專利名稱：一種廢舊輪胎膠粉/聚乙烯共混物的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種廢舊輪胎膠粉/聚乙烯共混物的制備方法，屬于聚合物加工領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)化水平的提高，國(guó)內(nèi)外橡膠制品，特別是橡膠輪胎的產(chǎn)量迅速遞增，隨之 帶來的危害是大量的報(bào)廢輪胎及橡膠廢棄物給環(huán)境造成極大的污染。廢橡膠的回收利用越 來越引起人們重視。將廢橡膠粉碎制備成膠粉，然后與其它材料摻混使用被認(rèn)為是廢橡膠 回收利用的最佳途徑。其中制備膠粉/樹脂熱塑性彈性體具有最為現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用前景。廢舊橡膠粉碎后所制成的廢膠粉表面呈惰性，是一種由橡膠、炭黑、軟化劑及硫化 促進(jìn)劑等組成的含交聯(lián)結(jié)構(gòu)的材料。由于表面性質(zhì)不同，它與橡膠或塑料基體之間相容 性較差。直接摻用在橡膠或塑料中，兩相間的界面難以形成較好的結(jié)合，從而導(dǎo)致共混物 力學(xué)性能的下降。為改善共混物的力學(xué)性能，提高膠粉與高分子材料的界面結(jié)合，國(guó)內(nèi)外 有文獻(xiàn)報(bào)道了樹脂/膠粉共混物改性的方法，Wu DY, Bateman S, Partlett Μ, Compos. Sc. Technol. 2007，67，1909-1919 ；吳保華，譚魁龍，孟洪，李春喜，王子鎬，橡膠工業(yè)，2009， 56 (4)，202-206如硅烷偶聯(lián)劑改性、相容劑(乙烯-丙烯酸共聚物、氯化聚乙烯、環(huán)氧化天 然橡膠、液體丁腈橡膠等等)改性，這些方法取得了一定的改性效果，但是采用臭氧的方法 在廢舊輪胎膠粉的表面引入活性基團(tuán)；通過輻照方法在聚乙烯表面引入含氧極性基團(tuán)，增 強(qiáng)兩者界面相互作用的技術(shù)尚未見有專利和非專利文獻(xiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種廢舊輪胎膠粉/聚乙烯共混物 的制備方法。其特點(diǎn)是通過臭氧的方法在反應(yīng)介質(zhì)中對(duì)廢舊輪胎膠粉的表面進(jìn)行處理，在 表面上引入活性基團(tuán)。并采用Y-射線或電子束對(duì)聚乙烯進(jìn)行輻照，在其分子鏈上引入含 氧極性基團(tuán)，再將上述這兩者進(jìn)行共混，使廢舊輪胎橡膠粉與聚乙烯兩相界面產(chǎn)生氫鍵鍵 合或化學(xué)反應(yīng)，從而增強(qiáng)了共混體系的界面相容性。該共混物與未經(jīng)改性的共混物相比，改 性共混體系的拉伸強(qiáng)度，斷裂伸長(zhǎng)率和楊氏模量均有顯著提高，有優(yōu)良性價(jià)比。本發(fā)明的目的采用以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)，其中所述原料份數(shù)除特殊說明外，均為重 量份數(shù)。廢舊輪胎膠粉/聚乙烯共混物的制備方法。其特征在于該方法包括以下步驟(1)聚乙烯的輻照在室溫和空氣中，對(duì)聚乙烯40-10重量份進(jìn)行輻照，輻照劑量為IO-IOOkGy,使聚 乙烯發(fā)生氧化斷鏈反應(yīng)，分子量降低，并在其分子鏈上引入含氧基團(tuán)；(2)采用臭氧處理的方法在廢舊輪胎膠粉表面引入活性基團(tuán)在室溫和反應(yīng)介質(zhì)存在下，對(duì)廢橡膠微粉進(jìn)行臭氧處理，臭氧濃度為1. 0-5. Omg/ L，處理時(shí)間為0. 5-6h，使廢橡膠微粉的表面上引入活性基團(tuán)；
