CN1062283C - 高抗拉力再生胶制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制造高抗拉力再生胶的方法，其制造过程是先在常温常压下充分混合废轮胎胶粒(以下简称为胶粒)及有机金属活化剂，再混合胶剂等，经成型机成型为粒状或胶片即是再生胶产品；另一种制造方法为在常温下充分混合胶粒及有机金属活化剂，再混合胶剂及硫化剂，混合后的配合料直接挤入或射入模具中成型，并在硫化条件下硫化成最终橡胶制品。

Description

高抗拉力再生胶制造方法
本发明涉及一种高抗拉力再生胶制造方法。
传统再生胶制造法较常用的有加热蒸煮法、再生器法、平锅蒸煮法。现例举再生胶品质最好的平锅蒸煮法制造过程说明，废轮胎磨碎成胶粒、纤维、钢丝，筛选机分离出30-40目胶粒，将胶粒、解胶剂(0.1-1％)、油剂(5-7％)、少量碳酸钙粉末在精炼机混合后置入15-20cm深度的盘中，再放入蒸煮锅中，直接通入蒸气、排出空气升温，待压力达13-15kg/cm，温度达165-175℃，蒸煮6-12小时，排气冷却，取出产品称为胶饼，胶饼再经12次以上的二辊轮混合机精炼，由成型机成型为胶片产品，精炼过程也可加入天然橡胶或人造橡胶制成产品。
本发明高抗拉力再生胶制造法是用混合机在常温常压下先将胶粒及有机金属活化剂充分混合五分钟，再加入胶剂混合五分钟，经成型的再生胶产品，有机金属活化剂最小用量为2.5份/每100份胶粒(p.p.h.r.)，胶剂最小用量为5份/每100份胶粒，也可在上述第二次混合过程中加入硫化剂，混合后直接挤入模具硫化制成最终橡胶产品。
胶粒是通过废轮胎经切片机切成3-5cm的胶片，多段研磨机研磨至30-40目的细胶粒，研磨过程中用筛选机分离纤维及钢丝而完成的。有机金属活化剂是：20重量％-50重量％的硫代脂肪酸盐，2重量％-30重量％乳化剂，其余部份加入矿物油脂配成100％，上述化学品在简单型搅拌机500rpm搅拌三分钟而制成。硫代脂肪酸盐的化学式为(RSxCOO)yM，其中RCOO-是脂肪酸基，碳数在12-20之间，这包括了羧基上的碳原子，M为ⅡA或ⅡB族金属，x为从1至10的整数(依据脂肪酸中的双键数而定)，y是从1至4的整数(依据ⅡA及ⅡB金属的价数而定)。乳化剂是非离子型表面活性剂，例如肉豆桂酸(脂肪酸的一种)、聚氧乙烯二醇酯及聚丙烯二醇酯等。矿物油脂如：环烷油、石蜡油及芳香族油都可用。胶剂是充分混合40重量％-90重量％的油脂，2.7重量％-25重量％的塑化剂，0.3重量％-15重量％乳化剂而制成的，其余部份加入生胶合计100％，在转相温度(PIT)乳化而制成。转相温度视使用的生胶、乳化剂及油脂而定，生胶是：天然橡胶(NR)、聚苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)、异戊二烯橡胶(IR)等；乳化剂是非离子表面活性剂，HLB在15-18范围的较适合；油脂可用矿物油或植物油；塑化剂是塑料或橡胶工业常用的增塑剂，例如：Anchor Chemical Pepton 22、蜂蜡、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)等；硫化剂为橡胶工业常用的配方，但用量是天然橡胶的10-15％。
传统再生胶是废轮胎胶粒在高温下的解聚合，使已硫化的恢复原先的可塑性，可重新加入配料及硫化制成新橡胶制品，但传统再生胶若不加配料补强，硫化后其抗拉强度只有原轮胎配料的50％，推论是解聚合及橡胶分子分解反应，橡胶分子量降低是抗拉强度降低的原因，又传统再生胶硫化剂用量接近原轮胎配料用量，推论上述解聚合及橡胶分子分解反应过程中，其结合中的硫并未除去仍呈结合状态。
本发明的高拉力再生胶是常温下废轮胎胶粒经二次覆盖而成，第一次覆盖活化剂，第二次覆盖胶剂，制造再生胶过程中不发生橡胶的解聚合及分子分解反应，而硫化时硫化剂用量只有新添加胶剂的部分，约为原轮胎配料硫化剂用量的10-15％，推论废轮胎胶粒中的硫在硫化条件下解交联和交联，硫化的橡胶制品抗拉强度接近原轮胎配料硫化后的强度，推论解聚合，恢复原先可塑性及硫化都在硫化条件下同时完成，但橡胶的分子分解反应则微小。
