CN103421221A - 再生橡胶材料及其制造工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及再生橡胶材料及其制造工艺方法，公开了一种再生橡胶材料，所述再生橡胶材料的原料配方是由如下重量份数的各组分组成：基体树脂SBS，12份；环烷油，12份；流动助剂，1.5份；矿物填料，10份；胶粉，49份；EVA，15份；抗老化助剂，0.5份。本发明能可使材料既充分利用再生胶的弹性好，耐老化，耐温耐寒的特性，又利用了基体树脂SBS可热塑性加工，环保节能，生产效益高的特点，更加符合可持续发展战略。

Description

再生橡胶材料及其制造工艺方法

技术领域

本发明涉及一种高分子新材料，特别是涉及一种再生橡胶材料，本发明还涉及该材料的制造工艺方法。

背景技术

我国一直以来是个橡胶运用大国，但是我国的橡胶资源70%依赖进口，是个橡胶资源严重匮乏的国家。而废胶粉的循环利用有效的提高了橡胶资源的利用率，缓解了我国橡胶材料紧张的局面。特别是在2004年党的十六届四中全会提出“大力发展循环经济，建设节约型社会”以来，中国废胶粉循环利用产业获得了突飞猛进的发展，并成功地奠定了废胶粉循环利用大国的地位。2006年，中国胶粉产量达到30万吨，比上年增长了50%。而目前中国的汽车行业每年以接近30%的速度在增加，由此产生的报废轮胎也成倍的增长。

我国是个鞋业制造大国，每年的胶鞋生产量在13万亿双以上。需要再生胶，胶粉8万吨左右。但是废胶粉在回收过程中需要经过脱硫处理然后再与新胶混合使用，对于鞋业这样的微利行业来说，工序的增加意味着成本的增加。如何更加简单更加有效的提高废胶粉的利用，是制鞋人面对的新的挑战。目前鞋底分为两种一种是热塑型的以苯乙烯-丁二烯为主材的TPR鞋底，一种是以SBR，天然橡胶和NR共混生产的橡胶鞋底。TPR鞋底质量轻，成型快生产工艺简单，可以完全回收利用，综合成本低。但是TPR鞋底不耐折，易老化，耐磨性能不高。橡胶鞋底成型慢，材料利用率低，能耗高。但是橡胶鞋底更耐磨耐老化，表面的质感优于TPR鞋底。如何制造一种既具有橡胶鞋底性能又能运用热塑性的材料及其制造工艺方法就是制鞋人一直研究的新的方向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种再生橡胶材料,能有效的提高废胶粉的利用，并且利用本发明再生橡胶材料生产的鞋底既具有橡胶鞋底性能又能运用热塑性。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种再生橡胶材料，所述再生橡胶材料的原料配方是由如下重量份数的各组分组成：

基体树脂 SBS      12份；

环烷油            12份；

流动助剂          1.5份；

矿物填料          10份；

胶粉              49份；

EVA               15份；

抗老化助剂        0.5份。

优选的，所述基体树脂SBS为SBSLCY 3501、LGSBSLG501、SBSYH-792中的一种或多种。

优选的，所述基体树脂SBS为SBSYH-792。

优选的，所述流动助剂为硬脂酸盐、聚硅酮、单体树脂中的一种或多种。

优选的，所述流动助剂为聚硅酮F608。

优选的，所述矿物填料为碳酸钙、滑石粉、白炭黑中的一种或多种。

优选的，所述矿物填料为白炭黑。

优选的，所述抗老化体系是选自抗氧剂168、抗氧剂1076、抗紫外线剂944、抗紫外线剂uv-148中的一种或多种。

优选的，所述EVA中VA含量在14%-16%。

一种再生橡胶材料的制造工艺方法，包括：

步骤1、分别按权利要求1中的配方配比取原料组分，将所述基体树脂SBS与油先用高速搅拌充好油，放置24小时后再使用；

步骤2、对胶粉的处理，具体为所述胶粉在使用前必须经过高速搅拌机在100℃高温下搅拌脱水处理，使所述胶粉的含水量小于0.05%，此时把处理剂硅烷偶联剂172以及双马来酸酐用所述环烷油按照1:3的比分稀释，偶联剂按照胶粉的1%到1.5%用量添加；处理剂稀释液分三次喷进搅拌机中，每次搅拌3-4分钟；所述胶粉处理后放入低速搅拌机内搅拌冷却到30℃使用；

