CN1704446A - 一种废旧硫化橡胶生产热塑性弹性体的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种废旧硫化橡胶生产热塑性弹性体的方法。具体是将3－5mm的废旧硫化橡胶加入表面反应改性剂并混合均匀，通过粉碎而实现机械力化学粉碎改性，然后将改性胶粉与聚烯烃塑料、物理、化学反应增容剂及其它助剂，由普通塑料混合设备原位反应加工制成。该热塑性弹性体综合性能好，成本低，采用普通热塑性塑料设备加工成型，可用于防水片材，工业胶板和鞋材等制品的生产。

Description

一种废旧硫化橡胶生产热塑性弹性体的方法

一、技术领域

本发明涉及一种热塑性弹性体的制备方法，特别是一种废旧硫化橡胶生产热塑性弹性体的方法。

二、背景技术

废旧橡胶的回收利用是一个世界性难题，主要是其不能像塑料那样通过热加工回收，也不能在自然界中自行降解。为保护环境，世界各国都尽量采用热塑性弹性体来替代硫化橡胶，并重视开发废旧硫化橡胶的再生资源化利用。由废旧硫化橡胶生产热塑性弹性体对合理利用资源保护环境意义重大。

在CN88101416中公布了一种再生胶/聚乙烯热塑性弹性体及其制备方法。其主要采用再生胶与聚乙烯通过添加硫化剂动态硫化制备。该法不足之处在于原材料选用再生胶，而再生胶生产存在能耗高，污染环境，生产流程长等缺点，且由其制备的热塑性弹性体材料性能不高。CN1122345公布了含有粉碎的硫化橡胶和聚烯烃树脂热塑性组合物，该方法采用粉碎的硫化橡胶与聚烯烃共混，并加入功能化的烯烃类聚合物改善其共混相容性。不足之处在于选用废旧硫化橡胶粒径大，表面未改性，在高比例废旧硫化橡胶用量时，制备的热塑性弹性体性能差。

三、发明内容

本发明的目的是克服上述方法之不足，以废旧硫化橡胶为主要材料，通过机械力化学粉碎反应改性后，与聚烯烃塑料、物理和化学增容剂反应共混制备高性能低成本热塑性弹性体。该方法提高废旧硫化橡胶的利用比例，有效降低了硬度和生产成本，并提高了材料的性能，采用普通塑料加工方法加工，生产工艺简单，能耗低，无环境污染。

具体技术内容如下：

一种废旧硫化橡胶生产热塑性弹性体的方法，其共混材料组成包括以下材料：

(1)废旧硫化橡胶，如废旧轮胎；(2)橡胶表面改性剂，为含有乙烯基的酸、酯、酐和使橡胶粉表面官能团化的化合物，如乙烯基单体、含氯化合物、环氧化合物、硫酸等；(3)聚烯烃塑料，其选择聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯及其衍生物等的一种或多种并用，如高压聚乙烯、低压聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、氯化聚乙烯、乙烯一辛烯共聚物、乙烯一醋酸乙烯共聚物等；(4)增容剂选择物理、化学两种增容剂并用。物理增容剂为橡胶、塑料和热塑性弹性体中的至少一种，化学增容剂为反应性的高分子增容剂。如天然橡胶，ABS塑料，SBS热塑性弹性体，丙烯酸接枝改性聚乙烯；(5)加工助剂，如软化增塑剂、补强剂、稳定剂、防老剂等。

本发明的制备方法是废旧硫化橡胶先经破碎机破碎至粒径在5mm以下，然后加入反应性改性剂混合，利用橡胶粉碎机机械力化学粉碎改性，粉碎在常温下进行，温度在10～80℃，接着将其与聚烯烃塑料、增容剂和加工助剂在开炼机、密炼机或双螺杆混炼挤出机中原位反应共混制备。共混反应加工温度在100～200℃，时间5～15分钟之间。共混物的主要组成为废旧硫化橡胶60～85质量份，橡胶表面改性剂0.5～5质量份，塑料15～40质量份，物理、化学增容剂5～15质量份，软化增塑剂0～10质量份，补强填充剂0～50质量份，防老剂1～2质量份。

本发明的废旧硫化橡胶热塑性弹性体可由普通塑料成型设备加工成各种制品，如防水片材、胶板和鞋材等。

在本制备过程中，废旧硫化橡胶热塑性弹性体共混物的混合温度即为普通塑料加工中所用的加工温度，可根据所用塑料的熔融温度而定，应该在保证在塑料完全熔融又不会使塑料分解的范围内选择。此外，根据共混物的加工温度还要能保证物理、化学增容剂的均匀混合及原位化学反应完全。

本发明的废旧硫化橡胶热塑性弹性体比一般方法制备的废旧硫化橡胶热塑性弹性体，废旧橡胶比例高，橡胶与塑料相容性好，界面结合力强，故其拉伸强度和扯断伸长率有很大提高，具有普通塑料的加工性能。本制备方法废旧硫化橡胶使用机械力化学粉改性一体化技术及高分子材料原位反应增容技术，并由普通塑料混合设备加工，其生产工艺简单，成本低，材料性能好，可循环回收利用，无环境污染，适用于工业化批量生产。

四、具体实施方式

实施例1：

一种废旧硫化橡胶生产热塑性弹性体的方法，由废旧硫化橡胶(废旧轮胎)/聚乙烯制备热塑性弹性体。

配方：废旧硫化橡胶                60(质量份)

