CN105295399A - 一种提高废旧轮胎胶粉活性的活化剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及废旧轮胎胶粉改性技术领域，尤其是一种提高废旧轮胎胶粉活性的活化剂及其制备方法，通过四甲基葵炔二醇、活化剂₁₀₀、氢氧化钾、环氧树脂、端环氧基改性硅油、松香、妥尔油、沥青、硅烷偶联剂、大蒜素等原料的配比进行合理的设计，再结合制备工艺中，各原料的混合顺序的限制，使得活化剂能够有效的将废旧轮胎胶粉中的硫硫键、硫碳键进行断裂处理，降低脱硫的能耗，提高胶粉的品质，尤其是通过多种胶粉活化剂的恰当配比，使得各种活化剂相互之间发生协同功效，提高对胶粉的活化处理效果。

Description

一种提高废旧轮胎胶粉活性的活化剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及废旧轮胎胶粉改性技术领域，尤其是一种提高废旧轮胎胶粉活性的活化剂及其制备方法。

背景技术

随着汽车产业的不断发展，废旧轮胎的数量也呈现出逐年递增的趋势，使得对废旧轮胎进行处理的压力越来越大，环境威胁越来越严重，并且，废旧轮胎丢弃处理使得资源消耗量较大。

为此，有研究者为了解决上述技术问题，将废旧轮胎进行研磨成胶粉后，将胶粉应用于再生胶的生产或者其他橡胶产品的生产。但是，由于废旧轮胎胶粉的活性较低，再将其与天然橡胶进行混合后，其使得橡胶的性能急剧下降，进而造成共混后制备的产品的品质较低，因此，需要对废旧轮胎橡胶粉进行活性处理后，将其作为进一步的应用原料，才能够满足产品性能的需求。

现有技术中，对于废旧轮胎胶粉的活性处理方法主要有接枝法、辐射法、机械化学法等等，无论是哪一种活性处理方法处理的废旧轮胎胶粉，其在添加到天然橡胶后，再与天然橡胶进行混合制备的橡胶产品，其性能均较低，相比天然橡胶单独制备的橡胶产品来说，其性能至少下降5％；并且制备的产品的抗拉强度在19MPa左右，抗拉伸断裂伸长率约为500％左右，使得其只能作为中等橡胶产品的应用，进而阻碍了废旧轮胎胶粉的扩大化应用。

基于此，本研究者结合长期的探索与实践，对废旧轮胎胶粉进行改性的活化剂进行研究，通过对活化剂的原料进行选取以及配比设计，再结合制备工艺中的原料混合顺序以及处理方式，使得活化剂能够有效的脱除废旧轮胎胶粉中的硫成分，提高废旧轮胎胶粉与聚合物表面的亲和度，提高废旧轮胎胶粉的品质，改善其与天然橡胶共混后制备橡胶产品的性能，为废旧轮胎胶粉活性改善用活化剂提供了一种新途径。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种提高废旧轮胎胶粉活性的活化剂及其制备方法。

具体是通过以下技术方案实现的：

一种提高废旧轮胎胶粉活性的活化剂，其原料成分以重量份计为四甲基葵炔二醇3-7份、活化剂₁₀₀10-20份、氢氧化钾3-9份、环氧树脂1-3份、端环氧基改性硅油1-3份、松香0.1-0.7份、妥尔油0.5-1.3份、沥青3-5份、硅烷偶联剂1-3份、大蒜素1-3份。

所述的原料成分以重量份计为四甲基葵炔二醇5份、活化剂₁₀₀15份、氢氧化钾6份、环氧树脂2份、端环氧基改性硅油2份、松香0.5份、妥尔油0.9份、沥青4份、硅烷偶联剂2份、大蒜素2份。

所述的端环氧基改性硅油是一两末端含有环氧官能团的线性聚二甲基硅氧烷。

所述的氢氧化钾为固体。

所述的提高废旧轮胎胶粉活性的活化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将四甲基葵炔二醇与活化剂100混合后，调整温度为30-50℃，采用超声波频率为100-300Hz处理10-20min后，再将氢氧化钾加入其中，并送入研磨机中研磨10-20min，待用；

(2)将松香与妥尔油混合，采用微波辐射处理10-20s，微波频率为2450Hz，再将沥青加入其中，并采用搅拌速度为1000-2000r/min搅拌处理20-30min，待用；

