CN105949503B - 一种环保型活性氢化丁腈橡胶硫化胶粉及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保型活性氢化丁腈橡胶硫化胶粉及其制备方法，将回收的废旧硫化氢化丁腈橡胶及制品经过分检、清洗、切块、水煮、干燥和破碎后与活性剂按照一定重量比例混合加入精炼机或炼胶机中，经过精炼、粉碎后制得环保型活性氢化丁腈橡胶硫化胶粉并将其加入到氢化丁腈密封件胶料中，与未活化的氢化丁腈橡胶硫化胶粉相比，经检测，所制得的氢化丁腈橡胶制品的拉伸强度、伸长率、300％定伸应力和撕裂强度均更高，可直接作为橡胶填料用于制作氢化丁腈橡胶制品。本发明实现了废旧硫化氢化丁腈橡胶、制品及其生产过程中产生的不合格品、硫化边角料的回收再利用，并具有实施操作简便、设备投资少、不产生污染的优点，具有显著的经济与社会效益。

Description

一种环保型活性氢化丁腈橡胶硫化胶粉及其制备方法
技术领域
本发明涉及废旧橡胶材料的回收再利用技术领域，具体涉及一种氢化丁腈废旧橡胶的回收再利用技术，特别涉及一种环保型活性氢化丁腈橡胶硫化胶粉及其制备方法。
背景技术
氢化丁腈橡胶(HNBR)是由丁腈橡胶经催化加氢而制得的新型弹性体。随着我国经济的快速发展，HNBR的用量随之增大，随之产生的废旧氢化丁腈橡胶和其制品的量也较大，同时生产过程中产生的不合格品和边角料总量也增加，HNBR的价格高达250～300元/公斤左右，回收处理废旧氢化丁腈橡胶可减少这类废旧橡胶对环境污染、实现资源循环利用，具有现实的社会和经济价值。
废旧橡胶的回收再利用方式分为原形利用、改制利用和物理化学加工利用，物理化学加工利用有橡胶再生、制成胶粉、热分解、燃烧热等利用方法。通用废旧橡胶(如天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶等)回收再利用中以再生为主，其再生方法多数是化学方法，该方法不仅产生的二次污染大，而且其设备投资大、能源消耗大，在许多地区和国家被限制采用。
目前，将废旧橡胶加工成硫化胶粉是废旧橡胶处理和回收利用的有效方法之一。硫化胶粉有许多用途，如改性沥青用于道路、塑胶跑道和地砖，改性塑料等，另外，硫化胶粉还可作为橡胶填料混入基质胶中做成各种制品，从而降低成本。然而，未改性硫化胶粉的表面活性低，若将其作为橡胶填料直接掺用胶料中会降低产品的性能，从而限制其使用范围及掺用量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种环保型活性氢化丁腈橡胶硫化胶粉及其制备方法，该方法具有实施操作简便、设备投资少、不产生污染的优点；采用该方法所制得环保型活性氢化丁腈橡胶硫化胶粉与高分子材料的界面结合能力强，可直接作为橡胶填料用于制作氢化丁腈橡胶制品。
为实现上述目的，一种环保型活性氢化丁腈橡胶硫化胶粉，包括回收的硫化氢化丁腈橡胶和活性剂，所述回收的硫化氢化丁腈橡胶为100质量份，所述活性剂为2～15质量份；所述活性剂为氧化锌或间苯二酚与六亚甲基四胺配合体系；所述氧化锌包含纳米氧化锌和活性氧化锌，氧化锌的纯度为95％以上，粒径为0.05微米以下；所述间苯二酚与六亚甲基四胺配合体系的配比为1.0/1.4～1.0/0.5。
优选的，所述回收的硫化氢化丁腈橡胶包括废旧硫化氢化丁腈橡胶、制品及其生产过程中产生的不合格品、硫化边角料。
优选的，所述废旧硫化氢化丁腈橡胶为100质量份，所述间苯二酚与六亚甲基四胺配合体系为2～10质量份。
优选的，所述间苯二酚与六亚甲基四胺配合体系的配比为1.0/0.7。
一种环保型活性氢化丁腈橡胶硫化胶粉的制备方法，包括以下步骤：分检、清洗、切块、水煮、干燥、破碎、混合、精炼、粉碎和包装，
分检：去掉非废旧硫化氢化丁腈橡胶和制品，以及严重老化、回收价值低的硫化氢化丁腈橡胶和制品及其它杂物；
清洗：用水清除废旧硫化氢化丁腈橡胶或制品表面的泥沙杂质物；
切块：将大块废旧硫化氢化丁腈橡胶或制品切成尺寸为20～100mm的小块；
水煮：用流动沸水水煮2～12h，清除废旧硫化氢化丁腈橡胶或制品内的有害物质；
干燥：除去水煮后废旧硫化氢化丁腈橡胶或制品表面的水分，干燥条件为在70～120℃下干燥2～12h；