步骤3、将处理过的所述胶粉与所述EVA按照比例在密炼机中用100℃低温密炼10分钟，用单螺杆110℃造成母粒；

步骤4、将冲过油的所述SBS792与用所述EVA处理过的所述胶粉母粒混合均匀然后投入填充，所述流动助剂以及所述抗老化助剂用高速搅拌机搅拌2分钟混合均匀；喂入双螺杆造粒机中，用140℃温度造粒。

本发明所提供的技术方案相比较于现有鞋底所用材料的技术，减少了工艺步骤及注意事项，能耗相对减小，同时利用了废旧轮胎产生的废旧胶粉，便于工业化生产；相比于橡胶鞋底以及TPR鞋底所需材料，产品更加环保节能；同时采取适当的复配技术可使材料既充分利用再生胶的弹性好，耐老化，耐温耐寒的特性，又利用了SBS可热塑性加工，环保节能，生产效益高的特点，更加符合可持续发展战略。

具体实施方式

为使贵审查员对本发明的目的、特征及功效能够有更进一步的了解与认识，以下配合实验数据详述如后。

首先选取5组实验对象，其原材料、各原材料的重量（Kg）配比如表1：

其中，基体树脂SBS（(苯乙烯-乙烯-苯乙烯共聚弹性体）为SBSLCY 3501、LGSBSLG501、SBSYH-792中的一种或多种，优选SBSYH-792；环烷油指的是动粘度指数在40以上，闪点要求180℃以上的环烷油，优选KN4006油；流动助剂为硬脂酸盐、聚硅酮、单体树脂中的一种或多种，优选聚硅酮F608；矿物填料为碳酸钙、滑石粉、白炭黑中的一种或多种，优选白炭黑；抗老化体系是选自抗氧剂168（三(2, 4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯）、抗氧剂1076（β-(3, 5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯）、抗紫外线剂944（癸二酸双2,2,6,6-四甲基哌啶醇酯）、抗紫外线剂uv-148中的一种或多种；处理胶粉来至与废旧轮胎磨粉后的胶粉，目数为400目，经过高温脱水处理，以及表面活化处理；乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）选择醋酸（VA）含量在14%-16%左右的EVA。

对上述5个实施例配方进行试验对比，步骤如下：

步骤1：实施例1-4中分别按上述配方配比取原料组分，将基体树脂SBS与油先用高速搅拌充好油，放置24小时后再使用。

步骤2：胶粉在使用前必须经过高速搅拌机在100℃高温下搅拌脱水处理，使胶粉的含水量小于0.05%，此时把处理剂硅烷偶联剂172以及双马来酸酐用环烷油按照1:3的比分稀释，偶联剂按照胶粉的1%到1.5%用量添加。处理剂稀释液分三次喷进搅拌机中，每次搅拌3-4分钟。胶粉处理后放入低速搅拌机内搅拌冷却到30℃左右可以使用；注意处理过的胶粉如暂不使用在冷却后要及时密封包装防止受潮。

步骤3：将处理过的胶粉与EVA按照比例在密炼机中用100℃低温密炼10分钟，用单螺杆110℃造成母粒；

步骤4：将冲过油的SBS792与用EVA处理过的胶粉母粒混合均匀然后投入填充，加工助剂以及抗老化助剂用高速搅拌机搅拌2分钟混合均匀。喂入双螺杆造粒机中，用140℃温度造粒。

实施例5中，省略步骤3，其余步骤不变。

由于配方中用了大量的再生胶粉，流动性能比较低，故双螺杆在螺杆结构排布上要加强混炼效果，使胶粉能均匀的分布在基体树脂SBS中，从而具有良好的加工性能。

对上述的步骤1-5中各配方制得的本发明再生橡胶材料进行鞋底专用性能检测，结果如下表2所示：

备注：熔指测试方法，200℃,5kg砝码测试

 由上述的实施例及测试数据可以很明显的看出，由于基材再生胶粉本身是热固性形态不能融化故流动指数非常的低，如果SBS吸油过后的熔指依然很低，两者无法均匀融合就会出现脱层现象。同时如果胶粉未经表面活化脱水处理，胶粉与SBS将完全无法融合。S/B比较低的线性SBS在经过吸油处理后具有很好的流动性能，胶粉经过活化脱水处理后，经过EVA的包裹，EVA与SBS相容性良好，就能很均匀的分散在SBS中，利用SBS的热塑性特点，使整体可以得到既具有橡胶质感的材料又可以用热塑成型的方法注塑成型生产鞋底的材料。本发明颠覆了人们对传统橡胶鞋底的成型的观念，又循环使用了废旧橡胶，经济节能，大大降低了材料的成本，提高了材料的力学性能和经济效能。

