CN109776898A - 一种门尼粘度稳定再生胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种门尼粘度稳定再生胶及其制备方法，属于废旧橡胶循环再利用领域。所述的制备方法是将含有特定官能团的活化能适中的稳定剂LJR‑2与脱硫胶粉共混后，稳定剂与在精炼过程中脱硫胶粉产生的活性点原位反应，从根本上抑制了门尼粘度反弹，制备了门尼粘度稳定的再生胶。相比传统再生胶生产工艺，本发明具有的优点在于：(1)获得的再生胶门尼粘度稳定；(2)精炼过程中的能耗降低20％；(3)制备的再生胶具有良好的力学性能。

Description

一种门尼粘度稳定再生胶及其制备方法

技术领域：

本发明涉及一种门尼粘度稳定再生胶及其制备方法。特别是通过添加稳定剂制备储存稳定的再生胶，属于废旧橡胶循环再利用领域。

背景技术：

我国是世界上最大的橡胶消耗国，2014年废旧轮胎产生量1135万吨(3.15亿条)，并且以年均5％～6％的速度增长。如果不及时处理这些废旧轮胎，环境将遭到严重污染。目前再生橡胶的制备及应用成为我国废旧橡胶循环利用的主要方向，2016年我国再生胶产量达到460万吨，占世界产量70％左右。虽然目前获得的再生胶具有诸多优点并得到了大量的使用，但生产过程中能耗过高，再生胶门尼粘度反弹等问题一直没有彻底解决。

门尼粘度是再生橡胶的重要指标，反映橡胶加工性能的好坏和分子量高低及分布范围宽窄。门尼粘度高的胶料不易混炼均匀及挤出加工，甚至不能混炼出片；门尼粘度低的胶料分子量较低，会引起力学性能的下降，混炼过程中易粘辊。再生胶的门尼粘度反弹是是指再生橡胶在储存期间，门尼粘度逐渐升高的现象，是目前再生橡胶行业普遍存在的问题。再生胶企业往往在获得订单后，按照客户对再生胶的要求，根据运输途中、厂家使用前停放的时间，估计门尼粘度反弹的幅度，预先生产门尼粘度稍低的再生胶。这种生产方式不仅造成能耗的增加，生产成本的上升和生产效率的减低，还有可能引起再生胶力学性能的下降。

通常再生胶生产工艺分为脱硫和精炼两道工序，先经过高温或高剪切破坏橡胶的交联网络制备脱硫胶粉，再通过精炼进一步降低门尼，改善其加工性能，得到再生胶。在脱硫工序广泛使用的化学再生法通过借助水蒸汽、油等介质，在再生剂向胶粉内部边反应边渗透的过程中，破坏硫化橡胶三维交联网络，实现了废橡胶的再生。化学再生助剂的作用是引发交联键的断裂或者终止C-S,S-S或C-C键断裂产生的自由基。精炼工序使脱硫胶粉的门尼粘度大幅下降，加工性能得到明显改善，力学性能基本保持不变，同时门尼粘度反弹问题突出。目前对于脱硫工序的机理研究较为透彻，并且文献报道较多，但是对于精炼工序的原理的研究较少，导致目前行业内对门尼粘度的反弹的理解往往是从脱硫机理入手。

王兵等(CN103937059A，一种环保高强力且门尼粘度稳定的再生胶及其制备方法)提出的方法是将稳定剂和胶粉混合后，参与脱硫反应制备再生胶。作为从业多年的技术人员可知，目前再生胶行业普遍采用的脱硫胶粉的粒径为22目左右，将22目左右的胶粉加工成40目会提高胶粉成本并且会由于氧化引起性能的下降；所提及的再生胶稳定剂HXKM-8009的效果并未见报道。

发明内容

一种门尼粘度稳定再生胶及其制备方法，将脱硫胶粉和稳定剂LJR-2混合均匀后，所述的脱硫胶粉用量为100质量份，稳定剂LJR-2的用量为0.1～1.5质量份，通过精炼设备在0～100℃条件下精炼处理，再冷却后得到门尼粘度稳定的再生胶；稳定剂LJR-2是N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺、N-环己基-N’-苯基-1,4-苯二胺、9,10-二氢-9,9-二甲基吖啶、苯甲酸中的一种或几种。

