CN114773702A

CN114773702A - 一种门尼稳定的再生胶及其备制方法

Info

Publication number: CN114773702A
Application number: CN202210599060.4A
Authority: CN
Inventors: 郑昌福
Original assignee: Sichuan Yuanxing Rubber Co Ltd
Current assignee: Sichuan Yuanxing Rubber Co Ltd
Priority date: 2022-05-30
Filing date: 2022-05-30
Publication date: 2022-07-22

Abstract

本发明公开了一种门尼稳定的再生胶及其备制方法，按重量份进行计量，其成分包括：废橡胶胶粉100份，软化剂棉籽油5‑25份，促进剂TMTD 0.2‑0.5份，水0.10‑0.15份，抗氧剂2246 0.3‑0.5份，环烷油5‑15份。将原料搅拌均匀后放入电加热的脱硫罐中高压高温脱硫，冷却后精炼出片，得到门尼稳定的再生胶。本发明以上述配方采用高温动态脱硫法制造再生胶，采用棉子油作为软化剂，活化剂采用TMTD，抗氧剂2246作为稳定剂，促使再生胶的门尼粘度稳定，加工性能好，产品一致性好。

Description

一种门尼稳定的再生胶及其备制方法

技术领域

本发明属于一种门尼稳定的再生胶配方及其制备方法，尤其涉及一种经过停放后门尼稳定再生胶的组合及其制备方法。

背景技术

我国废橡胶利用主要分为三大块：轮胎翻新、胶粉生产、再生胶生产。其中，发展最快的是再生胶产业，其利用的废橡胶已达到废橡胶总利用量的80％。再生胶在我国废橡胶利用领域脱颖而出，其具有的优势是：再生胶在品质上可能优胜于其他的橡胶，如较快的硫化速度、较好的耐老化性能和良好的加工性能，并且能够显著降低成本，例如一些普通橡胶制品可以单独使用再生胶生产，也有一些橡胶制品将天然胶和再生胶掺配后进行生产，天然胶中掺用部分再生胶后能有效改善胶料的挤出和压延性能，而指标影响很小。目前再生胶主要使用在产品性能要求不高，配方用量不大的橡胶制品中。其主要原因是传统的再生胶的再生过程是废胶在软化剂和活化剂以及氧、热和机械剪切的综合作用下使硫化橡胶的部分分子链和交联点断裂的过程，例如将废橡胶胶粉、软化剂液体异戊胶LIR30、活化剂、水、松香、环保环烷油按照一定的配比通过高温动态脱硫法制成环保安全性更高的再生胶粉；又如将废橡胶胶粉、软化剂松香、活化剂420在一定压力下加热脱硫处理得到再生胶粉。软化剂在再生过程中起膨胀和增塑作用，废胶再生常用的软化剂有煤焦油、松焦油、石油系软化剂、裂化渣油；废胶再生常用的活化剂主要是活化剂420、活化剂480、活化剂510等，添加以上软化剂和活化剂后生产出的再生胶因断裂的橡胶分子链部分重新聚集后再生胶门尼粘度波动大、稳定性差，门尼粘度是衡量橡胶平均分子量及可塑性的一个指标，门尼粘度用门尼粘度计测量，门尼粘度反应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，门尼粘度低的胶料易粘辊，且硫化后制品抗拉强度低。再生胶门尼粘度波动大、稳定性差会导致再生胶在应用再生胶的胶料配方中的分散不好，物理性能波动大，限制了再生胶后续的推广和扩大应用。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供一种门尼稳定的再生胶及其备制方法的实施方式，以期望可以解决再生胶门尼波动大、稳定性差的问题。

为解决上述的技术问题，本发明的一种实施方式采用以下技术方案：

一种门尼稳定的再生胶，按重量份进行计量，其成分包括：废橡胶胶粉100份，软化剂棉籽油5-25份，促进剂TMTD 0.2-0.5份，水0.10-0.15份，抗氧剂2246 0.3-0.5份，环烷油5-15份。

废橡胶胶粉，是指废旧橡胶制品(包括轮胎)经过粉碎交工处理得到的粉末状橡胶材料，粉碎包括常温粉碎得到的粒度在300-1400μm的胶粉，采用砂轮机、破碎机等设备制成，粉碎包括低温粉碎得到的粒度在75-300μm的胶粉，采用冷冻粉碎机等设备制成，粉碎还包括超微细粉碎得到的粒度在75μm以下的胶粉，采用磨盘式胶体碾磨机制成。常温粉碎方法容易制备废橡胶胶粉，优选采用常温粉碎方法，常温是指20-30℃。常温粉碎通常将废橡胶胶粉制成粒度300-500μm或者501-1000μm或者1001-1400μm的颗粒。废橡胶胶粉包括但不限于轮胎胎冠胶胶粉。

