CN108753253A - 一种废旧橡胶粉碎助磨剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种废旧橡胶粉碎助磨剂，属于橡胶粉碎助磨技术领域。本发明将磷脂，纳米二氧化硅，金属氧化物混合粉末，碳酸氢钙，预处理纳米碳酸钙，巴氏芽孢杆菌菌液，尿素，质量分数为8～10%的硝酸钙溶液和触变剂置于单口烧瓶中，并将单口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为28～32℃，转速为100～200r/min条件下，恒温搅拌混合18～24h后，再向单口烧瓶中加入聚乙烯亚胺，并将单口烧瓶置于超声分散仪中，于超声频率为55～75kHz条件下，超声分散40～60min，即得废旧橡胶粉碎助磨剂。本发明技术方案制备的废旧橡胶粉碎助磨剂具有优异的助磨效果的特点。

Description

一种废旧橡胶粉碎助磨剂
技术领域
本发明公开了一种废旧橡胶粉碎助磨剂，属于橡胶粉碎助磨技术领域。
背景技术
废旧橡胶粉碎是胶粉生产的主要工序。对废旧橡胶粉碎的研究目前重点集中在粉碎技术和设备的研究开发上。随着废旧橡胶粉碎技术的不断发展，各种适用于粉碎废旧橡胶的方法和设备得到开发应用，同时将生产率、粒度和能量消耗作为主要控制指标。废旧橡胶交联密度高，具有高弹性和高储能性，粉碎过程需要消耗大量的电能。如何通过选择粉碎方式和调节工艺参数有效地控制能耗成为工业生产的关键。在废旧橡胶粉碎过程中加入一定量的助磨剂，能推进粉碎过程，显著提高粉碎效率，降低能耗。
助磨剂（也称粉碎助剂）是微粉碎和超微粉碎作业的一种辅助材料，加入助磨剂可改变研磨环境或被磨物料表面的物理化学性质，在废橡胶粉碎过程中加入助磨剂是提高粉碎效率、降低粉碎能耗的有效措施。可用作助磨剂的物质很多，按物质状态可分为固体、液体和气体助磨剂。固体助磨剂主要有硬脂酸盐类、胶体二氧化硅、炭黑、氧化镁粉、胶体石墨以及石膏等。助磨机理一般是根据助磨效果来进行推证的，但助磨效果的表示不尽相同。助磨效果可用细度、颗粒组成、平均粒径和流动性等来表征或评价，在实际生产中还可以用提高粉碎机效率、降低粉碎能耗和改善胶粉性能等来表示。一般认为：第一，助磨剂吸附在胶料颗粒界面上，通过湿润和吸附作用改变了物质的硬度和强度，使胶料颗粒表面能降低；第二，助磨剂分子可进入胶料颗粒的微裂缝中，产生劈裂作用，促进裂纹扩展；第三，助磨剂可以有效地减少胶料颗粒间的粘附现象，增加胶料颗粒的流动度；第四，助磨剂能提供胶料颗粒和研磨介质之间良好的润滑作用，从而提高粉碎效率。但随着生产力的发展，传统助磨剂实际满足不了使用需求，其助磨效果不尽人意，严重影响其推广与应用。
因此，如何改善传统橡胶粉碎助磨剂助磨效果不佳的缺点，以获取更高综合性能的橡胶粉碎助磨剂，是其推广与应用，满足工业生产需求亟待解决的问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：针对传统橡胶粉碎助磨剂助磨效果不佳的缺点，提供了一种废旧橡胶粉碎助磨剂。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种废旧橡胶粉碎助磨剂，是由以下重量份数的原料组成：
磷脂 10～20份
纳米二氧化硅 30～40份
金属氧化物混合粉末 30～40份
碳酸氢钙 10～20份
预处理纳米碳酸钙 10～20份
聚乙烯亚胺 10～20份
巴氏芽孢杆菌菌液 10～20份
尿素 3～5份
硝酸钙溶液 3～5份
触变剂 3～5份
所述废旧橡胶粉碎助磨剂配置过程为：
（1）按原料组成称量各组分原料；
（2）先将磷脂，纳米二氧化硅，金属氧化物混合粉末，碳酸氢钙，预处理纳米碳酸钙，巴氏芽孢杆菌菌液，尿素，硝酸钙溶液和触变剂混合，恒温搅拌，再加入聚乙烯亚胺超声分散，即得废旧橡胶粉碎助磨剂。
