一種用於廢硫化膠粉的改性劑及處理方法
2023-06-01 08:30:06
專利名稱：一種用於廢硫化膠粉的改性劑及處理方法
技術領域：
本發明涉及一種廢橡膠再生處理工藝方法，具體地說是提供一種用於廢硫化橡膠再生的改性劑及利用這種改性劑處理廢橡膠的方法，本發明所提供的技術特別適於硫化橡膠膠粉的再生處理。
隨著橡膠工業的發展，廢橡膠製品的再生利用也越來越引起人們關注，因為廢舊橡膠的處理不僅是單純的廢物利用問題，而且是涉及如何消除環境汙染的重大問題。由於傳統廢橡膠再生工藝帶來的二次環境汙染，八十年代以來廢橡膠的利用已轉向膠粉或膠粒的直接利用。其中廢硫化膠粉的表面改性處理技術是重要的一種解決途徑。廢硫化膠粉經表面化學處理後加入到製造橡膠製品的膠料中，當硫化時能與膠料交聯結合得很好，不會因加入改性膠粉而使橡膠製品的性能降低到要求的指示以下。而對輪胎的製造在膠料中加入一定量的改性膠粉反而能提高其動態性能，延長輪胎的使用壽命，並降低了輪胎的製造成本。對上述廢硫化膠粉的表面改性處理工藝，選擇適當的改性劑是十分重要技術關鍵。例如，蘇聯專利SU836，029採用帶環氧乙烷基的液體橡膠，SU825，559採用對亞硝基苯胺及其衍生物，SU931，730採用叔胺-烷基或芳基氧化物-醇類的產物，SU1，445，342直接利用防焦劑如鄰苯二甲酸酐，N-環已基硫化鄰苯二甲醯亞胺、N-亞硝基，二苯胺等作為廢硫化膠粉的處理。但這些技術中所使用的改性劑的量較大(3～10%)，且處理工藝複雜要用特殊的混合裝置或硫化床及在較高溫度下(200℃)進行處理，而且所得到的改性膠粉的拉伸強度性並不能令人滿意。
本發明的目的是提供一種用於廢硫化橡膠再生的改性劑及利用這種改性劑處理廢硫化橡膠粉的方法。採用本發明的改性劑對廢硫化膠粉具有很好的活性性能，而且可在常溫，常壓下對膠粉進行處理，其能耗低、設備和工藝簡單，且得到的改性膠粉的性能好。
本發明的廢硫化膠粉改性劑採用季銨鹽類化合物作為改性劑，其結構可用下式表示
1～25碳原子的烴基，例如，烷基、芳基、烷芳基或其中2個或3個R基與氮生成由C、N組成的五元或六元雜環結構;X是滷原子或無機酸根或有機酸根等，季銨鹽化合物的例子如下四甲基氯化銨，四甲基溴化銨、四甲基碘化銨、十六烷基三甲基溴化銨、十八烷基乙基甲基苄基氯化銨、十六烷基乙基二甲基氯化銨、三四基二甲基苄基氯化銨、十八烷基二甲基苄基氯化銨、二甲基苯基苄基溴化胺、二甲基二苄基溴化銨、甲基乙基丙基異丁基氯化銨、十四烷基三甲基氯化銨、十六烷基二甲基苄基溴化銨、十六烷基氯化吡啶、十四烷基溴化吡啶，十二烷基溴化吡啶、十二烷基氯化吡啶、四丁基氯化銨、四丁基溴化銨、四丁基碘化銨、十六烷基甲基乙基溴化銨、十四烷基三甲基溴化銨、乙基三甲基苄基氯化銨、油基二甲基苄基氯化銨、十六烷基乙莖二甲基氯化銨等。
這些委銨鹽可以單獨或二種以上混合使用。季銨鹽改性劑的使用量通常應不少於0.1份重，對100份重膠粉。最好在100份重膠粉中加入0.2～2份重改性劑。季銨鹽改性劑可以其乾粉形式或以醇及其它溶劑將改性劑溶解以溶液的形式使用。本發明的改性劑，可用上述一種化合物也可用二種以上化合物的混合物組成。
利用本發明提的季銨鹽改性劑對廢硫化膠粉進行處理的過程中一般還應加入一定量的軟化劑，例如乙烯焦油、松焦油、妥爾油、石油樹脂或煤焦油等。軟化劑的使用量一般100份重膠粉加入3～20份重的軟化劑。具體地說本發明提供的廢硫化膠粉改性處理方法是按下述過程進行。
本廢硫化膠粉(26～40目胎膠粉)100份重中加入0.1～2份重的季銨鹽改性劑，為有利於改性劑的分散可加適量的溶劑(醇類等)預先使其溶解，其濃度以10～60%(重量)為宜。先將改性劑與膠粉混合，然後加3～20份重最好為3～10份重的軟化劑，充分攪拌均勻，在攪拌過程中應低於100℃，為使改性膠粉保持較好的物理機械性能，攪拌過程在低於70℃以下進行其效果更好。卸料後仃放一段時間(不低於3小時)，使處理劑充分滲透膠粉表面，即可完成廢硫化膠粉的改性處理。
此外，本發明提供的改性劑也可以直接加入到摻有廢硫化膠粉的橡膠製品膠料中混煉，也能起到較佳的效果。
下面通過實施例對本發明的技術給予進一步地說明。
實例1 廢硫化膠粉改性處理1取26目廢外胎膠粉100份重，加改性劑十六烷基三甲基氯化銨0.2份重，軟化劑煤焦油7份重，常壓室溫攪拌20分鐘，放置24小時得改性處理膠粉1。
