CN113150418A - 一种轮胎胶粉/聚丙烯热塑性弹性体的绿色制备方法 - Google Patents

一种轮胎胶粉/聚丙烯热塑性弹性体的绿色制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种轮胎胶粉/聚丙烯热塑性弹性体的绿色制备方法，包括全胎胶粉；其制备方法如下：在全胎胶粉中加入再生活化剂在高压釜中120℃下活化，聚丙烯在160℃下塑化，并依次加入硫磺、相容剂、氧化锌、硬脂酸、抗氧剂1010、环保软化剂并混炼均匀制得预混料。将其在180℃加入双螺杆挤出机借助动态交联体系和强烈的机械剪切应力发生反应型配混，得到轮胎胶粉/聚丙烯热塑性弹性体并模压成片。性能检测表明：拉伸强度达20.12 MPa、扯断伸长率达688.57%，TRP/PP TPE既具有橡胶的高弹性，又具有塑料的塑性加工特性，同时祛除了DCP作为相容剂的恶臭气味。

Description

一种轮胎胶粉/聚丙烯热塑性弹性体的绿色制备方法
技术领域
本发明涉及一种轮胎胶粉/聚丙烯热塑性弹性体的绿色制备方法，属于新材料制造领域。
背景技术
目前热塑性弹性体（TPE）生产中存在以下共性问题：价格昂贵；力学性能差；加工性能差，易粘螺杆；气味较大，不能制作生活和高档制品。
综上所述，目前市场上流通的热塑性弹性体价格昂贵，且性能不能达到很多下游用户的使用要求。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，降低热塑性弹性体的成本，研发了胶粉基热塑性弹性体（RPTPE），它是用轮胎胶粉与热塑性树脂研发制备的，其具有橡胶的高弹性和塑料的加工特性。采用轮胎胶粉直接用来制备热塑性弹性体避免了其制备再生胶时出现的严重污染，为解决废轮胎的“黑色"污染问题提供了新的途径。
本发明是通过如下技术方案实现的，一种轮胎胶粉/聚丙烯热塑性弹性体的绿色制备方法，各原料及其质量份数为：聚丙烯、20-45份，全胎胶粉、55-80份，再生活化剂RV、2.5份，硫化剂S8、0.3份，氧化锌ZnO、5.0份，硬脂酸SA、1.0份，防老剂1010、0.3份，环保软化剂、30-40份，
还含有相容剂；所述相容剂为相容剂BIBP、1.0-2.0份，或相容剂AD、1.5-3.0份，或相容剂TMPTA、3.0-5.0份；
其制备方法，按如下步骤进行：
步骤1）首先对全胎胶粉进行活化，在100质量份80目的全胎胶粉中加入再生活化剂RV 2.5质量份，然后搅拌均匀，在100℃下将以上混合料在开炼机上过辊30次得到活化胶粉；
步骤2）在160℃下塑化粉状聚丙烯PP，依次加入硫磺S8、相容剂、氧化锌ZnO、硬脂酸SA、防老剂1010并混炼均匀制得预混料；
步骤3）在上述预混料中加入活化胶粉，混炼均匀得到橡塑预混料，再将其加入螺杆长径比L/D=52-56的双螺杆挤出机，双螺杆挤出机的温度为160-180℃，橡塑预混料借助动态交联体系和强烈的机械剪切应力发生反应型配混，得到轮胎胶粉/聚丙烯热塑性弹性体并模压成片；
步骤4）性能检测。
作为本发明所述的一种轮胎胶粉/聚丙烯热塑性弹性体的绿色制备方法的优选方案：所述相容剂BIBP，其化学名称为二-（叔丁基过氧异丙基）苯；
所述相容剂AD，其化学名称为2,5-二甲基-2,5-二（叔丁基过氧基）己烷；
所述相容剂TMPTA，其化学名称为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
本发明优异效果是：
（1）采用BIBP、AD或TMPTA取代DCP作为相容剂，祛除了采用DCP作为相容剂制备胶粉基热塑性弹性体产生的甲基苯基酮而产生的强烈臭味。
（2）轮胎胶粉/聚丙烯热塑性弹性体的力学性能为拉伸强度高达20.12 MPa，扯断伸长率高达688.57 % ，能较好地满足制品的力学性能的需要。
（3）胶粉/聚丙烯热塑性弹性体的熔融指数9.23-10.22，能较好地满足RPTPE制品加工工艺性能的需要。
（4）胶粉980元/吨，PP 12000元/吨，废旧轮胎胶粉的加入，使材料成本下降50%左右。
（5）做到了废轮胎资源循环利用，降低了胶粉再生产生的二次污染，保护了环境。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。其中，实施例1-3中所使用的相容剂均为市售化学品，轮胎胶粉购买于南通回力橡胶有限公司。
实施例1
各种原料及其质量份数为：
粉状聚丙烯………………………………………………20
全胎胶粉(80目)…………………………………………80
再生活化剂RV………………………………………… 2.5
相容剂BIBP……………………………………………0.9
硫化剂S8………………………………………… 0.3
氧化锌ZnO…………………………………………… 5.0
