一種矽橡膠改性母粒的製作方法
2023-07-28 23:20:31 1
專利名稱：一種矽橡膠改性母粒的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種矽橡膠改性母粒，特別涉及一種以矽橡膠工業廢液含氯漿渣為原料對一種活化橡膠粉進行氯化反應生成的矽橡膠改性母粒。
背景技術：
目前，由廢輪胎加工的橡膠粉，主要成分是橡膠及各種輪胎製造助劑，與其它材料相容性差，故影響其應用範圍，必須經過活化處理，才能使其重獲生膠性質，在一定程度上恢復粘性性質；活化後的橡膠粉可用於浙青改性、橡塑複合材料等領域。為了提高廢橡膠顆粒的粘著性能，目前工業上活化廢橡膠所採用的辦法一是採用叔丁酚甲醛樹脂為硫化劑、氯化亞錫為促進劑的硫化體系，用滷化的方法提高其硫化速度和粘性；二是在高溫下用活化劑420(多烷基苯酚二硫化物)及增大氯化亞錫用量的方法來解決橡膠粘性及硫化速度，使廢橡膠粉脫硫還原生膠粘附性質，繼而保證與其它材料的混融性，達到對其它材料的改性目的。也就是說，常規的提高廢橡膠顆料的粘著性能方法都是採用脫硫的辦法來達到目的的，但是脫硫過程複雜，環境汙染較重，同時也要耗費能源， 十分不經濟。同時，經過脫硫活化得到的廢橡膠顆粒與基質浙青摻和是一個物理混合的過程，廢橡膠顆粒沒有發生化學膠溶，所製備的活化橡膠顆粒彈性和強度不好，不具備抗低溫和耐氧化性能。有機矽漿渣是有機矽單體特別是甲基氯矽烷單體合成過程中所產生的廢棄物，有機矽漿渣的主要成分是有機矽單體、氯矽烷以及高含量的金屬銅以及少量的其它金屬。有機矽漿渣如果暴露在空氣中，就會燃燒和(或)形成強酸霧和液體，對環境造成嚴重汙染， 不僅汙染環境，也造成大量的氯損失，必須進行無害化處理。目前對於有機矽廢漿渣，主要採用水解方法進行處理，水解反應會產生鹽酸氣體、酸水和酸性固體廢渣三廢，對環境帶來的二次汙染還非常的嚴重，不適於對有機矽生產行業的環保要求。然而目前除了水解沒有更好的漿渣環保處理技術，廢渣漿的處理問題已經成為制約有機矽工業發展的瓶頸。
發明內容
本發明的目的在於克服現有技術中所存在的現有活化橡膠顆粒彈性和強度不高、 不具備抗低溫和耐氧化性能以及有機矽漿渣處理的問題，提供一種改進的矽橡膠改性母粒及其製備方法。本發明有機矽漿渣中的含矽(有機矽)單體與活化橡膠粉發生氯化反應，製得矽橡膠改性母粒，所製備的矽橡膠改性母粒成本低廉，具有良好的抗低溫和耐氧化性能。為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案一種矽橡膠改性母粒，包括活化橡膠粉、浙青、有機矽漿渣，各組分的重量比例為 活化橡膠粉浙青有機矽漿渣=(90-105) (2-38) (1-30)，所述活化橡膠粉包括廢舊輪胎粉和活化劑，所述廢舊輪胎粉與活化劑的重量比例為(94-100) (3-10)。上述矽橡膠改性母粒中，不僅加入了浙青、活化劑對廢舊輪胎粉進行改性，而且加入了有機矽漿渣，由於有機矽漿渣中含有有機矽單體、氯矽烷以及單質金屬銅，而活化橡膠粉中含有廢舊輪胎粉及活化劑，在單質金屬銅、活化劑存在的情況下，有機矽漿渣中的有機矽單體與廢舊輪胎粉發生嵌合反應，有助於增加橡膠顆粒的彈性；同時，氯矽烷與橡膠顆粒發生氯化反應，有助於增加橡膠顆粒的強度；在上述兩種反應的協同作用下，所得矽橡膠母粒的整體性能得以改善。另一方面，基質浙青不僅具有活化橡膠粉的作用，而且可作為柔軟劑和粘合劑，對有機矽漿渣進行吸附、包裹以隔離空氣，從而防止機矽漿渣吸附空氣中的水份而分解氯化氫氣體。優選的，上述矽橡膠改性母粒中，各組分的重量比例優選為活化橡膠粉浙青 有機矽漿渣=(90-100) (5-30) (1-20)。