CN103980583B - 一种超细的高反应活性的废轮胎粉末的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超细高反应活性的废轮胎粉末的制备方法。其超细高反应活性废轮胎粉末包括如下质量份数的组分：废轮胎粉100，酚醛树脂10~100，活化剂0.5~5。将上述组成在反应釜预反应后，烘干，和固化剂一起超细粉碎。本发明的最大优势在于超细高反应活性的废轮胎粉末是在将苯酚甲醛改性剂溶胀废轮胎粉后实现原位聚合，经粉碎而成的。本发明的优点：⑴该超细具有高反应活性废轮胎粉末具有良好的流动性；⑵该超细高反应活性废轮胎粉末在基体树脂中具有优异的分散性；⑶制备方法简单，在场可操作性强。所制超细活化胶粉可作为橡胶的添加剂、沥青和混泥土的改性剂、塑料的改性剂等，具有很好的经济效益和环保效益。

Description

一种超细的高反应活性的废轮胎粉末的制备方法

技术领域

本发明属于一种合成材料粉末的制备方法。更具体地说是涉及一种超细高反应活性的废轮胎粉末的制备方法。

背景技术

目前人们普遍认为可以将废旧轮胎进行综合利用，将废旧的轮胎粉碎成胶粉加入到胶料中循环使用是一种理想的选择。由于胶粉难以粉碎到超细，且其表面又没有活性，故将胶粉加入到胶料中难以与胶料达到良好的分散和粘结，从而不能体现出优异的性能。

废胶粉的第二个应用是将胶粉加入到石油沥青中, 可以改善沥青的高低温性，减少沥青路面的龟裂和老化，提高车辆的行驶安全和路面使用寿命，同时不增加改性沥青的成本。废橡胶粉改性沥青的研究与应用在工业发达国家早已成为倍受重视的研究课题。除了以上的研究和应用领域外，废胶粉的利用还可以开辟新的领域。

为了制备出具有优异性能的废胶粉改性材料, 需要制备出超细活化胶粉。关于活化胶粉及其应用已有专利报道，现将其代表性的几个专利对其进行分述。201110313731.8公开了一种活化橡胶颗粒及其制备方法及应用，将轮胎胶粉，碳九石油树脂活化剂增容剂经螺杆挤出造粒得到一种活化橡胶颗粒。201110345292.9公开了一种连续制备活化胶粉的方法，通过双螺杆挤出机，于一定的温度、压力和剪切作用下，短时间内破坏胶粉表面的三维交联网络，从而增加胶粉的表面活性。200910035658.5公开了一种通过干燥裂解制备废胶粉，然后通过微波辐射方法提高胶粉的表面活性。200810152479.5公开了一种活化胶粉的制备方法，所用的活化剂为多烷基苯酚二硫化物。200610023919.8公开了一种采用混合法制备废轮胎粉改性沥青混合料的方法。200510022107.7公开了四甲基葵炔二醇作为胶粉的活化剂的方法。200510040155.9公开了一种采用热裂法生产一种超细活化胶粉，其表面凹凸不平。类似的专利在此不在复述。这些专利都没有提及所得活化胶粉的粒径问题。

本发明的目的是提供一种超细的、具有高反应活性的废轮胎粉末的制备方法。本发明的优点是：⑴所得超细高反应活性的废轮胎粉末具有良好的流动性；⑵该超细高反应活性的废轮胎粉末在基体树脂中具有优异的分散性；⑶制备方法简单，在场可操作性强。由于废胶粉表面存在大量的孔,采用原位聚合的方法,可以使酚醛树脂有效进入胶粉表面的孔,有利于改性胶粉的超细粉碎；同时所加的活化剂与酚醛树脂和胶粉都具有很好的相容性,从而在与基体材料进行混合时可以提高界面的相容性。

发明内容

本发明所采用的技术方案如下：

一种超细的、高反应活性的废轮胎粉末的制备步骤包括：

1、粗废轮胎粉的制备；

2、粗废轮胎粉/酚醛树脂混合物的缩聚合及其活化;

3、超细高反应活性的废轮胎粉末的制备工艺。

为了便于实现本发明，以下对超细高反应活性的废轮胎粉末的制备方法和步骤进行分述。

1、粗废轮胎粉的制备：将废旧轮胎放入粉碎机中粉碎，去除金属，即可制备得到粗废轮胎粉；

2、粗废轮胎粉/酚醛树脂混合物的缩聚合及其活化：分一步法和两步法。

一步法：

先将预热熔融的苯酚、多聚甲醛、甲醛、粗胶粉、改性剂采用真空方式吸入反应釜，接着加入催化剂，边搅拌边升温至90-130℃，保温2～3小时，然后加入活化剂，搅拌均匀，减压脱水，即得到酚醛树脂改性的废旧轮胎粉。

两步法：

先将预热熔融的苯酚、粗废胶粉、改性剂采用真空方式吸入反应釜，接着加入催化剂，边搅拌边升温至90-130℃，保温2～3小时，然后降温，加入催化剂和甲醛或多聚甲醛，边搅拌边升温至沸腾，保温1～2小时，然后加入活化剂，减压脱水，即得到酚醛树脂改性的废旧轮胎粉。