(3)将环氧树脂与端环氧基改性硅油混合后，调整温度为80-100℃，加入硅烷偶联剂，搅拌处理10-20min后，待用；

(4)将步骤1)和步骤3)获得的混合物料在真空度为0.02-0.08MPa下，控制温度为60-70℃下混合，并采用超声波频率为500-1000Hz处理10-20s后，再向其中加入一半的大蒜素，再将步骤2)获得的混合物料加入其中，采用搅拌速度为3000-4000r/min搅拌处理10-20min，再将剩余一半的大蒜素加入其中，采用搅拌速度为500-800r/min搅拌处理1-3h后，再将其置于研磨机中研磨处理10-20min，即可获得。

与现有技术相比，本发明的技术效果体现在：

通过四甲基葵炔二醇、活化剂₁₀₀、氢氧化钾、环氧树脂、端环氧基改性硅油、松香、妥尔油、沥青、硅烷偶联剂、大蒜素等原料的配比进行合理的设计，再结合制备工艺中，各原料的混合顺序的限制，使得活化剂能够有效的将废旧轮胎胶粉中的硫硫键、硫碳键进行断裂处理，降低脱硫的能耗，提高胶粉的品质，尤其是通过多种胶粉活化剂的恰当配比，使得各种活化剂相互之间发生协同功效，提高对胶粉的活化处理效果。

本发明经过将其用于废旧轮胎胶粉活化处理后与天然橡胶共混制备产品，再将对制备的产品的抗拉强度、抗拉伸断裂伸长率以及与天然橡胶制备的产品的性能进行对比，其抗拉强度达到25-29MPa，抗拉伸伸长率为780％左右，相比天然橡胶的性能降低0.9-1.7％。

具体实施方式

下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。

实施例1

一种提高废旧轮胎胶粉活性的活化剂，其原料成分以重量计为四甲基葵炔二醇3kg、活化剂₁₀₀10kg、氢氧化钾3kg、环氧树脂1kg、端环氧基改性硅油1kg、松香0.1kg、妥尔油0.5kg、沥青3kg、硅烷偶联剂1kg、大蒜素1kg。

所述的提高废旧轮胎胶粉活性的活化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将四甲基葵炔二醇与活化剂₁₀₀混合后，调整温度为30℃，采用超声波频率为100Hz处理10min后，再将氢氧化钾加入其中，并送入研磨机中研磨10min，待用；

(2)将松香与妥尔油混合，采用微波辐射处理10s，微波频率为2450Hz，再将沥青加入其中，并采用搅拌速度为1000r/min搅拌处理20min，待用；

(3)将环氧树脂与端环氧基改性硅油混合后，调整温度为80℃，加入硅烷偶联剂，搅拌处理10min后，待用；

(4)将步骤1)和步骤3)获得的混合物料在真空度为0.02MPa下，控制温度为60℃下混合，并采用超声波频率为500Hz处理10s后，再向其中加入一半的大蒜素，再将步骤2)获得的混合物料加入其中，采用搅拌速度为3000r/min搅拌处理10min，再将剩余一半的大蒜素加入其中，采用搅拌速度为500r/min搅拌处理1h后，再将其置于研磨机中研磨处理10min，即可获得。

实施例2

一种提高废旧轮胎胶粉活性的活化剂，其原料成分以重量计为四甲基葵炔二醇7kg、活化剂₁₀₀20kg、氢氧化钾9kg、环氧树脂3kg、端环氧基改性硅油3kg、松香0.7kg、妥尔油1.3kg、沥青5kg、硅烷偶联剂3kg、大蒜素3kg。

所述的端环氧基改性硅油是一两末端含有环氧官能团的线性聚二甲基硅氧烷。

所述的氢氧化钾为固体。

所述的提高废旧轮胎胶粉活性的活化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将四甲基葵炔二醇与活化剂₁₀₀混合后，调整温度为50℃，采用超声波频率为300Hz处理20min后，再将氢氧化钾加入其中，并送入研磨机中研磨20min，待用；

