CN104710119A - 一种废旧橡胶颗粒表面处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了属于高分子材料技术领域的一种废旧橡胶颗粒表面处理方法，该方法包括以下步骤：(1)废旧橡胶颗粒表面清水处理；(2)废旧橡胶颗粒表面酸性溶液处理；(3)废旧橡胶颗粒表面环氧乳液处理；(4)废旧橡胶颗粒表面养护；(5)废旧橡胶颗粒团聚体破碎及筛分。环氧乳液由A、B两组份组成，A组分为油性环氧树脂溶液，B组分为水性环氧固化剂GCA01或GCA02，A组份与B组份按质量配比1:(1-2)混合搅拌，直至形成均匀的乳白色乳液，然后再用清水稀释。本发明可有效改善废旧橡胶颗粒与胶结料的相容性，显著提高两者之间的界面粘接强度。

Description

一种废旧橡胶颗粒表面处理方法
技术领域
本发明属于高分子材料再利用技术领域，具体涉及一种废旧橡胶颗粒表面处理新方法。
背景技术
随着汽车工业的迅猛发展，废旧橡胶轮胎急剧增加。据统计，我国目前年消耗橡胶近200万吨，回收利用率不到30％。日益增加的废橡胶的处理已成为全球性环境及资源难题，其合理回收与利用，对于环保问题突出、资源相对缺乏的我国尤其具有重要意义。
废橡胶用于建筑材料是处理和利用这种固体废弃物的一种较好方法。其中，橡胶混凝土作为一种新型土木工程材料已经成为目前国内外研究的热点。橡胶具有较好的韧性、抗渗性、抗疲劳、保温隔热、隔声等特点，将轮胎破碎成橡胶粉或橡胶颗粒掺入混凝土中，能够填充空隙，约束混凝土内微裂缝的产生和发展，并形成吸收应变能的结构变形中心，以提高混凝土的抗冲击和抗震性能。将橡胶粉掺入混凝土中配制出的橡胶混凝土，不仅改善了混凝土材料的多种性能，而且还拓展了废旧橡胶的应用领域，合理地进行了资源循环利用，具有重要的工程实用意义。
国内外研究表明，与普通混凝土相比，橡胶混凝土的抗压强度和抗折强度降低较大，阻碍了其大规模工程化应用。橡胶混凝土强度的降低主要归因于橡胶粉或橡胶颗粒与水泥浆体的相容性差，两者之间不能形成有效的粘合。
发明内容
本发明提供了一种废旧橡胶颗粒表面处理新方法，可有效改善废旧橡胶颗粒与胶结料的相容性，显著提高两者之间的界面粘接强度。
本发明所述的一种废旧橡胶颗粒表面处理方法，其包括以下步骤：(1)废旧橡胶颗粒表面清水处理；(2)废旧橡胶颗粒表面酸性溶液处理；(3)废旧橡胶颗粒表面环氧乳液处理；(4)废旧橡胶颗粒表面养护；(5)废旧橡胶颗粒团聚体破碎及筛分。
步骤(1)的处理条件为：将废旧橡胶颗粒在清水中浸泡且不断搅拌下处理15-120分钟。
步骤(2)的处理条件为：废旧橡胶颗粒在酸性溶液中浸泡4-8小时，酸性溶液为质量浓度为3％-5％的盐酸溶液。除去废旧橡胶颗粒表面的油污，腐蚀掉废旧橡胶颗粒表面的松散结构。
步骤(3)所述的环氧乳液由A、B两组份组成，A组分为油性环氧树脂溶液，B组分为水性环氧固化剂GCA01或GCA02，A组份与B组份按质量配比1:(1-2)混合搅拌，直至形成均匀的乳白色乳液，然后再用1-10倍体积的清水稀释，最后与废旧橡胶颗粒拌合均匀，并摊铺开。
所述的油性环氧树脂溶液按质量份配比为：环氧树脂30-70份，环氧活性稀释剂10-20份，弹性改性剂10-50份，消泡剂0.1份；
其中：环氧树脂为液态双酚A型环氧树脂和/或液态双酚F型环氧树脂；环氧活性稀释剂为丙烯基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、正丁基缩水甘油醚、聚乙二醇双缩水甘油醚、二缩水甘油醚中的一种或几种；弹性改性剂为具有主链为柔性链段和端基为环氧基团的液体聚合物；消泡剂为BYK-066N。
步骤(4)的养护条件一为：室温自然晾干养护，养护时间2-10天。
步骤(4)的养护条件二为：40-70℃高温养护，养护时间6-12小时。
