CN107216482B - 一种采用脱硫剂辅助低温机械力化学再生胶粉的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种采用脱硫剂辅助低温机械力化学再生胶粉的制备方法，属于橡胶脱硫技术领域，将干燥的废胶粉和软化剂混合，经开炼机薄通10～20次后，再加入脱硫剂，再薄通5～10次，然后再加入氧化锌、硬脂酸、促进剂M（2‑巯醇基苯并噻唑）和硫黄进行混炼，出片后静置6～24小时，得再生胶片。本发明在开炼机作为常用橡胶加工设备，对于一般橡胶厂都能加工。本发明在常温下废胶粉再生，无有害气体排出，具有工艺简单，效率高，能耗低，无环境污染的特点，利于工业化生产。

Description

一种采用脱硫剂辅助低温机械力化学再生胶粉的制备方法
技术领域
本发明属于橡胶脱硫技术领域，尤其涉及废胶粉再生技术。
背景技术
随着现代社会的发展，橡胶的需求量也越来越大，从而废橡胶的诞生也是越来越大，从而促进社会对废橡胶的脱硫再生提出更高的要求。
由于橡胶的硫化是个不可逆化学反应，因此橡胶的回收利用及其不易。前人为了让废橡胶再次利用，把一些老化或废橡胶制品磨成粉，制成废胶粉。其用意是增加表面积，让其软化或打断其化学键。为了让其更好的软化或打断其交联键，大都采用了高温高剪切强度的机械力。但由于高温让废胶粉的大部分键都打开，释放了好多有毒有害的气体，不仅污染了大气，而且其耗能也非常之大，导致了得不偿失，害大于利的局面。因此追求一种低温干法制得再生胶的方法，已经是明智之举。
发明内容
本发明的目的提供一种简单的采用脱硫剂辅助低温机械力化学再生胶粉的制备方法。
本发明包括以下步骤：
1）将废胶粉在60～80℃下干燥2～4小时；
2）将干燥的废胶粉和软化剂混合，经开炼机薄通10～20次后，再加入脱硫剂，再薄通5～10次，然后再加入氧化锌、硬脂酸、促进剂M（2-巯醇基苯并噻唑）和硫黄进行混炼，出片后静置6～24小时，得再生胶片。
以上片状再生胶片只需在10～20MPa下平板硫化，形成设计需要的各种形状的橡胶制品。
本发明通过步骤1）的干燥，可去除废胶粉中的水分及小分子。本发明利用软化剂，其一是使废胶粉先有初步的溶胀，有利于接下来脱硫剂的充分进入做好准备，其二是使废胶粉软化黏合，有利于成片、有利于加工。本发明中橡胶的再生脱硫是通过在废胶粉中加入再生用脱硫剂来打断硫化胶中的硫交联剂，从而破坏胶粉的三维网络状结构的改性方法。
本发明的有益效果：本发明在开炼机作为常用橡胶加工设备，对于一般橡胶厂都能加工。本发明在常温下废胶粉再生，无有害气体排出，具有工艺简单，效率高，能耗低，无环境污染的特点，利于工业化生产。
进一步地，本发明步骤1）中所述废胶粉的粒径为20～100目，可去除废胶粉中的水分及一些可挥发的小分子，净化废橡胶。
进一步地，所述废胶粉的粒径为20目。20目为废胶粉的比表面积较小的胶粉，另一方面也说明20目的胶粉是较为差的产品，用20目胶粉是因为在较为差的胶粉实验，如果效果明显，那目数较高的胶粉都应该有效果，都可能适用。
所述软化剂为液体古马隆、邻苯二甲酸二丁脂、环氧大豆油、石蜡油或氯化石蜡中的至少任意一种。采用以上具体产品为本工艺的软化剂的设计出发点：其一是使废胶粉先有初步的溶胀，有利于接下来脱硫剂的充分进入做好准备，其二是使废胶粉软化黏合，有利于成片、有利于加工。
更优选地，所述软化剂为液体古马隆。
所述脱硫剂为三缩二甘醇二缩乙硫醇酸酯。三缩二甘醇二缩乙硫醇酸酯是一种脂类，一方面其润滑性好可以和橡胶相容性很好，充分进入废橡胶的三维网状结构中；另一方面利用其功能基团巯基进入废橡胶三维网状结构中破坏其交联键，使得其废橡胶交联密度下降，达到脱硫效果，也利于本发明中脱硫，利于合成。
所述干燥的废胶粉、软化剂、脱硫剂、氧化锌、硬脂酸、促进剂M和硫黄的投料质量比为100∶4～10∶2～10∶2～10∶1～5∶0.5～4∶1～5。该投料比的设计出发点：其软化剂和脱硫剂如上所示，其氧化锌和硬脂酸是橡胶硫化的活化剂，提高其二次硫化的交联密度，生成了较短的交联键，并并增加了新的交联键，这都是正常配比。
