專利名稱：利用廢橡膠生產(chǎn)的硫化膠粉增容處理的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種利用廢橡膠生產(chǎn)的硫化膠粉進行增容處理的方法。屬廢橡膠回收再利 用工藝技術領域。背景技術：
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。一般而言，硫化膠粉的粒徑越小，比表面積越大，分散均勻性越好。但是直接使用 未經(jīng)處理的硫化膠粉(即使是高細度的)，因其結構與硫化橡膠一樣，仍然是網(wǎng)狀結構、化學 交聯(lián)、物理凝聚的聚合物結構，表面活性很低，與摻用的基質(zhì)材料的相容性差，故其應用摻 量很低，應用范圍較小，使用價值不高。目前對硫化膠粉進行表面活化和改性處理的方法， 均在已制得一定細度要求的硫化膠粉后進行，需要另行配置專用設備和加熱能源，工藝過 程復雜，不能連續(xù)作業(yè)，效率低，耗能大。且因未能妥善解決與摻用基質(zhì)材料的相容性的根 本問題，共混體系的混合組分仍然分成獨立的相，相間粘合力小，表面張力大，相容性不好， 不能有效提高共混應用的效果。因此，硫化膠粉應用加工的核心和關鍵是共混體系的相容 性。只有通過對硫化膠粉進行有效的增容處理，才能在基本保證制品物理性能或提高制品 某些性能的前提下，達到加大摻用量的目 的，并擴大應用范圍和提高使用價值。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種能提高與摻用的基質(zhì)材料的相容性的利用 廢橡膠生產(chǎn)的硫化膠粉增容處理的方法。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明利用廢橡膠生產(chǎn)的硫化膠粉增容 處理的方法，包括以下工藝步驟
步驟一、廢橡膠經(jīng)切塊、去雜(即去除非橡膠成分)后，剪切破碎成粒徑為2. 5mm士0. 5mm 的粗膠粒；
步驟二、粗膠粒送入混合攪拌器，加入復合助劑充分混合均勻后，送入粉碎機中進一步 粉碎細化，膠粒粉碎細化與硫化膠粉增容處理同時完成；
步驟三、經(jīng)細度分級器進行細度分級后，即得到符合細度要求并已經(jīng)完成增容處理的 硫化膠粉成品。在粗膠粒至硫化膠粉成品的各工序過程中，物料在各設備之間通過機械或風力連 續(xù)輸送，分級后符合細度要求的粉體送入成品收集槽，粗料可返回混合攪拌器再加工。對 粉體細度無嚴格要求則可不經(jīng)分級工序，出料可直接全部送入成品收集槽。本發(fā)明所說的復合助劑包括粉碎助劑、活性分散劑和增容改性劑。其中粉碎助劑 是硅化合物類、聚羧酸鹽類中的至少一種化合物，以疏水性
二氧化硅和馬來酸-丙烯酸共聚物鈉鹽為佳；其用量各是粗膠粒重量的0. 01 10%。活性分散劑是硬脂酸甘油酯或其與金屬皂類的混合物，使用其中的至少一種化合物，以單 硬脂酸甘油酯、三硬脂酸甘油酯、硬脂肪酸
鈣、硬脂酸鋅為佳；其用量各是粗膠粒重量的0.01 10%。增容改性劑則根據(jù)硫化膠粉成品不同摻用用途而定，例如對于摻用于橡膠制品的，其增容劑以C5脂肪烴樹脂、C9芳 香烴樹脂或兩者的共聚型樹脂(重量比1 0. 8 1. 2)為佳，使用其中的至少一種化合物， 其用量各是粗膠粒重量的0. 01 10% ；對于摻用于塑料制品的，其增容劑是乙烯_丙烯酸 及其酯類的
共聚物樹脂、苯乙烯_ 丁二烯共聚物樹脂、苯乙烯_甲基丙烯酸酯共聚物樹脂和苯乙 烯_順丁烯二酸酐共聚物樹脂中的至少一種化合物，以乙烯_丙烯酸甲酯共聚物樹脂，或乙 烯_丙烯酸乙酯共聚物樹脂，或乙烯_丙烯酸丁酯共聚物樹脂，或苯乙烯_ 丁二烯共聚物樹 月旨、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物樹脂、苯乙烯-順丁烯二酸酐共聚物樹脂為佳；其用量 各是粗膠粒重量的0. 01 10%。本發(fā)明根據(jù)結構相似相容的原理，對硫化膠粉進行主要實質(zhì)是增加相容性的改性 處理。主要通過復合助劑、機械能、氧化、熱解聚的共同作用而形成的機械力化學效應，使得 粗膠粒粉碎細化過程與細膠粉增容處理過程同時完成。在生產(chǎn)硫化膠粉的最后粉碎細化工 序，進行機械粉碎前即加入粉碎助劑、活性分散劑、增容改性劑的復合助劑，與粗膠?；旌?均勻后進行粉碎。粉碎助劑粘附在粗膠粒表面，改善其流動性，并進入粒子的微裂縫促進細 化，防止粉粒團聚并提高粉碎效率?；钚苑稚┩扛苍诖帜z粒表面，浸潤并滲透進入其表面 層，使粉粒表層的網(wǎng)狀結構松弛，在機械能和熱、氧的作用下發(fā)生分子鏈裂解，分子量降低， 彈性轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄?；從而使得硫化膠粉內(nèi)核仍然保持硫化橡膠物性的同時，其表面轉(zhuǎn)變?yōu)轭?似生膠