棉籽油是以棉花籽榨的油，包括但不限于压榨棉籽油、浸出棉籽油。在门尼稳定的再生胶中，使用棉籽油的量通常在5-25份范围内，包括但不限于7份、10份、15份、20份、23份。棉籽油在门尼稳定的再生胶中作为软化剂，起到膨胀和增塑作用，并且配合促进剂和抗氧剂一起防止断裂的橡胶分子部分重聚。

促进剂TMTD在门尼稳定的再生胶中作为活化剂，在水油法的橡胶再生脱硫过程中分裂出自由基,加快氧化速度,缩短脱硫时间，使得橡胶分子断裂充分，并且阻止裂解的橡胶分子链之间的再聚合。促进剂TMTD在门尼稳定的再生胶中的用量为0.2-0.5份，包括但不限于0.2份、0.3份、0.4份、0.5份。

通过水和棉籽油实现水油法橡胶再生脱硫，水的用量包括但不限于0.10份、0.11份、0.12份、0.13份、0.14份、0.15份。

抗氧剂2246又叫做防老剂2246，化学名为2,2'-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)，对热、氧、龟裂老化有极好的防护作用。抗氧剂2246在门尼稳定的再生胶中的用量为0.3-0.5份，包括但不限于0.3份、0.4份、0.5份。

本发明以上述配方采用高温动态脱硫法制造再生胶，采用棉子油作为软化剂，活化剂采用TMTD，抗氧剂2246作为稳定剂。本配方使用的软化剂为棉籽油，它和废橡胶颗粒能够浸润充分，采用活化剂TMTD使橡胶断裂充分后，橡胶分子不再进行聚集，促使再生胶的门尼粘度稳定，加工性能好，产品一致性好。

优选的，一种门尼稳定的再生胶，按重量份进行计量，其成分包括：轮胎胎冠胶胶粉100份，软化剂棉籽油13-15份，促进剂TMTD 0.4-0.45份，水0.12-0.13份，抗氧剂22460.35-0.45份。

环烷油是六甲基二硅氮烷，采用环保环烷油，使产品具有安全性。环保型环烷油是指PCA(国际规定的8中致癌嫌疑稠环芳烃)含量小于或等于3mg/Kg的环烷油(以试验方法EPA8270D进行检测)。

上述门尼稳定的再生胶的制备方法包括以下步骤：

1)将废橡胶胶粉、促进剂TMTD、抗氧剂2246、软化剂棉籽油、环保环烷油搅拌均匀后放入电加热的脱硫罐中，然后加入水，通入1.3-1.4MPa的高压蒸汽，温度达到220-230℃保持1.5-2小时，得到脱硫胶粉；优选在1.35MPa、225℃条件下保持1.5h制备脱硫胶粉；

2)将步骤1)获得的脱硫胶粉通过冷却传送装置冷却到45℃以下；优选冷却到40-45℃时进行下一步骤；

3)将步骤2)得到的胶粉通过精炼机精炼后出片成块，即得到门尼稳定的再生胶。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明通过采用促进剂TMTD、抗氧剂2246和软化剂棉籽油在制备再生胶的原料中进行配方，促使废橡胶胶料分子充分断裂，并阻断断裂后的分子重新聚合，制备的再生胶具有较高的拉伸强度、较高的回弹性和稳定的门尼粘度。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1至实施例4的制备方法

将轮胎胎冠胶胶粉(粒径分布范围为300-500μm)、促进剂TMTD、抗氧剂2246、软化剂棉籽油、环保环烷油搅拌均匀后放入电加热的脱硫罐中，然后加入水，通入1.35MPa的高压蒸汽，温度达到225℃保持1.5小时，得到脱硫胶粉；将脱硫胶粉通过冷却传送装置冷却到45℃左右，然后通过精炼机精炼后出片成块，即得到门尼稳定的再生胶。各实施例的原料比例按照表1进行准备：

表1实施例1至实施例5的再生胶原料配料表

对比例1至对比例3的制备方法

将轮胎胎冠胶胶粉(粒径分布范围为300-500μm，与实施例同批制成)、促进剂、抗氧剂2246、软化剂、环保环烷油搅拌均匀后放入电加热的脱硫罐中，然后加入水，通入1.35MPa的高压蒸汽，温度达到225℃保持1.5小时，得到脱硫胶粉；将脱硫胶粉通过冷却传送装置冷却到45℃左右，然后通过精炼机精炼后出片成块，即得到再生胶。各对比例的原料比例按照表2进行准备：

