CN101798407B

CN101798407B - 利用废橡胶生产的硫化胶粉与橡塑材料共混的方法

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Publication number: CN101798407B
Application number: CN2010101508499A
Authority: CN
Inventors: 周子凯
Original assignee: Individual
Current assignee: Liu Yangsheng
Priority date: 2010-04-20
Filing date: 2010-04-20
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2030-04-20
Also published as: CN101798407A

Abstract

本发明涉及一种利用废橡胶生产的硫化胶粉与橡塑材料共混的方法，所述方法包括以下工艺步骤：一、粒径150微米以下的废轮胎硫化胶粉投入混合机或捏合机内，加入复合助剂并搅拌混合均匀，即得到活性硫化胶粉；二、将活性硫化胶粉作为原料组份之一，与热塑性塑料或热塑性橡胶及其他配合剂进行投料初混；三、初混后的物料可以直接进行熔融成型加工；也可通过熔融共混，用挤出机先制成粒料，再次配料后进行成型加工，成型方法均为挤出成型、注射成型、压延成型。所述的制取活性硫化胶粉的复合助剂包括活性分散剂和增容改性剂。这种活性硫化胶粉可明显加大掺用量，显著降低制品原料成本，有效提高分散均匀性、界面相容性和界面结合力，所得制品的基本性能得到全面的改善。

Description

利用废橡胶生产的硫化胶粉与橡塑材料共混的方法

（一）技术领域

本发明涉及一种利用废轮胎等废橡胶制品生产的硫化胶粉与橡塑材料共混应用的方法，属废橡胶资源化利用的领域。

（二）背景技术

以废轮胎等废橡胶制品（即硫化橡胶）粉碎制成硫化胶粉，是目前废橡胶回收利用的主要途径。经机械粉碎制成的硫化胶粉虽然是小颗粒的粉粒，但其结构仍然是硫化橡胶的在交联网点处形成的一硫化物、二硫化物和多硫化物三种硫键状态的网状结构，是化学交联、物理凝聚的无规高分子弹性体。在与其它聚合物共混应用时，与掺用基质材料的相容性很差，与橡胶材料的共混体系是半相容体系，与塑料材料的共混体系是不相容体系。目前对硫化胶粉进行表面活化和改性处理的方法，都是期望通过提高硫化胶粉与基质材料两相界面的黏合或交联的水平，以改善共混制品的性能指标和使用效果。因未妥善解决硫化胶粉与掺用体系的相容性问题，无法提高硫化胶粉的掺用量，也不可能有效改善和提高制品的使用性能。因此，在基本保证制品使用性能或全面提高制品综合性能的前提下，加大硫化胶粉掺用量，降低制品原料成本，必须采用行之有效的增容技术。这也正是硫化胶粉扩大应用范围，提高使用价值和加工制品的性能价格比，从

而实现利用废轮胎等废橡胶制品生产硫化胶粉的产业发展的关键所在。

（三）发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种对利用废橡胶生产的硫化胶粉进行增加相容性的改性处理而得到的活性硫化胶粉，并与热塑性塑料和热塑性橡胶进行共混应用的方法。

本发明的目的是这样实现的：一种利用废橡胶生产的硫化胶粉与橡塑

材料共混应用的方法，所述方法包括以下工艺步骤：

步骤一、粒径150微米以下（即通过100目筛）的废轮胎硫化胶粉投入混合机（或捏合机）内，加入复合助剂并搅拌混合均匀，即得到活性硫化胶粉；

步骤二、将活性硫化胶粉与热塑性塑料或热塑性橡胶均作为主要原料按照一定配比，与加工配合剂进行投料初混；

步骤三、初混后的物料可以直接进行熔融成型加工，也可通过熔融共混，用挤出机先制成粒料，再次配料后进行成型加工。成型方法均为挤出成型、注射成型、压延成型。

本发明中所述的制取活性硫化胶粉的复合助剂包括活性分散剂和增容改性剂。其中，活性分散剂是黄原酸盐类、松香系衍生物、高分子脂肪酸类中的至少一种化合物，其用量各是硫化胶粉重量的0.01～10％；增容改性剂是戊二烯石油树脂类、二甲苯-甲醛树脂类、脂肪族酰胺类中的至少一种化合物，其用量各是硫化胶粉重量的0.01～10%。复合助剂的选择根据活性硫化胶粉不同的掺用用途而定，例如：对于掺用于热塑性塑料的活性