實例2 廢硫化膠粉改性處理2
取26目廢外胎膠粉100份重，加改性劑正己基氯化2-甲基-5乙基吡啶0.3份重，軟化劑乙烯焦油7份重，常壓室溫攪拌20分鐘，放置24小時得到改性處理膠粉2。
實例3 廢硫化膠粉改性處理3取40目廢外胎膠粉100份重，改性十五烷基溴化吡啶1.8份重，軟化劑煤焦油7份重，常壓室溫攪拌20分鐘，放置24小時得到改性處理膠粉3。
實例4 廢硫化膠粉改性處理4取26目廢外胎膠粉100份重，加改性劑二十五烷基氯化吡啶2份重，煤焦油7份重，未經予攪拌處理，直接摻入膠料(一段煙片膠)中混煉。
實例5 改性膠粉的性能評價改性膠粉的性能評價按下方法混煉膠料配重份比為一段煙片膠100，改性膠粉50、氧化鋅7.5、硫黃4.5、促進劑M1.5，硬脂酸1.5合計163.5份量。改性膠料混入一段煙片膠後，其它按常規進行混煉壓片。硫化條件142±1℃，按GB-529-81規定測定拉伸強度及伸長率。用上述評價方法，測定實例1～4所得改性膠料的性能，其結果列於表1。
表1 改性膠粉性能結果編號 硫化 300%定 拉伸 伸長率 80℃加 灰分 丙酮抽時間 伸應力 強度 失重 出物分 MPa MPa % % % %8 2.7 14.8 600例1 10 3.1 14.3 592 0.75 9 15.615 3.3 13.7 5688 3.3 14.2 606例2 10 3.4 14.0 60015 3.5 10.8 5468 5.5 19.8 561例3 10 5.9 17.8 503 0.77 7.4 17.415 5.5 19.3 5478 2.9 14.6 600例4 10 2.9 15.2 61515 - 13.8 60126目膠粉 10 2.7 11.7 573 0.57 10.4 7.6空白40目膠粉 10 2.5 12.0 577 0.60 7.9 7.9空白由表1的結果，廢硫化膠粉經本發明提供的技術進行改性處理後，其各項物理性能指標均有較大幅度的提高。將經過改性處理的廢硫化膠粉加到50份重(相對原料膠料)時，橡膠製品的拉伸強度稍有下降，但撕裂強度則有所提高，300%定伸壓力增加，促老化性能，抗溼滑性能均有明顯提高。因此，利用本發明提供的技術，可有效地對廢硫化膠粉進行改性處理，其膠粉可作為橡膠製品的廉價原料。不但能提高改性膠粉的性能，減少處理廢橡膠對環境的汙染，且該方法處理工藝簡單，投資少、成本低。
權利要求
1.一種用於處理廢硫化膠粉的改性劑，其特徵在於改性劑為季銨鹽化合物，其分子結構式為
1～25碳原子的烴基，例如，烷基、芳基、烷芳基，或R1、R2、R3和R4中二或三個R基與氮原子形成五元或六元雜環結構；X為滷原子或無機酸根或有機酸根；且改性劑可為上述一種化合物或二種以上化合物的混合物。
2.一種利用權利要求1所述的改性劑處理廢硫化膠粉再生的改性方法，其特徵在於改性劑的使用量相對100份重膠粉，應不少於0.1份重，同時加入3～20份重的軟化劑，使之攪拌均勻。
3.按照權利要求2所述的方法，其特徵在於廢硫化膠粉的改性處理過程中應在溫度低於100℃下進行。
4.按照權利要求2所述的方法，其特徵在於改性劑的用量相對100份重膠粉最好為0.2～2份重。
5.按照權利要求2所述的方法，其特徵在於改性劑可以用其乾粉形式或以醇及其它溶劑將其溶解以溶液的形式使用，當以溶液形式使用時，改性劑的濃度以10～60%(重量)為宜。
6.按照權利要求2所述的方法，其特徵在於所用的軟化劑可為乙烯焦油、松焦油、妥爾油、石油樹脂或煤焦油等。
全文摘要
一種用於廢硫化膠粉的改性處理方法是採用季胺鹽類化合物作為改性劑，其加入量為膠粉的0.2～2份量，同時加入一定量軟化劑在常壓、常溫下進行攪拌混合均勻。經這種改性處理後的廢硫化膠粉，可作為製造各種橡膠製品(如汽車輪胎、運輸帶等)的廉價原料。該改性劑易得，處理方法工藝簡單、投資少、成本低，且改性膠粉的性能好。
文檔編號C08L17/00GK1087099SQ9211187
公開日1994年5月25日 申請日期1992年11月17日 優先權日1992年11月17日
發明者鄒多秀, 陳超, 曾憲謀 申請人:中國科學院大連化學物理研究所