表2对比例1至对比例3的再生胶原料配料表

原料	对比例1	对比例2	对比例3
				轮胎胎冠胶胶粉(份)	100	100	100
软化剂(份)	松焦油，15	棉籽油，15	棉籽油，15
				抗氧剂2246(份)	0.3	0.1	0.3
促进剂(份)	TMTD，0.5	TMTD，0.5	活化剂420，0.5
				水(份)	0.12	0.12	0.12
环保环烷油(份)	10	10	10

对各实施例和各对比例获得的再生胶进行测试。采用GB/T 13460-2008再生胶检验配方制备试片：

再生胶300g，促进剂TBBS 2.4g，ZnO(间接法一级)7.5g，硫3.5g，硬脂酸1.0g。将这些成分混合均匀后进行硫化，硫化条件：145℃±1℃，硫化20min。将硫化得到的试片进行性能测试，测试结果见表3，测试标准为：

邵尔硬度：GB/T 531.1-2008。

拉伸强度、100％定伸应力、拉断伸长率、变形：GB 528-2009硫化橡胶或热塑性橡胶拉伸应力应变的测定。

标准回弹性：GB/T 1681-2009。

门尼粘度：采用门尼粘度计进行测试，测试条件为ML(1+4)100℃，即预热时间为1min，转子转动时间为4min，试验温度为100℃。

表3各实施例和对比例的再生胶性能物理性能及门尼回弹性

从表3可以看出，随着软化剂棉籽油的用量的增加，再生胶强度和伸长都提升比较显著；实施例5比实施例3使用了较多的抗氧剂2246，因此胶料回弹性提升了两个单位；对比例1使用松焦油为软化剂，其他成分及用量与实施例3相同，与实施例3相比强度，伸长，回弹性均低很多，门尼粘度上升的快不利于加工和使用，对比例2与实施例3相比，减少了抗氧剂2246的用量，从表3可以看出，胶料强度和伸长降低，回弹性下降显著60％左右，胶料门尼粘度上升24个单位严重影响了加工性能。对比例3使用活化剂420代替TMTD，与实施例3相比，物理性能中强度和伸长，回弹性均显著下降，门尼粘度上升24个单位不利于胶料加工和使用。

各实施例使用促进剂TMTD和抗氧剂2246、软化剂棉籽油共同制备再生胶，所得再生胶的物理性能中，拉伸强度比对比例提高20％左右，回弹性比对比例提高60-88％，再生胶停放10天后门尼粘度比对比例低7-16且仅波动1个单位。

尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。

Claims

1.一种门尼稳定的再生胶，其特征在于，其成分包括：废橡胶胶粉、软化剂棉籽油、促进剂、水、抗氧剂、环烷油。

2.根据权利要求1所述的门尼稳定的再生胶，其特征在于，其成分按重量份计包括：废橡胶胶粉100份，软化剂棉籽油5-25份，促进剂TMTD 0.2-0.5份，水0.10-0.15份，抗氧剂2246 0.3-0.5份，环烷油5-15份。

3.根据权利要求1所述的门尼稳定的再生胶，其特征在于，其成分按重量份计包括：轮胎胎冠胶胶粉100份，软化剂棉籽油13-15份，促进剂TMTD 0.4-0.45份，水0.12-0.13份，抗氧剂2246 0.35-0.45份。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的门尼稳定的再生胶，其特征在于，所述废橡胶胶粉是粒度在300-1400μm的胶粉。

5.一种门尼稳定的再生胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)配料：按重量份计，准备废橡胶胶粉100份，软化剂棉籽油5-25份，促进剂TMTD 0.2-0.5份，水0.10-0.15份，抗氧剂2246 0.3-0.5份，环烷油5-15份；

2)将废橡胶胶粉、促进剂TMTD、抗氧剂2246、软化剂棉籽油、环保环烷油搅拌均匀后放入电加热的脱硫罐中，然后加入水，通入1.3-1.4MPa的高压蒸汽，温度达到220-230℃保持1.5-2小时，得到脱硫胶粉；优选在1.35MPa、225℃条件下保持1.5h制备脱硫胶粉；

3)将步骤2)获得的脱硫胶粉通过冷却传送装置冷却到45℃以下；优选冷却到40-45℃时进行下一步骤；

4)将步骤3)得到的胶粉通过精炼机精炼后出片成块，即得到门尼稳定的再生胶。