硫化胶粉，其活性分散剂是黄原酸盐类、松香系衍生物中的至少一种化合物，以正丁基黄原酸钠、歧化松香、聚合松香为佳；增容改性剂是戊二烯石油树脂、二甲苯-甲醛树脂、高分子脂肪酸酰胺类中的至少一种化合物，以间戊二烯石油树脂、二甲苯-甲醛树脂、硬脂酸酰胺、油酸酰胺为佳。对于掺用于热塑性橡胶的活性硫化胶粉，其活性分散剂是黄原酸盐类、松香系衍生物中的至少一种化合物，以正丁基黄原酸锌、氢化松香、马来松香为佳；增容改性剂是戊二烯石油树脂、二甲苯-甲醛树脂、高分子脂肪酸酰胺类中的至少一种化合物，以双环戊二烯石油树脂、二甲苯-甲醛树脂、硬脂酸酰胺、芥酸酰胺为佳。

本发明根据结构相似相容的原理，对硫化胶粉进行以增容为主要目的的改性处理，通过复合助剂与机械剪切作用的结合，得到增容改性的活性硫化胶粉。复合助剂包括活性分散剂和增容改性剂。在机械剪切作用下，活性分散剂涂覆于粉粒表面并经过浸润作用渗透进入表面层，使得粉粒外层网状结构松弛，交联网点处的硫键在机械剪切作用下易被切断，弹性硫化部分解聚，网状结构受到破坏，不具有弹性并恢复可塑性和黏性。虽然硫化胶粉的粉粒表面烂而黏，形成塑化状态，但其内核部分并未变化，仍然是硫化橡胶的三维空间网状结构。在机械剪切作用和物料自摩擦升温的作用下，物料的分子运动加快，促进复合助剂成分的扩散渗透，加快粉粒外层网状结构松弛和解聚速度。增容改性剂在这种烂而黏的粉粒表面易于涂覆，并经过浸润和渗透进入表面层，形成与掺用基质材料结构类似的表面过渡层结构，以提高共混体系的相容性。所得的经过增加相容性的改

性处理的活性胶粉，其粉粒内核部分仍然保持硫化橡胶物性，但其表面层已经塑化，并形成与掺用基质材料结构类似的硫化胶粉-基质材料的表面过渡层结构。因此，在共混体系中容易形成均一的共混物，共混体系的分散均匀性、界面相容性和界面结合力均得到有效提高，在基本保证制品使用性能或全面提高制品综合性能的前提下，可显著增加掺用量，并扩大应用范围和提高使用价值。

利用这种活性硫化胶粉与热塑性塑料、热塑性橡胶进行共混应用，其方法是将这种活性硫化胶粉与热塑性塑料或热塑性橡胶均作为主要原料按照一定配比，与加工配合剂进行初混后，再熔融共混，即可直接以挤出、注射或压延方法成型；或熔融共混挤成粒料，提供给成型工厂经再次配料熔融后，以挤出、注射或压延方法成型。

本发明的有益效果是：

以这种活性硫化胶粉与掺用基材进行共混应用，可增加聚合物之间的相容性，物料体系容易形成均一的共混物；因而可显著加大掺用量，明显降低原料成本，并有效提高共混体系的分散均匀性、界面相容性和界面结合力。所得制品的弹性、韧性、抗冲击、抗弯曲折断及耐高温、低温等性能均显著提高，基本性能得到全面的改善。成型制品具有优良的物理化学性能，可制作管材、管件，板材、片材，包装材料和容器，工业配件，电缆、电线，建筑材料，鞋制品，泡沫材料等各种制品，广泛应用于工业加

工、农林牧渔业、水利、电力、石化、采矿、建筑、交通运输等行业领域。

（四）附图说明

图1为本发明的生产工艺流程图。

（五）具体实施方式

下面提供本发明的实施例，并结合附图加以说明（使用复合助剂的各化合物的百分比分别表示与硫化胶粉的重量比）。

实施例1：掺用于热塑性塑料的活性硫化胶粉制备及共混应用

步骤一、粒径150微米以下（即通过100目筛）的废轮胎硫化胶粉投入混合机（或捏合机）内，并按以下配比投入复合助剂：活性分散剂：正丁基黄原酸钠，1.0%，歧化松香、聚合松香，各0.5%；增容改性剂：间戊二烯石油树脂，1.0%，二甲苯-甲醛树脂，0.5%，硬脂酸酰胺、油酸酰胺，各0.5%。搅拌5～10分钟初混均匀。

步骤二、与热塑性塑料进行共混，投料配比：聚苯乙烯/PS，20%；线性低密度聚乙烯/LLDPE，20%；氯化聚乙烯/CPE，10%；活性硫化胶粉，50%；加工配合剂品种及用量，复合抗氧剂1010，0.3%。

步骤三、用挤出机熔融共混制成粒料，再压延成型加工。

检测指标：强度，≥10.0Mpa；扯断伸长率，≥500%。

实施例2：掺用于热塑性橡胶的活性硫化胶粉制备及共混应用

步骤一、粒径150微米以下（即通过100目筛）的废轮胎硫化胶粉投入混合机（或捏合机）内，并按以下配比投入复合助剂：活性分散剂：正丁基黄原酸锌，1.0%，氢化松香、马来松香，各0.5%；增容改性剂：双环