本实施例的测试数据说明EVA在胶粉的分散过程中起到了非常好的包覆与桥架作用。从以上技术方案可以明显看出，本发明所提供的技术方案中的原材料组分是以SBS和再生胶粉为主材，配合相容剂EVA,利用EVA与两种材料的形容性作为桥架，从而使SBS与再生胶粉具有相容性可以共混生产。

本发明再生橡胶材料与橡胶鞋底以及TPR鞋底的物性比较，如表3所示：

备注：耐老化70℃,48小时测试硬度和力学性能

本发明所提供的技术方案相比较于现有鞋底所用材料的技术，减少了工艺步骤及注意事项，能耗相对减小，同时利用了废旧轮胎产生的废旧胶粉，便于工业化生产；相比于橡胶鞋底以及TPR鞋底所需材料，产品更加环保节能；同时采取适当的复配技术可使材料既充分利用再生胶的弹性好，耐老化，耐温耐寒的特性，又利用了SBS可热塑性加工，环保节能，生产效益高的特点，更加符合可持续发展战略。

以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种再生橡胶材料，其特征在于，所述再生橡胶材料的原料配方是由如下重量份数的各组分组成：

基体树脂 SBS      12份；

环烷油            12份；

流动助剂          1.5份；

矿物填料          10份；

胶粉                 49份；

EVA               15份；

抗老化助剂        0.5份。

2.如权利要求1所述的再生橡胶材料，其特征在于，所述基体树脂SBS为SBSLCY 3501、LGSBSLG501、SBSYH-792中的一种或多种。

3.如权利要求1或2所述的再生橡胶材料，其特征在于，所述基体树脂SBS为SBSYH-792。

4.如权利要求1所述的再生橡胶材料，其特征在于，所述流动助剂为硬脂酸盐、聚硅酮、单体树脂中的一种或多种。

5.如权利要求1或4所述的再生橡胶材料，其特征在于，所述流动助剂为聚硅酮F608。

6.如权利要求1所述的再生橡胶材料，其特征在于，所述矿物填料为碳酸钙、滑石粉、白炭黑中的一种或多种。

7.如权利要求1或6所述的再生橡胶材料，其特征在于，所述矿物填料为白炭黑。

8.如权利要求1所述的再生橡胶材料，其特征在于，所述抗老化体系是选自抗氧剂168、抗氧剂1076、抗紫外线剂944、抗紫外线剂uv-148中的一种或多种。

9.如权利要求1所述的再生橡胶材料，其特征在于，所述EVA中VA含量在14%-16%。

10.如权利要求1所述的再生橡胶材料的制造工艺方法，其特征在于，包括：

步骤1、分别按权利要求1中的配方配比取原料组分，将所述基体树脂SBS与油先用高速搅拌充好油，放置24小时后再使用；

步骤2、对胶粉的处理，具体为所述胶粉在使用前必须经过高速搅拌机在100℃高温下搅拌脱水处理，使所述胶粉的含水量小于0.05%，此时把处理剂硅烷偶联剂172以及双马来酸酐用所述环烷油按照1:3的比分稀释，偶联剂按照胶粉的1%到1.5%用量添加；处理剂稀释液分三次喷进搅拌机中，每次搅拌3-4分钟；所述胶粉处理后放入低速搅拌机内搅拌冷却到30℃使用；

步骤3、将处理过的所述胶粉与所述EVA按照比例在密炼机中用100℃低温密炼10分钟，用单螺杆110℃造成母粒；

步骤4、将冲过油的所述SBS792与用所述EVA处理过的所述胶粉母粒混合均匀然后投入填充，所述流动助剂以及所述抗老化助剂用高速搅拌机搅拌2分钟混合均匀；喂入双螺杆造粒机中，用140℃温度造粒。