CN1392037A - 废橡胶直接制活性胶粉的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及废橡胶直接制活性胶粉的方法，剪切成粒径为1－2mm的废橡胶粗胶粒经一级干燥后直接加入表面处理剂并混合均匀，随后经粉碎细化、二级干燥后筛选分级出料得成品活性胶粉。本发明利用胶粒在粉碎细化过程中产生的热量激活粉粒而与表面处理剂反应，胶粒的粉碎细化与胶粉的表面改性处理过程一次完成，工艺及设备简化，能耗省，可有效地克服粉粒团聚的问题，所得的胶粉产品活性高，相容、稳定性佳，使胶粉的掺用量明显提高。

Description

废橡胶直接制活性胶粉的方法

本发明涉及一种废橡胶直接制活性胶粉的方法，属橡胶回收再利用工艺。

随着工业化水平的提高，国内外橡胶制品，特别是橡胶轮胎的产量迅速递增，随之带来的危害是大量的报废轮胎及橡胶废物给环境造成极大的污染。为保护环境并节省资源，人们越来越重视对废橡胶的综合利用，将废橡胶制成胶粉，将胶粉掺合在新的胶料中制取新的橡胶制品或掺合在其它原料〔如沥青、塑料或防水材料〕中用于提高非橡胶产品的性能等方法是目前废橡胶回收利用的主要途径。一般而言，胶粉的粒径越小，比表面积越大，界面相容性越好，更易与新胶料或其它材料结合，其掺用后的制品性能也越佳。然而，生产过细的胶粉会使成本大幅度提高，另外，由于胶粉颗粒仅含有少量原先硫化时未曾交联的屏蔽分子键，表面活性不大，因此胶粉的掺用量一般限制在10％左右，否则会使物性大幅度下降。采用改性处理的方法，通过改性剂在胶粉的表面发生化学吸附或化学反应，使胶粉表面形成活性膜，这种改性后的活性胶粉，可增加胶粉微粒的表面粘着性，降低表面接合所需的能量，提高分散均匀度，从而可在基本保证制品物理性能或提高制品某些性能的前提下，达到加大胶粉掺用量的目的。目前这种改性处理工序均设于胶粉制成之后，即是对已制得的达到一定细度要求的成品胶粉进行表面改性处理，这种制活性胶粉方法需另置专用设备并提供加热能源，工艺过程复杂，作业不连贯，工作效率低，耗能大，而且因细胶粉的粉粒间易团聚成假性大颗粒，导致胶粉活化均匀度差，影响胶粉的改性效果。

本发明的目的是提供一种废橡胶直接制活性胶粉的方法，它可在制胶粉的过程中同时进行胶粉的表面活化改性处理，以简化工艺，节省能耗及设备投资，并克服活化改性过程中因胶粉团聚而造成的活化均匀性差的问题。

本发明废橡胶直接制活性胶粉的方法包括如下步骤：将废橡胶中夹带的非橡胶类杂物〔如轮胎中的金属丝、纤维丝等〕清除后，用常规的机械加工法剪切成粒径为1-2mm的粗胶粒，经一级干燥器适当干燥后加入表面处理剂，在混合器中均匀混合后，送入专用的粉碎机中进一步粉碎细化，利用胶粒在粉碎细化过程中产生的热量激活粉粒而与表面处理剂反应，使胶粒的粉碎细化与胶粉的表面改性处理过程一次完成，胶粉从粉碎机出料后入二级干燥器适当干燥，经分级器筛选分级后得改性的活性胶粉成品；本发明中所说的表面处理剂包括活性剂、相容剂及粉碎助剂；其中，活性剂是金属氧化物、胺类、不饱和有机酸脂肪酸及盐类中的至少一种化合物，其用量是粗胶粒重量的0.1-5％；相容剂是有机硅、聚烯烃低聚物、锆酸脂、铝酸脂中的至少一种化合物其用量是粗胶粒重量的0.1-5％；粉碎助剂是苯二甲酸酯、芳香族硫醇衍生物中的至少一种化合物，其用量是废橡胶粗粒重量的0.1～3％。

本发明中，表面处理剂化合物的选择根据活性胶粉不同的掺用用途而定，例如对于掺用于橡胶制品及塑料制品的活性胶粉，其活性剂选自氧化锌、氧化钙、氧化镁、硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸钙、油酸、亚油酸中的至少一种化合物；相容剂选自硅烷、锆酸脂、铝酸脂、无规聚丙烯、聚乙烯蜡中的至少一种化合物；粉碎助剂选自三氯硫酚、邻苯二甲酸二甲脂中的至少一种化合物。

对于掺用于道路铺材及防水材料的活性胶粉，其活性剂选自乙醇胺、丙烯酸、二甲苯丙烯酸乙二醇脂、甲基丙烯酸中的至少一种化合物；相容剂选自硅烷、无规聚丙烯，聚乙烯蜡、苯酐中的至少一种化合物；粉碎剂选自五氯硫酚、邻苯二甲酸二甲脂中的至少一种化合物。

粗胶粒按以上各步骤进行过程中，物料在各设备之间通过螺旋输送器或刮板输送器连续输送，分级后符合粒度要求的细粉送入成品槽，粗料可返回混合器再加工。某些对胶粉的细度无严格要求的场合〔如掺用于道路铺材〕，则可不需要分级工序，第二级干燥器的出料可直接全部送入成品槽。