硬脂酸SA……………………………………………1.0
防老剂1010………………………………………… 0.3
松焦油………………………………………………30
其制备方法，按如下步骤进行：
步骤1）首先对胶粉进行活化。在24.0 kg 、80目的全胎胶粉中加入再生活化剂RV0.75 kg，然后搅拌均匀，在100℃下将以上混合料在开炼机上过辊30次得到活化胶粉。
步骤2）在160℃下塑化6.0 kg PP，依次加入0.09 kg硫磺S8、0.27 kg相容剂BIBP、1.50 kg氧化锌ZnO、0.30 kg硬脂酸SA、0.09 kg抗氧剂1010和9 kg松焦油,并混炼均匀制得预混料。
步骤3）在上述预混料中加入活化胶粉混炼均匀得到橡塑预混料，再将其加入螺杆长径比L/D=52-56的双螺杆挤出机，双螺杆挤出机的温度为180℃，橡塑预混料中的胶粉与塑料树脂借助动态交联体系和强烈的机械剪切应力发生反应型配混，最终得到轮胎胶粉/聚丙烯热塑性弹性体（TRP /PP TPE）并模压成片。
步骤4）性能检测。然后根据GB/T1702-1997进行性能检测，拉伸强度为20.12 MPa、扯断伸长率为688.57 %、冲击强度达40.82 kJ/m2，、熔融指数为10.15 g/10min、耐臭氧老化（50ppm 72h）拉伸强度下降了0.17 % 。
实施例2
各种原料及其质量份数为：
粉状聚丙烯………………………………………40
全胎胶粉(100目)…………………………………60
再生活化剂RV…………………………………… 2.5
相容剂AD…………………………………………1.5
硫化剂S8………………………………………… 0.3
氧化锌ZnO……………………………………… 5.0
硬脂酸SA…………………………………………1.0
防老剂1010…………………………………… 0.3
松焦油…………………………………………22.5
其制备方法，按如下步骤进行：
步骤1）首先对胶粉进行活化。在18.0 kg 、100目的全胎胶粉中加入再生活化剂RV0.75 kg，然后搅拌均匀，在100℃下将以上混合料在开炼机上过辊30次得到活化胶粉。
步骤2）在160℃下塑化12.0 kg 、PP，依次加入0.09 kg硫磺S8、0.45 kg相容剂AD、1.50 kg氧化锌ZnO、0.30 kg硬脂酸SA、0.09 kg抗氧剂1010和9 kg松焦油,并混炼均匀制得预混料。
步骤3）在上述预混料中加入活化胶粉混炼均匀得到橡塑预混料，再将其加入螺杆长径比L/D=52-56的双螺杆挤出机，双螺杆挤出机的温度为170℃，橡塑预混料中的胶粉与塑料树脂借助动态交联体系和强烈的机械剪切应力发生反应型配混，最终得到轮胎胶粉/聚丙烯热塑性弹性体（TRP /PP TPE）并模压成片。
步骤4）性能检测。然后根据GB/T1702-1997进行性能检测，拉伸强度为18.04 MPa、扯断伸长率为610.31 %、冲击强度达38.77 kJ/m2，、熔融指数为10.22 g/10min、耐臭氧老化（50ppm 72h）拉伸强度下降了2.35% 。
实施例3
各种原料及其质量份数为：
粉状聚丙烯…………………………………………45
全胎胶粉(100目)……………………………………55
再生活化剂RV…………………………………… 2.5
相容剂TMPTA……………………………………3.0
硫化剂S8…………………………………………… 0.3
氧化锌ZnO…………………………………………5.0
硬脂酸SA…………………………………………1.0
防老剂1010…………………………………… 0.3
石蜡烃油………………………………………20.5
其制备方法，按如下步骤进行：
步骤1）首先对胶粉进行活化。在16.5 kg 100目的全胎胶粉中加入再生活化剂RV0.75 kg，然后搅拌均匀，在100℃下将以上混合料在开炼机上过辊30次得到活化胶粉。
步骤2）在160℃下塑化13.5 kg PP，依次加入0.09 kg硫磺S8、0.90 kg相容剂TMPTA、1.50 kg氧化锌ZnO、0.30 kg硬脂酸SA、0.09 kg抗氧剂1010和6.15 kg石蜡烃油,并混炼均匀制得预混料。
步骤3）在上述预混料中加入活化胶粉混炼均匀得到橡塑预混料，再将其加入螺杆长径比L/D=52-56的双螺杆挤出机，双螺杆挤出机的温度为160℃，橡塑预混料中的胶粉与塑料树脂借助动态交联体系和强烈的机械剪切应力发生反应型配混，最终得到轮胎胶粉/聚丙烯热塑性弹性体（TRP /PP TPE）并模压成片。
步骤4）性能检测。然后根据GB/T1702-1997进行性能检测，拉伸强度为15.56 MPa、扯断伸长率为401.14 %、冲击强度达36.19 kJ/m2，、熔融指数为9.86 g/10min、耐臭氧老化（50ppm 72h）拉伸强度下降了2.85 % 。

