專利名稱：廢橡膠直接制活性膠粉的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種廢橡膠直接制活性膠粉的方法，屬橡膠回收再利用工藝。
隨著工業(yè)化水平的提高，國內(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廢輪胎及橡膠廢物給環(huán)境造成極大的污染。為保護環(huán)境并節(jié)省資源，人們越來越重視對廢橡膠的綜合利用，將廢橡膠制成膠粉，將膠粉摻合在新的膠料中制取新的橡膠制品或摻合在其它原料〔如瀝青、塑料或防水材料〕中用于提高非橡膠產(chǎn)品的性能等方法是目前廢橡膠回收利用的主要途徑。一般而言，膠粉的粒徑越小，比表面積越大，界面相容性越好，更易與新膠料或其它材料結(jié)合，其摻用后的制品性能也越佳。然而，生產(chǎn)過細的膠粉會使成本大幅度提高，另外，由于膠粉顆粒僅含有少量原先硫化時未曾交聯(lián)的屏蔽分子鍵，表面活性不大，因此膠粉的摻用量一般限制在10％左右，否則會使物性大幅度下降。采用改性處理的方法，通過改性劑在膠粉的表面發(fā)生化學吸附或化學反應，使膠粉表面形成活性膜，這種改性后的活性膠粉，可增加膠粉微粒的表面粘著性，降低表面接合所需的能量，提高分散均勻度，從而可在基本保證制品物理性能或提高制品某些性能的前提下，達到加大膠粉摻用量的目的。目前這種改性處理工序均設于膠粉制成之后，即是對已制得的達到一定細度要求的成品膠粉進行表面改性處理，這種制活性膠粉方法需另置專用設備并提供加熱能源，工藝過程復雜，作業(yè)不連貫，工作效率低，耗能大，而且因細膠粉的粉粒間易團聚成假性大顆粒，導致膠粉活化均勻度差，影響膠粉的改性效果。
本發(fā)明的目的是提供一種廢橡膠直接制活性膠粉的方法，它可在制膠粉的過程中同時進行膠粉的表面活化改性處理，以簡化工藝，節(jié)省能耗及設備投資，并克服活化改性過程中因膠粉團聚而造成的活化均勻性差的問題。
本發(fā)明廢橡膠直接制活性膠粉的方法包括如下步驟將廢橡膠中夾帶的非橡膠類雜物〔如輪胎中的金屬絲、纖維絲等〕清除后，用常規(guī)的機械加工法剪切成粒徑為1-2mm的粗膠粒，經(jīng)一級干燥器適當干燥后加入表面處理劑，在混合器中均勻混合后，送入專用的粉碎機中進一步粉碎細化，利用膠粒在粉碎細化過程中產(chǎn)生的熱量激活粉粒而與表面處理劑反應，使膠粒的粉碎細化與膠粉的表面改性處理過程一次完成，膠粉從粉碎機出料后入二級干燥器適當干燥，經(jīng)分級器篩選分級后得改性的活性膠粉成品；本發(fā)明中所說的表面處理劑包括活性劑、相容劑及粉碎助劑；其中，活性劑是金屬氧化物、胺類、不飽和有機酸脂肪酸及鹽類中的至少一種化合物，其用量是粗膠粒重量的0.1-5％；相容劑是有機硅、聚烯烴低聚物、鋯酸脂、鋁酸脂中的至少一種化合物其用量是粗膠粒重量的0.1-5％；粉碎助劑是苯二甲酸酯、芳香族硫醇衍生物中的至少一種化合物，其用量是廢橡膠粗粒重量的0.1～3％。