所述的脱硫胶粉是经废轮胎胶粉、废丁基橡胶、废乙丙橡胶的一种初步脱硫制备，其门尼粘度为60～200；

所述精炼设备包括精炼机、同向双螺杆、同向三螺杆或多螺杆；

同向双螺杆、三螺杆或多螺杆是全啮合、部分啮合的；

所述的再生胶门尼粘度为30～90。

通过分析发现不论以何种脱硫方式生产的何种脱硫胶粉，门尼粘度反弹幅度远小于其经过精炼制备的再生胶。通过深入研究脱硫胶粉和再生胶结构的差异，明确了再生胶门尼粘度反弹的主要来源在于精炼过程中生成活性基团的类型。

在此基础上通过大量的理论分析和实验研究，优选出高效的门尼粘度稳定剂LJR-2，其具有一系列突出的优点。能够快速和精炼过程中产生的引起门尼粘度反弹的活性基团反应，同时不产生任何副反应，无毒无害，价格低廉。LJR-2呈粉体，易于和脱硫胶粉进行混合，无需对现有的脱硫再生设备进行改造，在包括传统精炼机、同向双螺杆挤出机、三螺杆或多螺杆机等精炼设备中都具有表现出优异的效果；加入稳定剂后脱硫胶粉也更容易精炼，大幅降低了能耗，降低了再生胶生产成本；同时配方中门尼粘度稳定剂的加入并不会影响再生胶的力学性能。

该发明克服解决了目前困扰再生胶行业的难题，同时降低了生产成本，具有良好的经济效益和社会效益。

具体实施方式：

实施例1：

其组分按质量份配比如下：

门尼粘度为200的废旧载重子午线轮胎胎面脱硫胶粉 100份

稳定剂LJR-2 0.5份

脱硫胶粉和稳定剂LJR-2用高速搅拌机混合后加入到精炼机中，精炼温度为60℃，精炼得到再生胶。根据《GB/T 13460 2008再生橡胶》，是否添加稳定剂对再生胶门尼粘度和力学性能的影响见表1。

表1

实施例2

其组分按质量份配比如下：

门尼粘度为140的废旧载重子午线轮胎全胎脱硫胶粉 100份

稳定剂LJR-2 0.2份

通过计量喂料装置将脱硫胶粉和稳定剂LJR-2加入到同向三螺杆中，精炼温度为5℃，精炼制备再生胶。根据《GB/T 13460 2008再生橡胶》，是否添加稳定剂对再生胶门尼粘度和力学性能的影响见表2。

实施例3：

其组分按质量份配比如下：

门尼粘度为70的废丁基橡胶脱硫胶粉 100份

稳定剂LJR-2 1份

通过计量喂料装置将脱硫胶粉和稳定剂LJR-2加入到同向双螺杆中，精炼温度为90℃，精炼制备再生胶。根据《GB/T 13460 2008再生橡胶》，是否添加稳定剂对再生胶门尼粘度和力学性能的影响见表2。

表2

实施例4

其组分按质量份配比如下：

门尼粘度为100的废乙丙橡胶脱硫胶粉100份

稳定剂LJR-2 0.2份

通过计量喂料将脱硫胶粉和稳定剂LJR-2加入到同向三螺杆中，精炼温度为40℃，精炼制备再生胶。根据《GB/T 13460 2008再生橡胶》，是否添加稳定剂对再生胶门尼粘度和力学性能的影响见表2。

Claims (5)

1.一种门尼粘度稳定再生胶的制备方法，其特征是，将脱硫胶粉和稳定剂LJR-2混合均匀后，所述的脱硫胶粉用量为100质量份，稳定剂LJR-2的用量为0.1～1.5质量份，通过精炼设备在0～100℃条件下精炼处理，再冷却后得到门尼粘度稳定的再生胶；稳定剂LJR-2是N-环己基硫代邻苯二甲酰亚胺、N-环己基-N’-苯基-1,4-苯二胺、9,10-二氢-9,9-二甲基吖啶、苯甲酸中的一种或几种。

2.根据权利要求1的方法，其特征是，所述的脱硫胶粉是经废轮胎胶粉、废丁基橡胶、废乙丙橡胶的一种初步脱硫制备，其门尼粘度为60～200。

3.根据权利要求1的方法，其特征是，所述精炼设备包括精炼机、同向双螺杆、同向三螺杆或多螺杆。

4.根据权利要求3的方法，其特征是，同向双螺杆、三螺杆或多螺杆是全啮合、部分啮合的。

5.根据权利要求1的方法，其特征是，制备的再生胶门尼粘度为30～90。