所述磷脂为胆碱磷脂，乙醇胺磷脂，丝氨酸磷脂或甘油磷脂中的任意一种。
所述金属氧化物混合粉末是由以下重量份数的原料配置而成：20～30份氧化锌粉，20～30份氧化镁粉，20～30份氧化铝粉。
所述预处理纳米碳酸钙的制备过程为：按重量份数计，依次取10～15份纳米碳酸钙，60～80份亚油酸，20～30份卡波姆，于氮气保护状态下，加热搅拌混合，并调节pH至中性，再经真空脱水，得预处理纳米碳酸钙。
所述巴氏芽孢杆菌菌液是由以下重量份数的原料配置而成：80～100份去离子水，4～6份巴氏芽孢杆菌，10～15份甘油，8～10份乙二醇。
所述触变剂为蓖麻油，棉籽油或聚酰胺蜡中的任意一种。
本发明的有益效果是：
本发明通过添加巴氏芽孢杆菌菌液和聚乙烯亚胺，在制备过程中，首先，巴氏芽孢杆菌在新陈代谢过程中产生脲酶，脲酶可将微囊中的尿素分解成铵根离子，铵根离子可与体系中的硝酸根离子结合，此过程需要吸收大量热量，可降低体系的温度，平衡机械研磨产生的热量，避免高温造成橡胶软化，从而提升研磨效率，其次，巴氏芽孢杆菌在新陈代谢过程中产生二氧化碳，一方面，在粉碎前期，聚乙烯亚胺在二氧化碳作用下发生交联，从而形成水凝胶，水凝胶将粉碎后的胶粉固定在三维网络中，避免胶粉团聚，从而提升粉碎效率，另一方面，在粉碎后期，机械研磨产生的热量可使聚乙烯亚胺和二氧化碳反应产生的交联网络发生断裂和分解，重新释放出二氧化碳，气体的扩散作用，可协助体系中的热量扩散，同时可防止胶粉颗粒团聚，从而提升粉碎效率。
具体实施方式
按重量份数计，将20～30份氧化锌粉，20～30份氧化镁粉，20～30份氧化铝粉置于球磨机中，过80～100目的筛，即得金属氧化物混合粉末；按重量份数计，依次取10～15份纳米碳酸钙，60～80份亚油酸，20～30份卡波姆，倒入四口烧瓶中，并以8～10mL/min速率向四口烧瓶中通入氮气，在氮气保护状态下，于温度为65～75℃，转速为400～600r/min条件下，恒温搅拌混合40～60min，在搅拌混合过程中，用质量分数为4～8%氢氧化钠溶液调节四口烧瓶中物料pH至中性，再经真空脱水，得预处理纳米碳酸钙；按照重量份数计，将80～100份去离子水，4～6份巴氏芽孢杆菌，10～15份甘油，8～10份乙二醇置于烧杯中，并将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为28～32℃，转速为300～500r/min条件下，恒温搅拌混合40～60min，即得巴氏芽孢杆菌菌液；按重量份数计，依次取10～20份磷脂，30～40份纳米二氧化硅，30～40份金属氧化物混合粉末，10～20份碳酸氢钙，10～20份预处理纳米碳酸钙，10～20份聚乙烯亚胺，10～20份巴氏芽孢杆菌菌液，3～5份尿素，3～5份质量分数为8～10%的硝酸钙溶液，3～5份触变剂，将磷脂，纳米二氧化硅，金属氧化物混合粉末，碳酸氢钙，预处理纳米碳酸钙，巴氏芽孢杆菌菌液，尿素，质量分数为8～10%的硝酸钙溶液和触变剂置于单口烧瓶中，并将单口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为28～32℃，转速为100～200r/min条件下，恒温搅拌混合18～24h后，再向单口烧瓶中加入聚乙烯亚胺，并将单口烧瓶置于超声分散仪中，于超声频率为55～75kHz条件下，超声分散40～60min，即得废旧橡胶粉碎助磨剂。所述磷脂为胆碱磷脂，乙醇胺磷脂，丝氨酸磷脂或甘油磷脂中的任意一种。所述触变剂为蓖麻油，棉籽油或聚酰胺蜡中的任意一种。
实例1
