CN102888019A - 一种硫化胶粉改性的工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种硫化胶粉改性的工艺，以40-60目的胶粉为基础量，各组分的重量比为：A、40-60目的硫化胶粉30-70份B、天然胶30-70份C、增粘剂1-4份D、活化剂2-5份E、软化剂1-4份F、硫化剂2-5份。本发明本工艺大大降低了生产成本，与新胶的相容性好且机械性能稳定。

Description

一种硫化胶粉改性的工艺
技术领域
本发明涉及一种废旧橡胶综合利用的方法，具体为一种硫化胶粉改性的工艺。 
背景技术
我国早在上个世纪80年代研究机构对硫化胶粉在轮胎中的应用和推广就做了大量的工作，但由于当时改革开放刚刚开始，人们的生活水平、对交通的便利一时还没有提出过高的要求，虽然社会工业化水平不高，轮胎也并未感到十分紧缺，所以再生胶及其胶粉应用受到了冷落不足为奇，一方面当时天然橡胶（NR）价格不足一美元（人民币兑换美元5：1），合成胶3-4元/kg，加之资源概念也相对淡薄，所以当初受国家政策的鼓励国有企业除在合成胶积极开展应用较广泛外、确不乐意冒险去对此项工作大量投入。另外，再生胶受再生工艺条件的限制（水油法）、包括硫化胶粉的质量及其稳定性也受到较普遍质疑。进入90年代，随着改革开放的不断深入，人们生活节奏悄然的加快，对各种轮胎在国民经济中的地位逐渐显现出来。面对天然胶资源短缺和不断上涨的化工材料，进而再生资源、环保、高效加工及其循环利用相继纳入政府议事日程，寻找替代材料降低产品成本均已摆在每个企业的面前。因此可以预测，尽管废轮胎几经循环目前仍以以动态脱硫再生胶占据较大市场份额。比再生胶更环保、更经济的是“硫化胶粉”的直接利用，下一步必将成为橡胶制品行业关注的焦点。 
我国废轮胎循环利用现状是以95%的再生胶为主，硫化胶粉应用不足5.0%，也主要用于建材行业（防水卷材、沥青改性、新型跑道及胶管胶鞋等），用于轮胎制造行业的硫化胶粉总量微乎其微，硫化胶粉直接用于力车胎中未见报道.当前除要求粒径达到200目以上成本较高外，粒径在60-100目的胶粉国内生产装备基本能够满足性能要求，生产成本也比较适合轮胎制造的成本体系。可为什么在轮胎行业应用一直推广不开原因虽然是多方面的，但就轮胎行业内部而言，采取新技术、新工艺、新配方在合成胶成本上升、天然胶供应吃紧状况下，利用废旧轮胎资源、建设友好社会大环境的必然要求。 
发明内容
本发明的目的是提供一种硫化橡胶改性的工艺，本工艺大大降低了生产成本，与新胶的相容性好且机械性能稳定。 
本发明的技术方案是：一种硫化胶粉改性的工艺，其特征在于：以40-60目的胶粉为基础量，各组分的重量比为：A、40-60目的硫化胶粉 30-70份 B、天然胶30-70份C、增粘剂1-4份D、活化剂2-5份 E、软化剂1-4份F、硫化剂2-5份； 
将上述比例天然胶放入密炼机在115-125℃下塑炼150-200秒，按上述比例加入增粘剂、胶粉合炼250-300秒，排料，放置4-8个小时，然后在密炼机中混炼500-580秒，排料降温至100℃以下加入硫化剂，捣均，降温至35-40℃垛胶。
本发明各组分的重量比为：A、40-60目的硫化胶粉 50kgB、天然胶50 kg C、增粘剂3 kg、D、活化剂3 kg E、软化剂3kgF、硫化剂5kg。 
本发明所述的活化剂为酚醛树脂。 
本发明所述的软化剂为聚乙烯蜡或硬脂酸锌。 
本发明的原理为：本发明无需专用设备在‘胶料制造’过程中：天然胶塑炼同时完成对胶粉表面A增粘、B塑化、C接枝、D活化为一体的技术设计；借助与密闭式炼胶机的螺旋转子的纵向、横向机械剪切力，在上顶栓一定压力作用下，控制温度与时间，即能使橡胶线性高分子在氧的作用下发生氧化裂解大分子变小（分子量变窄），同时加入的胶粉经过摩擦生热其表面惰性被激活，在各种助剂的物理化学作用下形成较好的改性界面与天然胶形成一个类似炭黑对橡胶的补强结构，由于此过程使胶粉表面活性能降低，所以后续混炼时形成的化学和物理结构不容易被完全破坏，达到共混的目的，使其发挥胶粉所固有的性能大大增加。 
本发明的有益效果是：本发明代用生胶为目的区别与以往研究技术以掺用为目的，采用的工艺方法可直接应用硫化胶粉（省掉提前活化加工过程），本发明在塑炼过程有条件加入，工艺技术简单实用、达到活化目的。 
具体实施方式
本发明的目的是提供一种硫化橡胶改性的工艺，本工艺大大降低了生产成本，与新胶的相容性好且机械性能稳定。 
本发明的技术方案是：一种硫化胶粉改性的工艺，其特征在于：以40-60目的胶粉为基础量，各组分的重量比为：A、40-60目的硫化胶粉 30-70份 B、天然胶30-70份C、增粘剂1-4份D、活化剂2-5份 E、软化剂1-4份F、硫化剂2-5份 
