CN116925448A - 一种胶粉基热塑性动态硫化橡胶及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种胶粉基热塑性动态硫化橡胶（我们命名为TPRV）及其制备方法，本发明涉及废旧橡胶回收利用技术领域。本发明公开了利用双螺杆一步法连续生产胶粉基热塑性动态硫化橡胶的配方成份包括：废旧橡胶粉、聚烯烃树脂、环保增塑剂、马来酸酐接枝聚烯烃、活化剂、交联剂、白矿油。还公开了原料配比、原料共混、进料方式、温度分区设置及螺杆转速等工艺方法及参数。本发明打破了以再生为主的废旧橡胶利用现状，斩断了硫化、再生、硫化的恶性循环，实现了废旧橡胶的高效、绿色、可循环的利用，对资源的节约、环境的保护有重要的意义，并且制备的胶粉基热塑性动态硫化橡胶，性能良好、加工成型简单、回收利用高效，具有很好的经济前景。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料领域,尤其涉及废旧橡胶的回收利用。
背景技术
近年来,随着生活水平的不断提高,人们对橡胶制品的耐老化性能、稳定性、强度和耐磨性能的要求也逐渐提高。随着性能的提高,橡胶制品报废后的回收处理也越来越难,如废旧轮胎成分复杂,含有多种橡胶和重金属,回收处理难度较大。目前大部分工业橡胶制品都难以在自然条件下短时间、无害化地分解,填埋和焚烧等简单的回收处理方式造成的“黑色污染”问题远远超过塑料带来的“白色污染”。
2019年,美国、日本、德国等发达国家的废旧橡胶回收利用率达到80%以上,而我国仅为65%左右。目前我国废旧橡胶回收利用方式主要是生产再生橡胶,每年用于生产再生橡胶的废旧橡胶约占总回收量的90%,用于生产再生胶粉的仅占10%。我国再生橡胶生产企业超过1000家,但这些企业采用传统高温高压动态脱硫生产的再生橡胶污染严重、成本高、危险性大等问题,特别是在史上最严苛环保法规的压力下,再生橡胶行业面临生死存亡的严峻挑战。
发明内容
为了切断橡胶硫化、再生、硫化的恶性循环，为了提供一种高效环保的废旧橡胶利用新方式，本发明专利提供了一种胶粉基热塑性动态硫化橡胶（TPRV）的制备方法，创新性的打破了废旧橡胶再生、硫化、再生的恶性循环，整个生产过程高效环保，生产出来的弹性体成本低廉，性能优良，可实现良好的经济价值。
本发明提供了利用双螺杆造粒机一步法生产一种热塑性动态硫化橡胶的配方及工艺。以重量份数计，配方如下：
废旧橡胶粉: 30-70
聚烯烃树脂: 20-70
环保增塑剂： 5-30
马来酸酐接枝聚烯烃： 5-20
活化剂HF-28： 1-5
交联剂: 2-8
白矿油： 0.5
优选的，所述废旧橡胶粉为20-30目胶粉。
优选的，所述聚烯烃树脂为聚乙烯、聚丙烯、氯化聚乙烯的一种或多种。
优选的，所述环保增塑剂包括环保芳烃油、石蜡油、对苯二甲酸二辛酯的一种或多种。
优选的，所述活化剂HF-28是我们自制的，其配方组份为：促进剂MBT：5〜15份 促进剂TBBS: 5份氧化锌: 2份 硬脂酸: 3份 液体EPDM: 5〜10份 三乙醇胺：5〜15份。
优选的，所述交联剂为硫磺、DCP、BIBP的一种或多种。
本发明提供了一种胶粉基热塑性动态硫化橡胶的制备方法，包括如下步骤：
（1）称取30〜70份废旧橡胶粉、3〜5份活化剂HF-28、5〜30份增塑剂、20〜70份聚烯烃，加入到高混机里（温度：80℃转速：60r/min）搅拌1个小时后卸料备用（我们称为A料）。
（2）称取5〜20份马来酸酐接枝聚烯烃、2〜8份交联剂、 0.5份白矿油，加到高混机里（不加热转速：60r/min）搅拌分散后卸料备用（我们称为B料）。
（3）把A料加到主喂料料斗里，B料加到侧喂料料斗里，侧喂料调整在双螺杆的第五区（一共九区）。
（4）双螺杆温度设置从一区到机头：160℃〜180℃、160℃〜180℃、 180℃〜220℃、180℃〜220℃、180℃〜220℃、180℃〜220℃、180℃〜220℃、160℃〜180℃、160℃〜180℃、160℃〜180℃。
（5）双螺杆设置转速：150〜220转，挤出、拉条、打水、切粒、包装。
优选的，步骤（3）中把A料加到主喂料料斗里，B料加到侧喂料料斗里，侧喂料调整在双螺杆的第五区（一共九区）。
优选的，步骤（4）中双螺杆温度设置从一区到机头：160℃〜180℃、160℃〜180℃、180℃〜220℃、180℃〜220℃、180℃〜220℃、180℃〜220℃、180℃〜220℃、160℃〜180℃、160℃〜180℃、160℃〜180℃。
优选的，步骤（5）中双螺杆设置转速：150〜220转。
与现有的技术相比，本发明具有如下创新点：
