CN108276629A - 一种用于废旧橡胶再生的环保植物软化剂棉籽渣油 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种废橡胶再生的新型环保植物软化剂棉籽渣油，呈棕色粘稠液体，经红外光谱、核磁共振波谱和气相质谱法检测，主要成分为亚油酸51.3%、棕榈酸23.2%、油酸19.1%、硬脂酸2.8%、棉酚1.2%，热失重分析表明这些成份主要为大分子量的不饱和酸，沸点均在240℃以上。本发明具有如下优点：棉籽渣油不含有致癌物质多环芳烃，符合欧盟REACH法规；其作为软化剂的再生胶能较大程度地保留废旧橡胶的力学和高弹性能；能快速软化废旧胶粉得到加工所需适宜门尼粘度的再生胶；棉籽渣油作为软化剂的再生胶耐老化性优异；所含2.8%的硬脂酸可以和再生活化剂510等形成协同效应；棉籽渣油复合软化剂克服了门尼粘度高和反弹大的缺点。

Description

一种用于废旧橡胶再生的环保植物软化剂棉籽渣油

技术领域

本发明涉及一种用于废旧橡胶再生的环保植物软化剂棉籽渣油，属于再生橡胶技术领域。

背景技术

利用废轮胎等橡胶制品生产再生橡胶，目前再生胶企业大多采用动态脱硫罐在高温（200至300℃）下脱硫，在脱硫工艺过程中产生了大量有毒的废气和废水，这些废气主要来自于污染严重的煤焦油等软化剂，影响身体健康，特别是影响企业操作工人的身体健康，严重时还有可能引发癌症。有一些大型再生胶企业投入了大量资金治理废气和废水，环保虽然达标，但仍有少量臭气。

现有再生助剂体系中，软化剂用量占有很重的比例。市场上通用的常用软化剂有煤焦油和石油抽出物等，尽管其软化效果好，生产的再生胶门尼粘度适中，拉伸强度和扯断伸长率较高。但因其粘度大（需加热处理），不易称量与输送。且其成分复杂，气味大，是污染的主要来源。目前大多数再生胶企业已经不再使用。大豆油、环烷油和地沟油等，表现为粘度小，无需加热即可称量和输送，软化效果较好，但是其作为软化剂的再生胶拉伸强度较低，扯断伸长率损失较大。松焦油和妥尔油都来源于植物残渣，无污染，它们作为软化剂的再生胶拉伸强度和扯断伸长率较大，但目前产量低，成本较高，不能满足广大再生胶企业的需求。所以寻找价格低廉、性能优良的新型环保软化剂具有重要意义。

发明内容

为了解决再生胶生产过程中环境污染的难题，本发明提供一种来自植物，无污染，软化效果和力学性能优良、热稳定性和耐老化性优良的植物软化剂棉籽渣油。本发明对棉籽渣油的成分、热失重性能、作为软化剂的再生胶的门尼粘度、力学性能和热老化性能都进行了全面的分析检测和表征。大量实验结果表明：棉籽渣油不含污染有害物质，软化效果和力学性能优良，热稳定性和耐老化性优良。

本发明的技术方案是：一种用于废旧橡胶再生的环保植物软化剂棉籽渣油，其特征在于：该棉耔渣油中各物质及其质量百分比组成为：亚油酸 44.0-55.0%、棕榈酸 21.6-24.8%、油酸 18-30.7%、硬脂酸 1.9-2.8%、棉酚 0.8-1.2%、花生酸 0.05-0.1%、肉豆蔻酸0.5-0.7%、维生素E 0.08-0.1%、磷脂 0.5-0.8%、色素 0.3-0.5%。