JF与NR性能可比性分析模型设定；
众所周知，在配方中并用少量的再生胶，一般根据再生胶性能高低计入一定的有效含胶率，一方面是相对体系设计的需要，另一方面也是为挖掘性能、合理取代为目的。因此，硫化胶粉的合理并用和替代同样不能例外，为方便比较本实验对硫化胶粉含胶率进行了较客观的假设：目前，用于硫化胶粉加工的原料主要是废钢丝胎（卡车胎），钢丝轮胎胎面硫化胶粉评价可比剩余有效含胶率W按以下公式保守估算：
W=原胶料60目胶粉含胶率按60%-轮胎使用消耗含胶率（性能）按15%-加工胶粉机械破坏5%=40%剩余有效含胶率。
本方案：基本配合鉴定配方1(实验配方编号JF-02#)可比胶料参比性能评价系数X=[生胶（PHR）+胶粉（PHR）X40%]/100=50+50*40%=70%=0.70,即当JF-02#实验结果能达到JF-01#=100份生胶性能的70%=等价性能时即达到理想状态。以下设X=0.70参比性能评价系数。即50/50并用其性能（为比较方便这里性能主要指拉伸强度，伸长率或抗张积）达到生胶的0.70是对等关系或视合理并用关系，小于0.70为填充关系，大于0.70视为可替代或增强关系，X极大于0.70为所求。 
成品性能比较 
试验产品与现用配方产品同时取样，同条件下解剖获得表1性能。
表1 
Figure DEST_PATH_DEST_PATH_IMAGE001
试验产品综合分析：
经成品解剖应用NR/JF的配方三种胎面得到如下共同特点；
试验产品优点：产品外观应用硫化胶粉前后无明显区别，手感无明显差异，磨耗性能有较大提高，M300定伸强度较好、永久变形稳定，附着力基本不受影响。特别是热氧老化、臭氧老化有较大提高。说明替代天然胶40份产品抗张强度、伸长率基本上达到原来配合要求（X参比评价系数大于0.95即接近了纯生胶性能，本发明专利产品性能比较理想. 
该项技术可替代力车胎面中天然橡胶（NR）40%,若年产6500吨胎面胶的轮胎厂实施该技术后，按现行市场天然橡胶价格15.0元/ kg,60目硫化胶粉3.20元/kg，胶料单位成本降低0.82元/kg，降低成本幅度达9.90%，硫化胶粉替代天然胶425吨，降低成本500万元（见参考附表），社会经济效益十分显著。
附表   按照某轮胎厂2008年力车胎面生产经济效益分析
品种 原配合 新配合 差价 % 2008产量（kg） 降低成本（万元） 替代天然胶% 替代天然胶（t）
胎面1 8.8791 7.8864 0.9927 11.18 1642829.6 163.08 3.61 59.3
胎面2 5.7805 5.3428 0.4377 7.57 2368551.0 103.51 8.20 194.2
胎面3 7.5066 6.7148 0.7912 10.54 649081.7 51.36 6.54 42.4
胎面4 8.8200 8.1003 0.7170 8.12 1234926.8 88.54 5.94 73.4
胎面5 10.1565 9.0406 1.1244 11.07 576583.1 64.83 9.22 53.2
累计 41.1425 37.0625 4.0800 9.91 6471672.2 471.32. / /
平均 8.2285 7.4125 0.8160 / 6471672.2 528.09 / 422.5

Claims (4)

1.一种硫化胶粉改性的工艺，其特征在于：以40-60目的胶粉为基础量，各组分的重量比为：A、40-60目的硫化胶粉 30-70份 B、天然胶30-70份C、增粘剂1-4份D、活化剂2-5份 E、软化剂1-4份F、硫化剂2-5份；
将上述比例天然胶放入密炼机在115-125℃下塑炼150-200秒，按上述比例加入增粘剂、胶粉合炼250-300秒，排料，放置4-8个小时，然后在密炼机中混炼500-580秒，排料降温至100℃以下加入硫化剂，捣均，降温至35-40℃垛胶。
2.根据权利要求1所述的一种硫化胶粉改性的工艺，其特征在于：各组分的重量比为：A、40-60目的硫化胶粉 50kgB、天然胶50 kg C、增粘剂3 kg、D、活化剂3 kg E、软化剂3kgF、硫化剂5kg。
3.根据权利要求1的一种硫化胶粉改性的工艺，其特征在于：所述的活化剂为酚醛树脂。
4.根据权利要求1所述的一种硫化胶粉改性的工艺，其特征在于：所述的软化剂为聚乙烯蜡或硬脂酸锌。
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