废旧橡胶颗粒团聚体破碎及筛分：破碎方式为机械破碎，采用一定孔径的筛子对破碎后的废旧橡胶颗粒进行筛分，对不满足粒径要求的大团聚体再次进行破碎。
本发明具有如下优点：
(1)多级处理工艺，废旧橡胶颗粒力学性能更高、耐久性更好。本发明中废旧橡胶颗粒表面先经清水处理，除去表面的浮尘和污染物；后经酸性溶液处理，除去表面的油污和松散结构；最后经环氧乳液处理，环氧乳液在废旧橡胶颗粒表面固化后形成具有优良力学性能的环氧固化物壳层，显著提升废旧橡胶颗粒的力学性能和耐久性。
(2)表面环氧化处理，废旧橡胶颗粒与胶结料界面强度显著提升。本发明中废旧橡胶颗粒表面环氧化处理，将表面由非极性转变为极性，显著提升废旧橡胶颗粒与极性胶结料(如环氧树脂、水泥胶浆等)的界面粘接强度。
(3)核壳复合结构，废旧橡胶颗粒综合性能明显提高。本发明制备的是一种以废旧橡胶颗粒为核、环氧固化物为壳的复合结构，该复合结构兼顾两种材料的优点，且通过材料复合，可产生新的优良性能，明显提高废旧橡胶颗粒综合性能。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容并不局限于下面的实施例。
实施例1：
一种废旧橡胶颗粒表面处理新方法，它包括以下步骤：(1)废旧橡胶颗粒表面清水处理：废旧橡胶颗粒在清水中浸泡且不断搅拌下处理15分钟；(2)废旧橡胶颗粒表面酸性溶液处理：废旧橡胶颗粒在质量浓度为5％的盐酸溶液中浸泡4小时；(3)废旧橡胶颗粒表面环氧乳液处理：环氧乳液由A、B两组份组成，A组分为油性环氧树脂溶液，B组分为水性环氧固化剂GCA01，A组份与B组份按质量配比1:1混合搅拌，直至形成均匀的乳白色乳液，然后再用2倍体积清水稀释，最后与废旧橡胶颗粒拌合均匀，并摊铺开；(4)废旧橡胶颗粒表面养护：室温自然晾干养护，养护时间48小时以上；(5)废旧橡胶颗粒团聚体破碎及筛分：破碎方式为机械破碎，采用一定孔径的筛子对破碎后的废旧橡胶颗粒进行筛分，对不满足粒径要求的大团聚体再次进行破碎。
油性环氧树脂溶液质量配方组成如下：液态双酚A型环氧树脂29.9％、丙烯基缩水甘油醚20％、弹性改性剂50％、消泡剂BYK-066N 0.1％。
实施例2：
一种废旧橡胶颗粒表面处理新方法，它包括以下步骤：(1)废旧橡胶颗粒表面清水处理：废旧橡胶颗粒在清水中浸泡且不断搅拌下处理20分钟；(2)废旧橡胶颗粒表面酸性溶液处理：废旧橡胶颗粒在质量浓度为4％的盐酸溶液中浸泡6小时；(3)废旧橡胶颗粒表面环氧乳液处理：环氧乳液由A、B两组份组成，A组分为油性环氧树脂溶液，B组分为水性环氧固化剂GCA02，A组份与B组份按质量配比1:1.5混合搅拌，直至形成均匀的乳白色乳液，然后再用相同体积清水稀释，最后与废旧橡胶颗粒拌合均匀，并摊铺开；(4)废旧橡胶颗粒表面养护：40℃养护12小时；(5)废旧橡胶颗粒团聚体破碎及筛分：破碎方式为机械破碎，采用一定孔径的筛子对破碎后的废旧橡胶颗粒进行筛分，对不满足粒径要求的大团聚体再次进行破碎。
油性环氧树脂溶液质量配方组成如下：液态双酚F型环氧树脂50％、二缩水甘油醚10％、弹性改性剂39.9％、消泡剂BYK-066N 0.1％。
实施例3：
一种废旧橡胶颗粒表面处理新方法，它包括以下步骤：(1)废旧橡胶颗粒表面清水处理：废旧橡胶颗粒在清水中浸泡且不断搅拌下处理30分钟；(2)废旧橡胶颗粒表面酸性溶液处理：废旧橡胶颗粒在质量浓度为3％的盐酸溶液中浸泡8小时；(3)废旧橡胶颗粒表面环氧乳液处理：环氧乳液由A、B两组份组成，A组分为油性环氧树脂溶液，B组分为水性环氧固化剂GCA01，A组份与B组份按质量配比1:2混合搅拌，直至形成均匀的乳白色乳液，然后再用清水稀释至一定浓度，最后与废旧橡胶颗粒拌合均匀，并摊铺开；(4)废旧橡胶颗粒表面养护：50℃养护8小时；(5)废旧橡胶颗粒团聚体破碎及筛分：破碎方式为机械破碎，采用一定孔径的筛子对破碎后的废旧橡胶颗粒进行筛分，对不满足粒径要求的大团聚体再次进行破碎。