戊二烯石油树脂，1.0%，二甲苯-甲醛树脂，0.5%，硬脂酸酰胺、芥酸酰胺，各0.5%。搅拌5～10分钟初混均匀。

步骤二、与热塑性橡胶进行共混，投料配比：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物/SBS，60%；活性硫化胶粉，40%；配合剂品种及用量，复合抗氧剂1010，0.3%。

步骤三、用开炼机熔融共混制成片料，直接压延成型加工。

检测指标：强度，≥8.5Mpa；扯断伸长率，≥850%。

Claims

1.一种利用废橡胶生产的硫化胶粉与橡塑材料共混的方法，其特征在于所述方法包括以下工艺步骤：

步骤一、粒径150微米以下的废轮胎硫化胶粉投入混合机或捏合机内，加入复合助剂并搅拌混合均匀，即得到活性硫化胶粉；

步骤三、初混后的物料直接进行熔融成型加工；或通过熔融共混，用挤出机先制成粒料，再次配料后进行成型加工，成型方法均为挤出成型、注射成型或压延成型；

所述的制取活性硫化胶粉的复合助剂包括活性分散剂和增容改性剂，其中，活性分散剂是黄原酸盐类、松香系衍生物、高分子脂肪酸类中的至少一种化合物，其用量各是硫化胶粉重量的0.01～10％；增容改性剂是间戊二烯石油树脂或双环戊二烯石油树脂、二甲苯-甲醛树脂类、脂肪族酰胺类中的至少一种化合物，其用量各是硫化胶粉重量的0.01～10%，复合助剂的选择根据活性硫化胶粉不同的掺用用途而定，对于掺用于热塑性塑料的活性硫化胶粉，其活性分散剂是黄原酸盐类、松香系衍生物中的至少一种化合物，增容改性剂是间戊二烯石油树脂、二甲苯-甲醛树脂、高分子脂肪酸酰胺类中的至少一种化合物；对于掺用于热塑性橡胶的活性硫化胶粉，其活性分散剂是黄原酸盐类、松香系衍生物中的至少一种化合物，增容改性剂是双环戊二烯石油树脂、二甲苯-甲醛树脂、高分子脂肪酸酰胺类中的至少一种化合物。

2. 根据权利要求1所述的一种利用废橡胶生产的硫化胶粉与橡塑材料共混的方法，其特征在于所述掺用于热塑性塑料的活性硫化胶粉制备及共混：

步骤一、粒径150微米以下即通过100目筛的废轮胎硫化胶粉投入混合机或捏合机内，并按以下配比投入复合助剂：活性分散剂：正丁基黄原酸钠，1.0%，歧化松香、聚合松香，各0.5%；增容改性剂：间戊二烯石油树脂，1.0%，二甲苯-甲醛树脂，0.5%，硬脂酸酰胺、油酸酰胺，各0.5%，搅拌5～10分钟初混均匀，

步骤二、与热塑性塑料进行共混，投料配比：聚苯乙烯/PS，20%；线性低密度聚乙烯/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%；活性硫化胶粉，50%；配合剂品种及用量，常规，

步骤三、用挤出机熔融共混制成粒料，再压延成型加工。

3. 根据权利要求1所述的一种利用废橡胶生产的硫化胶粉与橡塑材料共混的方法，其特征在于所述掺用于热塑性橡胶的活性硫化胶粉制备及共混：

步骤一、粒径150微米以下即通过100目筛的废轮胎硫化胶粉投入混合机或捏合机内，并按以下配比投入复合助剂：活性分散剂：正丁基黄原酸锌，1.0%，氢化松香、马来松香，各0.5%；增容改性剂：双环戊二烯石油树脂，1.0%，二甲苯-甲醛树脂，0.5%，硬脂酸酰胺、芥酸酰胺，各0.5%，搅拌5～10分钟初混均匀，

步骤二、与热塑性橡胶进行共混，投料配比：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物/SBS，60%；活性硫化胶粉，40%；配合剂品种及用量，常规，

步骤三、用开炼机熔融共混制成片料，直接压延成型加工。

4. 根据权利要求1所述的一种利用废橡胶生产的硫化胶粉与橡塑材料共混的方法，其特征在于：对于掺用于热塑性塑料的活性硫化胶粉，其活性分散剂是正丁基黄原酸钠、歧化松香或聚合松香，增容改性剂是间戊二烯石油树脂、硬脂酸酰胺或油酸酰胺；对于掺用于热塑性橡胶的活性硫化胶粉，其活性分散剂是正丁基黄原酸锌、氢化松香或马来松香，增容改性剂是双环戊二烯石油树脂、硬脂酸酰胺或芥酸酰胺。