CN1087099A - 一种用于废硫化胶粉的改性剂及处理方法 - Google Patents

Abstract

一种用于废硫化胶粉的改性处理方法是采用季 胺盐类化合物作为改性剂，其加入量为胶粉的0.2～ 2份量，同时加入一定量软化剂在常压、常温下进行 搅拌混合均匀。经这种改性处理后的废硫化胶粉，可 作为制造各种橡胶制品(如汽车轮胎、运输带等)的廉 价原料。该改性剂易得，处理方法工艺简单、投资少、 成本低，且改性胶粉的性能好。

Description

本发明涉及一种废橡胶再生处理工艺方法，具体地说是提供一种用于废硫化橡胶再生的改性剂及利用这种改性剂处理废橡胶的方法，本发明所提供的技术特别适于硫化橡胶胶粉的再生处理。

随着橡胶工业的发展，废橡胶制品的再生利用也越来越引起人们关注，因为废旧橡胶的处理不仅是单纯的废物利用问题，而且是涉及如何消除环境污染的重大问题。由于传统废橡胶再生工艺带来的二次环境污染，八十年代以来废橡胶的利用已转向胶粉或胶粒的直接利用。其中废硫化胶粉的表面改性处理技术是重要的一种解决途径。废硫化胶粉经表面化学处理后加入到制造橡胶制品的胶料中，当硫化时能与胶料交联结合得很好，不会因加入改性胶粉而使橡胶制品的性能降低到要求的指示以下。而对轮胎的制造在胶料中加入一定量的改性胶粉反而能提高其动态性能，延长轮胎的使用寿命，并降低了轮胎的制造成本。对上述废硫化胶粉的表面改性处理工艺，选择适当的改性剂是十分重要技术关键。例如，苏联专利SU836，029采用带环氧乙烷基的液体橡胶，SU825，559采用对亚硝基苯胺及其衍生物，SU931，730采用叔胺-烷基或芳基氧化物-醇类的产物，SU1，445，342直接利用防焦剂如邻苯二甲酸酐，N-环已基硫化邻苯二甲酰亚胺、N-亚硝基，二苯胺等作为废硫化胶粉的处理。但这些技术中所使用的改性剂的量较大（3～10%），且处理工艺复杂要用特殊的混合装置或硫化床及在较高温度下（200℃）进行处理，而且所得到的改性胶粉的拉伸强度性并不能令人满意。

本发明的目的是提供一种用于废硫化橡胶再生的改性剂及利用这种改性剂处理废硫化橡胶粉的方法。采用本发明的改性剂对废硫化胶粉具有很好的活性性能，而且可在常温，常压下对胶粉进行处理，其能耗低、设备和工艺简单，且得到的改性胶粉的性能好。

本发明的废硫化胶粉改性剂采用季铵盐类化合物作为改性剂，其结构可用下式表示：

1～25碳原子的烃基，例如，烷基、芳基、烷芳基或其中2个或3个R基与氮生成由C、N组成的五元或六元杂环结构;X是卤原子或无机酸根或有机酸根等，季铵盐化合物的例子如下：四甲基氯化铵，四甲基溴化铵、四甲基碘化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基乙基甲基苄基氯化铵、十六烷基乙基二甲基氯化铵、三四基二甲基苄基氯化铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵、二甲基苯基苄基溴化胺、二甲基二苄基溴化铵、甲基乙基丙基异丁基氯化铵、十四烷基三甲基氯化铵、十六烷基二甲基苄基溴化铵、十六烷基氯化吡啶、十四烷基溴化吡啶，十二烷基溴化吡啶、十二烷基氯化吡啶、四丁基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基碘化铵、十六烷基甲基乙基溴化铵、十四烷基三甲基溴化铵、乙基三甲基苄基氯化铵、油基二甲基苄基氯化铵、十六烷基乙茎二甲基氯化铵等。

这些委铵盐可以单独或二种以上混合使用。季铵盐改性剂的使用量通常应不少于0.1份重，对100份重胶粉。最好在100份重胶粉中加入0.2～2份重改性剂。季铵盐改性剂可以其干粉形式或以醇及其它溶剂将改性剂溶解以溶液的形式使用。本发明的改性剂，可用上述一种化合物也可用二种以上化合物的混合物组成。

利用本发明提的季铵盐改性剂对废硫化胶粉进行处理的过程中一般还应加入一定量的软化剂，例如乙烯焦油、松焦油、妥尔油、石油树脂或煤焦油等。软化剂的使用量一般100份重胶粉加入3～20份重的软化剂。具体地说本发明提供的废硫化胶粉改性处理方法是按下述过程进行。