在上述比例範圍內，本發明的矽橡膠改性母粒的性能較佳，本發明的矽橡膠改性母粒經基質浙青高溫加熱O00-250°C)混合稀釋氯化，即可得到合成橡膠浙青，得到的合成橡膠浙青的5°C下延伸度為13-25cm，軟化點為 53-90°C，25°C下的針入度為83-97，彈性恢復為61-88%，180°C旋轉粘度為2. 43-4. 30，整體性能優於國家標準。優選的，上述矽橡膠改性母粒中，各組分的重量比例優選為活化橡膠粉浙青 有機矽漿渣=(95-100) (10-30) (5-15)。在上述比例範圍內，本發明的矽橡膠改性母粒的性能較佳，本發明的矽橡膠改性母粒經基質浙青高溫加熱O00-250°C)混合稀釋氯化，即可得到合成橡膠浙青，得到的合成橡膠浙青的5°C下延伸度為17-29cm，軟化點為 58-99°C，25°C下的針入度為76-106，彈性恢復為66-90%，180°C旋轉粘度為2. 78-4. 30，整體性能優於國家標準。優選的，上述矽橡膠改性母粒中，各組分的重量比例優選為活化橡膠粉浙青 有機矽漿渣=100 (10-30) (5-10)。在上述比例範圍內，本發明的矽橡膠改性母粒整體性能效果最佳，本發明的矽橡膠改性母粒經基質浙青高溫加熱O00-250°C)混合稀釋氯化，即可得到合成橡膠浙青，得到的合成橡膠浙青的5°C下延伸度為20-32cm，軟化點為 73-105°C，25°C下的針入度為83-110，彈性恢復為72-95 %，180°C旋轉粘度為3. 11-4. 83， 整體性能優於國家標準。進一步的，上述矽橡膠改性母粒中，所述活化劑為己二醇或四甲基葵炔二醇。上述兩種改性劑有助於提高橡膠粉的粘著性，而且有助於有機矽單體與廢舊輪胎粉發生嵌合反應、氯矽烷與橡膠顆粒發生氯化反應，有助於改善矽橡膠母粒的整體性能。進一步的優選的，上述矽橡膠改性母粒中，所述活化劑為己二醇，所述廢舊輪胎粉己二醇的重量比例優選為(94-96) G-6)。上述橡膠粉活化劑由廢舊輪胎粉和己二醇組成，其中，己二醇是一種橡膠交聯劑，化學組份為2，5-二甲基-2，5-己二醇，英文名2， 5-dimethyl-2, 5-hexanediol，分子式為C8H18O2，為白色粉狀或片狀，具有促進基質浙青和橡膠碳氫分子低溫合成浙青的功能，能增加橡膠粉活化劑的滲透性。而且，根據本發明的實施例，在上述比例範圍內，己二醇對廢舊輪胎粉發生嵌合反應、氯矽烷與橡膠顆粒發生氯化反應的促進作用較佳。進一步優選的，上述矽橡膠改性母粒中，所述活化劑為四甲基葵炔二醇，所述廢舊輪胎粉四甲基葵炔二醇的重量比例優選為100 (3-10)。上述橡膠粉改性劑由廢舊輪胎粉和四甲基葵炔二醇組成，其中，活化劑四甲基葵炔二醇，是一種多功能非離子表面活性劑，化學組分為2，4，7，9-四甲基-5-癸炔-4，7- 二醇，分子式C14H26O2,為白色或微黃蠟狀物，具有顏料分散能力強，優異的低泡性和適度的消泡功能，另外，四甲基葵炔二醇具有防
4止橡膠浙青改性劑從浙青中離析的作用，不需要脫硫工序即可賦予橡膠粉較高的粘著性， 恢復其生膠性質。而且，根據本發明的實施例，在上述比例範圍內，四甲基葵炔二醇對廢舊輪胎粉發生嵌合反應、氯矽烷與橡膠顆粒發生氯化反應的促進作用較佳。上述矽橡膠改性母粒的製備方法，包括以下步驟(1)、將基質浙青預熱至120_160°C ；(2)、將活化橡膠粉與步驟(1)中的基質浙青按比例在捏合機中混合，在20-40°C 溫度下捏合；(3)、按比例將有機矽漿渣加入捏合機，使步驟( 所得混合物對有機矽漿渣在 20-40°C溫度下進行吸附、包裹，得到矽橡膠改性母粒。