(3)廢舊輪胎膠粉/聚乙烯共混物的制備將臭氧處理后的廢舊輪胎膠粉60-90重量份，輻照后的聚乙烯40-10重量份，抗氧 劑0-1重量份，加入高速混合機(jī)內(nèi)混合均勻后采用雙輥開煉機(jī)在溫度140-180°c混煉8-20 分鐘，聚乙烯為高密度聚乙烯、低密度聚乙烯或線性低密度聚乙烯中的任一種。臭氧處理介質(zhì)為空氣、水或氨水中的任一種。抗氧劑為四[β-(3，5-二叔丁基4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，三(2，4_ 二叔 丁基苯基)亞磷酸酯和β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的至少一 種。采用廢舊輪胎膠粉/聚乙烯共混物的制備方法制備得到的廢舊輪胎膠粉/聚乙烯 共混物。廢舊輪胎膠粉/聚乙烯共混物用于汽車內(nèi)墊片、屋頂防水片材、汽車消聲道、油田 管道保護(hù)、減震和隔音材料領(lǐng)域。性能測(cè)試采用Instron 4302萬能拉伸試驗(yàn)機(jī)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)GB 13022-91，對(duì)廢舊輪 胎膠粉/聚乙烯共混物進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試。結(jié)果表明，本發(fā)明與未經(jīng)改性的共混物相比，改 性共混體系的拉伸強(qiáng)度，斷裂伸長(zhǎng)率和楊氏模量都有顯著提高，詳見表1所示。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)工藝簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，成本較低，廢舊輪胎膠粉/聚乙烯共 混物具有優(yōu)良的綜合性能。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述，有必要在此指出的是以下實(shí)施例只用于 對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員 可以根據(jù)上述內(nèi)容對(duì)本發(fā)明做出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。實(shí)施例1 采用臭氧發(fā)生器在空氣中對(duì)廢舊膠粉進(jìn)行臭氧處理，臭氧濃度為5. Omg/L，處理 時(shí)間為0. 5h ；采用JJ-2型靜電加速器，在室溫下空氣中，對(duì)聚乙烯進(jìn)行輻照，輻照劑量為 IOOkGy。再將60kg臭氧處理的廢舊膠粉、40kg輻照聚乙烯、0. Ikg四[β_(3，5_ 二叔丁基 4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯采用高速混合機(jī)混合均勻后用雙輥開煉機(jī)在140°C溫度下 混煉8分鐘。實(shí)施例2 采用臭氧發(fā)生器在水中對(duì)廢舊膠粉進(jìn)行臭氧處理，臭氧濃度為2. 5mg/L，處理時(shí) 間為3h ；采用圓柱體式Co6° γ射線源，在室溫下空氣中，對(duì)聚乙烯進(jìn)行輻照，輻照劑量為 50kGy。再將90kg臭氧處理的廢舊膠粉、IOkg輻照聚乙烯、0. 5kg β - (3，5-二叔丁基-4-羥 基苯基)丙酸正十八碳醇酯采用高速混合機(jī)混合均勻后用雙輥開煉機(jī)在160°C溫度下混煉 10分鐘。實(shí)施例3 采用臭氧發(fā)生器在氨水中對(duì)廢舊膠粉進(jìn)行臭氧處理，臭氧濃度為1. Omg/L，處理時(shí) 間為6h ；采用采用圓柱體式Co6tl γ射線源，在室溫下空氣中，對(duì)聚乙烯進(jìn)行輻照，輻照劑量 為lOkGy。再將70kg臭氧處理的廢舊膠粉、30kg輻照聚乙烯、0. 5kg四[β_(3，5_ 二叔丁基4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，Ikg三(2，4_ 二叔丁基苯基)亞磷酸酯采用高速混合機(jī) 混合均勻后用雙輥開煉機(jī)在180°C溫度下混煉20分鐘。
