本發(fā)明屬于橡膠脫硫技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及廢膠粉再生技術(shù)。
背景技術(shù):
隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展,橡膠的需求量也越來(lái)越大,從而廢橡膠的誕生也是越來(lái)越大,從而促進(jìn)社會(huì)對(duì)廢橡膠的脫硫再生提出更高的要求。
由于橡膠的硫化是個(gè)不可逆化學(xué)反應(yīng),因此橡膠的回收利用及其不易。前人為了讓廢橡膠再次利用,把一些老化或廢橡膠制品磨成粉,制成廢膠粉。其用意是增加表面積,讓其軟化或打斷其化學(xué)鍵。為了讓其更好的軟化或打斷其交聯(lián)鍵,大都采用了高溫高剪切強(qiáng)度的機(jī)械力。但由于高溫讓廢膠粉的大部分鍵都打開(kāi),釋放了好多有毒有害的氣體,不僅污染了大氣,而且其耗能也非常之大,導(dǎo)致了得不償失,害大于利的局面。因此追求一種低溫干法制得再生膠的方法,已經(jīng)是明智之舉。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的提供一種簡(jiǎn)單的采用脫硫劑輔助低溫機(jī)械力化學(xué)再生膠粉的制備方法。
本發(fā)明包括以下步驟:
1)將廢膠粉在60~80℃下干燥2~4小時(shí);
2)將干燥的廢膠粉和軟化劑混合,經(jīng)開(kāi)煉機(jī)薄通10~20次后,再加入脫硫劑,再薄通5~10次,然后再加入氧化鋅、硬脂酸、促進(jìn)劑m(2-巰醇基苯并噻唑)和硫黃進(jìn)行混煉,出片后靜置6~24小時(shí),得再生膠片。
以上片狀再生膠片只需在10~20mpa下平板硫化,形成設(shè)計(jì)需要的各種形狀的橡膠制品。
本發(fā)明通過(guò)步驟1)的干燥,可去除廢膠粉中的水分及小分子。本發(fā)明利用軟化劑,其一是使廢膠粉先有初步的溶脹,有利于接下來(lái)脫硫劑的充分進(jìn)入做好準(zhǔn)備,其二是使廢膠粉軟化黏合,有利于成片、有利于加工。本發(fā)明中橡膠的再生脫硫是通過(guò)在廢膠粉中加入再生用脫硫劑來(lái)打斷硫化膠中的硫交聯(lián)劑,從而破壞膠粉的三維網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)的改性方法。
本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明在開(kāi)煉機(jī)作為常用橡膠加工設(shè)備,對(duì)于一般橡膠廠都能加工。本發(fā)明在常溫下廢膠粉再生,無(wú)有害氣體排出,具有工藝簡(jiǎn)單,效率高,能耗低,無(wú)環(huán)境污染的特點(diǎn),利于工業(yè)化生產(chǎn)。
進(jìn)一步地,本發(fā)明步驟1)中所述廢膠粉的粒徑為20~100目,可去除廢膠粉中的水分及一些可揮發(fā)的小分子,凈化廢橡膠。
進(jìn)一步地,所述廢膠粉的粒徑為20目。20目為廢膠粉的比表面積較小的膠粉,另一方面也說(shuō)明20目的膠粉是較為差的產(chǎn)品,用20目膠粉是因?yàn)樵谳^為差的膠粉實(shí)驗(yàn),如果效果明顯,那目數(shù)較高的膠粉都應(yīng)該有效果,都可能適用。
所述軟化劑為液體古馬隆、鄰苯二甲酸二丁脂、環(huán)氧大豆油、石蠟油或氯化石蠟中的至少任意一種。采用以上具體產(chǎn)品為本工藝的軟化劑的設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn):其一是使廢膠粉先有初步的溶脹,有利于接下來(lái)脫硫劑的充分進(jìn)入做好準(zhǔn)備,其二是使廢膠粉軟化黏合,有利于成片、有利于加工。
更優(yōu)選地,所述軟化劑為液體古馬隆。