附图说明
图1为加入不同量的脱硫剂制成的再生胶料在低场核磁共振交联弛豫时间图谱。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
说明：以下各原料份指重量份。
三缩二甘醇二缩乙硫醇酸酯虽然不是公开销售的产品，但其合成方法为公知方法，即将乙硫醇酸或乙硫醇低级醇酯与三缩乙二醇经酯化反或酯交换反应获得。
一、再生胶料的制备：
实施例1：
（1）将20目废胶粉在60℃下干燥4小时，析出水分及小分子挥发物，取得干燥的废胶粉。
（2）在开炼机上加入100份废胶粉和4份软化剂液体古马隆，薄通20次，取得软化后的胶片。
（3）在开炼机上在加入以上软化后的胶片和6份脱硫剂三缩二甘醇二缩乙硫醇酸酯，薄通10次。再依次加入氧化锌5份、硬脂酸2份、促进剂M1.5份和硫黄2份进行混炼，最后打三角包，出片静置6小时，得再生的片状胶料。
（4）将再生的片状胶料在10MPa下平板硫化，得到橡胶样品。
实施例2：
（1）将20目废胶粉在80℃下干燥2小时，析出水分及小分子挥发物，取得干燥的废胶粉。
（2）在开炼机上加入100份废胶粉和4份软化剂液体古马隆，薄通20次，取得软化后的胶片。
（3）在开炼机上在加入以上软化后的胶片和5份脱硫剂三缩二甘醇二缩乙硫醇酸酯，薄通10次。再依次加入氧化锌5份、硬脂酸2份、促进剂M1.5份和硫黄2份进行混炼，最后打三角包，出片静置24小时，得再生的片状胶料。
（4）将再生的片状胶料在20MPa下平板硫化，得到橡胶样品2。
实施例3：
其它条件同实施例2，仅改变脱硫剂的加入份数，分别为0、1、2、3、4分别做平行试验，分别取得橡胶样品。
二、再生胶料的性能分析试验：
1、将以上橡胶样品进行测试，其机械性能见下表：
由上表可见：随着脱硫剂的加入，再二次硫化后的胶片明显比未加脱硫剂的硫化胶从力学性能上要好，说明了这脱硫工艺有效果，再生胶的性能在提高。
2、将以上橡胶样品于低场核磁共振交联弛豫时间对比试验及结果：
如图1所示，图中每个线条都有三个峰，代表了废橡胶里的三种交联方式的含量。
大体来看，从加入了脱硫剂的废胶粉，其峰的大小、比例和位置都发生了改变，随着脱硫剂的加入，三个峰都在减小，峰是放映了主要交联点的束缚上的H，从而放映交联密度，其大小、比例都在减小，间接地说明交联的降低，主要的其位置在向右移动，说明弛豫时间的增加，更加说明加入其脱硫剂后的废橡胶，交联键的打开和脱硫剂的效果得明显。
从实例来看，加入6份脱硫剂的再生胶比5份的力学性能要好，总之加入脱硫剂的再生胶都比无脱硫剂的再生胶力学性能要好。

Claims (4)

1.一种采用脱硫剂辅助低温机械力化学再生胶粉的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1）将废胶粉在60～80℃下干燥2～4小时；
2）将干燥的废胶粉和软化剂液体古马隆混合，经开炼机薄通10～20次后，再加入脱硫剂三缩二甘醇二缩乙硫醇酸酯，再薄通5～10次，然后再加入氧化锌、硬脂酸、促进剂M和硫磺 进行混炼，出片后静置6～24小时，得再生胶片。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1）中所述废胶粉的粒径为20～100目。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤1）中所述废胶粉的粒径为20目。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述干燥的废胶粉、软化剂、脱硫剂、氧化锌、硬脂酸、促进剂M和硫磺 的投料质量比为100∶4～10∶2～10∶2～10∶1～5∶0.5～4∶1～5。
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