(2)将松香与妥尔油混合，采用微波辐射处理20s，微波频率为2450Hz，再将沥青加入其中，并采用搅拌速度为2000r/min搅拌处理30min，待用；

(3)将环氧树脂与端环氧基改性硅油混合后，调整温度为100℃，加入硅烷偶联剂，搅拌处理20min后，待用；

(4)将步骤1)和步骤3)获得的混合物料在真空度为0.08MPa下，控制温度为70℃下混合，并采用超声波频率为1000Hz处理20s后，再向其中加入一半的大蒜素，再将步骤2)获得的混合物料加入其中，采用搅拌速度为4000r/min搅拌处理20min，再将剩余一半的大蒜素加入其中，采用搅拌速度为800r/min搅拌处理3h后，再将其置于研磨机中研磨处理20min，即可获得。

实施例3

一种提高废旧轮胎胶粉活性的活化剂，其原料成分以重量计为四甲基葵炔二醇5份kg、活化剂₁₀₀15kg、氢氧化钾6kg、环氧树脂2kg、端环氧基改性硅油2kg、松香0.5kg、妥尔油0.9kg、沥青4kg、硅烷偶联剂2kg、大蒜素2kg。

所述的端环氧基改性硅油是一两末端含有环氧官能团的线性聚二甲基硅氧烷。

所述的氢氧化钾为固体。

所述的提高废旧轮胎胶粉活性的活化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将四甲基葵炔二醇与活化剂₁₀₀混合后，调整温度为40℃，采用超声波频率为200Hz处理15min后，再将氢氧化钾加入其中，并送入研磨机中研磨15min，待用；

(2)将松香与妥尔油混合，采用微波辐射处理15s，微波频率为2450Hz，再将沥青加入其中，并采用搅拌速度为1500r/min搅拌处理25min，待用；

(3)将环氧树脂与端环氧基改性硅油混合后，调整温度为90℃，加入硅烷偶联剂，搅拌处理15min后，待用；

(4)将步骤1)和步骤3)获得的混合物料在真空度为0.05MPa下，控制温度为65℃下混合，并采用超声波频率为800Hz处理15s后，再向其中加入一半的大蒜素，再将步骤2)获得的混合物料加入其中，采用搅拌速度为3500r/min搅拌处理15min，再将剩余一半的大蒜素加入其中，采用搅拌速度为600r/min搅拌处理2h后，再将其置于研磨机中研磨处理15min，即可获得。

实施例4

一种提高废旧轮胎胶粉活性的活化剂，其原料成分以重量计为四甲基葵炔二醇3kg、活化剂₁₀₀20kg、氢氧化钾7kg、环氧树脂1kg、端环氧基改性硅油2kg、松香0.6kg、妥尔油0.7kg、沥青4kg、硅烷偶联剂3kg、大蒜素1kg。

所述的端环氧基改性硅油是一两末端含有环氧官能团的线性聚二甲基硅氧烷。

所述的氢氧化钾为固体。

所述的提高废旧轮胎胶粉活性的活化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将四甲基葵炔二醇与活化剂₁₀₀混合后，调整温度为35℃，采用超声波频率为150Hz处理17min后，再将氢氧化钾加入其中，并送入研磨机中研磨13min，待用；

(2)将松香与妥尔油混合，采用微波辐射处理13s，微波频率为2450Hz，再将沥青加入其中，并采用搅拌速度为1800r/min搅拌处理23min，待用；

(3)将环氧树脂与端环氧基改性硅油混合后，调整温度为85℃，加入硅烷偶联剂，搅拌处理13min后，待用；

(4)将步骤1)和步骤3)获得的混合物料在真空度为0.04MPa下，控制温度为67℃下混合，并采用超声波频率为700Hz处理19s后，再向其中加入一半的大蒜素，再将步骤2)获得的混合物料加入其中，采用搅拌速度为3800r/min搅拌处理13min，再将剩余一半的大蒜素加入其中，采用搅拌速度为600r/min搅拌处理2h后，再将其置于研磨机中研磨处理16min，即可获得。

实施例5

一种提高废旧轮胎胶粉活性的活化剂，其原料成分以重量计为四甲基葵炔二醇7kg、活化剂₁₀₀10kg、氢氧化钾4kg、环氧树脂2kg、端环氧基改性硅油1kg、松香0.4kg、妥尔油1.1kg、沥青4kg、硅烷偶联剂3kg、大蒜素1kg。