破碎：将干燥后的小胶块破碎后，筛选5～20目的胶粒，同时除去杂物；
混合：将筛选后的胶粒放入搅拌机中，同时加入活性剂混合均匀，搅拌机的转速为100～500phr，常温搅拌5～30min至胶粒与活性剂混合均匀；
精炼：在精炼机或炼胶机中将混合均匀的胶粒与活性剂的混合料进行反复薄通；所述薄通的机械处理工艺条件为：辊距为0.1～0.5mm，当氧化锌作为活化剂时，辊温为50～100℃，当间苯二酚与六亚甲基四胺配合体系作为活化剂时，辊温为20～80℃，薄通次数为20～50次；
粉碎：将精炼后的混合料通过橡胶专用粉碎机在常温或冷冻条件下粉碎，经筛选后的胶粉目数在80目以上；
包装：将粉碎后的活性氢化丁腈橡胶硫化胶粉装入塑料薄膜袋后再放入箱/桶中储存。
优选的，所述精炼中辊距为0.3mm，当氧化锌作为活化剂时，辊温为60～70℃，薄通次数为30次。
优选的，所述精炼中辊距为0.3mm，当间苯二酚与六亚甲基四胺配合体系作为活化剂时，辊温为20℃，薄通次数为30次。
优选的，所述炼胶机为开放式炼胶机。
与现有技术相比，本发明将回收的硫化氢化丁腈橡胶经过分检、清洗、切块、水煮、干燥和破碎后与活性剂按照一定重量比例混合加入精炼机或开放式炼胶机中，经过精炼、粉碎后制得环保型活性氢化丁腈橡胶硫化胶粉；将制得的环保型活性氢化丁腈橡胶硫化胶粉加入到氢化丁腈密封件胶料中，与未活化的氢化丁腈橡胶硫化胶粉相比，活性氢化丁腈橡胶硫化胶粉与高分子材料的界面结合能力更强，所制得的氢化丁腈橡胶制品的拉伸强度、伸长率、300％定伸应力和撕裂强度均更高，可直接作为橡胶填料用于制作氢化丁腈橡胶制品。本发明实现了废旧硫化氢化丁腈橡胶、制品及其生产过程中产生的不合格品、硫化边角料的回收再利用，并具有实施操作简便、设备投资少、不产生污染的优点，具有显著的经济与社会效益。
附图说明
图1为本发明方法的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例一
一种环保型活性氢化丁腈橡胶硫化胶粉，包括100质量份的废旧硫化氢化丁腈橡胶和6质量份的氧化锌；一种环保型活性氢化丁腈橡胶硫化胶粉的制备方法，包括以下步骤：分检、清洗、切块、水煮、干燥、破碎、混合、精炼、粉碎和包装，
分检：去掉非废旧硫化氢化丁腈橡胶和制品，以及严重老化、回收价值低的硫化氢化丁腈胶料和制品及其它杂物；
清洗：用水清除废旧硫化氢化丁腈橡胶或制品表面的泥沙杂质物；
切块：将大块废旧氢化丁腈橡胶硫化胶或制品切成尺寸为20～100mm的小块；
水煮：用流动沸水水煮2～12h，清除废旧氢化丁腈橡胶硫化胶或制品内有害物等起消毒作用；
干燥：除去清洗后废旧硫化氢化丁腈橡胶或制品表面的水分，干燥条件为70～120℃下干燥2～12h；
破碎：将切块后的小胶块破碎后，筛选5～20目的胶粒，同时除去杂物；
混合：将筛选后的胶粒放入搅拌机中，同时加入活性剂混合均匀，搅拌机的转速为100～500phr，常温搅拌5～30min至胶粒与活性剂混合均匀；
精炼：在精炼机或开放式炼胶机中将混合均匀的胶粒与活性剂的混合料进行反复薄通；辊距为0.3mm，辊温为60～70℃，薄通次数为30次；
粉碎：通过橡胶专用粉碎机在常温或冷冻条件下粉碎，经筛选后的胶粉目数大于80目；
包装：将粉碎后的活性氢化丁腈橡胶硫化胶粉装入塑料薄膜袋后再放入箱/桶中储存。
实施例二
一种环保型活性氢化丁腈橡胶硫化胶粉，包括100质量份的废旧硫化氢化丁腈橡胶、4质量份的间苯二酚和2.8质量份的六亚甲基四胺；一种环保型活性氢化丁腈橡胶硫化胶粉的制备方法，包括以下步骤：分检、清洗、切块、水煮、干燥、破碎、混合、精炼、粉碎和包装，
分检：去掉非废旧硫化氢化丁腈橡胶和制品，以及严重老化、回收价值低的硫化氢化丁腈胶料和制品及其它杂物；
清洗：用水清除废旧硫化氢化丁腈橡胶或制品表面的泥沙杂质物；
切块：将大块废旧硫化氢化丁腈橡胶或制品切成尺寸为20～100mm的小块；
水煮：用流动沸水水煮2～12h，清除废旧氢化丁腈橡胶硫化胶或制品内有害物等起消毒作用；
干燥：除去清洗后废旧硫化氢化丁腈橡胶或制品表面的水分，干燥条件为70～120℃下干燥2～12h；
破碎：将切块后的小胶块破碎后，筛选5～20目的胶粒，同时除去杂物；