作为本发明所述的环保植物软化剂棉籽渣油的一种优化方案，所述棉耔渣油还可与松焦油、甘油按质量比4:4:2制成棉籽渣油复合软化剂；

具体制备步骤如下：

（1）将棉籽渣油置入加热搅拌容器中，边搅拌边加热到50～120℃；

（2）然后再加入甘油，继续搅拌，在50～120℃下搅拌5～8min；最后加入松焦油在50～120℃下搅拌5～8min；

（3）停止加热，继续搅拌，待物料温度降到室温后，静置1～1.5h，

（4）搅拌转速为100～200转/分，温度为50～120℃，可以充分祛除水分和挥发性物质，制得复合软化剂。

本发明的有益效果：

（1）棉籽渣油不含有致癌物质多环芳烃，符合欧盟REACH法规。

（2）其作为软化剂的再生胶能较大程度地保留废旧橡胶的力学性能。克服了一般环保型再生橡胶物理机械性能差的缺点。

（3）能快速软化废旧胶粉得到加工所需适宜门尼粘度的再生胶，且再生胶门尼粘度反弹小。

（4）棉籽渣油作为软化剂的再生胶耐老化性优异。主要是因为棉籽渣油主要成份沸点均在240℃以上，且含有1.2%棉酚。热氧老化试验结果表明加入棉籽渣油所得再生胶的耐老化性优于加入松焦油和松香的再生胶。

（5）所含2.8%的硬脂酸可以和再生活化剂510等形成协同效应，相比其它软化剂祛除了还需另外加入硬脂酸的工序，降低了成本。

（6）棉籽渣油复合软化剂克服了门尼粘度高和反弹大、不利于自动称量与输送的缺点。

（7）具有广泛的市场和良好的工业化前景。

附图说明

图1 棉籽渣油的热失重曲线图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，而不是限定本发明的范围。

为了测试本发明所用棉耔渣油性能，通过如下标准配方和实验步骤完成：

标准对比配方：

胶粉 100

再生活化剂510 2.0

松香 1.0

植物环保软化剂 12.0～24.0

其中，标准配方中的胶粉为胎面胶粉，植物环保软化剂为棉籽渣油、棉籽渣油复合软化剂、松焦油和松香。

脱硫工艺流程：

胶粉活化－胶粉脱硫再生－薄通精炼－性能测试；

在开炼机上将再生活化剂510和松香加入胶粉中混炼。然后将上述混炼好的胶料放入脱硫反应釜中，加入一定质量份的植物环保软化剂和对应质量份的水，在一定的脱硫压力和温度下，加压搅拌升温脱硫30 min后，降温至70 ℃，将再生胶料停放24 h。在40 ℃下在开炼机上将再生胶料进行循环薄通精炼25 min后自动切割称量。将再生胶精炼、停放和硫化后进行门尼粘度和力学性能测试。

实施例1

在开炼机上将10 g再生活化剂510加入500 g 26目胎面胶粉中混炼 20 min，然后放入环保脱硫反应釜中，加入120 g的棉籽渣油和20 ml水，形成了0.15 MPa的脱硫压力，在200℃的脱硫温度下，搅拌转速为100转/分，加压搅拌升温脱硫30 min后，降温至70 ℃。将再生胶料停放24 h后，在40 ℃下在开炼机上将辊距调整至0～0.5 mm，对再生胶料进行循环薄通精炼25 min后自动切割称量，停放24 h后测试门尼粘度。将再生胶精炼、停放和硫化后进行力学性能测试，本实施例植物环保软化剂再生配方及工艺条件，见表1；所用植物环保软化剂所得再生胶性能，见表2。

实施例2

在开炼机上将10 g再生活化剂510加入500 g 26目胎面胶粉中混炼 20 min，然后放入环保脱硫反应釜中，加入100 g的棉籽渣油和20 ml水，形成了0.15 MPa的脱硫压力，在200℃的脱硫温度下，搅拌转速为100转/分，加压搅拌升温脱硫30 min后，降温至70 ℃。将再生胶料停放24 h后，在40 ℃下在开炼机上将辊距调整至0～0.5 mm，对再生胶料进行循环薄通精炼25 min后自动切割称量，停放24 h后测试门尼粘度。将再生胶精炼、停放和硫化后进行力学性能测试，本实施例植物环保软化剂再生配方及工艺条件，见表1；所用植物环保软化剂所得再生胶性能，见表2。

实施例3

在开炼机上将10 g再生活化剂510加入500 g 26目胎面胶粉中混炼 20 min，然后放入环保脱硫反应釜中，加入80 g的棉籽渣油和20 ml水，形成了0.15 MPa的脱硫压力，在200℃的脱硫温度下，搅拌转速为100转/分，加压搅拌升温脱硫30 min后，降温至70 ℃。将再生胶料停放24 h后，在40 ℃下在开炼机上将辊距调整至0～0.5 mm，对再生胶料进行循环薄通精炼25 min后自动切割称量，停放24 h后测试门尼粘度。将再生胶精炼、停放和硫化后进行力学性能测试，本实施例植物环保软化剂再生配方及工艺条件，见表1；所用植物环保软化剂所得再生胶性能，见表2。