本发明采用一步法工艺，整合了废旧胶粉的动态脱硫、胶粉与聚烯烃树脂的熔融共混、脱硫后胶粉的动态交联、交联后的胶粉树脂共混体的相反转、挤出造粒。相比现有技术大大提高了生产效率，节约了设备投资、节约了场地。
本发明生产的热塑性硫化橡胶（TPRV）既具有硫化胶的回弹性和抗冲击性，又具有塑料的良好的加工性和可重复利用性，相比再生胶加工成型简单，工艺环保、可重复使用。
本发明生产的热塑性硫化橡胶（TPRV）,硬度范围：40A-95A 拉伸强度： 8MPA以上、伸长率：200以上，可以用来生产橡胶板、橡胶轮、防水卷材、鞋底、橡胶杂件等，有良好的经济价值。
附图说明
为了更清楚的体现本发明的工艺创新点，附图说明挤出机的喂料具体实施方式和基本工艺参数。通过附图1我们可以清晰的看到从左到右双螺杆九段温区及机头的温度设定，也可以明确的看到侧喂料位于双螺杆的第五区，我们还可以看到双螺杆的转速设定。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明
实施例1
各种原料及其质量份数为：轮胎胶粉：60份高密度聚乙烯：30份环保芳烃油：10份马来酸酐接枝聚乙烯：10份活化剂HF-28: 3份 BIBP-40:3份白矿油：0.5份
其制备方法，按如下步骤进行：
步骤1）称量轮胎胶粉60kg、高密度聚乙烯30kg、芳烃油：10kg 活化剂3KG，投料到高混机里，温度设定为：80℃转速：60r/min 搅拌一小时后卸料备用（我们称为A料）。
步骤2）称量马来酸酐接枝聚乙烯10kg、BIBP-40 4KG、白矿油0.5kg，投料到高混机里，温度为常温，转速60r/min搅拌十分钟后卸料备用（我们称为B料）。
步骤3）中把A料加到主喂料料斗里，B料加到侧喂料料斗里。
步骤4）双螺杆温度设置从一区到机头：180℃、180℃、 180℃、210℃、210℃、210℃、210℃、160℃、160℃、160℃。
步骤5）双螺杆设置转速：180转挤出、拉条、打水、切粒、包装。
步骤6）性能检测。根据GB/T 528-2009 标准进行性能检测，制备出的胶粉基热硫化橡胶的拉伸强度为：11.3Mpa，扯断伸长率：276%，邵氏硬度： 72A 。
实施例2
各种原料及其质量份数为：集装箱密封条胶粉：60份聚丙烯：30份石蜡油：15份马来酸酐接枝聚丙烯：10份活化剂HF-28: 2份 DCP-40:4份白矿油：0.5份
其制备方法，按如下步骤进行：
步骤1）称量密封条胶胶粉60kg、聚丙烯30kg、石蜡油15kg 活化剂2KG，投料到高混机里，温度设定为：60℃转速：60r/min 搅拌一小时后卸料备用（我们称为A料）。
步骤2）称量马来酸酐接枝聚丙烯10kg、DCP-40 4KG、白矿油0.5kg，投料到高混机里，温度为常温，转速60r/min 搅拌十分钟后卸料备用（我们称为B料）。
步骤3）中把A料加到主喂料料斗里，B料加到侧喂料料斗里。
步骤4）双螺杆温度设置从一区到机头：170℃、170℃、 205℃、205℃、205℃、205℃、205℃、160℃、160℃、160℃。
步骤5）双螺杆设置转速：160转挤出、拉条、打水、切粒、包装。
步骤6）性能检测。根据GB/T 528-2009 标准进行性能检测，制备出的胶粉基热硫化橡胶的拉伸强度为：8.5 Mpa，扯断伸长率：315%，邵氏硬度：68A 。
实施例3
各种原料及其质量份数为：耐油大底胶粉：60份氯化聚乙烯：30份对苯二甲酸二辛酯：20份马来酸酐接枝氯化聚乙烯：10份活化剂HF-28: 3份 硫磺:2份白矿油：0.5份
其制备方法，按如下步骤进行：
步骤1）称量耐油大底胶粉60kg、氯化聚乙烯30kg、对苯二甲酸二辛酯20kg 活化剂3KG，投料到高混机里，温度设定为：60℃转速：60r/min 搅拌一小时后卸料备用（我们称为A料）。
步骤2）称量马来酸酐接枝聚乙烯10kg、硫磺2kg、白矿油0.5kg，投料到高混机里，温度为常温，转速60r/min 搅拌十分钟后卸料备用（我们称为B料）。
步骤3）中把A料加到主喂料料斗里，B料加到侧喂料料斗里。
步骤4）双螺杆温度设置从一区到机头：160℃、160℃、 200℃、200℃、200℃、200℃、200℃、160℃、160℃、160℃。
步骤5）双螺杆设置转速：150转挤出、拉条、打水、切粒、包装。
步骤6）性能检测。根据GB/T 528-2009 标准进行性能检测，制备出的胶粉基热硫化橡胶的拉伸强度为：9.5 Mpa，扯断伸长率：325%，邵氏硬度：65A 。
Claims (14)
1.一种胶粉基热塑性动态硫化橡胶（TPRV）的制备方法，其特征在于：配方组份如下：
废旧橡胶粉: 30-70
聚烯烃树脂: 20-70
环保增塑剂： 5-30