本发明的技术方案在于提供一种制造高抗拉力再生胶的方法，其特征在于：包括在常温下废轮胎胶粒先覆盖活化剂，再覆盖胶剂成型制成再生胶产品，其中活化剂是包含20重量％-50重量％硫代脂肪酸盐，2重量％-30重量％乳化剂及其余为油脂，在常温乳化而成，而胶剂是包含40重量％-90重量％油脂，2.7重量％-25重量％塑化剂，0.3重量％-15重量％乳化剂，其余为生胶，在120-200℃乳化而成。
前述方法中废轮胎胶粒的粒径范围是在20-60目，且是先去除纤维和钢丝。
所述的硫代脂肪酸盐的化学式为(RSxCOO)yM，其中RCOO-为脂肪酸基，含有12至20个碳原子，其中包括羧基上的碳原子，M为周期表ⅡA或ⅡB族金属，x为从1至10的整数(依据脂肪酸中的双键数而定)，y是从1至4的整数(依据ⅡA及ⅡB金属的价数而定)。
所述的乳化剂是非离子型表面活性剂。
所述的油脂是矿物油或植物油。
所述的矿物油为芳香族油脂、环烷油及石蜡油。
所述的塑化剂是塑料及橡胶工业常用的增塑剂。
所述的生胶是NR(天然橡胶)、SBR(聚笨乙烯丁二烯橡胶)及IR(异戊二烯橡胶)等。
本发明的另一技术方案在于提供一种硫化制造高抗拉力再生胶最终产品的方法，其特征在于：包括在常温下废轮胎胶粒先混合活化剂，再混合胶剂及其他填料及硫化剂，挤入模具中成型并硫化制成产品。
本发明具有如下诸项优点：
1．本发明高抗拉力再生胶不经补强硫化后抗拉强度达127Kg/cm，接近轮胎原配料下的抗拉强度，而品质最好的平锅蒸煮传统再生胶其抗拉强度只有65Kg/cm上下；就硫化后其物理性质比较如下：物理性质(硫化后)高抗拉力    轮胎
               再生胶   传统再生胶    配合原料硬度(Shore A)     61        50-60        55-60抗拉力(Kg/cm)     127       50-65        127-148伸长率(％)        400       250-300      400-500膜数(ML(1+4)100℃)55-60     25-70        55-60抗磨数(cm/16 rev) 1.5    2.5-3.5    1.5-2.7
2．本发明高抗拉力再生胶制造方法，是在常温常压的条件下制成再生胶产品，不用热能加热又不产生污染，而传统平锅蒸煮法再生胶每公斤产品需用10Kcal的热能，在其排气过程会排放硫化氢影响环境。
3．制造本发明高抗拉力再生胶耗电量每公斤产品约0.3KWH，而平锅蒸煮法制得的再生胶每公斤产品耗电量约1.7KWH，后者为前者的5.6倍。
4．胶粒用量90％以上，胶剂用量10％以内，主副原料成本低。
5．胶粒、有机金属活化剂、胶剂以及硫化剂混合配合料可直接挤入或射入模具硫化成制品，制程短，降低加工成本。
6．上述高抗拉力再生胶硫化后优异的物理性质，以及成本的竞争力，有助于大量取代天然橡胶及人造橡胶用量，对于现有大量废轮胎造成的环境问题有所助益。
以下结合较佳实施例对本发明作进一步的说明：1．活化剂的制造：秤量硫代硬脂酸镁                      25kg乳化剂(聚氧乙烯山梨糖单油酸酯)    2kg环烷油(AnilinePoint 65-75℃)                    200kg
将以上秤量物质放入200公升搅拌机中以500RPM搅拌五分钟完成。2．胶剂的制造：秤量天然橡胶                         25kg塑化剂(蜜蜡)                     11.7 kg乳化剂(聚氧乙烯山梨糖单月桂酸酯) 1.3kg石蜡油                        22kg
将以上秤量物质，放入可变速可加热的ShawIntermix K4型机器中，先以35RPM混合五分钟，改5RPM搅拌并加热至180℃完成。3．再生胶片的制造：秤量废轮胎胶粒     100kg活化剂           3kg胶剂             5kg
先将以上秤量物质中的废轮胎胶粒及活化剂在ShawIntermix K6型机器中在常温度混合五分钟，再加入已秤量胶剂在常温混合五分钟，置入成型机制成再生胶片。4．再生胶硫化产品的制造：秤量再生胶片(步骤3的产品)     5000g氧化锌                       5g硫磺                         6g促进剂DM(二苯并噻唑二硫化物) 3g