所述脫硫劑為三縮二甘醇二縮乙硫醇酸酯。三縮二甘醇二縮乙硫醇酸酯是一種脂類(lèi),一方面其潤(rùn)滑性好可以和橡膠相容性很好,充分進(jìn)入廢橡膠的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中;另一方面利用其功能基團(tuán)巰基進(jìn)入廢橡膠三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中破壞其交聯(lián)鍵,使得其廢橡膠交聯(lián)密度下降,達(dá)到脫硫效果,也利于本發(fā)明中脫硫,利于合成。
所述干燥的廢膠粉、軟化劑、脫硫劑、氧化鋅、硬脂酸、促進(jìn)劑m和硫黃的投料質(zhì)量比為100∶4~10∶2~10∶2~10∶1~5∶0.5~4∶1~5。該投料比的設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn):其軟化劑和脫硫劑如上所示,其氧化鋅和硬脂酸是橡膠硫化的活化劑,提高其二次硫化的交聯(lián)密度,生成了較短的交聯(lián)鍵,并并增加了新的交聯(lián)鍵,這都是正常配比。
附圖說(shuō)明
圖1為加入不同量的脫硫劑制成的再生膠料在低場(chǎng)核磁共振交聯(lián)弛豫時(shí)間圖譜。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
說(shuō)明:以下各原料份指重量份。
三縮二甘醇二縮乙硫醇酸酯雖然不是公開(kāi)銷(xiāo)售的產(chǎn)品,但其合成方法為公知方法,即將乙硫醇酸或乙硫醇低級(jí)醇酯與三縮乙二醇經(jīng)酯化反或酯交換反應(yīng)獲得。
一、再生膠料的制備:
實(shí)施例1:
(1)將20目廢膠粉在60℃下干燥4小時(shí),析出水分及小分子揮發(fā)物,取得干燥的廢膠粉。
(2)在開(kāi)煉機(jī)上加入100份廢膠粉和4份軟化劑液體古馬隆,薄通20次,取得軟化后的膠片。
(3)在開(kāi)煉機(jī)上在加入以上軟化后的膠片和6份脫硫劑三縮二甘醇二縮乙硫醇酸酯,薄通10次。再依次加入氧化鋅5份、硬脂酸2份、促進(jìn)劑m1.5份和硫黃2份進(jìn)行混煉,最后打三角包,出片靜置6小時(shí),得再生的片狀膠料。
(4)將再生的片狀膠料在10mpa下平板硫化,得到橡膠樣品。
實(shí)施例2:
(1)將20目廢膠粉在80℃下干燥2小時(shí),析出水分及小分子揮發(fā)物,取得干燥的廢膠粉。
(2)在開(kāi)煉機(jī)上加入100份廢膠粉和4份軟化劑液體古馬隆,薄通20次,取得軟化后的膠片。
(3)在開(kāi)煉機(jī)上在加入以上軟化后的膠片和5份脫硫劑三縮二甘醇二縮乙硫醇酸酯,薄通10次。再依次加入氧化鋅5份、硬脂酸2份、促進(jìn)劑m1.5份和硫黃2份進(jìn)行混煉,最后打三角包,出片靜置24小時(shí),得再生的片狀膠料。
(4)將再生的片狀膠料在20mpa下平板硫化,得到橡膠樣品2。
實(shí)施例3:
其它條件同實(shí)施例2,僅改變脫硫劑的加入份數(shù),分別為0、1、2、3、4分別做平行試驗(yàn),分別取得橡膠樣品。
二、再生膠料的性能分析試驗(yàn):
1、將以上橡膠樣品進(jìn)行測(cè)試,其機(jī)械性能見(jiàn)下表:
由上表可見(jiàn):隨著脫硫劑的加入,再二次硫化后的膠片明顯比未加脫硫劑的硫化膠從力學(xué)性能上要好,說(shuō)明了這脫硫工藝有效果,再生膠的性能在提高。
2、將以上橡膠樣品于低場(chǎng)核磁共振交聯(lián)弛豫時(shí)間對(duì)比試驗(yàn)及結(jié)果:
如圖1所示,圖中每個(gè)線條都有三個(gè)峰,代表了廢橡膠里的三種交聯(lián)方式的含量。
大體來(lái)看,從加入了脫硫劑的廢膠粉,其峰的大小、比例和位置都發(fā)生了改變,隨著脫硫劑的加入,三個(gè)峰都在減小,峰是放映了主要交聯(lián)點(diǎn)的束縛上的h,從而放映交聯(lián)密度,其大小、比例都在減小,間接地說(shuō)明交聯(lián)的降低,主要的其位置在向右移動(dòng),說(shuō)明弛豫時(shí)間的增加,更加說(shuō)明加入其脫硫劑后的廢橡膠,交聯(lián)鍵的打開(kāi)和脫硫劑的效果得明顯。
從實(shí)例來(lái)看,加入6份脫硫劑的再生膠比5份的力學(xué)性能要好,總之加入脫硫劑的再生膠都比無(wú)脫硫劑的再生膠力學(xué)性能要好。