粉，其粉粒內(nèi)核部分仍然保持硫化橡膠物性，但其表面層已經(jīng)塑化，并 形成與摻用基質(zhì)材料結(jié)構(gòu)類似的硫化膠粉_基質(zhì)材料的表面過渡層結(jié)構(gòu)。因此，在共混體 系中容易形成均一的共混物，共混體系的分散均勻性、界面相容性和界面結(jié)合力均得到有 效提高，在基本保證制品使用性能或全面提高制品綜合性能的前提下，可顯著增加摻用量， 并擴大應(yīng)用范圍和提高使用價值。利用這種活性硫化膠粉與熱塑性塑料、熱塑性橡膠進行共混應(yīng)用，其方法是將這 種活性硫化膠粉與熱塑性塑料或熱塑性橡膠均作為主要原料按照一定配比，與加工配合劑 進行初混后，再熔融共混，即可直接以擠出、注射或壓延方法成型；或熔融共混擠成粒料，提 供給成型工廠經(jīng)再次配料熔融后，以擠出、注射或壓延方法成型。本發(fā)明的有益效果是
以這種活性硫化膠粉與摻用基材進行共混應(yīng)用，可增加聚合物之間的相容性，物料體 系容易形成均一的共混物；因而可顯著加大摻用量，明顯降低原料成本，并有效提高共混體 系的分散均勻性、界面相容性和界面結(jié)合力。所得制品的彈性、韌性、抗沖擊、抗彎曲折斷及 耐高溫、低溫等性能均顯著提高，基本性能得到全面的改善。成型制品具有優(yōu)良的物理化學(xué) 性能，可制作管材、管件，板材、片材，包裝材料和容器，工業(yè)配件，電纜、電線，建筑材料，鞋 制品，泡沫材料等各種制品，廣泛應(yīng)用于工業(yè)加
工、農(nóng)林牧漁業(yè)、水利、電力、石化、采礦、建筑、交通運輸?shù)刃袠I(yè)領(lǐng)域。

圖1為本發(fā)明的生產(chǎn)工藝流程圖。具體實施例方式
下面提供本發(fā)明的實施例，并結(jié)合附圖加以說明(使用復(fù)合助劑的各化合物的百分比 分別表示與硫化膠粉的重量比)。實施例1 摻用于熱塑性塑料的活性硫化膠粉制備及共混應(yīng)用
步驟一、粒徑150微米以下(即通過100目篩)的廢輪胎硫化膠粉投入混合機(或捏合 機)內(nèi)，并按以下配比投入復(fù)合助劑活性分散劑正丁基黃原酸鈉，1.0%，歧化松香、聚合松香，各0. 5% ；增容改性劑間戊二烯石油樹脂，1. 0%，二甲苯-甲醛樹脂，0. 5%，硬脂酸酰胺、 油酸酰胺，各0. 5%。攪拌5 10分鐘初混均勻。步驟二、與熱塑性塑料進行共混，投料配比聚苯乙烯/PS，20%;線性低密度聚乙烯/LLDPE，20% ；氯化聚乙烯/CPE，10% ；活性硫化膠粉，50% ；加工配合劑品種及用量，復(fù)合抗 氧劑 1010,0. 3%ο步驟三、用擠出機熔融共混制成粒料，再壓延成型加工。檢測指標(biāo)強度，彡10. OMpa ；扯斷伸長率，彡500%。實施例2 摻用于熱塑性橡膠的活性硫化膠粉制備及共混應(yīng)用
步驟一、粒徑150微米以下(即通過100目篩)的廢輪胎硫化膠粉投入混合機(或捏合 機)內(nèi)，并按以下配比投入復(fù)合助劑活性分散劑正丁基黃原酸鋅，1.0%，氫化松香、馬來松 香，各0. 5%;增容改性劑雙環(huán)
戊二烯石油樹脂，1. 0%，二甲苯-甲醛樹脂，0. 5%，硬脂酸酰胺、芥酸酰胺，各0. 5%。攪拌 5 10分鐘初混均勻。步驟二、與熱塑性橡膠進行共混，投料配比苯乙烯_ 丁二烯_苯乙烯嵌段共聚物 /SBS，60% ；活性硫化膠粉，40% ；配合劑品種及用量，復(fù)合抗氧劑1010，0. 3%。步驟三、用開煉機熔融共混制成片料，直接壓延成型加工。檢測指標(biāo)強度，彡8. 5Mpa ；扯斷伸長率，彡850%。
權(quán)利要求
一種利用廢橡膠生產(chǎn)的硫化膠粉與橡塑材料共混的方法，其特征在于所述方法包括以下工藝步驟步驟一、粒徑150微米以下的廢輪胎硫化膠粉投入混合機或捏合機內(nèi)，加入復(fù)合助劑并攪拌混合均勻，即得到活性硫化膠粉；步驟二、將活性硫化膠粉與熱塑性塑料或熱塑性橡膠均作為主要原料按照一定配比，與加工配合劑進行投料初混；步驟三、初混后的物料可以直接進行熔融成型加工；也可通過熔融共混，用擠出機先制成粒料，再次配料后進行成型加工，成型方法均為擠出成型、注射成型、壓延成型；所述的制取活性硫化膠粉的復(fù)合助劑包括活性分散劑和增容改性劑。