将以上秤量物质在Shaw Intermix K2型机器中混合五分钟，一部份放入产品模具中，一小部份放入测试片模具中，在160℃上下10℃加热5-25分钟，正确温度及时间视产品厚薄而定，硫化后取出产品及测试片，得到下列物理特性：试验项目    试验方法             试验结果硬度      CNS 3555 Shore A          60°抗拉强度  CNS 3553               127kg/cm伸长率    CNS 3553三号片             405％撕裂强度  CNS 3559 B型片          46kg/cm比重      CNS 5341                1.15

Claims (12)

1、一种制造高抗拉力再生胶的方法，其特征在于：该方法包括：将废轮胎粉碎后去除纤维和钢丝，然后将筛选出的废轮胎胶粒先与活化剂在常温下混合，再将其与胶剂混合，最后成型，其中活化剂包含20重量％-50重量％的硫代脂肪酸盐，2重量％-30重量％的非离子型表面活性剂，其余为油脂，并在常温乳化而成，活化剂的用量以每100重量份的废轮胎胶粒计，为2.5-3重量份；而胶剂包含40重量％-90重量％的油脂，2.7重量％-25重量％的塑化剂，0.3重量％-15重量％的非离子型表面活性剂，其余为生胶，并在120-200℃乳化而成，胶剂的用量以每100重量份的废轮胎胶粒计，为5重量份。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：废轮胎胶粒的粒径范围是在20-60目。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：硫代脂肪酸盐的化学式为(RSxCOO)yM，其中RCOO-为脂肪酸基，含有12至20个碳原子，其中包括羧基上的碳原子，M为周期表ⅡA或ⅡB族金属，x为从1至10的整数，y是从1至4的整数。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：油脂是矿物油或植物油。
5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于：矿物油为芳香族油、环烷油及石蜡油。
6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：塑化剂是塑料及橡胶工业常用的增塑剂。
7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于：生胶是天然橡胶、聚苯乙烯丁二烯橡胶及异戊二烯橡胶。
8、一种硫化制造高抗拉力再生胶最终产品的方法，其特征在于：该方法包括：将废轮胎粉碎后去除纤维和钢丝，然后将筛选出的废轮胎胶粒先与活化剂在常温下混合，再将其与胶剂及其他填料及硫化剂混合，在模具中成型并硫化制成产品，其中活化剂包含20重量％-50重量％的硫代脂肪酸盐，2重量％-30重量％的非离子型表面活性剂，其余为油脂，并在常温乳化而成，活化剂的用量以每100重量份的废轮胎胶粒计，为2.5-3重量份；而胶剂包含40重量％-90重量％的油脂，2.7重量％-25重量％的塑化剂，0.3重量％-15重量％的非离子型表面活性剂，其余为生胶，并在120-200℃乳化而成，胶剂的用量以每100重量份的废轮胎胶粒计，为5重量份。
9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于：废轮胎胶粒的粒径范围是在20-60目。
10、根据权利要求8所述的方法，其特征在于：硫代脂肪酸盐的化学式为(RSxCOO)yM，其中RCOO-为脂肪酸基，含有12至20个碳原子，其中包括羧基上的碳原子，M为周期表ⅡA或ⅡB族金属，x为从1至10的整数，y是从1至4的整数。
11、根据权利要求8所述的方法，其特征在于：油脂是矿物油或植物油。
12、根据权利要求8所述的方法，其特征在于：塑化剂是塑料及橡胶工业常用的增塑剂。
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