和塑料的狀態(tài)。增容改性劑涂覆在粉粒表面并經(jīng)浸潤作用滲透到表面層內(nèi)，形成與摻 用基質(zhì)材料結構類似的表面涂覆層，以提高共混體系的相容性。復合助劑與粉粒表面之間 原本不具有良好的粘附力或吸附力，常溫下難以發(fā)生化學作用，在粉碎機械的剪切、研磨等 強烈作用力使粗膠粒粉碎細化時，同時有部分的機械能轉(zhuǎn)化為熱能，使分子運動加快，促進 氧的滲透和助劑成分的擴散，同時使得粉粒表層交聯(lián)網(wǎng)狀結構產(chǎn)生解聚作用，并在氧化作 用下加快解聚速度；活性分散劑分解產(chǎn)生的自由基，一方面能穩(wěn)定已斷裂的大分子自由基， 一方面加快熱氧化速度，從而加速交聯(lián)網(wǎng)狀結構的裂解速度。因此，復合助劑在通過粉碎助 劑提高粉碎效率的同時，利用活性分散劑、增容改性劑與機械力的結合而產(chǎn)生的機械力化 學效應，促進和提高硫化膠粉增容處理的效果，從而使得粗膠粒粉碎細化過程與細膠粉增 容處理過程，同時直接完成。本發(fā)明的有益效果是與現(xiàn)行的硫化膠粉表面活化和改性處理的方法相比，本發(fā) 明實用、簡便、高效，工藝過程簡化，生產(chǎn)連續(xù)化，效率高，能耗低，無污染。粉碎機械的強烈 作用力和復合助劑的結合，促進并強化了復合助劑與粉粒表面的化學作用，經(jīng)過增容處理 的硫化膠粉成品，其粉粒的內(nèi)核部分并未變化，但其表面層已經(jīng)塑化成生膠和塑料的類似 狀態(tài)，并有與摻用基質(zhì)材料結構相似的涂覆層，容易形成均一的共混物，可有效提高共混體 系組份的相容性。這種增容處理的硫化膠粉，表面能高，親和
性和潤透性好，其摻用共混體系的表面張力降低，相互擴散和滲透性提高，相界面增 厚，化學鍵連接力增強，分散均勻性、界面相容性和界面結合力
均得到有效提高，可擴大應用范圍和提高使用價值。

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，并結合附圖1流程加以說明(使用復合助劑的各化合物的百分比分別表示與粗膠粒的重量比)。實施例1 摻用于橡膠制品的硫化膠粉增容處理
將含有天然橡膠30% (重量)，丁苯橡膠35% (重量)，順丁橡膠35% (重量)的廢橡膠輪 胎去除雜質(zhì)后剪切成粒徑2. 5mm士0. 5mm的粗膠粒，送入混合攪拌器1，同時按以下配比投 入復合助劑粉碎助劑疏水性二氧化硅，1.0% ；活性分散劑單硬脂酸甘油酯，1.0%，硬 脂肪酸鈣，0. 5% ；增容改性劑根據(jù)摻用用途確定，摻用于非極性橡膠(如天然橡膠/NR、異戊 橡膠/IR、丁苯橡膠/SBR、順丁橡膠/BR、丁基橡膠/IIR、乙丙橡膠/EPM/EPDM)的，使用C5 脂肪烴樹脂或C5脂肪烴樹脂與C9芳香烴樹脂共
聚型樹脂(重量比1 0. 8 1. 2),3.0%o摻用于極性橡膠(如丁腈橡膠/NBR、氯丁橡 膠/CR、丙烯酸酯橡膠/ACM)的，使用C9芳香烴樹脂或C5脂肪烴樹脂與C9芳香烴樹脂共聚 型樹脂(重量比1 :0. 8 1. 2)，3. 0%。均勻攪拌后出料入粉碎機2，粉碎細度要求為粒徑 <200微米/80目的粉粒，出料后送入細度分級器3，經(jīng)分選分級，其中80%粉料通過200微 米篩網(wǎng)
孔而作為80目成品細料送入成品收集槽4，其余20%的粗料(> 200微米/80目)返回 至混合器1再加工。本流程中物料在各設備之間的運行均通
過機械或風力連續(xù)輸送。實施例2 摻用于塑料制品的硫化膠粉的增容處理