混合：将筛选后的胶粒放入搅拌机中，同时加入活性剂混合均匀，搅拌机的转速为100～500phr，常温搅拌5～30min至胶粒与活性剂混合均匀；
精炼：在精炼机或开放式炼胶机中将混合均匀的胶粒与活性剂的混合料进行反复薄通；辊距为0.3mm，辊温为20℃，薄通次数为30次；
粉碎：通过橡胶专用粉碎机在常温或冷冻条件下粉碎，经筛选后的胶粉目数大于80目；
包装：将粉碎后的活性氢化丁腈橡胶硫化胶粉装入塑料薄膜袋后再放入箱/桶中储存。
上述实施例一和实施例二所制得的活性氢化丁腈橡胶硫化胶粉以50质量份的填充量加入氢化丁腈密封件胶料中，胶料性能测定结果见表1。
表1胶料性能测试结果
由表1可以看出，将本发明制备得到的活性氢化丁腈橡胶硫化胶粉加入氢化丁腈密封件胶料中，与未活化的氢化丁腈橡胶硫化胶粉相比，测得的胶料拉伸强度、伸长率、300％定伸应力和撕裂强度均更高，硬度和永久变形相差不大，因此，本发明所制得的活性氢化丁腈橡胶硫化胶粉可直接作为橡胶填料用于制作氢化丁腈橡胶制品。

Claims (8)

1.一种环保型活性氢化丁腈橡胶硫化胶粉，包括回收的硫化氢化丁腈橡胶和活性剂，其特征在于，所述回收的硫化氢化丁腈橡胶为100质量份，所述活性剂为2～15质量份；所述活性剂为氧化锌或间苯二酚与六亚甲基四胺配合体系；所述氧化锌包含纳米氧化锌和活性氧化锌，氧化锌的纯度为95％以上，粒径为0.05微米以下；所述间苯二酚与六亚甲基四胺配合体系的配比为1.0/1.4～1.0/0.5。
2.根据权利要求1所述的一种环保型活性氢化丁腈橡胶硫化胶粉，其特征在于，所述回收的硫化氢化丁腈橡胶包括废旧硫化氢化丁腈橡胶、制品及其生产过程中产生的不合格品、硫化边角料。
3.根据权利要求2所述的一种环保型活性氢化丁腈橡胶硫化胶粉，其特征在于，所述废旧硫化氢化丁腈橡胶为100质量份，所述间苯二酚与六亚甲基四胺配合体系为2～10质量份。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种环保型活性氢化丁腈橡胶硫化胶粉，其特征在于，所述间苯二酚与六亚甲基四胺配合体系的配比为1.0/0.7。
5.一种环保型活性氢化丁腈橡胶硫化胶粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：分检、清洗、切块、水煮、干燥、破碎、混合、精炼、粉碎和包装，分检：去掉非废旧硫化氢化丁腈橡胶和制品，以及严重老化、回收价值低的硫化氢化丁腈橡胶和制品及其它杂物；
清洗：用水清除废旧硫化氢化丁腈橡胶或制品表面的泥沙杂质物；
切块：将大块废旧硫化氢化丁腈橡胶或制品切成尺寸为20～100mm的小块；
水煮：用流动沸水水煮2～12h，清除废旧硫化氢化丁腈橡胶或制品内的有害物质；
干燥：除去水煮后废旧硫化氢化丁腈橡胶或制品表面的水分，干燥条件为在70～120℃下干燥2～12h；
破碎：将干燥后的小胶块破碎后，筛选5～20目的胶粒，同时除去杂物；
混合：将筛选后的胶粒放入搅拌机中，同时加入活性剂混合均匀，搅拌机的转速为100～500phr，常温搅拌5～30min至胶粒与活性剂混合均匀；
精炼：在精炼机或炼胶机中将混合均匀的胶粒与活性剂的混合料进行反复薄通；所述薄通的机械处理工艺条件为：辊距为0.1～0.5mm，当氧化锌作为活化剂时，辊温为50～100℃，当间苯二酚与六亚甲基四胺配合体系作为活化剂时，辊温为20～80℃，薄通次数为20～50次；
粉碎：将精炼后的混合料通过橡胶专用粉碎机在常温或冷冻条件下粉碎，经筛选后的胶粉目数在80目以上；
包装：将粉碎后的活性氢化丁腈橡胶硫化胶粉装入塑料薄膜袋后再放入箱/桶中储存。
6.根据权利要求5所述的一种环保型活性氢化丁腈橡胶硫化胶粉的制备方法，其特征在于，所述精炼中辊距为0.3mm，当氧化锌作为活化剂时，辊温为60～70℃，薄通次数为30次。
7.根据权利要求5所述的一种环保型活性氢化丁腈橡胶硫化胶粉的制备方法，其特征在于，所述精炼中辊距为0.3mm，当间苯二酚与六亚甲基四胺配合体系作为活化剂时，辊温为20℃，薄通次数为30次。
8.根据权利要求5或6或7所述的一种环保型活性氢化丁腈橡胶硫化胶粉的制备方法，其特征在于，所述炼胶机为开放式炼胶机。
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