本废硫化胶粉（26～40目胎胶粉）100份重中加入0.1～2份重的季铵盐改性剂，为有利于改性剂的分散可加适量的溶剂（醇类等）预先使其溶解，其浓度以10～60%（重量）为宜。先将改性剂与胶粉混合，然后加3～20份重最好为3～10份重的软化剂，充分搅拌均匀，在搅拌过程中应低于100℃，为使改性胶粉保持较好的物理机械性能，搅拌过程在低于70℃以下进行其效果更好。卸料后仃放一段时间（不低于3小时），使处理剂充分渗透胶粉表面，即可完成废硫化胶粉的改性处理。

此外，本发明提供的改性剂也可以直接加入到掺有废硫化胶粉的橡胶制品胶料中混炼，也能起到较佳的效果。

下面通过实施例对本发明的技术给予进一步地说明。

实例1  废硫化胶粉改性处理1

取26目废外胎胶粉100份重，加改性剂十六烷基三甲基氯化铵0.2份重，软化剂煤焦油7份重，常压室温搅拌20分钟，放置24小时得改性处理胶粉1。

实例2  废硫化胶粉改性处理2

取26目废外胎胶粉100份重，加改性剂正己基氯化2-甲基-5乙基吡啶0.3份重，软化剂乙烯焦油7份重，常压室温搅拌20分钟，放置24小时得到改性处理胶粉2。

实例3  废硫化胶粉改性处理3

取40目废外胎胶粉100份重，改性十五烷基溴化吡啶1.8份重，软化剂煤焦油7份重，常压室温搅拌20分钟，放置24小时得到改性处理胶粉3。

实例4  废硫化胶粉改性处理4

取26目废外胎胶粉100份重，加改性剂二十五烷基氯化吡啶2份重，煤焦油7份重，未经予搅拌处理，直接掺入胶料（一段烟片胶）中混炼。

实例5  改性胶粉的性能评价

改性胶粉的性能评价按下方法：混炼胶料配重份比为：一段烟片胶100，改性胶粉50、氧化锌7.5、硫黄4.5、促进剂M1.5，硬脂酸1.5合计163.5份量。改性胶料混入一段烟片胶后，其它按常规进行混炼压片。硫化条件：142±1℃，按GB-529-81规定测定拉伸强度及伸长率。用上述评价方法，测定实例1～4所得改性胶料的性能，其结果列于表1。

表1  改性胶粉性能结果

编号  硫化  300%定  拉伸  伸长率  80℃加  灰分  丙酮抽

时间  伸应力  强度  失重  出物

分  MPa  MPa  %  %  %  %

8  2.7  14.8  600

例1  10  3.1  14.3  592  0.75  9  15.6

15  3.3  13.7  568

8  3.3  14.2  606

例2  10  3.4  14.0  600

15  3.5  10.8  546

8  5.5  19.8  561

例3  10  5.9  17.8  503  0.77  7.4  17.4

15  5.5  19.3  547

8  2.9  14.6  600

例4  10  2.9  15.2  615

15  -  13.8  601

26目

胶粉  10  2.7  11.7  573  0.57  10.4  7.6

空白

40目

胶粉  10  2.5  12.0  577  0.60  7.9  7.9

空白

由表1的结果，废硫化胶粉经本发明提供的技术进行改性处理后，其各项物理性能指标均有较大幅度的提高。将经过改性处理的废硫化胶粉加到50份重（相对原料胶料）时，橡胶制品的拉伸强度稍有下降，但撕裂强度则有所提高，300%定伸压力增加，促老化性能，抗湿滑性能均有明显提高。因此，利用本发明提供的技术，可有效地对废硫化胶粉进行改性处理，其胶粉可作为橡胶制品的廉价原料。不但能提高改性胶粉的性能，减少处理废橡胶对环境的污染，且该方法处理工艺简单，投资少、成本低。

Claims (6)

1、一种用于处理废硫化胶粉的改性剂，其特征在于改性剂为季铵盐化合物，其分子结构式为：

1～25碳原子的烃基，例如，烷基、芳基、烷芳基，或R₁、R₂、R₃和R₄中二或三个R基与氮原子形成五元或六元杂环结构；X为卤原子或无机酸根或有机酸根；且改性剂可为上述一种化合物或二种以上化合物的混合物。

2、一种利用权利要求1所述的改性剂处理废硫化胶粉再生的改性方法，其特征在于改性剂的使用量相对100份重胶粉，应不少于0.1份重，同时加入3～20份重的软化剂，使之搅拌均匀。

3、按照权利要求2所述的方法，其特征在于废硫化胶粉的改性处理过程中应在温度低于100℃下进行。

4、按照权利要求2所述的方法，其特征在于改性剂的用量相对100份重胶粉最好为0.2～2份重。

5、按照权利要求2所述的方法，其特征在于改性剂可以用其干粉形式或以醇及其它溶剂将其溶解以溶液的形式使用，当以溶液形式使用时，改性剂的浓度以10～60%（重量）为宜。

6、按照权利要求2所述的方法，其特征在于所用的软化剂可为乙烯焦油、松焦油、妥尔油、石油树脂或煤焦油等。