本發(fā)明中，表面處理劑化合物的選擇根據(jù)活性膠粉不同的摻用用途而定，例如對于摻用于橡膠制品及塑料制品的活性膠粉，其活性劑選自氧化鋅、氧化鈣、氧化鎂、硬脂酸鋅、硬脂酸鎂、硬脂酸鈣、油酸、亞油酸中的至少一種化合物；相容劑選自硅烷、鋯酸脂、鋁酸脂、無規(guī)聚丙烯、聚乙烯蠟中的至少一種化合物；粉碎助劑選自三氯硫酚、鄰苯二甲酸二甲脂中的至少一種化合物。
對于摻用于道路鋪材及防水材料的活性膠粉，其活性劑選自乙醇胺、丙烯酸、二甲苯丙烯酸乙二醇脂、甲基丙烯酸中的至少一種化合物；相容劑選自硅烷、無規(guī)聚丙烯，聚乙烯蠟、苯酐中的至少一種化合物；粉碎劑選自五氯硫酚、鄰苯二甲酸二甲脂中的至少一種化合物。
粗膠粒按以上各步驟進行過程中，物料在各設備之間通過螺旋輸送器或刮板輸送器連續(xù)輸送，分級后符合粒度要求的細粉送入成品槽，粗料可返回混合器再加工。某些對膠粉的細度無嚴格要求的場合〔如摻用于道路鋪材〕，則可不需要分級工序，第二級干燥器的出料可直接全部送入成品槽。
從上述方案可知，本發(fā)明制活性膠粉的方法中，表面處理劑是在粉碎步驟之前就加入粗膠粒中進行混合的，粉碎機械在對膠粒施加剪切、研磨、沖擊等作用力時，膠粒被粉碎細化，同時部分機械能轉(zhuǎn)化為熱能，粉粒受熱被激活，使粉粒的內(nèi)聚能和表面活性發(fā)生改變，極易與添加的表面處理劑發(fā)生反應，因而在膠粒的粉碎細化過程與膠粉的表面處理過程一次完成。與現(xiàn)行的膠粉表面活性方法相比，本發(fā)明無需另設專用設備和外加能源，使活性膠粉的生產(chǎn)過程連續(xù)化，大大簡化了工藝，節(jié)省了設備投資和能耗，而且在粉碎機機械力的作用下，促進并強化了表面處理劑的反應，可有效地克服粉粒團聚的問題，使表面處理劑與粉粒的結(jié)合更均勻，反應更充分，因而所得的膠粒產(chǎn)品活性高，穩(wěn)定性及相容性好，品質(zhì)更佳，因而能使膠粉的摻用量明顯提高。
附圖
表示本發(fā)明廢橡膠制活性膠粉的工藝流程示意圖。
如附圖所示，粒徑為1-2mm的廢橡膠粗粒送入一級干燥器1加熱干燥后送入混合器2，同時向混合器2中投入表面處理劑，二者混合后送入粉碎機3，在此膠粒被粉碎成膠粉，同時與表面處理劑反應成活性膠粉，繼續(xù)輸送入二級干燥器4，適當干燥后送入分級器5根據(jù)膠粉粒徑進行分級篩選，其中粒徑附合要求的細膠粉送入成品槽6，不符合要求的粗膠粉送回混合器2內(nèi)再處理。本流程中，物料在各設備之間的運行均通過螺旋輸送器輸送。
下面提供本發(fā)明的實施例，并結(jié)合附圖流程加以說明。
實施例一 摻用于橡膠制品及塑料制品的活性膠粉的制備將含有天然橡膠70％〔重量〕，丁苯橡膠30％〔重量〕的廢橡膠輪胎去除雜質(zhì)后剪切成粒徑為1-2mm的膠粒，送入一級干燥器1，在90℃下進行干燥10分鐘，出料送入混合器2，同時向混合器內(nèi)按以下配比投入表面處理劑〔以下各化合物百分比分別表示與膠粒的重量比〕活化劑乙醇胺1％，相容劑硅烷3％，粉碎助劑三氯硫酚1.5％，均勻攪拌后出料入粉碎機3，粉碎成粒徑≤250微米的膠粉，出料后入二級干燥器4，90℃下進行干燥10分鐘，出料送入分級器5，經(jīng)分級篩選，其中80％膠粉通過180微米篩網(wǎng)孔而作為80目成品細膠細料送入成品槽6，其余20％的粗料〔60-80目〕返回至混合器2再加工。