实施例4

将棉籽渣油置入加热搅拌容器中，边搅拌边加热到50～120℃。然后再加入甘油，继续搅拌，在50～120℃下搅拌5～8min；最后加入松焦油在50～120℃下搅拌5～8min。停止加热，继续搅拌，待物料温度降到室温后，静置1～1.5h。搅拌转速为100～200转/分，将棉耔渣油与松焦油和甘油按质量比4:4:2制成复合软化剂。

在开炼机上将10 g再生活化剂510加入500 g 26目胎面胶粉中混炼 20 min，然后放入环保脱硫反应釜中，加入120 g的棉籽渣油复合软化剂（含棉籽渣油48 g、松焦油48 g、甘油24 g）和20 ml水，形成了0.15 MPa的脱硫压力，在200℃的脱硫温度下，搅拌转速为100转/分，加压搅拌升温脱硫30 min后，降温至70 ℃。将再生胶料停放24 h后，在40 ℃下在开炼机上将辊距调整至0～0.5 mm，对再生胶料进行循环薄通精炼25 min后自动切割称量，停放24 h后测试门尼粘度。将再生胶精炼、停放和硫化后进行力学性能测试，本实施例植物环保软化剂再生配方及工艺条件，见表1；所用植物环保软化剂所得再生胶性能，见表2。

实施例5

在开炼机上将10 g再生活化剂510加入500 g 26目胎面胶粉中混炼 20 min，然后放入环保脱硫反应釜中，加入120 g的松焦油和20 ml水，形成了0.15 MPa的脱硫压力，在200℃的脱硫温度下，搅拌转速为100转/分，加压搅拌升温脱硫30 min后，降温至70 ℃。将再生胶料停放24 h后，在40 ℃下在开炼机上将辊距调整至0～0.5 mm，对再生胶料进行循环薄通精炼25 min后自动切割称量，停放24 h后测试门尼粘度。将再生胶精炼、停放和硫化后进行力学性能测试，本实施例植物环保软化剂再生配方及工艺条件，见表1；所用植物环保软化剂所得再生胶性能，见表2。

实施例6

在开炼机上将10 g再生活化剂510加入500 g 26目胎面胶粉中混炼 20 min，然后放入环保脱硫反应釜中，加入120 g的松香和20 ml水，形成了0.15 MPa的脱硫压力，在200℃的脱硫温度下，搅拌转速为100转/分，加压搅拌升温脱硫30 min后，降温至70 ℃。将再生胶料停放24 h后，在40 ℃下在开炼机上将辊距调整至0～0.5 mm，对再生胶料进行循环薄通精炼25 min后自动切割称量，停放24 h后测试门尼粘度。将再生胶精炼、停放和硫化后进行力学性能测试，本实施例植物环保软化剂再生配方及工艺条件，见表1；所用植物环保软化剂所得再生胶性能，见表2。

表1 植物环保软化剂再生配方及工艺条件

表2 植物环保软化剂所得再生胶性能

Claims (2)

1.一种用于废旧橡胶再生的环保植物软化剂棉籽渣油，其特征在于：该棉耔渣油中各物质及其质量百分比组成为：亚油酸 44.0-55.0%、棕榈酸 21.6-24.8%、油酸 18-30.7%、硬脂酸 1.9-2.8%、棉酚 0.8-1.2%、花生酸 0.05-0.1%、肉豆蔻酸 0.5-0.7%、维生素E 0.08-0.1%、磷脂 0.5-0.8%、色素 0.3-0.5%。

2.根据权利要求1所述的环保植物软化剂棉籽渣油，其特征在于：所述棉耔渣油还可与松焦油、甘油按质量比4:4:2制成棉籽渣油复合软化剂；

具体制备步骤如下：

（1）将棉籽渣油置入加热搅拌容器中，边搅拌边加热到50～120℃；

（2） 然后再加入甘油，继续搅拌，在50～120℃下搅拌5～8min；最后加入松焦油在50～120℃下搅拌5～8min；

（3） 停止加热，继续搅拌，待物料温度降到室温后，静置1～1.5h，

（4） 搅拌转速为100～200转/分，温度为50～120℃，可以充分祛除水分和挥发性物质，制得棉籽渣油复合软化剂。