其中，活性分散劑是黃原酸鹽類、松香系衍生物、高分子脂肪酸類中的至少一種化合物，其用量各是硫化膠粉重量的0.01～10％；增容改性劑是戊二烯石油樹脂類、二甲苯-甲醛樹脂類、脂肪族酰胺類中的至少一種化合物，其用量各是硫化膠粉重量的0.01～10%。復(fù)合助劑的選擇根據(jù)活性硫化膠粉不同的摻用用途而定，例如對于摻用于熱塑性塑料的活性硫化膠粉，其活性分散劑是黃原酸鹽類、松香系衍生物中的至少一種化合物，以正丁基黃原酸鈉、歧化松香、聚合松香為佳；增容改性劑是戊二烯石油樹脂、二甲苯-甲醛樹脂、高分子脂肪酸酰胺類中的至少一種化合物，以間戊二烯石油樹脂、二甲苯-甲醛樹脂、硬脂酸酰胺、油酸酰胺為佳。對于摻用于熱塑性橡膠的活性硫化膠粉，其活性分散劑是黃原酸鹽類、松香系衍生物中的至少一種化合物，以正丁基黃原酸鋅、氫化松香、馬來松香為佳；增容改性劑是戊二烯石油樹脂、二甲苯-甲醛樹脂、高分子脂肪酸酰胺類中的至少一種化合物，以雙環(huán)戊二烯石油樹脂、二甲苯-甲醛樹脂、硬脂酸酰胺、芥酸酰胺為佳。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用廢橡膠生產(chǎn)的硫化膠粉與橡塑材料共混的方法，其 特征在于所述摻用于熱塑性塑料的活性硫化膠粉制備及共混步驟一、粒徑150微米以下(即通過100目篩)的廢輪胎硫化膠粉投入混合機(或捏合 機)內(nèi)，并按以下配比投入復(fù)合助劑活性分散劑正丁基黃原酸鈉，1.0%，歧化松香、聚合松 香，各0. 5% ；增容改性劑間戊二烯石油樹脂，1. 0%，二甲苯-甲醛樹脂，0. 5%，硬脂酸酰胺、 油酸酰胺，各0. 5%。攪拌5 10分鐘初混均勻。步驟二、與熱塑性塑料進行共混，投料配比聚苯乙烯/PS，20% ；線性低密度聚乙烯/ LLDPE，20% ；氯化聚乙烯/CPE，5% ；苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物/SBS，5% ；活性硫化 膠粉，50% ；配合劑品種及用量，常規(guī)。步驟三、用擠出機熔融共混制成粒料，再壓延成型加工。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用廢橡膠生產(chǎn)的硫化膠粉與橡塑材料共混的方法，其 特征在于所述摻用于熱塑性橡膠的活性硫化膠粉制備及共混步驟一、粒徑150微米以下(即通過100目篩)的廢輪胎硫化膠粉投入混合機(或捏合 機)內(nèi)，并按以下配比投入復(fù)合助劑活性分散劑正丁基黃原酸鋅，1.0%，氫化松香、馬來松 香，各0. 5% ；增容改性劑雙環(huán)戊二烯石油樹脂，1. 0%，二甲苯-甲醛樹脂，0. 5%，硬脂酸酰 胺、芥酸酰胺，各0. 5%。攪拌5 10分鐘初混均勻。步驟二、與熱塑性橡膠進行共混，投料配比苯乙烯_ 丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物/ SBS，60% ；活性硫化膠粉，40% ；配合劑品種及用量，常規(guī)。步驟三、用開煉機熔融共混制成片料，直接壓延成型加工。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用廢橡膠生產(chǎn)的硫化膠粉與橡塑材料共混的方法，所述方法包括以下工藝步驟一、粒徑150微米以下的廢輪胎硫化膠粉投入混合機或捏合機內(nèi)，加入復(fù)合助劑并攪拌混合均勻，即得到活性硫化膠粉；二、將活性硫化膠粉作為原料組份之一，與熱塑性塑料或熱塑性橡膠及其他配合劑進行投料初混；三、初混后的物料可以直接進行熔融成型加工；也可通過熔融共混，用擠出機先制成粒料，再次配料后進行成型加工，成型方法均為擠出成型、注射成型、壓延成型。所述的制取活性硫化膠粉的復(fù)合助劑包括活性分散劑和增容改性劑。這種活性硫化膠粉可明顯加大摻用量，顯著降低制品原料成本，有效提高分散均勻性、界面相容性和界面結(jié)合力，所得制品的基本性能得到全面的改善。
文檔編號C08J11/28GK101798407SQ201010150849
公開日2010年8月11日 申請日期2010年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月20日
發(fā)明者周子凱 申請人:周子凱