3、超细高反应活性的废轮胎粉末的制备：将酚醛树脂改性的胶粉出料、烘干、和固化剂一起进入粉碎机粉碎，可以制备得到超细高反应活性的废轮胎粉。

具体实施方式

本发明通过以下实施例实现，但所举之例并不限制本发明的内容。

实施例1

将废旧轮胎胶粉（10目）进行干燥，干燥温度70℃，时间2h。称取干燥后的胶粉100g, 放入500ml的三口烧瓶中，加入12g苯酚,33g甲醛水溶液（37%），0.12g氢氧化钠，边搅拌边升温至90～100℃，保温2～3小时，加入1g顺丁烯二酸酐,搅拌均匀，减压脱水，出料，烘干，进入粉碎机粉碎，制备得到高反应活性的胶粉，取100g的胶粉过筛，其粒径如下：80目以上的超过49.3%，100目以上的超过8.7%。

实施例2

将废旧轮胎胶粉（10目）进行干燥，干燥温度70℃，时间2h。称取干燥后的胶粉100g, 放入500ml的三口烧瓶中，加入12g苯酚,12g多聚甲醛，0.12g氢氧化钠，边搅拌边升温至90～100℃，保温2～3小时，加入1g自制的活化剂,搅拌均匀，出料，烘干，进入粉碎机粉碎，制备得到高反应活性的胶粉，取100g的胶粉过筛，其粒径如下：80目以上的为超过51.8%，100目以上的超过8%。

实施例3

将废旧轮胎胶粉（10目）进行干燥，干燥温度70℃，时间2h。称取干燥后的胶粉100g, 放入500ml的三口烧瓶中，加入30g苯酚,30g改性剂，少量对甲苯磺酸，边搅拌边升温至110～130℃，保温2～3小时，然后降温，加入催化剂和甲醛水溶液，边搅拌边升温至90～100℃，保温1-2小时，加入1g自制的活化剂,搅拌均匀后，减压脱水,出料，烘干，进入粉碎机粉碎，制备得到高反应活性的胶粉，其粒径如下：80目以上的为超过70%，100目以上的超过7%。

实施例4

将废旧轮胎胶粉（10目）进行干燥，干燥温度70℃，时间2h。称取干燥后的胶粉100g, 放入500ml的三口烧瓶中，加入20g苯酚,20g改性剂，少量对甲苯磺酸，边搅拌边升温至110～130℃，保温2～3小时，然后降温，加入催化剂和甲醛，边搅拌边升温至90～100℃，加入1g顺丁烯二酸酐,搅拌均匀后，减压脱水，出料，出料，烘干，与六次甲基四胺一起进入粉碎机粉碎，制备得到高反应活性的胶粉，取100g的胶粉过筛，其粒径如下：80目以上的为超过64.5%，100目以上的超过7.4%。

实施例5

将废旧轮胎胶粉（10目）进行干燥，干燥温度70℃，时间2h。称取干燥后的胶粉100g, 放入500ml的三口烧瓶中，加入12g苯酚,40g甲醛水溶液（37%），磷酸，边搅拌边升温至90～100℃，保温1-2小时，然后加入1g自制的活化剂,搅拌均匀后，减压脱水，出料，烘干，进入粉碎机粉碎，制备得到高反应活性的胶粉，取100g的胶粉过筛，其粒径为：80目以上的为超过59.8%，100目以上的超过8.7%。

实施例6

将废旧轮胎胶粉（10目）进行干燥，干燥温度70℃，时间2h。称取干燥后的胶粉100g, 放入500ml的三口烧瓶中，加入45g苯酚,45g改性剂，少量对甲苯磺酸，边搅拌边升温至110～130℃，保温2～3小时，然后降温，加入催化剂 和甲醛，边搅拌边升温至90～100℃，减压脱水，加入2g活化剂, 搅拌均匀后，出料，烘干，和固化剂六次甲基四胺一起进入粉碎机粉碎，制备得到胶粉，再将所制备的胶粉进行二次处理和二次粉碎,得到高反应活性的胶粉，取100g的胶粉过筛，其粒径如下：80目以上的为100%。

Claims (6)

1.一种超细高反应活性的废轮胎粉末，其特征为：该超细高反应活性的废轮胎粉末其组分及质量份含量为：

超细高反应活性的废轮胎粉末中废旧轮胎胶粉、酚醛树脂与活化剂的质量比为100:10～100:0.5～5.0；

所述酚醛树脂的组分及质量份含量为：

其中催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钡、氨水、氧化镁、氧化锌、盐酸、草酸、硫酸、磷酸、亚磷酸、次磷酸、对甲苯磺酸的一种或两种；

所述超细高反应活性的废轮胎粉末的制备方法为：将废旧轮胎胶粉、苯酚、甲醛水溶液或多聚甲醛、催化剂、改性剂加入反应釜，在90～130℃下反应2～3小时，然后加入活化剂，搅拌均匀，减压脱水，出料，烘干，加入固化剂进入粉碎机粉碎，可以制备得到超细高反应活性的废轮胎粉末。

2.权利要求1所述的超细高反应活性的废轮胎粉末，其特征在于：所述废旧轮胎胶粉是将废旧轮胎经室温粗粉碎、低于40目过筛得到。

3.权利要求1所述的超细高反应活性的废轮胎粉末，其特征在于：所述的固化剂用于固化酚醛树脂,所述固化剂包含所有固化酚醛树脂的固化剂。

4.权利要求1所述的超细高反应活性的废轮胎粉末，其特征在于：所述活化剂为降冰片烯二酸酐、顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐、醋酐、马来酸酐-丙烯酸共聚物、马来酸酐-苯乙烯共聚物。

5.权利要求1所述的超细高反应活性的废轮胎粉末，其特征在于：所述的改性剂包括二甲苯树脂、二苯醚树脂、低分子量的聚苯醚、双环戊二烯、腰果酚、松香、含磷单体、含硼单体、含硅单体。

6.权利要求3所述的超细高反应活性的废轮胎粉末，其特征在于：所述固化剂为六次甲基四胺。