      三氯异氰脲酸                3.5

      高压聚乙烯                  35

      乙烯-醋酸乙烯共聚物         5

      丙烯酸接枝改性聚乙烯        3

      顺丁橡胶                    5

      煤焦油                      5

      防老剂1010                  1

具体制备过程是废旧轮胎先破碎至尺寸在5mm以下的胶粒，然后与三氯异氰脲酸混合均匀后，由粉碎机粉碎得100目以上的反应改性胶粉，接着将配方中的各种材料加入到密炼机中，在约150～160℃温度下反应共混约10分钟，排料挤出造粒冷却为废旧硫化橡胶热塑弹性体。制备的废旧硫化橡胶热塑性弹性体性能为：

硬度(邵尔A)75度，拉伸强度7.2MPa，扯断伸长率300％，永久变形14％，撕裂强度32KN/m。

实施例2：

一种废旧硫化橡胶生产热塑性弹性体的方法，由废旧硫化橡胶(废旧轮胎)/聚丙烯制备热塑性弹性体。

 配方：废旧硫化橡胶      85(质量份)

       丙烯酸            3.5

       聚丙烯            15

       三元乙丙橡胶      5

       氯化聚丙烯        3

       防老剂1010        0.5

 按照实施例1的制备方法，由实施例2配方中的材料制备，其共混设备为双螺杆挤出机，反应共混温度控制在175～185℃之间。制备的废旧硫化橡胶热塑性弹性体性能为：

硬度(邵尔A)78度，拉伸强度7.8MPa，扯断伸长率320％，永久变形10％，撕裂强度28KN/m。

实施例3：

一种废旧硫化橡胶生产热塑性弹性体的方法，由废旧硫化橡胶(废耐油胶板)/聚氯乙烯制备热塑性弹性体。

配方：废旧硫化橡胶       80(质量份)

      顺丁烯二酸酐       4.0

      聚氯乙烯           20

      氯化聚乙烯         5

      DOP                5

      复合稳定剂         0.8

      防老剂RD           1.5

按照实施例1的制备方法，由实施例3的配方中的材料制备。其共混反应温度在165～175℃之间。制备的废旧硫化橡胶热塑性弹性体性能为：

硬度(邵尔A)70度，拉抻强度8.2MPa，扯断伸长率350％，永久变形10％，撕裂强度30KN/m。

实施例4：

一种废旧硫化橡胶生产热塑性弹性体的方法，由废旧硫化橡胶(废旧乙丙橡胶防水片材)/乙烯-辛烯共聚物制备的热塑性弹性体。

配方：废旧硫化橡胶                       80(质量份)

      过氧乙酸                           3.0

      乙丙橡胶                           5

      乙烯一辛烯共聚物                   20

      顺丁烯二酸酐接枝乙烯-辛烯共聚物    3

      高耐磨炭黑                         3

      环烷油                             5

      防老剂4010NA                       1.2

按照实施例1的制备方法，由实施例4配方中的材料制备。其共混温度在155～165℃之间。制备的废旧硫化橡胶热塑性弹性体性能为：

硬度(邵尔A)72度，拉伸强度8.0MPa，扯断伸长率360％，永久变形8％，撕裂强度36KN/m。

实例5：

一种废旧硫化橡胶生产热塑性弹性体的方法，由废旧硫化橡胶(废胶鞋)/氯化聚乙烯制备热塑性弹性体。

配方：废旧硫化橡胶             70(质量份)

      顺丁烯二酸酐             5

      氯化聚乙烯               30

      SBS热塑性弹性体          5

      羧基丁腈橡胶             3

      氯化聚乙烯               30

      白炭黑                   3

      复合稳定剂               1

      煤焦油                   5

      防老剂4010NA             1

按照实施例1的制备方法，由实施例5配方中的材料制备。其共混设备为塑料开炼机，共混反应温度在145～155℃之间。制备的废旧硫化橡胶热塑性弹性体性能为：

硬度(邵尔A)76度，拉伸强度5.8MPa，扯断伸长率300％，永久变形6％，撕裂强度26KN/m。

Claims (4)

1、一种废旧硫化橡胶生产热塑性弹性体的方法，其特征在于：

(1)其共混反应材料组成包括以下材料：

A.废旧硫化橡胶；

B.橡胶表面改性剂；

C.聚烯烃塑料；

D.物理、化学增容剂；

E.加工助剂，如软化增塑剂、补强填充剂、稳定剂、防老剂等；其中，废旧硫化橡胶与聚烯烃塑料的质量比为60∶40～85∶15。

(2)制备方法：

A.废旧硫化橡胶用机械力化学粉碎成粒径为60目以上的胶粉，并在粉碎过程中同时加入橡胶表面改性剂，一步完成粉碎与改性；

B.将改性胶粉与聚烯烃塑料、增容剂、加工助剂通过普通塑料混合设备在熔融状态原位反应加工制备。

2、根据权利要求1所述的一种废旧硫化橡胶生产热塑性弹性体的方法，其特征在于：在粉碎过程中的表面改性剂为含有乙烯基的酸、酯、酐和使橡胶粉表面官能团化的化合物。

3、根据权利要求1所述的一种废旧硫化橡胶生产热塑性弹性体的方法，其特征在于：与废旧硫化橡胶共混的塑料为聚烯烃塑料中的至少一种。

4、权利要求1所述的一种废旧硫化橡胶生产热塑性弹性体的方法，其特征在于：增容剂选择物理、化学两种增容剂并用。物理增容剂为橡胶、塑料和热塑性弹性体中的至少一种，化学增容剂为反应性的高分子增容剂。