按重量份数计，将30份氧化锌粉，30份氧化镁粉，30份氧化铝粉置于球磨机中，过100目的筛，即得金属氧化物混合粉末；按重量份数计，依次取15份纳米碳酸钙，80份亚油酸，30份卡波姆，倒入四口烧瓶中，并以10mL/min速率向四口烧瓶中通入氮气，在氮气保护状态下，于温度为75℃，转速为600r/min条件下，恒温搅拌混合60min，在搅拌混合过程中，用质量分数为8%氢氧化钠溶液调节四口烧瓶中物料pH至中性，再经真空脱水，得预处理纳米碳酸钙；按照重量份数计，将100份去离子水，6份巴氏芽孢杆菌，15份甘油，10份乙二醇置于烧杯中，并将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为32℃，转速为500r/min条件下，恒温搅拌混合60min，即得巴氏芽孢杆菌菌液；按重量份数计，依次取20份磷脂，40份纳米二氧化硅，40份金属氧化物混合粉末，20份碳酸氢钙，20份预处理纳米碳酸钙，20份聚乙烯亚胺，20份巴氏芽孢杆菌菌液，5份尿素，5份质量分数为10%的硝酸钙溶液，5份触变剂，将磷脂，纳米二氧化硅，金属氧化物混合粉末，碳酸氢钙，预处理纳米碳酸钙，巴氏芽孢杆菌菌液，尿素，质量分数为10%的硝酸钙溶液和触变剂置于单口烧瓶中，并将单口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为32℃，转速为200r/min条件下，恒温搅拌混合24h后，再向单口烧瓶中加入聚乙烯亚胺，并将单口烧瓶置于超声分散仪中，于超声频率为75kHz条件下，超声分散60min，即得废旧橡胶粉碎助磨剂。所述磷脂为胆碱磷脂。所述触变剂为蓖麻油。
实例2
按重量份数计，将30份氧化锌粉，30份氧化镁粉，30份氧化铝粉置于球磨机中，过100目的筛，即得金属氧化物混合粉末；按重量份数计，依次取15份纳米碳酸钙，80份亚油酸，30份卡波姆，倒入四口烧瓶中，并以10mL/min速率向四口烧瓶中通入氮气，在氮气保护状态下，于温度为75℃，转速为600r/min条件下，恒温搅拌混合60min，在搅拌混合过程中，用质量分数为8%氢氧化钠溶液调节四口烧瓶中物料pH至中性，再经真空脱水，得预处理纳米碳酸钙；按照重量份数计，将100份去离子水，6份巴氏芽孢杆菌，15份甘油，10份乙二醇置于烧杯中，并将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为32℃，转速为500r/min条件下，恒温搅拌混合60min，即得巴氏芽孢杆菌菌液；按重量份数计，依次取40份纳米二氧化硅，40份金属氧化物混合粉末，20份碳酸氢钙，20份预处理纳米碳酸钙，20份聚乙烯亚胺，20份巴氏芽孢杆菌菌液，5份尿素，5份质量分数为10%的硝酸钙溶液，5份触变剂，将纳米二氧化硅，金属氧化物混合粉末，碳酸氢钙，预处理纳米碳酸钙，巴氏芽孢杆菌菌液，尿素，质量分数为10%的硝酸钙溶液和触变剂置于单口烧瓶中，并将单口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为32℃，转速为200r/min条件下，恒温搅拌混合24h后，再向单口烧瓶中加入聚乙烯亚胺，并将单口烧瓶置于超声分散仪中，于超声频率为75kHz条件下，超声分散60min，即得废旧橡胶粉碎助磨剂。所述触变剂为蓖麻油。
实例3
按重量份数计，将30份氧化锌粉，30份氧化镁粉，30份氧化铝粉置于球磨机中，过100目的筛，即得金属氧化物混合粉末；按重量份数计，依次取15份纳米碳酸钙，80份亚油酸，30份卡波姆，倒入四口烧瓶中，并以10mL/min速率向四口烧瓶中通入氮气，在氮气保护状态下，于温度为75℃，转速为600r/min条件下，恒温搅拌混合60min，在搅拌混合过程中，用质量分数为8%氢氧化钠溶液调节四口烧瓶中物料pH至中性，再经真空脱水，得预处理纳米碳酸钙；按照重量份数计，将100份去离子水，6份巴氏芽孢杆菌，15份甘油，10份乙二醇置于烧杯中，并将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