上述活化橡膠粉和有機矽漿渣的捏合溫度較低，有機矽漿渣與活化橡膠粉及浙青的鑲嵌結合反應作用較溫和，而活化橡膠粉與浙青的混合物起到了對有機矽漿渣吸附、包裹從而隔離空氣的作用，有機矽單體與活化橡膠粉發生可改善橡膠粉的彈性；同時，氯矽烷可與活化橡膠粉發生氯化反應，有助於增加活化橡膠粉的強度。與現有技術相比，本發明的有益效果本發明的矽橡膠改性母粒由活化橡膠粉和有機矽漿渣組成，其中有機矽漿渣的氯化矽作為氯來源，在具有活性的游離銅(單質金屬銅)催化劑的作用下，有機矽漿渣中的含矽(有機矽)單體與活化橡膠粉發生氯化反應，有機矽單體可以與活化橡膠粉發生鑲嵌結合反應，得到矽橡膠改性母粒。有機矽單體與活化橡膠粉發生鑲嵌結合反應可改善橡膠粉的彈性；同時，氯矽烷可與活化橡膠粉發生氯化反應，有助於增加活化橡膠粉的強度。本發明的有機矽漿渣中的有機矽單體與活化橡膠粉的結合反應，是因為上述活化橡膠粉是經化學改性的發生質變的活化橡膠粉。基質浙青在製備矽橡膠改性母粒的過程中起到柔軟劑和粘合劑的作用，氯化過程中活化橡膠粉的作用是對有機矽漿渣進行吸附、包裹以隔離空氣，提高了本發明的矽橡膠改性母粒的抗低溫性和耐氧化性能。本發明的矽橡膠改性母粒的製備方法是將基質浙青預熱至120-160°C後，按比例向盛有活化橡膠粉的捏合機內加入基質浙青，邊加邊捏合，保持半溼潤狀態捏合；將有機矽漿渣按比例加入到捏合機，在20-40°C溫度下進行捏合，得到矽橡膠改性母粒。本發明的矽橡膠改性母粒的製備方法捏合工藝溫度低，有機矽漿渣與活化橡膠粉及浙青的氯化反應作用較溫和，而活化橡膠粉與浙青的混合物起到了對有機矽漿渣吸附、包裹從而空氣隔離的作用，使有機矽漿渣不會因吸附空氣中的水份而分解氯化氫氣體。本發明的矽橡膠改性母粒製備方法工序簡單，無三廢公害，環保，更重要的是，將矽橡膠、有機矽工業的漿渣廢液變廢為寶，所得到的矽橡膠改性母粒的抗低溫性和耐氧化性能較好。本發明矽橡膠改性母粒經基質浙青高溫加熱O00-25(TC )混合稀釋氯化，即可得到合成橡膠浙青，按相關國家標準檢驗，所得合成橡膠浙青延伸度為13-32cm，軟化點為 53-105°C，針入度為為71-110，25°C彈性恢復61-95%，180°C旋轉粘度為2.43-4.83。整體性能優於國家標準。本發明的矽橡膠改性母粒，也可利用硫化工段模具在高溫下與其他橡膠混煉、硫化或與塑料混煉氯化製成橡塑製品。用戶可結合橡塑製品技術要求比對檢驗效果，靈活配方。
具體實施方式
下面結合試驗例及具體實施方式
對本發明作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本發明上述主題的範圍僅限於以下的實施例，凡基於本發明內容所實現的技術均屬於本發明的範圍。實施例1本實施例列舉的矽橡膠改性母粒，它是由以下重量比的組份組成活化橡膠粉 100kg，浙青10kg，有機矽漿渣1. ^g，所述活化橡膠粉由如下重量比的組份組成廢舊輪胎粉邪kg，己二醇4kg。所述有機矽漿渣是甲基氯矽烷單體合成過程中所產生的廢棄物，有機矽漿渣的主要成分是有機矽單體、氯矽烷以及高含量的金屬銅以及少量的其它金屬，其主要成分的重量比例為有機矽單體氯矽烷單質銅=38 60 2。本實施例的矽橡膠改性母粒按以下方法製備(1)、將基質浙青置於反應釜中，預熱至160°C ；O)、將IOkg基質浙青加入到摻入盛有IOOkg的活化橡膠粉的捏合機中，在 20-40°C下捏合；(3)、基質浙青加入完畢，將1. 5kg有機矽漿渣加入捏合機，使步驟( 所得混合物對有機矽漿渣在20-40°C溫度下進行吸附、包裹，得到矽橡膠改性母粒。