马来酸酐接枝聚烯烃： 5-20
活化剂HF-28： 1-5
交联剂: 2-8
白矿油： 0.5
根据权利要求1所述的一种胶粉基热塑性动态硫化橡胶（TPRV）的制备方法，其特征在于：所述废旧橡胶粉为20-30目胶粉。
2.根据权利要求1所述的一种胶粉基热塑性动态硫化橡胶（TPRV）的制备方法，其特征在于：所述聚烯烃树脂为聚乙烯、聚丙烯、氯化聚乙烯的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种胶粉基热塑性动态硫化橡胶（TPRV）的制备方法，其特征在于：所述环保增塑剂包括环保芳烃油、石蜡油、对苯二甲酸二辛酯的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种胶粉基热塑性动态硫化橡胶（TPRV）的制备方法，其特征在于：所述活化剂HF-28是我们自制的，其配方组份为：促进剂MBT：5〜15份 促进剂TBBS: 5份 氧化锌: 2份 硬脂酸: 3份 液体EPDM: 5〜10份 三乙醇胺：5〜15份。
5.根据权利要求1所述的一种胶粉基热塑性动态硫化橡胶（TPRV）的制备方法，其特征在于：所述交联剂为硫磺、DCP、BIBP的一种或多种。
6.一种胶粉基热塑性动态硫化橡胶（TPRV）的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）称取30〜70份废旧橡胶粉、1〜5份活化剂HF-28、5〜30份增塑剂、20〜70份聚烯烃，加入到高混机里搅拌分散后卸料备用（我们称为A料）。
7.（2）称取5〜20份马来酸酐接枝聚烯烃、2〜8份交联剂、 0.5份白矿油，加到高混机里搅拌分散后卸料备用（我们称为B料）。
8.（3）把A料加到主喂料料斗里，B料加到侧喂料料斗里，侧喂料调整在双螺杆的第五区（一共九区）。
9.（4）双螺杆温度设置从一区到机头：160℃〜180℃、160℃〜180℃、 180℃〜220℃ 、180℃〜220℃、180℃〜220℃、180℃〜220℃、180℃〜220℃、160℃〜180℃、160℃〜180℃、160℃〜180℃。
10.（5）双螺杆设置转速：150〜220转，挤出、拉条、打水、切粒、包装。
11.根据权利要求7所述的一种胶粉基热塑性动态硫化橡胶（TPRV）的制备方法，其特征在于：加料方式：把A料加到主喂料料斗里，B料加到侧喂料料斗里。
12.根据权利要求7所述的一种胶粉基热塑性动态硫化橡胶（TPRV）的制备方法，其特征在于：侧喂料调整在双螺杆的第五区（一共十区）。
13.根据权利要求7所述的一种胶粉基热塑性动态硫化橡胶（TPRV）的制备方法，其特征在于：双螺杆的温度设置：双螺杆温度设置从一区到机头：160℃〜180℃、160℃〜180℃、180℃〜220℃ 、180℃〜220℃、180℃〜220℃、180℃〜220℃、180℃〜220℃、160℃〜180℃、160℃〜180℃、160℃〜180℃。
14.根据权利要求7所述的一种胶粉基热塑性动态硫化橡胶（TPRV）的制备方法，其特征在于：双螺杆设置转速：150〜220转。
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| CN202210340394.XA CN116925448A (zh) | 2022-04-02 | 2022-04-02 | 一种胶粉基热塑性动态硫化橡胶及其制备方法 |
Publications (1)
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| CN116925448A true CN116925448A (zh) | 2023-10-24 |
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ID=88374209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN202210340394.XA Pending CN116925448A (zh) | 2022-04-02 | 2022-04-02 | 一种胶粉基热塑性动态硫化橡胶及其制备方法 |
Country Status (1)
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-
2022
- 2022-04-02 CN CN202210340394.XA patent/CN116925448A/zh active Pending
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