为32℃，转速为500r/min条件下，恒温搅拌混合60min，即得巴氏芽孢杆菌菌液；按重量份数计，依次取20份磷脂，40份纳米二氧化硅，40份金属氧化物混合粉末，20份预处理纳米碳酸钙，20份聚乙烯亚胺，20份巴氏芽孢杆菌菌液，5份尿素，5份质量分数为10%的硝酸钙溶液，5份触变剂，将磷脂，纳米二氧化硅，金属氧化物混合粉末，预处理纳米碳酸钙，巴氏芽孢杆菌菌液，尿素，质量分数为10%的硝酸钙溶液和触变剂置于单口烧瓶中，并将单口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为32℃，转速为200r/min条件下，恒温搅拌混合24h后，再向单口烧瓶中加入聚乙烯亚胺，并将单口烧瓶置于超声分散仪中，于超声频率为75kHz条件下，超声分散60min，即得废旧橡胶粉碎助磨剂。所述磷脂为胆碱磷脂。所述触变剂为蓖麻油。
实例4
按照重量份数计，将100份去离子水，6份巴氏芽孢杆菌，15份甘油，10份乙二醇置于烧杯中，并将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为32℃，转速为500r/min条件下，恒温搅拌混合60min，即得巴氏芽孢杆菌菌液；按重量份数计，依次取20份磷脂，40份纳米二氧化硅，40份金属氧化物混合粉末，20份碳酸氢钙，20份聚乙烯亚胺，20份巴氏芽孢杆菌菌液，5份尿素，5份质量分数为10%的硝酸钙溶液，5份触变剂，将磷脂，纳米二氧化硅，金属氧化物混合粉末，碳酸氢钙，巴氏芽孢杆菌菌液，尿素，质量分数为10%的硝酸钙溶液和触变剂置于单口烧瓶中，并将单口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为32℃，转速为200r/min条件下，恒温搅拌混合24h后，再向单口烧瓶中加入聚乙烯亚胺，并将单口烧瓶置于超声分散仪中，于超声频率为75kHz条件下，超声分散60min，即得废旧橡胶粉碎助磨剂。所述磷脂为胆碱磷脂。所述触变剂为蓖麻油。
实例5
按重量份数计，将30份氧化锌粉，30份氧化镁粉，30份氧化铝粉置于球磨机中，过100目的筛，即得金属氧化物混合粉末；按重量份数计，依次取15份纳米碳酸钙，80份亚油酸，30份卡波姆，倒入四口烧瓶中，并以10mL/min速率向四口烧瓶中通入氮气，在氮气保护状态下，于温度为75℃，转速为600r/min条件下，恒温搅拌混合60min，在搅拌混合过程中，用质量分数为8%氢氧化钠溶液调节四口烧瓶中物料pH至中性，再经真空脱水，得预处理纳米碳酸钙；按照重量份数计，将100份去离子水，6份巴氏芽孢杆菌，15份甘油，10份乙二醇置于烧杯中，并将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为32℃，转速为500r/min条件下，恒温搅拌混合60min，即得巴氏芽孢杆菌菌液；按重量份数计，依次取20份磷脂，40份纳米二氧化硅，40份金属氧化物混合粉末，20份碳酸氢钙，20份预处理纳米碳酸钙，20份巴氏芽孢杆菌菌液，5份尿素，5份质量分数为10%的硝酸钙溶液，5份触变剂，将磷脂，纳米二氧化硅，金属氧化物混合粉末，碳酸氢钙，预处理纳米碳酸钙，巴氏芽孢杆菌菌液，尿素，质量分数为10%的硝酸钙溶液和触变剂置于单口烧瓶中，并将单口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为32℃，转速为200r/min条件下，恒温搅拌混合24h后，并将单口烧瓶置于超声分散仪中，于超声频率为75kHz条件下，超声分散60min，即得废旧橡胶粉碎助磨剂。所述磷脂为胆碱磷脂。所述触变剂为蓖麻油。
实例6