所述的端环氧基改性硅油是一两末端含有环氧官能团的线性聚二甲基硅氧烷。

所述的氢氧化钾为固体。

所述的提高废旧轮胎胶粉活性的活化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)将四甲基葵炔二醇与活化剂₁₀₀混合后，调整温度为45℃，采用超声波频率为250Hz处理17min后，再将氢氧化钾加入其中，并送入研磨机中研磨13min，待用；

(2)将松香与妥尔油混合，采用微波辐射处理19s，微波频率为2450Hz，再将沥青加入其中，并采用搅拌速度为1700r/min搅拌处理21min，待用；

(3)将环氧树脂与端环氧基改性硅油混合后，调整温度为95℃，加入硅烷偶联剂，搅拌处理13min后，待用；

(4)将步骤1)和步骤3)获得的混合物料在真空度为0.07MPa下，控制温度为69℃下混合，并采用超声波频率为900Hz处理13_s后，再向其中加入一半的大蒜素，再将步骤2)获得的混合物料加入其中，采用搅拌速度为3100r/min搅拌处理13min，再将剩余一半的大蒜素加入其中，采用搅拌速度为600r/min搅拌处理2h后，再将其置于研磨机中研磨处理19min，即可获得。

本发明经过将实施例1-5制备的活化剂对废旧轮胎胶粉进行混合后，采用微波辐射处理1-3h后，制备得到胶粉，再将胶粉与天然橡胶进行混合后制备产品，并对产品的抗拉强度、抗拉伸断裂伸长率、性能进行检测。并将天然橡胶用于制备产品后，对产品的性能进行检测，进而得出结果如下：

本发明的活化剂进行处理废旧轮胎胶粉其抗拉强度达到25-29MPa，抗拉伸伸长率为780％左右，相比天然橡胶的性能降低0.9-1.7％。

Claims (5)

1.一种提高废旧轮胎胶粉活性的活化剂，其特征在于，其原料成分以重量份计为四甲基葵炔二醇3-7份、活化剂₁₀₀10-20份、氢氧化钾3-9份、环氧树脂1-3份、端环氧基改性硅油1-3份、松香0.1-0.7份、妥尔油0.5-1.3份、沥青3-5份、硅烷偶联剂1-3份、大蒜素1-3份。

2.如权利要求1所述的提高废旧轮胎胶粉活性的活化剂，其特征在于，所述的原料成分以重量份计为四甲基葵炔二醇5份、活化剂₁₀₀15份、氢氧化钾6份、环氧树脂2份、端环氧基改性硅油2份、松香0.5份、妥尔油0.9份、沥青4份、硅烷偶联剂2份、大蒜素2份。

3.如权利要求1所述的提高废旧轮胎胶粉活性的活化剂，其特征在于，所述的端环氧基改性硅油是一两末端含有环氧官能团的线性聚二甲基硅氧烷。

4.如权利要求1所述的提高废旧轮胎胶粉活性的活化剂，其特征在于，所述的氢氧化钾为固体。

5.如权利要求1-4任一项所述的提高废旧轮胎胶粉活性的活化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将四甲基葵炔二醇与活化剂₁₀₀混合后，调整温度为30-50℃，采用超声波频率为100-300Hz处理10-20min后，再将氢氧化钾加入其中，并送入研磨机中研磨10-20min，待用；

(2)将松香与妥尔油混合，采用微波辐射处理10-20s，微波频率为2450Hz，再将沥青加入其中，并采用搅拌速度为1000-2000r/min搅拌处理20-30min，待用；

(3)将环氧树脂与端环氧基改性硅油混合后，调整温度为80-100℃，加入硅烷偶联剂，搅拌处理10-20min后，待用；

(4)将步骤1)和步骤3)获得的混合物料在真空度为0.02-0.08MPa下，控制温度为60-70℃下混合，并采用超声波频率为500-1000Hz处理10-20s后，再向其中加入一半的大蒜素，再将步骤2)获得的混合物料加入其中，采用搅拌速度为3000-4000r/min搅拌处理10-20min，再将剩余一半的大蒜素加入其中，采用搅拌速度为500-800r/min搅拌处理1-3h后，再将其置于研磨机中研磨处理10-20min，即可获得。