从上述方案可知，本发明制活性胶粉的方法中，表面处理剂是在粉碎步骤之前就加入粗胶粒中进行混合的，粉碎机械在对胶粒施加剪切、研磨、冲击等作用力时，胶粒被粉碎细化，同时部分机械能转化为热能，粉粒受热被激活，使粉粒的内聚能和表面活性发生改变，极易与添加的表面处理剂发生反应，因而在胶粒的粉碎细化过程与胶粉的表面处理过程一次完成。与现行的胶粉表面活性方法相比，本发明无需另设专用设备和外加能源，使活性胶粉的生产过程连续化，大大简化了工艺，节省了设备投资和能耗，而且在粉碎机机械力的作用下，促进并强化了表面处理剂的反应，可有效地克服粉粒团聚的问题，使表面处理剂与粉粒的结合更均匀，反应更充分，因而所得的胶粒产品活性高，稳定性及相容性好，品质更佳，因而能使胶粉的掺用量明显提高。

附图表示本发明废橡胶制活性胶粉的工艺流程示意图。

如附图所示，粒径为1-2mm的废橡胶粗粒送入一级干燥器1加热干燥后送入混合器2，同时向混合器2中投入表面处理剂，二者混合后送入粉碎机3，在此胶粒被粉碎成胶粉，同时与表面处理剂反应成活性胶粉，继续输送入二级干燥器4，适当干燥后送入分级器5根据胶粉粒径进行分级筛选，其中粒径附合要求的细胶粉送入成品槽6，不符合要求的粗胶粉送回混合器2内再处理。本流程中，物料在各设备之间的运行均通过螺旋输送器输送。

下面提供本发明的实施例，并结合附图流程加以说明。

实施例一  掺用于橡胶制品及塑料制品的活性胶粉的制备

将含有天然橡胶70％〔重量〕，丁苯橡胶30％〔重量〕的废橡胶轮胎去除杂质后剪切成粒径为1-2mm的胶粒，送入一级干燥器1，在90℃下进行干燥10分钟，出料送入混合器2，同时向混合器内按以下配比投入表面处理剂〔以下各化合物百分比分别表示与胶粒的重量比〕：活化剂乙醇胺1％，相容剂硅烷3％，粉碎助剂三氯硫酚1.5％，均匀搅拌后出料入粉碎机3，粉碎成粒径≤250微米的胶粉，出料后入二级干燥器4，90℃下进行干燥10分钟，出料送入分级器5，经分级筛选，其中80％胶粉通过180微米筛网孔而作为80目成品细胶细料送入成品槽6，其余20％的粗料〔60-80目〕返回至混合器2再加工。

实施例二  掺用于道路铺材和防水材料的活性胶粉的制备

将含有天然橡胶30％，丁苯橡胶20％顺丁橡胶50％的废轮胎为原料，制备活性胶粉的操作步骤与实施例一相同，所不同的是表面处理剂按以下配比投入〔各化合物的百分比分别表示与胶粒的重量比〕：活化剂甲基丙烯酸1％，相容剂无规聚丙烯3％，粉碎助剂邻苯二甲酸二甲脂1％。胶粉经分级器5筛分后，85％的粉料可通过250微米的筛网孔，成为80目成品细料，其余1 5％粗料〔60-80目〕返回再加工。

Claims (3)

1.废橡胶直接制活性胶粉的方法，包含如下步骤：将废橡胶剪切成粒径为1-2mm的粗胶粒，经一级干燥、粉碎细化、二级干燥后筛选分级出料，其特征是经一级干燥后的粗胶粒物料在粉碎细化之前加入表面处理剂，均匀混合，利用胶粒在粉碎细化过程中产生的热量激活粉粒而与表面处理剂反应，胶粒的粉碎细化与胶粉的表面改性处理过程一次完成；所说的表面处理剂包括活性剂、相容剂及粉碎助剂；其中，活性剂为金属氧化物、胺类、不饱和有机酸及盐类中的至少一种化合物其用量是废橡胶胶粒重量的0.1-5％；相容剂是有机硅、聚烯烃低聚物、锆酸脂、铝酸脂中的至少一种化合物，其用量是粗胶粒重量的0.1-5％；粉碎助剂是苯二甲酸酯、芳香族硫醇衍生物中的至少一种化合物，其用量是废橡胶粗粒重量的0.1～3％。

2.根据权利要求1所述的废橡胶直接制活性胶粉的方法，其特征是所说的表面处理剂中的活性剂选自氧化锌、氧化钙、氧化镁、硬脂酸锌、硬脂酸镁、硬脂酸钙、油酸、亚油酸中的至少一种化合物；相容剂选自硅烷、锆酸脂、铝酸脂、无规聚丙烯、聚乙烯蜡中的至少一种化合物；粉碎助剂选自三氯硫酚、邻苯二甲酸二甲脂中的至少一种化合物。

3.根据权利要求1所述的废橡胶直接制活性胶粉的方法，其特征是所说的表面处理剂中的活性剂选自乙醇胺、丙烯酸、二甲苯丙烯酸乙二醇脂、甲基丙烯酸中的至少一种化合物；相容剂选自硅烷、无规聚丙烯，聚乙烯蜡、苯酐中的至少一种化合物；粉碎剂选自五氯硫酚、邻苯二甲酸二甲脂中的至少一种化合物。