按重量份数计，将30份氧化锌粉，30份氧化镁粉，30份氧化铝粉置于球磨机中，过100目的筛，即得金属氧化物混合粉末；按重量份数计，依次取15份纳米碳酸钙，80份亚油酸，30份卡波姆，倒入四口烧瓶中，并以10mL/min速率向四口烧瓶中通入氮气，在氮气保护状态下，于温度为75℃，转速为600r/min条件下，恒温搅拌混合60min，在搅拌混合过程中，用质量分数为8%氢氧化钠溶液调节四口烧瓶中物料pH至中性，再经真空脱水，得预处理纳米碳酸钙；按重量份数计，依次取20份磷脂，40份纳米二氧化硅，40份金属氧化物混合粉末，20份碳酸氢钙，20份预处理纳米碳酸钙，20份聚乙烯亚胺，5份尿素，5份质量分数为10%的硝酸钙溶液，5份触变剂，将磷脂，纳米二氧化硅，金属氧化物混合粉末，碳酸氢钙，预处理纳米碳酸钙，尿素，质量分数为10%的硝酸钙溶液和触变剂置于单口烧瓶中，并将单口烧瓶置于数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为32℃，转速为200r/min条件下，恒温搅拌混合24h后，再向单口烧瓶中加入聚乙烯亚胺，并将单口烧瓶置于超声分散仪中，于超声频率为75kHz条件下，超声分散60min，即得废旧橡胶粉碎助磨剂。所述磷脂为胆碱磷脂。所述触变剂为蓖麻油。
对比例：南京市某有限公司生产的橡胶粉碎助磨剂
将实例1至6所得的废旧橡胶粉碎助磨剂及对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：
助磨效果：先将条状废硫化胶边粉碎到8目作为备料，将试件助磨剂按照质量分数为2％的掺量与准备好的胶粉一起粉碎，在辊距为0.34cm的相同条件下将物料粉碎10min，粉碎后进行筛选，分析其助磨效果；分别记录通过不同粒径下的橡胶粉的质量进而计算出质量分数；
具体检测结果如表1所示：
表1：助磨效果具体检测结果
由表1检测结果可知，本发明技术方案制备的废旧橡胶粉碎助磨剂具有优异的助磨效果的特点，在橡胶粉碎助磨剂行业的发展中具有广阔的前景。

Claims (6)

1.一种废旧橡胶粉碎助磨剂，其特征在于：是由以下重量份数的原料组成：
磷脂 10～20份
纳米二氧化硅 30～40份
金属氧化物混合粉末 30～40份
碳酸氢钙 10～20份
预处理纳米碳酸钙 10～20份
聚乙烯亚胺 10～20份
巴氏芽孢杆菌菌液 10～20份
尿素 3～5份
硝酸钙溶液 3～5份
触变剂 3～5份
所述废旧橡胶粉碎助磨剂配置过程为：
（1）按原料组成称量各组分原料；
（2）先将磷脂，纳米二氧化硅，金属氧化物混合粉末，碳酸氢钙，预处理纳米碳酸钙，巴氏芽孢杆菌菌液，尿素，硝酸钙溶液和触变剂混合，恒温搅拌，再加入聚乙烯亚胺超声分散，即得废旧橡胶粉碎助磨剂。
2.根据权利要求1所述一种废旧橡胶粉碎助磨剂，其特征在于：所述磷脂为胆碱磷脂，乙醇胺磷脂，丝氨酸磷脂或甘油磷脂中的任意一种。
3.根据权利要求1所述一种废旧橡胶粉碎助磨剂，其特征在于：所述金属氧化物混合粉末是由以下重量份数的原料配置而成：20～30份氧化锌粉，20～30份氧化镁粉，20～30份氧化铝粉。
4.根据权利要求1所述一种废旧橡胶粉碎助磨剂，其特征在于：所述预处理纳米碳酸钙的制备过程为：按重量份数计，依次取10～15份纳米碳酸钙，60～80份亚油酸，20～30份卡波姆，于氮气保护状态下，加热搅拌混合，并调节pH至中性，再经真空脱水，得预处理纳米碳酸钙。
5.根据权利要求1所述一种废旧橡胶粉碎助磨剂，其特征在于：所述巴氏芽孢杆菌菌液是由以下重量份数的原料配置而成：80～100份去离子水，4～6份巴氏芽孢杆菌，10～15份甘油，8～10份乙二醇。
6.根据权利要求1所述一种废旧橡胶粉碎助磨剂，其特征在于：所述触变剂为蓖麻油，棉籽油或聚酰胺蜡中的任意一种。
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