廢橡膠輪胎原料組分為含有天然橡膠20% (重量)，丁苯橡膠30% (重量)，順丁橡膠50% (重量)。工藝操作步驟與實施例1相同，所不同的是復合助劑的品種及配比。粉碎助劑 馬來酸_丙烯酸共聚物鈉鹽，1. 0% ；活性分散劑三硬脂酸甘油酯，1. 0%，硬脂酸鋅，0. 5% ； 增容改性劑根據(jù)摻用用途確定，摻用于非極性塑料(如聚乙烯/PE、聚丙烯/PP、聚苯乙烯/ PS)的，使用乙烯-丙烯酸甲酯共聚物樹脂，或乙烯_丙烯酸乙酯共聚物樹脂，或乙烯_丙 烯酸丁酯共聚物樹脂，3.0%。摻用于極性塑料(如乙烯基類的聚氯乙烯/PVC)的，使用苯乙 烯_ 丁二烯共聚物樹脂，或苯乙烯_甲基丙烯酸甲酯共聚物樹脂，或苯乙烯_順丁烯二酸酐 共聚物樹脂，3.0%。粉碎細度要求為粒徑<150微米/100目的粉粒，出料后送入細度分級 器3，經(jīng)分選分級，其中80%粉料通過150微米篩網(wǎng)孔而作為100目成品細膠細料送入成品 收集槽4，其余20%的粗料(> 150微米/100目)返回至混合器1再加工。本流程中物料在 各設備之間的運行均通過機械或風力連續(xù)輸送。
權利要求
一種利用廢橡膠生產(chǎn)的硫化膠粉增容處理的方法，其特征在于所述方法包括以下工藝步驟步驟一、廢橡膠經(jīng)切塊、去雜后，剪切破碎成粒徑為2.5mm±0.5 mm的粗膠粒，步驟二、粗膠粒送入混合攪拌器，加入復合助劑，充分混合均勻后，送入粉碎機中粉碎細化，膠粒粉碎細化與硫化膠粉增容處理同時完成，步驟三、經(jīng)細度分級器進行細度分級后，即得到符合細度要求已經(jīng)完成增容處理的硫化膠粉成品，在粗膠粒至硫化膠粉成品的各工序過程中，物料在各設備之間通過機械或風力連續(xù)輸送，分級后符合細度要求的粉體送入成品收集槽，粗料返回混合攪拌器再加工，對粉體細度無嚴格要求則可不經(jīng)分級工序，出料可直接全部送入成品收集槽，所述復合助劑包括粉碎助劑、活性分散劑和增容改性劑，其中粉碎助劑是硅化合物類、聚羧酸鹽類中的至少一種化合物，其用量是粗膠粒重量的0.01～10％；活性分散劑是硬脂酸甘油酯或其與金屬皂類的混合物，使用其中的至少一種化合物，其用量是粗膠粒重量的0.01～10％；所述增容改性劑則根據(jù)硫化膠粉成品不同的摻用用途而定，對于摻用于橡膠制品的，其增容劑為C5脂肪烴樹脂、C9芳香烴樹脂或二者的共聚型樹脂(重量比10.8～1.2)，其用量是粗膠粒重量的0.01～10％；對于摻用于塑料制品的，其增容劑是乙烯-丙烯酸及其酯類的共聚物樹脂、苯乙烯-丁二烯共聚物樹脂、苯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物樹脂和苯乙烯-順丁烯二酸酐共聚物樹脂中的至少一種化合物，其用量是粗膠粒重量的0.01～10％。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種硫化膠粉增容處理的方法，其特征在于所述粉碎助劑為 疏水性二氧化硅或馬來酸-丙烯酸共聚物鈉鹽；所述活性分散劑為單硬脂酸甘油酯、三硬 脂酸甘油酯、硬脂酸鈣、硬脂酸鋅；所述增容改性劑為C5脂肪烴樹脂、C9芳香烴樹脂、二者 的共聚型樹脂(重量比1 :0.8 1.2)；乙烯-丙烯酸甲酯共聚物樹脂、乙烯-丙烯酸乙酯 共聚物樹脂、乙烯_丙烯酸丁酯共聚物樹脂、苯乙烯_ 丁二烯共聚物樹脂、苯乙烯_甲基丙 烯酸甲酯共聚物樹脂、苯乙烯_順丁烯二酸酐共聚物樹脂。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用廢橡膠生產(chǎn)的硫化膠粉增容處理的方法，屬廢橡膠回收再利用工藝技術領域。所述方法包括以下工藝步驟廢橡膠經(jīng)切塊、去雜后，剪切破碎成粒徑為2.5mm±0.5mm的粗膠粒；粗膠粒送入混合攪拌器，加入復合助劑，充分混合均勻后，送入粉碎機中粉碎細化，膠粒粉碎細化與硫化膠粉增容處理同時完成；經(jīng)細度分級器進行細度分級后，即得到符合細度要求并已經(jīng)完成增容處理的硫化膠粉成品。所述復合助劑包括粉碎助劑、活性分散劑和增容改性劑。本發(fā)明經(jīng)過增容處理的硫化膠粉成品與摻用基材的分散均勻性、界面相容性和界面結合力均得到有效提高，可擴大應用范圍和提高使用價值。
文檔編號C08L57/02GK101798396SQ20101015084
公開日2010年8月11日 申請日期2010年4月20日 優(yōu)先權日2010年4月20日
發(fā)明者周子凱 申請人:周子凱