將本實施例所得矽橡膠改性母粒摻入190kg基質浙青中經高溫加熱Q00-250°C ) 混合稀釋氯化，即可得到合成橡膠浙青。道路浙青的質量常用以下指標進行評定延伸度主要用於反映浙青的低溫性能。浙青的延伸度是指在規定的拉伸速度和溫度下，拉伸標準試件的兩端到斷裂時的長度。延伸度是剪切面上剪切壓力大於浙青內聚力時的斷裂長度，隨溫度不同而變化。它反映浙青的粘彈性質，延伸度可按照ASTMD113或 GB/T4508方法測定。軟化點反應浙青的高溫性能。浙青的軟化點是浙青在一定條件下的等粘溫度，軟化點高表示浙青的等粘溫度高，混合料的高溫穩定性好，軟化點的測定方法可參照ASTMD36 或 GB/t4508。針入度是浙青的稠度指標。反映浙青在一定條件上的軟硬程度，浙青的針入度用標準針在一定負荷、時間和溫度條件下，垂直穿入浙青試樣的深度表示，單位為l/10mm，不同溫度針入度的對數與溫度呈線性關係，即工IgP = AT+K，其中P為溫度T時的針入度，A 反映針入度對數溫度的敏感性，簡稱針入溫度係數，K為常數。以上是評定浙青質量標準的三大技術指標，根據附JT/T798-2011行業標準，另有 180°C旋轉粘度(Pa. s)和彈性恢復(25°C，% )兩大指標來評定浙青的性能。附JT/T 798-2011 行業標準表1橡膠浙青技術指標
權利要求
1.一種矽橡膠改性母粒，其特徵在於，包括活化橡膠粉、浙青、有機矽漿渣，各組分的重量比例為活化橡膠粉浙青有機矽漿渣=(90-105) (2-38) (1-30)， 所述活化橡膠粉包括廢舊輪胎粉和活化劑，所述廢舊輪胎粉與活化劑的重量比例為(94-100) (3-10)。
2.根據權利要求1所述的一種矽橡膠改性母粒，其特徵在於，所述矽橡膠改性母粒各組分的重量比例為活化橡膠粉浙青有機矽漿渣=(90-100) (5-30) (1-20)。
3.根據權利要求2所述的一種矽橡膠改性母粒，其特徵在於，所述矽橡膠改性母粒各組分的重量比例為活化橡膠粉浙青有機矽漿渣=(95-100) (10-30) (5-15)。
4.根據權利要求3所述的一種矽橡膠改性母粒，其特徵在於，所述矽橡膠改性母粒各組分的重量比例為活化橡膠粉浙青有機矽漿渣=100 (10-30) (5-10)。
5.根據權利要求4所述的一種矽橡膠改性母粒，其特徵在於，所述活化劑為四甲基葵炔二醇或己二醇。
6.根據權利要求5所述的一種矽橡膠改性母粒，其特徵在於，所述活化劑為己二醇，所述廢舊輪胎粉己二醇的重量比例為(94-96) (4-6)。
7.根據權利要求5所述的一種矽橡膠改性母粒，其特徵在於，所述活化劑為四甲基葵炔二醇，所述廢舊輪胎粉四甲基葵炔二醇的重量比例為100 (3-10)。
全文摘要
本發明涉及一種矽橡膠改性母粒。本發明的矽橡膠改性母粒，包括活化橡膠粉、瀝青、有機矽漿渣，各組分的重量比例為活化橡膠粉∶瀝青∶有機矽漿渣＝(90-105)∶(2-38)∶(1-30)，所述活化橡膠粉由如下重量比的組份組成廢舊輪胎粉∶活化劑＝(94-100)∶(3-10)。本發明的矽橡膠改性母粒的抗低溫性和耐氧化性能較好，具有良好的彈性，本發明矽橡膠改性母粒經基質瀝青高溫加熱(200-250℃)混合稀釋氯化，即可得到性能優良的合成橡膠瀝青，也可利用硫化工段模具在高溫下與其他橡膠混煉、硫化或與塑料混煉氯化製成橡塑製品。
文檔編號C08L95/00GK102492195SQ20111042261
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月15日 優先權日2011年12月15日
發明者周其強, 周祥 申請人:周祥, 四川維城磁能有限公司