表1本發(fā)明改性共混物與未改性共混物性能比較
權(quán)利要求
1.一種廢舊輪胎膠粉/聚乙烯共混物的制備方法。其特征在于該方法包括以下步驟(1)聚乙烯的輻照在室溫和空氣中，對(duì)聚乙烯40-10重量份進(jìn)行輻照，輻照劑量為IO-IOOkGy,使聚乙烯 發(fā)生氧化斷鏈反應(yīng)，分子量降低，并在其分子鏈上引入含氧基團(tuán)；(2)采用臭氧處理的方法在廢舊輪胎膠粉表面引入活性基團(tuán)在室溫和反應(yīng)介質(zhì)存在下，對(duì)廢橡膠微粉進(jìn)行臭氧處理，臭氧濃度為1. 0-5. Omg/L，處 理時(shí)間為0. 5-6h，使廢橡膠微粉的表面上引入活性基團(tuán)；(3)廢舊輪胎膠粉/聚乙烯共混物的制備將臭氧處理后的廢舊輪胎膠粉60-90重量份，輻照后的聚乙烯40-10重量份，抗氧劑 0-1重量份，加入高速混合機(jī)內(nèi)混合均勻后采用雙輥開煉機(jī)在溫度140-180°c混煉8-20分鐘。
2.如權(quán)利要求1所述廢舊輪胎膠粉/聚乙烯共混物的制備方法，其特征在于聚乙烯為 高密度聚乙烯、低密度聚乙烯或線性低密度聚乙烯中的任一種。
3.如權(quán)利要求1所述廢舊輪胎膠粉/聚乙烯共混物的制備方法，其特征在于臭氧處理 介質(zhì)為空氣、水或氨水中的任一種。
4.如權(quán)利要求1所述廢舊輪胎膠粉/聚乙烯共混物的制備方法，其特征在于抗氧劑為 四[β-(3，5-二叔丁基4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯，三(2，4_ 二叔丁基苯基)亞磷酸 酯和β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸正十八碳醇酯中的至少一種。
5.如權(quán)利要求1所述廢舊輪胎膠粉/聚乙烯共混物的制備方法制備得到的廢舊輪胎膠 粉/聚乙烯共混物。
6.如權(quán)利要求5所述廢舊輪胎膠粉/聚乙烯共混物的用途，其特征在于該共混物用于 汽車內(nèi)墊片、屋頂防水片材、汽車消聲道、油田管道保護(hù)、減震和隔音材料領(lǐng)域。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種廢舊輪胎膠粉/聚乙烯共混物的制備方法，其特點(diǎn)是采用臭氧處理的方法，在廢橡膠微粉表面引入活性基團(tuán)；采用γ-射線或電子束輻照在聚乙烯分子鏈上引入含氧極性基團(tuán)。然后，將臭氧處理后的廢舊輪胎膠粉60-90重量份，輻照后的聚乙烯40-10重量份，抗氧劑0-1重量份，加入高速混合機(jī)內(nèi)混合均勻后采用雙輥開煉機(jī)在溫度140-180℃混煉8-20分鐘，獲得廢舊輪胎膠粉/聚乙烯共混物，共混物在兩相界面處發(fā)生氫鍵鍵合或化學(xué)反應(yīng)，從而提高兩相相界面的粘接性。該共混物與未經(jīng)改性的共混物相比，共混體系的拉伸強(qiáng)度，斷裂伸長(zhǎng)率和楊氏模量均有顯著提高，具有優(yōu)良的性價(jià)比。用于汽車內(nèi)墊片、屋頂防水片材、汽車消聲道輔墊、油田管道保護(hù)、減震和隔音材料等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C08L21/00GK102093609SQ201010550838
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者盧燦輝, 張新星, 梁梅, 范萍 申請(qǐng)人:四川大學(xué)