實施例二 摻用于道路鋪材和防水材料的活性膠粉的制備將含有天然橡膠30％，丁苯橡膠20％順丁橡膠50％的廢輪胎為原料，制備活性膠粉的操作步驟與實施例一相同，所不同的是表面處理劑按以下配比投入〔各化合物的百分比分別表示與膠粒的重量比〕活化劑甲基丙烯酸1％，相容劑無規(guī)聚丙烯3％，粉碎助劑鄰苯二甲酸二甲脂1％。膠粉經(jīng)分級器5篩分后，85％的粉料可通過250微米的篩網(wǎng)孔，成為80目成品細料，其余1 5％粗料〔60-80目〕返回再加工。
權利要求
1.廢橡膠直接制活性膠粉的方法，包含如下步驟將廢橡膠剪切成粒徑為1-2mm的粗膠粒，經(jīng)一級干燥、粉碎細化、二級干燥后篩選分級出料，其特征是經(jīng)一級干燥后的粗膠粒物料在粉碎細化之前加入表面處理劑，均勻混合，利用膠粒在粉碎細化過程中產(chǎn)生的熱量激活粉粒而與表面處理劑反應，膠粒的粉碎細化與膠粉的表面改性處理過程一次完成；所說的表面處理劑包括活性劑、相容劑及粉碎助劑；其中，活性劑為金屬氧化物、胺類、不飽和有機酸及鹽類中的至少一種化合物其用量是廢橡膠膠粒重量的0.1-5％；相容劑是有機硅、聚烯烴低聚物、鋯酸脂、鋁酸脂中的至少一種化合物，其用量是粗膠粒重量的0.1-5％；粉碎助劑是苯二甲酸酯、芳香族硫醇衍生物中的至少一種化合物，其用量是廢橡膠粗粒重量的0.1～3％。
2.根據(jù)權利要求1所述的廢橡膠直接制活性膠粉的方法，其特征是所說的表面處理劑中的活性劑選自氧化鋅、氧化鈣、氧化鎂、硬脂酸鋅、硬脂酸鎂、硬脂酸鈣、油酸、亞油酸中的至少一種化合物；相容劑選自硅烷、鋯酸脂、鋁酸脂、無規(guī)聚丙烯、聚乙烯蠟中的至少一種化合物；粉碎助劑選自三氯硫酚、鄰苯二甲酸二甲脂中的至少一種化合物。
3.根據(jù)權利要求1所述的廢橡膠直接制活性膠粉的方法，其特征是所說的表面處理劑中的活性劑選自乙醇胺、丙烯酸、二甲苯丙烯酸乙二醇脂、甲基丙烯酸中的至少一種化合物；相容劑選自硅烷、無規(guī)聚丙烯，聚乙烯蠟、苯酐中的至少一種化合物；粉碎劑選自五氯硫酚、鄰苯二甲酸二甲脂中的至少一種化合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及廢橡膠直接制活性膠粉的方法，剪切成粒徑為1－2mm的廢橡膠粗膠粒經(jīng)一級干燥后直接加入表面處理劑并混合均勻，隨后經(jīng)粉碎細化、二級干燥后篩選分級出料得成品活性膠粉。本發(fā)明利用膠粒在粉碎細化過程中產(chǎn)生的熱量激活粉粒而與表面處理劑反應，膠粒的粉碎細化與膠粉的表面改性處理過程一次完成，工藝及設備簡化，能耗省，可有效地克服粉粒團聚的問題，所得的膠粉產(chǎn)品活性高，相容、穩(wěn)定性佳，使膠粉的摻用量明顯提高。
文檔編號B29B17/00GK1392037SQ0111369
公開日2003年1月22日 申請日期2001年6月14日 優(yōu)先權日2001年6月14日
發(fā)明者劉揚生 申請人:劉揚生