Claims (2)

1.一种轮胎胶粉/聚丙烯热塑性弹性体的绿色制备方法，其特征在于：各原料及其质量份数为：聚丙烯、20-45份，全胎胶粉、55-80份，再生活化剂RV、2.5份，硫化剂S8、0.3份，氧化锌ZnO、5.0份，硬脂酸SA、1.0份，防老剂1010、0.3份，环保软化剂、30-40份，
还含有相容剂；所述相容剂为相容剂BIBP、1.0-2.0份，或相容剂AD、1.5-3.0份，或相容剂TMPTA、3.0-5.0份；
其制备方法，按如下步骤进行：
步骤1）首先对全胎胶粉进行活化，在100质量份80目的全胎胶粉中加入再生活化剂RV2.5质量份，然后搅拌均匀，在100℃下将以上混合料在开炼机上过辊30次得到活化胶粉；
步骤2）在160℃下塑化粉状聚丙烯PP，依次加入硫磺S8、相容剂、氧化锌ZnO、硬脂酸SA、防老剂1010并混炼均匀制得预混料；
步骤3）在上述预混料中加入活化胶粉，混炼均匀得到橡塑预混料，再将其加入螺杆长径比L/D=52-56的双螺杆挤出机，双螺杆挤出机的温度为160-180℃，橡塑预混料借助动态交联体系和强烈的机械剪切应力发生反应型配混，得到轮胎胶粉/聚丙烯热塑性弹性体并模压成片；
步骤4）性能检测。
2.根据权利要求1所述的一种轮胎胶粉/聚丙烯热塑性弹性体的绿色制备方法，其特征在于：所述相容剂BIBP，其化学名称为二-（叔丁基过氧异丙基）苯；
所述相容剂AD，其化学名称为2,5-二甲基-2,5-二（叔丁基过氧基）己烷；
所述相容剂TMPTA，其化学名称为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯。
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