油性环氧树脂溶液质量配方组成如下：液态双酚A型环氧树脂20％、液态双酚F型环氧树脂50％、苯基缩水甘油醚10％、正丁基缩水甘油醚10％、弹性改性剂9.9％、消泡剂BYK-066N 0.1％。
实施例4：
一种废旧橡胶颗粒表面处理新方法，它包括以下步骤：(1)废旧橡胶颗粒表面清水处理：废旧橡胶颗粒在清水中浸泡且不断搅拌下处理25分钟；(2)废旧橡胶颗粒表面酸性溶液处理：废旧橡胶颗粒在质量浓度为3％的盐酸溶液中浸泡8小时；(3)废旧橡胶颗粒表面环氧乳液处理：环氧乳液由A、B两组份组成，A组分为油性环氧树脂溶液，B组分为水性环氧固化剂GCA02，A组份与B组份按质量配比1:2混合搅拌，直至形成均匀的乳白色乳液，然后再用清水稀释至一定浓度，最后与废旧橡胶颗粒拌合均匀，并摊铺开；(4)废旧橡胶颗粒表面养护：70℃养护6小时；(5)废旧橡胶颗粒团聚体破碎及筛分：破碎方式为机械破碎，采用一定孔径的筛子对破碎后的废旧橡胶颗粒进行筛分，对不满足粒径要求的大团聚体再次进行破碎。
油性环氧树脂溶液质量配方组成如下：液态双酚A型环氧树脂70％、苯基缩水甘油醚19.9％、弹性改性剂10％、消泡剂BYK-066N 0.1％。
上述实施例1-4中，所述弹性改性剂为聚氨酯弹性改性剂QS-P24B，北京金岛奇士材料科技有限公司生产；水性环氧固化剂GCA01和GCA02为自乳化型固化剂，由上海绿嘉水性涂料有限公司生产。

Claims (8)

1.一种废旧橡胶颗粒表面处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)废旧橡胶颗粒表面清水处理；(2)废旧橡胶颗粒表面酸性溶液处理；(3)废旧橡胶颗粒表面环氧乳液处理；(4)废旧橡胶颗粒表面养护；(5)废旧橡胶颗粒团聚体破碎及筛分。
2.根据权利要求1所述的废旧橡胶颗粒表面处理方法，其特征在于，步骤(1)的处理条件为：将废旧橡胶颗粒在清水中浸泡且不断搅拌下处理15-120分钟。
3.根据权利要求1所述的废旧橡胶颗粒表面处理方法，其特征在于，步骤(2)的处理条件为：废旧橡胶颗粒在酸性溶液中浸泡4-8小时，酸性溶液为质量浓度为3％-5％的盐酸溶液。
4.根据权利要求1所述的废旧橡胶颗粒表面处理方法，其特征在于，步骤(3)所述的环氧乳液由A、B两组份组成，A组分为油性环氧树脂溶液，B组分为水性环氧固化剂GCA01或GCA02，A组份与B组份按质量配比1:(1-2)混合搅拌，直至形成均匀的乳白色乳液，然后再用1-10倍体积的清水稀释，最后与废旧橡胶颗粒拌合均匀，并摊铺开。
5.根据权利要求4所述的废旧橡胶颗粒表面处理方法，其特征在于，所述的油性环氧树脂溶液按质量份配比为：环氧树脂30-70份，环氧活性稀释剂10-20份，弹性改性剂10-50份，消泡剂0.1份；
其中：环氧树脂为液态双酚A型环氧树脂和/或液态双酚F型环氧树脂；环氧活性稀释剂为丙烯基缩水甘油醚、苯基缩水甘油醚、正丁基缩水甘油醚、聚乙二醇双缩水甘油醚、二缩水甘油醚中的一种或几种；弹性改性剂为具有主链为柔性链段和端基为环氧基团的液体聚合物；消泡剂为BYK-066N。
6.根据权利要求1所述的废旧橡胶颗粒表面处理方法，其特征在于，步骤(4)的养护条件为：室温自然晾干养护，养护时间2-10天。
7.根据权利要求1所述的废旧橡胶颗粒表面处理方法，其特征在于，步骤(4)的养护条件为：40-70℃高温养护，养护时间6-12小时。
8.根据权利要求1所述的废旧橡胶颗粒表面处理方法，其特征在于，步骤(5)的破碎方式为机械破碎。
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